ÖRNEK OLAY 1: Barton Solvents TAŞINABİLİR TANKLARIN DOLUMU SIRASINDA STATİK ELEKTRİK KIVILCIMININ PARLAYICI SIVIYI TUTUŞTURMASI KİPLAS, 2012

Kazanın Tanımı Olay 29 Ekim 2007 tarihinde öğleden sonra saat 1 sıralarında Iowa eyaletinde bulunan Barton Solvents fabrikasında, bir dizi patlama ve yangın ile gerçekleşmiştir. İlk yangın, yanıcı bir solvent olan etil asetatın 300 galonluk çelik tanka doldurulduğu esnada ambalajlama alanında başladı (Şekil-1).

Şekil-1: 300 galonluk çelik tankın dolumu

Operatör tankın üstünde bulunan açıklığa dolum hortumunu yerleştirdi ve sabit kalması için hortuma çelik bir ağırlık astı. Dolum işlemine başlamak için vanayı açtıktan sonra, operatör diğer iş için odaya doğru yürüdü. Tank dolarken operatör bir patlama sesi duydu ve tankı alevlerin sardığını, dolum hortumun yere düştüğünü ve zemine etil asetat döküldüğünü gördü. Tahliyeden önce, çalışanlar yangın söndürücüler ile yangını söndürmek için çabaladılar. Yanıcı ve parlayıcı sıvıların büyük bir hacmi tutuşunca, yangın hızla ahşap çerçeveli depoya yayıldı. Kazada bir çalışan hafif yaralar aldı ve bir itfaiyeci ısı ile ilgili rahatsızlıktan tedavi gördü. Geniş bir duman bulutu, varillerin patlayıp fırlaması ve enkaz nedeniyle tesisin etrafındaki işletmeler tahliye edildi. Ana depo binası tahrip oldu ve iş önemli ölçüde aksadı.

Etil Asetatın Yanıcılığı Etil Asetat olay sırasındaki koşullar altında ele alındı ve ABD Kimyasal Güvenlik ve Tehlike Araştırma Kurulu (CSB), tank dolum ağzı yakınında tutuşabilen bir buhar-hava karışımı oluştuğunu belirledi. Çelik ağırlık içeren dolum ağzı/hortum bağlantısındaki metal bir bileşen ve tank yüzeyi arasındaki bir statik deşarj (kıvılcım) muhtemelen buhar-hava karışımını tutuşturdu.

Bağlantı ve Topraklama Bağlantı (Bonding), statik elektrik kıvılcımlarını önlemek için iletken nesnelerin (örneğin, çelik tank için dolum tabancası) bireysel elektriksel potansiyellerini eşitlemek için kablo veya doğrudan temas ile elektrik bağlantısı yapma işlemidir. Topraklama (Grounding), birikmiş statik elektrik, yıldırımlar ve ekipman hatalarından kaynaklanan elektriği dağıtarak çalışanlardan ve teçhizattan uzak tutmak amacıyla, iletken bir cismi (örneğin, tanklar, dağıtıcılar) yeryüzüne bağlamaktır (Şekil-2)

Şekil-2: Bağlantı ve Topraklama

Dolum Tabancası ve Hortum Dolum tabancası ve hortumun (ve çelik ağırlık) çelik parçaları nedeniyle bağlantı ve topraklama yapılamadığından, CSB, statik elektriğin muhtemelen bu parçalar üzerinde biriktiği ve dolum sırasında dolum ağzı etrafında biriken buharın kıvılcımla parlaması ile paslanmaz çelik tank gövdeyi tutuşturduğu sonucuna vardı.

Üstten Dolum Barton üstten dolum (sıçramalı dolum) tankları ve bidonları ambalajlama alanındadır. Muhtemelen dolum ekipmanlarındaki topraksız metal parçalarda statik yük birikti, çelik tankların dış yüzeyine sıçrayan kıvılcımlar dolum ağzı etrafındaki tutuşabilen buharları ateşledi. Uygun bağlantı ve topraklama ya da diğer önlemler, statik tutuşturma olasılığını azaltmış olacaktı. Topraklı bir metal tanka bağlanmış metal bir doldurma başlığı veya daldırma borusu, statik yük birikimine neden olmayacaktır. «NFPA 77, Statik Elektrikte Tavsiye Edilen Uygulama», taşınabilir metal tanklar ve IPC lerin (orta boy konteyner) mümkünse yavaş bir hız kullanılarak (saniyede 1 m) alttan dolum yapılması ya da daldırma borusunun yaklaşık 150 mm kadar batırılması gerektiğini ifade etmektedir. Şekil 3, parlayıcı sıvıların dağıtımı için dizayn edilmiş metal (iletken) bir dolum başlığı ve hortum kullanılan bir daldırma borusunu göstermektedir.

