Toz Patlaması Nedir? Yanıcı Tozlar, Patlama Beşgeni, İkincil Patlama ve Önlemler
Un, yem, şeker, ahşap, metal ve plastik tozu neden patlar, toz birikimi neden asıl tehlikedir ve önlemler hangi sırayla kurulur? Toz maruziyetinden farkıyla
Toz Patlaması Nasıl Oluşur?
Toz patlaması, havada bulut hâlinde asılı yanıcı tozun kapalı bir hacimde tutuşup hızla yanması ve basınç üretmesidir. Yanmanın kendisi yangınla aynı kimyadır. Farkı, ince taneli tozun çok geniş bir yüzeyle havaya temas etmesi ve alevin bulut içinde çok hızlı ilerlemesidir.
Mekanizma beş öğeyle anlatılır ve buna toz patlama beşgeni denir. İlk üçü yangın üçgenidir: yakıt (yanıcı toz), oksijen ve tutuşturucu kaynak. Dördüncüsü dağılmadır: toz havada bulut hâline gelmelidir. Beşincisi kapalılıktır: bulut bir silo, filtre, kanal veya oda içinde olmalıdır.
Beşgenin pratik değeri şudur: öğelerden biri ortadan kalkarsa patlama olmaz. Önlemler de bu öğelerden birini hedefler. Toz kaynağında toplanırsa yakıt azalır, inert gaz oksijeni düşürür, topraklama tutuşturucu kaynağı keser. Patlama tahliye paneli ise kapalılığı kontrollü biçimde bozar.
Yönetmelik toz ortamını gazdan ayrı tanımlar. Havada bulut hâlindeki tutuşabilir tozlar için Bölge 20, 21 ve 22 kullanılır (Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik Ek-1; RG: 30.04.2013, S: 28633).
Hangi Tozlar Patlar, Hangi Sektörlerde Görülür?
Yanabilen hemen her katı madde, yeterince ince öğütülüp havaya karıştığında patlayıcı toz oluşturabilir. Belirleyici olan maddenin adı değil, tane boyutu, nemi ve havaya kalkma kolaylığıdır. Aşağıdaki tablo, toz patlaması riskinin sık değerlendirildiği sektörleri toplar.
| Toz türü | Tipik sektör ve alan | Dikkat edilecek nokta |
|---|---|---|
| Un ve tahıl tozu | Değirmen, fırın hamurhanesi, tahıl silosu | Elevatör, silo dolum ve boşaltım, eleme hatları |
| Yem tozu | Yem fabrikası, karma yem hatları | Kırıcı, mikser, peletleme öncesi kurutma |
| Şeker ve nişasta | Şeker fabrikası, şekerleme, nişasta üretimi | Pudra şeker öğütme, konveyör ve paketleme |
| Ahşap tozu | Mobilya atölyesi, kereste, MDF ve yonga levha | Zımpara, testere, siklon ve toz toplama filtresi |
| Metal tozu | Alüminyum ve magnezyum işleme, taşlama, toz boya, eklemeli imalat | Islanınca hidrojen açığa çıkarabilir; söndürme yöntemi farklıdır |
| Plastik ve polimer tozu | Plastik granül, toz boya, kauçuk işleme | Pnömatik taşıma ve statik elektrik birikimi |
| Kömür tozu | Kömür hazırlama, kazan besleme | Kendiliğinden ısınma ve için için yanan birikinti |
| İlaç ve kimya tozları | Granülasyon, kurutma, tablet basımı | Kurutucu ve öğütücü çevresi, çözücüyle karışık ortamlar |
Tozun tehlikesi işyerinin büyüklüğüne bağlı değildir. Küçük bir fırının hamurhanesinde un, bir marangozhanenin zımpara köşesinde ahşap tozu birikebilir. Sektöre özgü puanlanmış örnekler için yem fabrikası, fırın ve pastane ile mobilya atölyesi risk değerlendirmesi örneklerine bakın.
