Yusuf Mert Sönmez
Mehmet Dilaver
Fikret Ertan Bütün
ProSCon Mühendislik Sanayi ve Ticaret A.Ş.
ATEX çalışmaları endüstri kuruluşlarında alevlenir sıvıların buharları, yanıcı gazlar ve yanabilen tozların sebep olduğu patlamaları önlemek ve etkilerini sınırlandırmak için yapılmaktadır. Bu çalışmada ilaç, gıda, kimya, enerji, çimento, döküm ve petrol ve gaz endüstrilerinde 64 farklı kuruluşta yapılan çalışmaların sektörel olarak incelemesi yapılmıştır. İncelemede yangın ve patlamaya sebep olabilecek ekipmanlar, bu ekipmanların mevcut kullanımındaki hatalar, ekipmanların muayenesi, muayene hataları ve bakım onarım hataları ele alınmıştır. 64 farklı kuruluşta yapılan çalışmalarda tesislerin %73’ünde exproof ekipman muayenelerinin zamanında yapılmadığı, %62’sinde exproof ekipmanlara ait bir envanter üzerinden değerlendirme yapılmadığı ve %46’sında çalışanların muhtemel patlayıcı ortamlar hakkında bilgi sahibi olmadığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada aynı zamanda sektörel bazda patlamaların önlenmesi için iyi uygulama örnekleri ve optimum yatırım önerileri ele alınmıştır.
Anahtar Sözlükler: ATEX, patlatıcı ortam, endüstriyel güvenlik, yatırım, patlama önleme
GİRİŞ
Endüstride tehlikeli kimyasallar elleçleme, transfer, üretim, katkılama, harmanlama, paketleme yığın depolama ve paketli depolama şeklinde kullanılabilmektedir. Her bir kullanım türü farklı riskleri barındırmaktadır. Bu kullanıma türlerinde endüstride sıklıkla kullanılan yakıtlar, solventler, reaktantlar yardımcı maddeler ve katkılar gibi organik ve metalik maddeler patlayıcı ortamlar oluştururlar. Bu ortamların kontrol edilememesi durumunda patlama ve/veya yangın kaçınılmaz bir sonuç doğurmaktadır. Patlayıcı ortamın oluşması için tehlikeli kimyasalın bulunduğu ekipman, boru hattı veya ambalaj içerisinden dışarı çıkması gerekmektedir. Bu duruma fiziksel bütünlük kaybı (LOPC – Loss of Physical Containment) adı verilmektedir. Patlayıcı ortamın oluşmasına sebep olacak kimyasallar iki sınıfa ayrılabilmektedir. Bunlar: Alevlenir gaz/buhar ve yanabilen katılardır. Alevlenir ve yanabilir kimyasalların sınıflandırma kriterleri Tablo 1’de verilmiştir.
Tablo 1. Sınıflandırma, Etiketleme ve Ambalajlama kriterlerine göre kimyasalların sınıflandırılması [1]
| Kimyasal Türü | Sınıf. Kat. | Sınıflandırma Kriteri | Tehlike Sınıfı |
| Alevlenebilir Gazlar | 1 | Normal şartlar altındaki (20 oC, 1 Atm) gazlar için;
a) Hava ile hacimce %13 ya da daha az oranda karıştığında tutuşabilir ise, b) Alt patlama limitinden bağımsız olarak hava ile en az %12 olarak karıştığında yanıcı atmosfer oluşturuyor ise |
H220 – Kolay alevlenebilir gaz |
| 2 | Kategori 1 dışındaki gazlar normal şartlar altında hava ile karıştığında yanıcı aralığa sahip ise | H221 – Alevlenebilir gaz | |
| Aerosol | 1 | ≥ %85 yanıcı bileşen barındıran ve ≥ 30 kj/g yanma ısısına sahip ise | H222 – Kolay alevlenebilir aerosol |
| Spray Aerosol | 1 | Tutuşma mesafesi ≥ 75 cm ise | H222 – Kolay alevlenebilir aerosol |
| 2 | ≤ 20 kj/g yanma ısısına sahip ise | H223 – Alevlenebilir aerosol | |
| 2 | Tutuşma mesafesi ≥15 üzerinde ise | H223 – Alevlenebilir aerosol | |
| 2 | Kapalı alan tutuşma testinde;
a) Eşdeğer zamanı ≤ 300 s/m3 ise, b) Parlama yoğunluğu ≤ 300 g/m3 ise, |
H223 – Alevlenebilir aerosol | |
| Köpük Aerosol | 1 | Köpük testinde,
a) Alev yüksekliği ≥ 20 cm ise ve alev süresi ≥ 2 s ise b) Alev yüksekliği ≥ 4 cm ise ve alev süresi ≥ 7 s ise |
