Patlama tehlikesi büyük çoğunlukla yanıcı gaz ve buharlardan kaynaklanmaktadır. Patlamayı önleyici yöntemlerle bu tür maddelerin alev almasını engellemek yerine, bu maddeleri tutuşacak seviyeye gelmeden önce algılamak daha faydalıdır.

İster petrol ve gaz arama ve depolama işleri, ister yanıcı sıvı ve gazların taşınması ve depolanması olsun ya da solvent kullanımı gerektiren işlerde ya da plastik işleme endüstrisinde olsun, yanıcı gaz ve buharların ortaya çıkması nedeniyle tehlikeli bir durum olması durumunda, personel ve tesislerinizin güvenliğini sağlamak için, pek çoğu yasalarla düzenlenmiş olan patlama koruma çözümlerine ihtiyaç duyulmaktadır. 

Yapılan uygulamaya bağlı olarak, gaz ve buharların algılanmasında değişik ölçüm yöntemleri kullanılabilir: Katalitik veya infrared sensörleri içeren gaz kaçak algılama cihazları ve Open Path dedektörler bu amaçla kullanılır. Detektörlerin Dräger Polytron ya da Dräger Regard gibi merkezi kontrol üniteleri ile birlikte kullanılmasıyla, yanıcı gaz ve buharlar, çok erken seviyede, yoğunlaşma miktarı henüz tehlikeli bir durum (patlama riski) oluşturmadan algılanıp, gerekli önlemler alınabilir.

Yanmanın gerçekleşmesi için üç koşulun var olması gerekir:

1. Yanıcı gaz ya da buharın LEL seviyesi üzerinde yoğunlaşmış olması,
2. Yeteri kadar oksijen yoğunlaşması,
3. Yeteri kadar yüksek sıcaklık ya da tutuşma kaynağı enerjisi.

Eğer bu üç koşuldan bir tanesi eksik ise yanma ya da patlama meydana gelmeyecektir.

Bu nedenle, patlamaya karşı alınacak önlemler aşağıdakiler olabilir:

1. Yoğunlaşma oluşmasının engellenmesi,
2. Yoğunlaşmanın inert hale getirilmesi,
3. Ex-proof cihazların kullanılması.

Yoğunlaşma oluşmasını engellemenin (sınırlandırmanın) en güvenli yolu, kullanım süreçlerinden bu maddeleri uzak tutmaktır ki bu normalde mümkün değildir. Yanıcı gaz ve buharların kullanıldığı yerlerde, gaz yoğunlaşmasının engellenmesi için gaz algılama sistemlerinin kullanılması gereklidir. Yoğunlaşma tehlikesi karşısında, üretim sürecinin durdurulması ve yanıcı gaz ya da buharların LEL seviyesi üzerinde birikmesine izin verilmesi durumunda, ancak ortamdaki oksijen miktarının düşük seviyede tutulabilmesi ile patlama riski kontrol edilebilir.

Ancak bu yöntemlerin işe yaramaması durumunda, ortamdaki tüm elektrikli cihazların patlama koruma standartlarına göre tasarlanmış olması ve yanıcı gaz ve buhar sızıntısı durumunda, yanmanın başlamasına neden olmamaları gerekir. Bu yöntemlerine ilişkin daha ayrıntılı bilgi EN-1127-1 standardında bulunabilir.

Patlayıcı madde yoğunlaşma miktarının LEL seviyesinin altında tutulması (1) ve bu yoğunlaşmanın inert (reaksiyona girmeme) durumda kalmasının sağlanması da birincil önlemler olarak adlandırılmaktadır. Bununla beraber, patlama korumalı cihazların (3) kullanılması, ikincil bir önlemdir çünkü alev alabilecek (tutuşabilecek) yoğunlaşmaların oluşması değil yalnızca bu yoğunlaşmanın alev alması engellenmektedir. 

Yoğunlaşmanın belirli bir seviye altında tutulması, aktif seyreltme işlemidir: Örneğin, yoğunlaşmanın % 20 LEL eşik değerinin üzerine çıkması durumunda tehlikeli bölgenin otomatik olarak temiz havayla havalandırılması gibi. Alınan karşı önlemin işe yaramaması nedeniyle yoğunlaşma miktarının artmaya devam etmesi durumunda, örneğin % 40 LEL seviyesinde, otomatik kapatma sistemlerinin devreye girerek patlama koruması olmayan tüm cihaz ve ekipmanların kapatılması gerekir. Bu işlem için kullanılacak olan gaz algılama sisteminin ilgili Avrupa Standardına uygunluğu açısından (eski EN 50054ff, yeni EN 61779) yetkili bir kuruluş tarafından tip onaylarının yapılmış olması zorunludur. Bu zorunluluk sensör, transmiter ve merkezi kontrol ünitesi için de geçerlidir.

 Yoğunlaşmanın inert kalmasını sağlamak, patlamalara karşı bir koruma yöntemi olduğundan, inert hale getirme sürecinde kullanılan oksijen ölçüm cihazları da, en azından Avrupa’da, bu amaca uygun tip onayına sahip olmalı ve ilgili standartlara uygunluk göstermelidir. Örneğin, EN 50 104 uygunluğu açısından (eski EN 50054ff, yeni EN 61779) yetkili bir kuruluş tarafından tip onaylarının yapılmış olması zorunludur. Bu zorunluluk sensör, transmiter ve merkezi kontrol ünitesi için de geçerlidir.