Toz Patlamasında Hangi Değerler Ölçülür?
Bir tozun ne kadar tehlikeli olduğu laboratuvarda, gerçek numune üzerinde ölçülür. Literatürdeki değerler fikir verir ama aynı maddenin farklı tane boyutu farklı sonuç verir. Bu yüzden önlem tasarımında işyerinin kendi tozundan alınan numune esas alınır.
| Parametre | Ne anlatır? | Nerede kullanılır? |
|---|---|---|
| Minimum patlayıcı konsantrasyon (MEC) | Toz bulutunun patlayabildiği en düşük yoğunluk | Bölge sınıflandırması, toplama sistemi tasarımı |
| Minimum tutuşma enerjisi (MIE) | Bulutu tutuşturabilen en küçük kıvılcım enerjisi | Statik elektrik ve topraklama önlemleri |
| Bulut tutuşma sıcaklığı | Toz bulutunun sıcak yüzeyde tutuştuğu en düşük sıcaklık | Ekipmanın azami yüzey sıcaklığı seçimi |
| Tabaka tutuşma sıcaklığı | Yüzeyde biriken toz katmanının için için yanmaya başladığı sıcaklık | Ekipman sıcaklığı ve temizlik sıklığı |
| Azami patlama basıncı (Pmax) | Kapalı hacimde ulaşılan en yüksek basınç | Patlamaya dayanıklı ekipman tasarımı |
| Kst değeri ve St sınıfı | Basıncın ne kadar hızlı yükseldiği; St1, St2, St3 diye sınıflanır | Patlama tahliye yüzeyi ve bastırma sistemi hesabı |
St sınıfı yükseldikçe patlama daha şiddetli olur ve tahliye yüzeyi büyür. St0 ölçümde patlama göstermeyen toz demektir. Hangi sınıfın hangi Kst aralığına düştüğü laboratuvar raporunda yazılır; tasarım bu rapordaki değerle yapılır.
Toz ekipman seçiminde iki sıcaklık birlikte değerlendirilir. Ekipmanın azami yüzey sıcaklığı hem bulut hem tabaka tutuşma sıcaklığının altında güvenli bir payla kalmalıdır. Etiketteki gösterimin okunuşu Ex-proof ekipman rehberinde anlatılır.
İkincil Patlama Neden Daha Tehlikelidir?
Toz patlamalarında ağır sonuç çoğunlukla ilk patlamadan değil, onun tetiklediği ikinci patlamadan doğar. Bir ekipman içindeki küçük patlama bir basınç dalgası üretir. Dalga, kirişlerde, kablo tavalarında ve makine üstlerinde birikmiş tozu havaya kaldırır. Havalanan toz ilk patlamanın alevleriyle buluşur ve çok daha büyük bir ikinci patlama olur.
Bu mekanizmanın bilinen örneği, 7 Şubat 2008'de ABD'de bir şeker rafinerisinde yaşanan ve 14 çalışanın ölümüyle sonuçlanan kazadır. ABD Kimyasal Güvenlik Kurulu (CSB) inceleme raporu, kapalı bir konveyörde başlayan ilk patlamanın birikmiş şeker tozunu havalandırdığını saptamıştır. Ardışık ikincil patlamalar tesisin geniş bölümüne yayılmıştır.
Ders açıktır: birincil patlamanın gerçekleştiği ekipman çoğu zaman önlem alınmış ekipmandır. Asıl açık, ekipmanın dışında, kimsenin tehlike olarak görmediği birikintidedir. Yönetmeliğin Ek-1 notu da bu yüzden tabaka, tortu ve yığın hâlindeki tozu ayrı bir kaynak sayar.
Toz Birikimi Nasıl Kontrol Edilir?
Toz tarafında temizlik bir düzen işi değil, doğrudan patlama önlemidir. Temizlik düzeni, bölge sınıflandırmasının bir girdisidir: aynı kaynak, düzenli temizlenen bir alanda daha dar, birikintiye izin verilen alanda daha geniş bir bölge üretir.