Şekil-3: Daldırma borusu

Yangının Ayrılması ve Bastırılması Parlayıcı maddelerin deposu ambalaj alanıyla bitişikti. İki alanı ayıran duvar yangına dayanıklı değildi, depo ve ambalaj alanı arasındaki yangına dayanıksız kapılar açık bırakılmıştı ve kendiliğinden kapanan mekanizmayla donatılmamışlardı. CSB, yangının depo alanına hızla yayılmasının etkili bir ayırma desteğinin eksikliğinden olduğuna inanmaktadır. Yangın ambalaj alanında başladı ve hızlı bir şekilde depoya doğru yayıldı. Yangından sonra aktif hale geçen depodaki yağmurlama sistemi ambalaj alanında bir hız kazanmıştı, ancak yangını söndürmek için yetersiz kalmıştı. Eğer ambalaj alanında bir yangın bastırma sistemi kurulsaydı ve bu alan depodan yangına dayanıklı duvar ve kapılarla ayrılmış olsaydı, tüm depoya yayılmadan önce bu yangın sönmüş olacaktı ya da hapsolacaktı.

Parlayıcı Maddelerin Güvenli Taşınması ve Depolanması İçin Önemli Dersler 1) Dolum başlığı ve hortum gibi ekipmanların ara bağlantıları ve topraklamaları garantiye alınmalı ve parlayıcı maddelerle çalışmalar için dizayn edilmelidir. Bartonda kullanılan dolum başlığı ve hortum, bağlantı ve topraklama olmadan dizayn edilmiştir ve parlayıcı, patlayıcı maddelerle çalışmalar için tasarlanmamıştır. 2) Tankların üstten dolumu sırasında, bağlantı ve topraklaması yapılmış metal daldırma boruları kullanılmalıdır. Tank dolumu için bir daldırma borusunun eksikliği bu kazada bir neden olmasa da, NFPA 77 tarafından önerilen topraklanmış metalik daldırma boruları kullanılmalıdır.

3) Parlayıcı maddelerin ambalajlandığı alanlarda yangın bastırma sistemleri kurulmalıdır. Muhtemelen ambalajlama alanındaki yangın bastırma sistemi, yangının depoya hızla yayılmasını engelleyememişti. 4) Parlayıcı maddelerin ambalajlanması, toplu depolama alanlarından ayrı tutulmalıdır. Yangına dayanıklı uygun duvar ve kapılar ile depodan ayrılması, yangının depoya yayılmasını önlemeye yardımcı olabilirdi.

ÖRNEK OLAY 2: Barton Solvents STATİK KIVILCIMIN DEPOLAMA TANKI İÇİNDEKİ PARLAYICI SIVIYI TUTUŞTURMASI

1. GİRİŞ 17 Temmuz 2007 tarihinde saat öğleden önce 09:00 sıralarında, Valley Center, Kansas’da Barton Solvents’in Wichita Tesisinde bir patlama ve yangın meydana geldi. On bir kişi ve bir itfaiyeci tıbbi tedavi gördü. Olay, Valley Center’ın tahliyesine neden oldu (yaklaşık 6000 kişi), tank merkezi yok oldu ve Barton’un işi durdu. ABD Kimyasal Güvenlik ve Tehlike Araştırma Kurulu (CSB) tarafından yapılan araştırmada, ilk patlamanın boya ve vernik üretiminde kullanılan solvent (nafta) ile dolum yapılan bir yerüstü depolama tankı içinde meydana geldiği sonucuna varılmıştır. Ulusal Yangından Korunma Derneği (NFPA)’da Sınıf IB parlayıcı sıvı 1 olarak geçen Nafta, tankların içinde tutuşabilen buhar-hava karışımları üretebilir ve düşük elektriksel iletkenliği nedeniyle tehlikeli seviyelerde statik elektrik birikimine sebep olabilir.

2. KAZANIN TANIMI İlk patlama, tank merkezi şefinin, içinde nafta olan 15000 galon (57 m3) yerüstü depolama tankı içeren tankerin son römork bölümünde transferi başlatmasından hemen sonra gerçekleşti (Şekil 1).

