Toz Patlaması Nedir?

Havada bulunan yanıcı tozların belirli bir konsantrasyona ulaşıp bir ateşleme kaynağıyla temas etmesi sonucu çok hızlı ve şiddetli ortaya çıkan enerji transferidir. Patlama esnasında yüksek basınç ve alev ortaya çıkar. Patlamanın oluşabilmesi için kapalı hacimde oksijen, yeterli konsantrasyonda yanıcı toz ve ateşleme kaynağının bir araya gelmesi gerekmektedir.

Toz Patlamasının Nedenleri ve Önlenmesi

Patlama üçgeninde yer alan (oksijen – yanıcı toz ve enerji kaynağı) üç bacaktan bir tanesini elimine etmek patlamayı önlemeye yeterli olacaktır. Havada oksijen olduğu düşünüldüğünde proseslerin çoğunda oksijen elimine edilemez ve geriye ateşleme kaynağı ile yeter konsantrasyonda toz kalır. Bu iki parametreyi kontrol altında tutabilmek adına aşağıdaki faktörler oldukça önemlidir.

Toz toplama sistemi

Olmayan yada yanlış tasarlanmış yetersiz bir toz toplama sistemi ortamdaki yanıcı toz konsantrasyonun LEL seviyesine ulaşmasına neden olur. Burada en temel yanıltıcı faktör ise işletmelerde tozun gözle görünmek istemesidir. Ancak insan gözü 40 mikron altındaki tozları göremez ve ince partiküller görece büyük yüzey alanları ve oksijenle daha fazla temas etmeleri nedeni ile daha tehlikeli sınıfa girmektedirler.

Risk analizi

Yanıcı ve patlayıcı tozlar ile çalışan işletmelerin mutlaka kendi mühendisleri tarafından oluşturulmuş risk analizleri olmalıdır. Üretim, bakım ve proseste planlanan revizyon ya da yeni yatırımlar bu risk analizi doğrultusunda yapılmalıdır. Bu risk analizinde işletmedeki tüm potansiyel ateşleme kaynakları tanımlanmalı ve patlama riski minimize edecek şekilde ekipman seçimleri ve proses süreçleri yönetilmelidir.

Eğitim

İşletmede çalışan personel düzenli ve doğru eğitimleri almalı, işletmede çalışırken bu eğitimlerde alınan bilgilerin uygulanması düzenli olarak kontrol edilmelidir.

Bakım

ATEX zone tanımlanmış bir ortamda çalışan makinelerin periyodik bakımlarının mutlak suret ile ATEX ekipmana bakım yapma yetkinliği ve sertifikası bulunan kişiler tarafından yapılmalıdır. Burada tercihen makine üreticisinden hizmet alınmalıdır zira o makine üzerine uzmanlaşmış en yetkili kişilerdir. Yetkin olmayan kişiler tarafından yapılan yanlış bakım da potansiyel bir patlama riskinin habercisi olabilir.

Toz patlaması parametreleri

MIE

(Minimum ignition energy - mJ)

Yeter konsantrasyonda yanıcı tozun patlaması için gerekli minimum enerji miktardır.

LEL

(Lower explosion limit – gr/m3)

Yanıcı tozun patlayabileceği minimum konsantrasyonu belirtir

Pmax

(bar)

Tozun patlama anında bulunduğu kaba oluşturacağı max basınç değeridir

Kst

(bar m/sn)

Patlama anında Pmax değerine ulaşma hızını gösterir

MIT

(minimum ignition temperature - C)

Yeter konsantrasyonda yanıcı tozun patlaması için gerekli minimum sıcaklık miktardır.

Patlamadan korunma ekipmanları

Yanıcı ve patlayıcı özellikteki tozun MIE değeri 10mJ ve üzeri ise proseste kullanılan tüm ekipmanların ateşleme kaynağı üretmeyecek şekilde tasarlanması durumunda patlama üçgenindeki ateşleme kaynağını ortadan kaldırarak patlamadan korunma ATEX regülasyonları tarafından kabul görmektedir. Ancak aynı durumun NFPA tarafından kabul edilmediğini ve iki regülasyon arasındaki temel yorum farklarından birisi olduğunu da belirtmemiz gerekmektedir.

Prosesteki yanıcı ve patlayıcı özellikteki tozun MIE değeri 10mJ’ün altında ise ATEX regülasyonları gereği konstrüktif patlamadan korunma ekipmanları kullanımı zorunlu hale gelmektedir.

Bu ekipmanların seçimi mutlak suretle yetkili kişiler tarafından yapılmalıdır, yanlış seçim ve uygulama sizi korumayacaktır. Ayrıca bu ekipmanların kullanımı kadar üzerine monte edildikleri makinenin tasarımı, dayanım basıncı ve mevcut durumu da önem arz etmektedir. Patlamadan korunma ekipmanı kadar kullanıldığı makinenin de ATEX regülasyonlarına uygunluğu da önemlidir.

Peki bu ekipmanlar nelerdir ve ne işe yaramaktadırlar:

Patlama izolasyon valfi

Patlama esnasında makinenin izole edilip oluşan basınç ve alevin üretime gitmesini engelleyen ekipmanlardır. Farklı tipleri olmakla birlikte ağırlıklı kullanılan tipleri patlama basıncı ile mekanik olarak çok hızlı reaksiyon veren ve kapanan ekipmanlardır. Tozlu hava kanalına kullanımı zorunlu olmak ile birlikte prosese ve makine koşullarına bağlı olarak var ise temiz hava kanalına da kullanılması gerekebilir.

Patlama kapağı

Patlama esnasında makine üzerinde zayıf halka oluşturup basınç ve alevi belirli noktadan tahliye etmeye yarayan ekipmanlardır. Prosese göre tasarlanmış dayanım basınçları mevcuttur ve bu basıncın üzerinde yırtılmak sureti ile basınç ve alevi tahliye ederler. Piyasadaki en ekonomik sistem gibi görünmelerine rağmen ihtiyaç duyulan emniyetli alan (patlama anında basınç ve alevin etki edeceği 50mt ‘ye varan etki alanı) düşünüldüğünde uygulama alanları kısıtlıdır. Maalesef endüstriyel tesislerimizde çok fazla yanlış uygulamaları mevcuttur.

Alevsiz tahliye sistemleri

Patlama esnasında çıkan basınç ve alevi kendi içerisinde sönümleyerek atmosfere duman ve bir miktar toz deşarj eden sistemlerdir. Patlama kapağına göre daha maliyetli olmasına karşın alev ve basıncı sönümlemesi ile çok daha güvenli sistemlerdir. Monte edildiği alanda kabul edilebilir düşük boş alanlar (ekipman tipine göre değişen 1-2 mt gibi) ihtiyacı olmaktadır.

Patlama sönümleme sistemi

Bu sistemlerde amaç patlamanın nispeten önceden algılanarak patlamanın sönümlenmesidir. Sistem bir algılayıcı, bir kontrol ünitesi ve sönümleme tüpünden oluşmaktadır. Algılayıcıdan gelen sinyal ile kontrol ünitesi sönümleme tüpünün çok hızlı bir şekilde boşaltmak sureti ile patlamayı sönümler.

İletişim

Sorularınız için bizimle iletişime geçin

Toz filtreleri, toz patlaması ve toz toplama sistemleri ile ilgili daha detaylı bilgi almak, içerik önerilerinizi ve sorularınızı bize iletmek için formu doldurun. Uzman ekibimiz en kısa sürede size sorularınızla ilgili dönüş yapacaktır.