- Önce kaynakta toplayın: Toz çıktığı noktada emilirse ortama yayılmaz. Kapalı taşıma, sızdırmaz bağlantı ve yerel emiş, temizlikten önce gelir.
- Yüksek yüzeyleri programa alın: Kiriş üstü, kablo tavası, kanal üstü, ışık armatürü ve asma tavan arası temizlik listesinde ayrı satır olmalıdır. Denetimde bakılacak yer zemin değil, bu yüzeylerdir.
- Basınçlı hava ile üflemeyin: Üfleme, birikmiş tozu tam da istenmeyen biçimde havada bulut hâline getirir. Yanıcı toza uygun, topraklanmış vakumlu temizleme ekipmanı tercih edilir.
- Süpürme yöntemini seçin: Kuru süpürme toz kaldırır. Nemli yöntemler ancak tozun suyla tepkimeye girmediği durumlarda uygundur; metal tozunda su tehlikelidir.
- Sıklığı birikime göre belirleyin: Takvim değil, birikme hızı esastır. Bir yüzeyde görünür katman oluşmadan temizlik yapılacak şekilde aralık seçilir ve kayıt tutulur.
- Sızıntıyı kök nedenden kapatın: Her gün temizlenen bir birikinti, kapanmamış bir sızıntıyı gösterir. Conta, körük ve kapak kontrolü temizlik programıyla birlikte yapılır.
Temizlik programı ve sorumluları patlamadan korunma dokümanının organizasyonel önlemler bölümüne yazılır.
Toz Patlamasına Karşı Önlemler Hangi Sırayla Kurulur?
Sıra yönetmelikte bellidir: önce patlayıcı ortamın oluşması önlenir, bu mümkün değilse tutuşması önlenir, en son patlamanın zararlı etkileri azaltılır (m.5/1). Önlemler gerektiğinde patlamanın yayılmasını önleyecek tedbirlerle birlikte alınır (m.5/2).
1. Patlayıcı toz ortamının oluşmasını önlemek
- Tozu kapalı sistemde taşımak, dolum ve boşaltımda sızdırmaz bağlantı kullanmak
- Kaynakta emiş ve uygun tasarlanmış toz toplama sistemi kurmak
- Prosese uygunsa tozu nemlendirmek veya daha iri taneli ürün kullanmak
- Kapalı ekipmanda oksijeni inert gazla patlama için yetersiz düzeye indirmek
- Toz birikimini programlı temizlikle önlemek
2. Tutuşmayı önlemek
- Bölgeye uygun kategori ve sıcaklık değerinde ekipman kullanmak (Ek-3)
- Tüm iletken parçaları topraklamak ve eşpotansiyel bağlamak; çalışanlara statik elektriği önleyen KKD vermek (Ek-2 madde 2.3)
- Hammaddeye karışan metal parçaları mıknatıs veya ayırıcıyla tutmak
- Elevatör ve konveyörde kayış kayması, rulman ısınması ve hizasızlık için izleme kurmak
- Sıcak işi çalışma izniyle yönetmek, öncesinde temizlik yapmak
3. Patlamanın etkilerini sınırlamak
- Patlama tahliye paneli: basıncı güvenli bir yöne boşaltır (EN 14491)
- Patlama bastırma sistemi: patlamayı başlangıçta algılayıp söndürür (EN 14373)
- Patlama izolasyonu: döner valf veya hızlı kapanan klape ile alevin kanaldan diğer ekipmana geçişini keser (EN 15089)
- Basınca dayanıklı ekipman tasarımı ve tahliye yönünde insan bulunmayan yerleşim
Üçüncü gruptaki sistemler koruyucu sistem sayılır ve piyasaya arzı Muhtemel Patlayıcı Ortamda Kullanılan Teçhizat ve Koruyucu Sistemler İle İlgili Yönetmelik (2014/34/AB) kapsamındadır (RG: 30.06.2016, S: 29758). Belgesi ve kurulum talimatı dokümanda saklanır.
