Emre Ergun

Derince Limanında bulunan TMO Tahıl Terminalinde, 7 Ağustos 2023 tarihinde büyük bir toz patlaması oluşarak, 10 kişinin yaralanmasına ve 2 kişinin hayatını kaybetmesine sebep oldu. Soruşturmalar devam etse de, bu olayın bir tahıl tozu patlaması olduğu ön incelemelere göe tahmin edilmiştir. Bu olaydan yaklaşık 2 hafta önce, Brezilya’nın Kuzeyinde bulunan bir tahıl terminalinde benzer bir toz patlaması yaşandı ve bu olayda 8 kişi hayatını kaybetti ve 11 kişi yaralandı. Benzer zamanlarda, 11 Ağustos 2023 tarihinde ise, Fransa La Rochelle Limanında bulunan tahıl terminalinde, tahıl taşıyan konveyörlede başlayan bir yangının, silolara geçerek, dört siloda büyük zarar oluşturmuştur. Son zamanlarda oluşan bu olaylar, tahıl işletmelerinde olası toz patlaması risklerini göz önüne getirmiştir. 

Purdue Üniversitesi Tarım Araştırması grubuna göre 2, 2022 yılında A.B.D.’de 9 farklı tahıl işletmesinde tahıl tozu patlaması yaşanmış ve on yıllık ortalamaya göre senede 7.8 adet toz patlamasının oluştuğu bilgisi verilmiştir. Bu patlamaların dağılımı yanda sıralanmıştır; 1 etanol tesisi, 2 yem fabrikası, 2 tahıl elavatörü, 2 pirinç öğütme tesisi, ve 2 tahıl işlemesi.  Bu olaylara bakında, tahıl tozlarının sektör için önemli bir risk olduğu anlaşılmakta ve yeterli miktarda önlemin alınması gerekliliğini ortaya çıkmaktadır. 

Bir tahıl tozu patlamasının oluşabilmesi için yandaki şartların bir arada oluşması gereklidir: 

1) yeteri miktarda toz halinde malzeme, 

2) Bu yanıcı toz malzemenin havada dağılmış ve asılı olduğu bir durum, 

3) kapalı bir ekipman veya ortam (tozun içinde havada asılı kaldığı ortam), 

4) Tozu alevlendirecek nitelikte bir alev kaynağı, 

5) Oksijen kaynağı (hava). 

Bu şartların bir arada oluşması ile toz patlaması son derece hızlı bir şekilde oluşarak ekipmana ve etrafa zarar verecektir. Tipik olarak toz patlaması öncelikle bir ekipman içerisinde başlar, ve bağlantılı boru hatlarından veya transfer şutlarından hızla ilerleyerek, bağlantılı ekipmanlarda veya ortamda ikincil toz patlamaları yaratması beklenir. İkincil patlamaların zararlı etkisi, birincil patlamaların kat kat üzerinde olması beklenir. Yaşanan bu son olaylara bakıldığında,  tahıl işletme sahiplerinin tesislerinde oluşması olası toz patlamalarına karşı yeterli miktarda koruyucu önlemler alması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. 

 Hangi malzemeler toz patlaması riski taşır? 

Tahıl tesislerinde kullanılan bir çok malzeme yanıcıdır. Üretim esnasında proseslerde oluşacak bu tozların bulutları (havada asılı/uçuşur  halde olduğu zamanlarda) toz patlaması riskleri yaratacaktır.  Tozun parçacık büyüklüğü ve rutubet oranı alevlenebilirliğini önemli ölçüde etkilyecektir. Tozun rutubet oranı ve parçacık büyüklüğü azaldıkça, toz patlama hassasiyeti aracaktır ve daha kolay toz patamaları oluşturacaktır. Tahıl sektöründe genellikle kullanılan tahıl tozlarının değerleri aşağıda referans amaçlı paylaşılmıştır. 5.   

İşletmede oluşacak bir toz patlaması durumunda, ekipman içerisinde ani olarak 8 bar basınç oluşacaktır. Bu değer, tipik proses ekipmanlarının mekanik dayanımlarının 10-15 kat üzerinde bir basınç değeridir. Dolayısıyla toz patlamalarının zarar etkisi çok büyüktür. 

EN1127-1 standardına göre, endüstride 14 farklı tutuşturma kaynağının oluşması mümkündür. İşletmelerin periyodik olarak alev kaynakları risk değerlendirmesi yaparak hangilerinin operasyonlarında oluşabileceğini belirlemesi gereklidir. Tahıl tozu patlamaları araştırma raporlarına göre 3, aşağıdaki tutuşturma kaynakları tahıl işletmelerinde olması mümkündür:

Tahıl terminalleri, yüksek kapasiteli konveyör, elevatör, silo, toz toplayıcı gibi bir çok ekipmanlardan oluşur. Malzemeler şutlar aracılığı ile ekipmanlar arası transfer edilir. Çalışma sırasında bu ekipmanların içlerinde tozların havada uçuşması, dolayısıyla patlayıcı ortam oluşması beklenmelidir (ATEX ZONE21, 20). Aynı zamanda ekipmanlarda oluşan toz kaçakları konveyör tünelleri, elevatör kuyuları ve üretim alanlarında birikerek bu alanları patlayıcı ortam (ATEX ZONE22) sınıfına sokar ve beraberinde ikincil toz patlaması riskleri yaratabilir. Tahıl işletmeleri toz patlamaları üzerine yapılan araştırmalarda3 , kovalı elevatörler, depolama ekipmanları, öğütme hatları ve toz toplayıcıların daha sık toz patlamalarının yaşandığı ekipmanlar olduğu, aşağıdaki tabloda gösterilmektedir.  