H222 – Kolay alevlenebilir aerosol |
| 2 | Köpük testinde,
a) Alev yüksekliği ≥ 4 cm ise ve alev süresi ≥ 2 s ise |
H223 – Alevlenebilir aerosol | |
| Alevlenebilir Sıvılar | 1 | Parlama noktası < 23 oC ve kaynama noktası ≤ 35 oC ise, | H224 – Çok kolay alevlenebilir sıvı ve buhar |
| 2 | Parlama noktası < 23 oC ve kaynama noktası > 35 oC ise, | H225 – Kolay alevlenebilir sıvı ve buhar | |
| 3 | Parlama noktası ≥ 23 oC ve kaynama noktası ≤ 60 oC ise, | H226 – Alevlenebilir sıvı ve buhar | |
| Yanabilir Katılar | 1 | Yanma hızı testine göre,
Metal tozları dışındaki madde ve karışımlar, a) ıslanmış, nemli bölgeler yangını durdurmaz ve, b) Yanma süresi < 45 s ya da yanma hızı > 2,2 mm/s Metal tozları, Yanma süresi ≤ 5 dk |
H228 – Alevlenebilir katı |
| 2 | Yanma hızı testine göre,
Metal tozları dışındaki madde ve karışımlar, a) ıslanmış, nemli bölgeler en az 4 dk da yangını durdurur ve, b) Yanma süresi < 45 s ya da yanma hızı > 2,2 mm/s Metal tozları, 10 dk ≥ Yanma süresi > 5 dk |
H228 – Alevlenebilir katı |
Yanabilen katıların sebep olabileceği toz patlamalarının meydana gelmesinde birden çok parametre önem kazanmaktadır. Bu parametreler yanıcılık, partikül boyutu ve dağılımı, nem oranı, oluşabilecek toz bulutuna ait minimum tutuşma sıcaklığı, toz katmanı için minimum kızarma sıcaklığı şeklindedir. Ortamdaki nem oranı %30’un altına indikçe maksimum patlama basıncı artmaktadır. Genel olarak çoğu kişi tarafından bilindiği üzere yanıcı, yakıcı ve tutuşma kaynağı ile bir yangın meydana gelebilir. Ancak bir toz patlamasının gerçekleşmesinde bu üç parametre yeterli olmamaktadır. Toz patlamalarının gerçekleşebilmesi için toz malzemenin kapalı ya da sınırlanmış bir alanda havayla karışmış şekilde bir tutuşma kaynağı ile buluşması gerekmektedir [2].
Proseslerde toz patlama riskinin artmasının en büyük nedenlerinden birisi zeminde, kirişlerde ve kolonlarda ya da boru hattı veya ekipmanlar üzerinde biriken tozun havalanması durumudur. Bu bölgelerde biriken tozun havalanması ve akışkanlaşarak geniş hacimde düşük konsantrasyona erişmesi ile toz partikülleri birbirlerinden ayrılarak tamamen hava ile çevrelenir. Böylece yüzey alanı maksimuma ulaşmış olur. Titreşim, hava hareketleri, darbe, patlama (basınç) dalgaları bu duruma neden olan başlıca etkenlerdir. Yaşanmış toz patlamaları incelendiğinde en yıkıcı kazaları ikincil toz patlamalarının oluşturduğu görülmektedir. İkincil toz patlamaları işletme içerisinde ekipman, boru hattı gibi yüzeylerde birikmiş olan toz malzemenin, proseste meydana gelen bir patlama sonucu oluşan basınç dalgası etkisiyle havalanması ve havalanan bu malzemenin tutuşması sonucu oluşmaktadır [2].
Ülkemizde birçok üretim tesisi yanıcı kimyasallar ile çalışmakta ya da üretim faaliyetleri göstermektedir. Bu kimyasallar havada belirli bir konsantrasyona ulaştıktan sonra tutuşturucu bir kaynak varlığında patlayarak can ve mal kaybına sebep olabilmektedir. Tutuşturucu kaynakların en belirgin olanlarından bir tanesi de tehlikeli alanlarda kullanılan elektrikli ekipmanlardır. Yaygın inanışın aksine bir ekipmanın uzun yıllar kullanılmasına rağmen patlamaya sebep olmaması, ilerleyen zamanlarda da patlamaya sebep olmayacağını göstermemektedir. Ekipmanlar ve altyapılar genellikle, uzun yıllar sonucunda aşınıp zarar gördükçe, arıza yapıp tutuşturucu kaynak olarak rol oynama ihtimalleri artmaktadır. Tehlikeli bölgeler içerisinde bulunan ekipmanlar her zaman patlamaya neden olmazlar.