Toz Maruziyeti ile Toz Patlaması Arasındaki Fark Nedir?
Aynı toz iki ayrı tehlike doğurur ve iki ayrı mevzuat zincirine bağlanır. Toz maruziyeti çalışanın akciğerine giren tozla ilgilidir. Toz patlaması ise havadaki ve yüzeydeki tozun tutuşmasıyla ilgilidir. Biri sağlık gözetimi ve ölçüm, diğeri bölge sınıflandırması ve ekipman seçimi gerektirir.
| Ölçüt | Toz maruziyeti | Toz patlaması |
|---|---|---|
| Korunan şey | Çalışanın solunum sağlığı | Çalışanlar, tesis ve çevre |
| Temel mevzuat | Tozla Mücadele Yönetmeliği, kimyasal maddeler mevzuatı | Patlayıcı ortamlar yönetmeliği |
| Ölçülen | Çalışanın solunum bölgesindeki toz miktarı | Tozun patlama parametreleri ve birikim |
| Temel belge | Ortam ölçüm raporu, sağlık gözetimi kayıtları | Patlamadan korunma dokümanı ve bölge krokisi |
| Tipik önlem | Yerel emiş, ıslak yöntem, solunum koruyucu | Bölgeye uygun ekipman, topraklama, temizlik, tahliye paneli |
İki tehlike ortak önlemlerde buluşur: kaynakta toplama ikisini birden azaltır. Çatıştıkları yer de vardır. Toz toplama filtresi maruziyeti azaltır ama kendi içinde Bölge 20 veya 21 oluşturabilir. Bu yüzden filtre, patlamadan korunma dokümanında ayrı bir ekipman olarak değerlendirilir.
Yanan Metal Tozu Nasıl Söndürülür?
Yanan metal tozuna su sıkmayın. Lityum, sodyum, potasyum, alüminyum ve magnezyum gibi hafif ve aktif metallerin yangını D sınıfı yangındır. Bu metaller suyla veya su bazlı söndürücüyle tepkimeye girebilir ve yangını büyütebilir.
Yangın sınıflarını Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik tanımlar (RG: 19.12.2007, S: 26735). Aynı yönetmelik, D sınıfı yangın çıkması muhtemel yerlerde öncelikle kuru metal tozlu söndürme cihazı bulundurulmasını ister. Söndürücünün yeri ve kullanacak kişi acil durum planına yazılır.
Metal tozu toplayan filtrelerde ıslak tip toplayıcı kullanılacaksa, suyla tepkimede açığa çıkabilecek hidrojen ayrıca değerlendirilir. Bu durumda toz riski bir gaz riskine dönüşür ve bölge sınıflandırması iki ortam için yapılır.
Toz Patlaması Riskini Sahada Nasıl Kontrol Edersiniz?
Saha turunda aşağıdaki beş soru, dokümanın sahaya yansıyıp yansımadığını hızlıca gösterir:
- Kiriş, kablo tavası ve makine üstlerinde görünür toz katmanı var mı?
- Elevatör, konveyör ve kırıcılarda topraklama bağlantıları sağlam mı, en son ne zaman ölçüldü?
- Toz toplama filtresinin tahliye paneli veya izolasyon tertibatı yerinde ve engelsiz mi?
- Bölgedeki aydınlatma, motor ve prizlerin etiketinde toz işaretlemesi (D veya III grubu) var mı?
- Silo veya filtre bakımında temizlik ve çalışma izni birlikte uygulanıyor mu?
Tam liste için patlayıcı ortam saha kontrol listesine, silo ve elevatör vakası için patlayıcı ortam senaryolarına bakın. Topraklama sürekliliğinin nasıl ölçüldüğü topraklama ölçümü rehberindedir.