Şekil 1: Nafta tankı ve örnek bir şamandıra fotoğrafı

Patlama, solvent tankını havaya uçurdu, yanan sıvıdan ateş ve duman bulutu yükseldi ve tank yaklaşık 40 metre öteye düştü. Tanıklar patlamayı duydu ve birkaç kilometre öteden ateş topunu gördüler. Dakikalar içinde, iki tank daha patladı ve tank merkezini çevreleyen toprağa saçılmış alan içinde bulunan konsantre içerik hızla büyüyen yangına doğru yayıldı. Yangın devam ederken, diğer çelik tankların üstleri (10-12 feet (3-4 m) çapında) aşırı basınçtan fırladı ve içindekiler tutuştu; tahliye vanaları, borular ve çelik parçalar bitişikteki ev ve işyerlerine doğru fırladı. Bir tankın üst kapağı yaklaşık 300 feet (92 m) uzaktaki prefabrik bir eve çarptı ve bir basınç/vakum valfi yaklaşık 400 feet (120 m) uzaklıktaki komşu işyerine düştü (Şekil 2 ve 3).

Şekil 2: Tank üstünün eve çarpması Şekil 3: Basınçlı vakum valfinin komşu işyerine düşmesi

3. PARLAYICI SIVILAR VE STATİK ELEKTRİK Vernik ve boya naftaları ve ayrıca diğer parlayıcı sıvılar (örneğin, birçok NFPA Sınıf IB Parlayıcılar), normal taşıma sıcaklıklarında, tankların içinde tutuşabilen buhar-hava karışımları oluşturabilirler. Statik elektrik, sıvıların borular, vanalar ve filtreler aracılığıyla aktarılması sırasında oluşur. Ayrıca, su veya havanın sürtünmesi, sıçrama, çalkalanma ve tankın alt kısmında bulunan askıdaki tortular ile oluşabilir. Vernik ve boya naftası ve diğer parlayıcı sıvılar gibi iletken olmayan sıvılarda statik elektrik yavaşça yayılır, bu yüzden tankların içinde kıvılcım oluşturabilecek bir tehlikeli statik elektrik birikme riski oluştururlar.

Statik elektrik ile tutuşabilen yaygın olarak kullanılan parlayıcı buhar-hava karışımı oluşturabilen parlayıcı sıvılar Nafta Siklohekzan n-Heptan Benzen Toluen n-Hekzan Ksilen Etil Benzen Stiren  

4. TEMEL BULGULAR CSB, ilk patlamanın oluşması için çeşitli kombine faktörler tespit etmiştir: Tank üst kısmındaki boşlukta tutuşabilen buhar-hava karışımı içeriyordu. Dolumun durması ve başlaması ile transfer borularındaki hava, sediment ve su (tankta mevcut olan), nafta tankı içinde hızlı bir statik yük birikimine neden oldu. Dolum sırasında, tankta bulunan sıvı seviye ölçme sistemindeki (şamandıra) gevşek bir bağlantı sebebiyle bağlantı teli muhtemelen koptu ve bir kıvılcım yarattı.

Normal Bağlantı ve Topraklama Yeterli Olmayabilir! Parlayıcı sıvıların elleçleme, taşıma ve depolama işini yapan şirketler, bu sıvıların depolama tanklarında tehlikeli seviyelerde statik elektrik biriktirebileceğini ve patlayıcı buhar-hava karışımları oluşturabileceğini belirlemek için üreticilerle temasa geçmelidirler. Bu durumda, normal bağlantı ve topraklamanın ötesinde ekstra önlemler gerekli olabilir.

4.1. Vernik ve Boya Naftasının Yanıcılığı CSB, patlama anında tankın içinde tutuşabilen buhar-hava karışımının mevcut olabileceğini belirlemek için Barton patlamasıyla ilişkili olan Naftayı analiz etmiştir. Sonuçlar, yaklaşık 77˚F (25˚C)’ de (olay sırasında naftanın kullanım sıcaklığı) muhtemelen tankın üst kısmındaki boşlukta kolayca tutuşabilen bir buhar-hava karışımı içerdiğini ortaya koymuştur. Statik kıvılcım enerjisi, bu buhar-hava karışımın tutuşturmak için yeterli olmuştur.

4.2. Şamandıra Tasarımı Barton tarafından kullanılan sıvı seviye şamandırasının tasarımında gevşek bir bağlantının olması, şamandırayı bağlı olduğu telin bağlantı noktasından yavaşça ayırabilir, topraklamanın kesilmesi (Bkz. Bölüm 4.3) ve potansiyel bir kıvılcım oluşmasına (Şekil 4) neden olabilir. CSB, transfer pompasının durdurulup başlatılması sırasında türbülans ve köpürme olduğu, bunun yanı sıra hızlı statik yük birikiminin oluştuğu, aynı zamanda şamandıraya bağlı ölçme telindeki gevşekliğin, bağlantının ayrılmasına ve kıvılcım oluşmasına neden olduğu sonucuna varmıştır.