Gaz yoğunlaşmasının artması ve 1. alarm sınırına ulaşması durumunda, karşı önlem aktive edilir. Karşı önlem etkili olursa, gaz yoğunlaşması azalır (mavi eğim). Ancak, eğer karşı önlem etkili olmazsa, yoğunlaşma artmaya devam eder (kırmızıçizgi). 2.  alarm sınırına ulaşıldığında, zorunlu önlemler aktive edilir. Doğru biçimde tasarlanmış olan gaz algılama sistemleri, çok nadiren ya da asla birinci seviyenin aşılıp 2. seviye alarm sınırına ulaşılmasına izin vermez.

Yanıcı Gaz Ve Buharlar Hakkında Güvenlik Bilgileri

 Tutuşmanın gerçekleşebilmesi için belirli miktarda bir yoğunlaşmanın olması gerekir. Ortam havası içerisinde bu belirli seviyenin altında yoğunlaşan maddeler, alev almaz çünkü yanıcı madde miktarı yeterli değildir. Bu sınıra alt patlama sınırı ya da LEL denir. LEL seviyesi hesaplanamaz ancak bazı standart metotlarla ampirik bir değer olarak ortaya çıkartılabilir. Bazı istisnalar ile LEL, hacimde % 0.5 ile 15 arasındadır.

Gazlar ve LEL

Kendi kaynama noktasının üzerinde bulunan maddelere gaz denir. Bu nedenle, sade bir gazın basıncı atmosferik basınçtan her zaman daha yüksek olduğu için, açığa çıkan gaz çok kısa sürede LEL seviyesinin üzerinde bir miktarda yoğunlaşarak tutuşma tehlikesi bulunan hava/gaz karışımlarının oluşmasına yol açabilir.

Yanıcı Sıvıların Buharları ve Yanma (Parlama) Noktası

Kendi kaynama noktasının altında bulunan maddeler yalnızca gaz halinde değil, sıcaklığa bağlı olarak sıvı halde de (ayrıca katı halde) bulunurlar.

 Bu maddenin içerisindeki gaz halindeki bileşene buhar denir. Buhar basıncı atmosferik basınçtan her zaman daha düşüktür ve oluşabilecek maksimum buhar yoğunlaşması sıvının sıcaklığına bağlı olarak belirli bir miktardadır. Özellikle de yanıcı sıvılara ait maksimum buhar basıncı o kadar düşüktür ki LEL seviyesi ancak belirli sıcaklıklarda aşılabilir. Yanıcı sıvı buharları yalnızca bu belirli sıcaklığın üzerinde alev alır özelliktedir. Standart metotlarla ulaşılan ampirik sıcaklık, yanıcı sıvıların tehlikeli olabilecek durumlarının değerlendirilmesi açısından çok önemli bir değer olan patlama noktası olarak adlandırılır.

Etanolun kaynama noktası 12 ^oC’dir (dolayısıyla 20 ^oC’de Etanol yanıcıdır), ancak n-Bütanol için yanma (parlama) noktası 35 ^oC’dir. Dolayısıyla 20 ^oC derece ortam sıcaklığında n-Bütanol buharları alev almaz ancak 35 ^”C üzerinde alev alabilir ve yanıcı bir sıvının sıcaklığının patlama derecesinin altında tutulması da birincil bir patlama korunma önlemidir.

Etanolun kaynama noktası 12 ^oC’dir (dolayısıyla 20 ^oC’de Etanol yanıcıdır), ancak n-Bütanol için yanma (parlama) noktası 35 ^oC’dir. Dolayısıyla 20 ^oC derece ortam sıcaklığında n-Bütanol buharları alev almaz ancak 35 ^”C üzerinde alev alabilir ve yanıcı bir sıvının sıcaklığının patlama derecesinin altında tutulması da birincil bir patlama korunma önlemidir.

Tutuşma Sıcaklığı ve Minimum Tutuşma Enerjisi

Elektriksel (ya da mekanik) olarak veya sıcak yüzeylerden çıkan kıvılcım ve arklar, tutuşmaya yol açan 13 farklı neden arasında en iyi bilinenlerdir. Ortam havası   içerisindeki yanıcı gaz ya da buhar karışımının tutuşması için tutuşmaya yol açacak kaynağın ampirik tutuşma sıcaklığından daha yüksek bir sıcaklığa sahip olması ya da kıvılcımların minimum ampirik tutuşma enerjisinden daha yüksek bir enerjiye sahip olması gerekir.Hem tutuşma sıcaklığı hemde tutuşma enerjisi değerleri standart metodlarla hesaplanmaktadır ve belirli bir uygulamaya için patlama korumalı cihaz seçerken ya da tasarlarken dikkate alınması gereken değerlerdir. 

Draeger Safety Korunma Teknolojileri Ltd. Şti.

Kaynak : DTK Dergisi