Patlamanın gerçekleşebilmesi için yanıcı kimyasal boşalmaları sonucu oluşan tehlikeli bölge içerisindeki ekipmanların bir arıza sonucu kıvılcım çıkarması ya da olağan şartlara göre çok daha yüksek sıcaklıklara ısınması gibi durumlar meydana gelmelidir.
Patlamaları engellemek adına ülkemizde de Ex-proof (Patlatmaz) adıyla bilinen özelliğe sahip elektrikli ekipmanların kullanılması gerekmektedir. Bu ekipmanlar yanıcı kimyasallardan kaynaklı patlamaları önlemek ya da etkilerini azaltmak adına özel olarak imal edilmiş elektrikli veya mekanik ekipmanlardır. Tehlikeli Bölge özellikleri belirlenmiş alanlarda bulundukları bölgelere uygun özellik gösteren ex-proof ekipman kullanılarak patlama tehlikelerinden kaçınılabilmektedir.
Ex-proof ekipmanlar da koruma tiplerine ve güvenlik seviyelerine göre kendi içlerinde farklılık göstermektedir. Ekipmanları birbirinden ayıran en büyük özellik koruma tipleridir. Ekipmanların tasarımından kablolara ve boru hatlarına kadar birçok alanda farklılıklar bulunmaktadır.
Ex-proof ekipmanlarda kullanılan koruma yöntemleri ve bu korumalara özel hazırlanmış standart bilgileri Tablo 2’de verilmiştir.
Koruma tipleri beraberinde belirli özellikler ve gereksinimler getirmektedir. Bu gereksinimlerin başında da koruma tipine uygun bir şekilde kurulum ve bakımlarının yapılması gelmektedir. Eğer bu iki durum sağlanamıyorsa ex-proof ekipmanların olmayanlardan pek de bir farkı kalmayacaktır. Bu durum firmalara hem maddi olarak büyük ölçüde zarar vermektedir hem de güvenlik açısından olmaları gereken seviyenin altında kalmalarına sebep olmaktadır.
Tablo 2. Ex-proof Ekipman Koruma Yöntemleri
| Koruma Tipi | İlgili Standart | Koruma Yöntemi |
| “d” | TS EN 60079-1 | Alev dayanıklı mahfaza aracılığıyla mahfazanın iç kısmında meydana gelen patlamanın dış ortama etkisinin önlenmesi. |
| “p” | TS EN 60079-2 | Mahfazanın iç kısmına sağlanan inert gaz ile pozitif basınçta tutularak içeri yanıcı gaz ya da buhar girişinin önlenmesi. |
| “q” | TS EN 60079-5 | Ekipmanın elektrikli parçalarının bir dolgu maddesiyle kaplanmasıyla patlamaya sebep olmasının önlenmesi. |
| “o” | TS EN 60079-6 | Ekipmanın elektrikli parçalarının koruyucu bir sıvıya batırılarak patlamaya sebep olmasının önlenmesi. |
| “e” | TS EN 60079-7 | Elektrikli ekipmana uygulanan ek tedbirlerle, olması gerekenden yüksek sıcaklıklara çıkılması ve kıvılcım oluşumu ihtimallerine karşı arttırılmış emniyet sağlanması. |
| “i” | TS EN 60079-11 | Elektrikli ekipman içerisindeki elektrik enerjisinin ve patlayıcı ortamdan geçen elektrik kablolarının kıvılcım ya da ısı etkisiyle tutuşmasına sebep olmayacak bir seviyeyle sınırlanması. |
| “n” | TS EN 60079-15 | Elektrikli ekipmana uygulanarak ekipmanı çevreleyen patlayıcı ortamı tutuşturulmasının önlenmesi. |
| “m” | TS EN 60079-18 | Elektrikli ekipmanın kıvılcımla ya da ısı etkisiyle patlayıcı ortamı tutuşturabilecek parçaların bir komponent içerisine tamamen kapatılmasıyla patlamanın önlenmesi. |
Ex-proof ekipmanların seçimi ve işletilmesi sürecinde farklı aşamalar mevcuttur ve Tablo 3’te verilmiştir.