Toz patlaması hakkında sık sorulan sorular
Sorunuz burada yoksa destek@firstisg.com adresine yazın, 24 saat içinde yanıtlıyoruz.
Toz patlaması nedir?
Havada bulut hâlinde asılı yanıcı tozun kapalı bir hacimde tutuşup hızla yanması ve basınç üretmesidir. Beş öğe gerekir: yanıcı toz, oksijen, tutuşturucu kaynak, tozun havada dağılması ve kapalı ortam. Bu beş öğeye toz patlama beşgeni denir; biri ortadan kalkarsa patlama olmaz.
Hangi tozlar patlar?
Yanabilen hemen her katı madde ince öğütülüp havaya karıştığında patlayıcı toz oluşturabilir. Un, tahıl, yem, şeker, nişasta, ahşap, kömür, plastik ve alüminyum ile magnezyum gibi metal tozları tipik örneklerdir. Tehlikeyi belirleyen tane boyutu, nem ve havaya kalkma kolaylığıdır; kesin değer numune testiyle ölçülür.
İkincil patlama nedir?
Ekipman içindeki ilk patlamanın basınç dalgası, kirişlerde ve tavalarda birikmiş tozu havaya kaldırır; bu bulut ilk patlamanın aleviyle tutuşur ve daha büyük bir ikinci patlama olur. Ağır sonuçlar çoğu zaman bu ikinci patlamadan doğar. Bu yüzden yüksek yüzeylerdeki birikinti temizliği doğrudan patlama önlemidir.
Toz biriken yüzeyler basınçlı havayla temizlenebilir mi?
Önerilmez. Basınçlı hava birikmiş tozu havada bulut hâline getirir ve patlayıcı ortamı tam da önlemek istenen biçimde oluşturur. Yanıcı toza uygun, topraklanmış vakumlu temizleme ekipmanı tercih edilir. Temizlik sıklığı takvimle değil, birikme hızıyla belirlenir.
Toz maruziyeti ile toz patlaması aynı şey mi?
Hayır. Toz maruziyeti çalışanın soluduğu tozla ve sağlıkla ilgilidir; ölçüm ve sağlık gözetimi gerektirir. Toz patlaması ise tozun tutuşmasıyla ilgilidir; bölge sınıflandırması, uygun ekipman ve patlamadan korunma dokümanı gerektirir. Kaynakta toplama ikisini birden azaltır.
Yanan metal tozu suyla söndürülür mü?
Hayır. Lityum, sodyum, potasyum, alüminyum ve magnezyum gibi metallerin yangını D sınıfı yangındır ve su bazlı söndürücüyle tepkimeye girebilir. Binaların Yangından Korunması Hakkında Yönetmelik, D sınıfı yangın çıkması muhtemel yerlerde öncelikle kuru metal tozlu söndürme cihazı bulundurulmasını ister.
Toz Birikimi Bulgularını Kayda Geçirin
Toz birikimi sessiz bir bulgudur: her gün görülür, hiç kaydedilmez. FirstİSG uygulamasında kiriş üstündeki katmanı, kopuk topraklama kablosunu veya engellenmiş tahliye panelini fotoğraflayıp saha raporuna dönüştürür, DÖF olarak takip edersiniz.
Toz birikimi bulgularını kayda geçirin
FirstİSG uygulamasında kiriş üstündeki toz katmanını veya kopuk topraklama kablosunu fotoğraflayıp saha raporuna dönüştürür, DÖF olarak takip edersiniz.
Her ay ücretsiz rapor hakkı · iOS + Android
Soru & Yorumlar
Bu sayfadaki konuyla ilgili sorunuzu yazın; FirstİSG ekibi yanıtlıyor, onaylanan sorular herkese açık yayınlanıyor.
Henüz yorum yok. İlk soruyu siz sorun, yanıtlayalım.
Soru sorun veya yorum yazın