Tahıl tozu patlamaların karşı alınabilecek koruyucu ve engelleyici önlemler nelerdir? Endüstride kabul görmüş yedi farklı koruma/engelleme metodu mevcuttur. Bir çok durumda engelleyici önlemler ve koruyucu önlemler bir arada alınmaktadır. Bu metotlar 

1) Alev kaynakları kontrolü (engelleme), 

2) Yanıcı tozun azaltılması (temizlik, vakum, toz emiş, toz oluşumu engellenmesi), 

3) Düşük oksijen altında üretim (inert), 

4) Patlama basıncına dayanımlı proses tasarımı, 

5) Patlama tahliye kapakları, 

6) patlama sönümleme sistemleri ve

7) Patlama yayılmasını engelleyecek izolasyon sistemleri. 

 4,5 ve 6 da gösterilen önlemler muhakkak 7 ile birlikte kullanılmalıdır. Aşağıda tahıl işletmeleri tarafından alınabilecek önlemler örneklenmiştir.

Kıvılcım algılama ve sönümleme (engelleme) – Burada ki hedef kıvılcım veya sıcak parçacık gibi, tozu alevlendirecek alev kaynaklarının oluştukları yerde veya taşıma sırasında erken ve hızlı algılanarak bu, yanıcı /patlayıcı ortama geçmeden bunu söndürülmesini kapsar. Taşıma hatları, transfer şutları gibi yerlerde uygulanır. Tahıl tesislerinde değirmenlerin taşıma hatlarında, toz toplayıcıların giriş boruları üzerinde, kovalı elevator besleme ve döküş şutlarında uygulanırlar. 

Patlama tahliye ve izolasyon sistemi (patlama korunma)- Bu uygulamadaki amaç, toz patlama riski taşıyan ekipman üzerinde olası toz patlamasının basınç ve alevini güvenli bir alana tahliye ederek, oluşan patlamanın bağlantılı hatlardan yayılmasını engellemektir. Tahıl işletmelerinde bir çok durumda ekipmanlar bina içinde bulunduğundan patlama tahliye kapakları kullanımına uygun değildir. Çünkü ortama alevin atılması mümkün değildir. Bu durumlarda üzerinde alev tutucu mekanizma bulunan alevsiz patlama tahliye kapakları kullanılabilmektedir. Alevsiz patlama kapaklarının bir çok tipi mevcuttur. Aşağıda gösterilen EVN tipi açılır/kapanır yaylı mekanizmaya sahip çok kullanımlı versiyondur. 

 

Tahıl işletmelerinde uygulanacak tüm patlama korunma ve engelleyici sistemlerinin üçüncü parti test edilmiş ve ATEX onaylı sistemler olması kritik öneme sahiptir. Bunlar hayat kritik sistemler olduğundan yüksek güvenilirlikte ve uygun onaylara sahip ekipmanlar olmaldır. Aynı zamanda tüm patlama korunma ve engelleyici sistemler, bu sistemleri yakından tanıyan üreticinin kendi ekibinin parçası olan tasarım mühendisleri tarafından tasarlanması ve sistemlerin bakımlarının sistem üreticisinin saha bakım mühendisleri tarafından yapılması gereklidir.

Doğru tasarlanmış patlama korunma ve engelleme sistemi ile korunan bir tahıl işletmesi, hem çalışanlarına daha güvenli bir ortam sağlayacaktır hem de tesisin plansız uzun süreli duruşlara veya malzeme kayıplarına maruz kalma risklerini önemli ölçüde azaltarak işletmenin sürdürülebilirliğini sağlayacaktır. 

Yazar Hakkında
IEP Technologies Türkiye'nin Genel Müdürü Emre Ergun, endüstriyel patlamadan korunma alanında risk yönetimi, ürün geliştirme, Ar-Ge, sistem uygulama mühendisliği, standart geliştirme ve iş geliştirme odaklı 20 yılı aşkın tecrübeye sahiptir. Orta Doğu Teknik Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü'nden lisans, Northeastern University Graduate School of Engineering, Boston'dan yüksek lisans ve Babson College, F.W. Olin Graduate School of Business'tan yüksek lisans derecelerine sahiptir. Ergun, National Association of Safety Professionals, NASP sertifikalı bir güvenlik denetçisidir. www.ieptechnologies.com.tr