Tablo 3. Ex-proof ekipmanların seçimi ve işletilmesi aşamaları
| Çalışma Aşaması | Değerlendirme Metodu | İlgili Standart |
| Muhtemelen patlayıcı ortamın değerlendirilmesi ve tehlikeli bölgelerin belirlenmesi | Patlamadan Korunma Dokümanı | TS EN 60079-10-1
TS EN 60079-10-2 |
| Belirlenen tehlikeli bölge tipine göre ex-proof ekipman ihtiyacının belirlenmesi | Patlamadan Korunma Dokümanı,
ATEX uygunluk değerlendirmesi |
TS EN 60079-0
TS EN 60079-14 |
| Belirlenen tehlikeli bölge içerisinde bulunan ex-proof ekipmanların muayene edilmesi | ATEX uygunluk değerlendirmesi,
Ex-proof Ekipman Muayenesi |
TS EN 60079-17 |
| Yeni kurulacak ex-proof ekipmanları içeren sistemlerin tasarımı ve kurulumu | – | TS EN 60079-14 |
SONUÇ
Yapılan çalışmada son 6 yıl içerisinde farklı sektörlerden seçilen 64 farklı kuruluşta gerçekleştirilen ATEX kapsamındaki çalışmaların istatistiksel sonuçları değerlendirilmiştir. Çalışmada geçen işletmeler ve sektörleri büyükten küçüğe sırasıyla: Kimya sanayi 23 işletme, akaryakıt ve gaz 12 işletme, çimento 10 işletme, gıda 10 işletme, ilaç 5 işletme, enerji 2 işletme ve döküm sanayi 2 işletme şeklindedir. Sektörlere göre yüzde dağılım Şekil 1’de verilmiştir. İlgili işletmelerin bilgileri ticarı sır niteliğinde olduğundan ötürü çalışma kapsamında yalnızca bu bilgiler ile anılacaklardır.
Şekil 1. Çalışmaya konu olan işletmelerin sektörel yüzdesel dağılımı
Yapılan çalışmalarda her bir tesiste Tablo 3’te belirtilen tüm çalışmalar gerçekleştirilmemiştir. Sektörel yüzdesel dağılımlar ilerleyen kısımlardaki bazı veriler için farklılık göstermektedir.
Yapılan çalışmalarda Patlamadan Korunma Dokümanı dahilinde değerlendirme yapılan işletmelerde tespit edilen uygunsuzlukların sektörlere göre grafiği Şekil 2’de verilmiştir.
Şekil 2. Patlamadan Korunma Dokümanı’nda tespit edilen uygunsuzlukların sektörel yüzdeleri
Çalışma sonuçları incelendiğinde ATEX açısından en fazla uygunsuzluk içeren endüstri gıda endüstrisi olarak belirlenmiştir. Daha sonra sırasıyla çimento, döküm, ilaç, enerji, kimya ve oil&gas gelmektedir. Kimyasal tehlikelere farkındalığın yüksekliği açısından kimya sanayi ve oil&gas işletmelerinin en düşük uygunsuzluk seviyesinde olduğu tespit edilmiştir. Özellikle kömür tozu ve yakıt amaçlı maddeleri stoklayan çimento ve enerji sektörlerindeki işletmelerde ise uygunsuzluğun yükseldiği görülmektedir. Tüm işletmelerin uygunsuzluk ortalamaları değerlendirildiğinde 64 işletme için %24,16 oranında ATEX uygunsuzluğu hesaplanmaktadır.
TS EN 60079-17 kapsamında ex-proof ekipmanların 3 yılı aşmayacak periyotta periyodik muayenelerinin yapılması gerekmektedir. Ancak ülkemiz genelinde bu muayenelerde yüksek oranda eksiklikler tespit edilmiştir. Tüm işletmeler açısından ex-proof ekipmanların muayene tarihini geçirme veya hiç muayene gerçekleştirilmeme oranı %73,59 hesaplanmıştır.
Ex-proof ekipman muayene uygunsuzlukları iki farklı şekilde değerlendirilmiştir. Bunlar:
- Ex-proof ekipman muayenelerinin hiç yapılmamış olması
- Ex-proof ekipman muayenelerinin yapılmış olması ancak 3 yıldan uzun süredir periyodik muayene eksikliği
Sektörel bazda değerlendirme Şekil 3’te verilmiştir.
Şekil 3. Ex-proof ekipman muayene uygunsuzluklarının sektörel yüzdeleri
Çalışma sonuçları incelendiğinde ex-proof ekipmanların muayeneleri ile ilgili en fazla uygunsuzluk içeren sektör %100 ile döküm, çimento, enerji ve gıda işletmeleridir. Bu sektörlerdeki incelenen tüm işletmelerde bu eksikliğin %100 olmasının sebebi hiçbir işletmede raporlanabilen ex-proof ekipman muayenesi bulunmamasıdır. Bu sektörlerde özellikle ex-proof ekipmanların mevcut durumlarının kötü olduğu ve muayenenin mevcut olmaması sebebiyle tespit edilmeyerek tutuşturucu kaynak olacağı unutulmamalıdır. Bu dört sektör haricinde yüksekten düşüğe sırasıyla ilaç sanayi, oil&gas ve kimya sanayinde uygunsuzluklar mevcuttur. Veri incelendiğinde ATEX uygunsuzlukları ile tutarlı bir şekilde oil&gas ve kimya sektörlerinde uygunsuzluk durumunun diğer sektörlere göre az olduğu gözlenmiştir.
Çalışmada incelenen bir diğer husus işletmelerde ex-proof ekipmanların envanterinin mevcudiyetidir. Bu çalışmada envanterin içerdiği bilginin detaylarından ziyade işletmede bulunan ex-proof ekipmanların bir listesinin bulunması ve bu sayede ex-proof ekipman yönetimine yönelik altyapının mevcudiyetidir. Ex-proof ekipman envanteri eksikliği tüm işletmeler açısından bakıldığında %61,63 hesaplanmıştır. Sektörel bazda değerlendirme Şekil 4’te verilmiştir.
Şekil 4. Ex-proof ekipman envanteri eksikliğinin sektörel yüzdeleri
Çalışma sonuçları incelendiğinde ex-proof ekipman envanteri eksikliğinin en yüksekten en düşüğe sırasıyla çimento, gıda, döküm, enerji, ilaç, kimya ve oil&gas sektörlerinde olduğu tespit edilmiştir. Ex-proof ekipman envanteri eksikliği aynı zamanda ex-proof ekipmanların muayene eksikliği ile değerlendirilebilir.
Çalışmada incelenen son husus ise tehlikeli ortamlarda aktif olarak çalışan personelin patlayıcı ortamların tehlikeleri hakkında farkındalıklarını geliştirmek amacıyla eğitim alıp almadığının değerlendirmesidir. Bu değerlendirme neticesinde eğitim eksikliği tüm işletmeler için %46,23 hesaplanmıştır. Sektörel bazda değerlendirme Şekil 5’de verilmiştir.
Şekil 5. Tehlikeli bölgelerde çalışan personelin eğitim eksikliğinin sektörel yüzdeleri
Çalışma sonuçları incelendiğinde eğitim eksikliğinin en yüksekten en düşüğe sırasıyla enerji, çimento, gıda, döküm, kimya, oil&gas ve ilaç sektörlerinde olduğu tespit edilmiştir.
KAYNAKLAR
[1] ÇEVRE VE ŞEHİRCİLİK BAKANLIĞI, Maddelerin ve Karışımların Sınıflandırılması, Etiketlenmesi ve Ambalajlanması Hakkında Yönetmelik, Sayı: 28848, Tarih: 11/12/2013.
[2] KAYA, Ç., Toz Patlamaları, ST Proses Otomasyon, Sayı:83, Sayfa:104, 2017.
[3] Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik
[4] TS EN 60079-10-1, Patlayıcı ortamlar- Bölüm 10-1: Alanların sınıflandırılması – Patlayıcı gaz ortamları, TSE, 2021
[5] TS EN 60079-10-2, Patlayıcı ortamlar- Bölüm 10-2: Tehlikeli bölgelerin sınıflandırılması-Yanıcı toz atmosferler, TSE, 2015
[6] TS EN 60079-0, Patlayıcı ortamlar – Bölüm 0: Donanım – Genel kurallar, TSEi 2020
[7] TS EN 60079-14, Elektrikli cihazlar – Patlayıcı ortamlarda kullanılan – Bölüm 14: Elektriksel tesislerin tasarımı, seçimi ve monte edilmesi, TSE, 2016
[8] TS EN 60079-17, Patlayıcı ortamlar – Bölüm 17: Elektrik tesisatlarının muayenesi ve bakımı (IEC 60079-17: 2013), TSE, 2014
[9] TS EN 60079-14, Elektrikli cihazlar – Patlayıcı ortamlarda kullanılan – Bölüm 14: Elektriksel tesislerin tasarımı, seçimi ve monte edilmesi, TSE, 2016