Şekil 4: Şamandıra bağlantısı ve kıvılcımın oluştuğu alan

4.3. Bağlantı ve Topraklama Barton’ daki görgü tanıklarına göre, olay sırasında tanker-römork, pompa, boru ve depolama tankının bağlantı ve topraklaması yapılmıştı. Ancak, yayınlanan güvenlik kılavuzu, iletken olmayan parlayıcı sıvılarla ilgili tipik transfer ve depolama işlemleri için uygulanan ölçümlerin bağlantı ve topraklama için yeterli olmadığını göstermektedir. İletken olmayan sıvılar statik elektrik biriktirir ve iletken sıvılara göre daha yavaş yayar, bu yüzden ilave önlemler gerektirir (Bkz. Bölüm 5).

4.4. Pompalanan Sıvıdaki Statik Birikim Barton, tanker römorkunda üç ayrı bölmeden gelen naftayı tanklara pompalamıştır. Bölmeler değiştirildikten sonra tanker-römorkuna transfer hortumu yeniden bağlandığında tanka transfer başladığı zaman, dolan boru içinde hava boşlukları oluşmuştur. Çalışmalar, iletken olmayan sıvıların depolama tanklarına transferi yapılırken pompalamanın başlamasıyla birlikte statik elektriğin hızlı bir şekilde biriktiğini göstermiştir. Bu durumda, tankın içindeki süspanse çökelti ve suyun varlığı ve hava boşlukları (köpürme) ile statik elektrik birikimi artmıştır. Buna ek olarak, patlama sırasında tankın yaklaşık olarak %30’ u dolmuş durumdaydı, dolum sırasında maksimuma yakın beklenen sıvı yüzey potansiyeli (voltaj) oluşmuştur.

4.5. Malzeme Güvenlik Bilgi Formları (MSDS) Barton’da kullanılan naftanın üreticisinin temin ettiği MSDS, malzemenin statik elektrik yük biriktirebileceğini, boşalabilir ve birikmiş buharları tutuşturabilir olduğunu göstermektedir. Ancak, depolama tanklarında tutuşabilen buhar-hava karışımları oluşturabilen malzemenin, kritik fiziksel ve kimyasal özellikleri ve tehlikeleri verilmemişti. Ayrıca, Barton’un patlamayı önlemede kullanacağı referans rehber veya normal bağlantı ve topraklama uygulamalarının haricinde, herhangi bir önlem listesi de yoktu. Nafta gibi parlayıcı sıvılarla çalışmalarda patlamaları önlemek için Malzeme Güvenlik Bilgi Formları (MSDSs) aşağıdaki yazılanları ile ilgili olmalıdır:

Malzemenin bir statik elektrik oluşturucu olduğu ve depolama tankları içinde tutuşabilen bir buhar-hava karışımı oluşturabileceği uyarıları; Bağlantı ve topraklamanın yeterli olmayabileceği; Statik elektrik boşalmalarının önlenmesini amaçlayan yayınlanmış rehberler ve ilave önlemlerin spesifik örnekleri ve İletkenlik test verisi  

5. İLAVE ÖNLEMLER Nafta, toluen, benzen ve heptan gibi parlayıcı sıvıların elleçleme, taşıma ve depolanma işlemlerini yapan işletmeler aşağıdaki önlemleri almalıdır: Üreticiden ilave rehberlik talep edin Tankın üst kısmındaki boşluğa inert bir gaz ilave edin Tank seviye şamandırasındaki gevşek bağlantıları onarın ya da yenisiyle değiştirin Bir anti-statik madde ilave edin Pompanın akış hızın azaltın

5.1. Üreticiden İlave Rehberlik Talep Etme MSDS lerin yeterli olmadığı durumlarda, parlayıcı sıvı transferi yapan şirketler üreticilerle ya da bir uzmanla iletişime geçmelidirler. 5.2. Tankın Üst Boşluğuna Yanmaz, Reaktif Olmayan (İnert) Bir Gaz İlavesi Eğer doğru yapılırsa, azot gibi inert bir gaz kullanmak, tankın üst boşluğunda statik bir kıvılcımın tutuşmaya yardımcı olmasını yetersiz kıldığı için patlama riskinin azalmasında etkili olur. Ancak bu uygulama tank içindeki ortamda oksijen yetersizliği yaratması nedeniyle, rutin denetim ve bakımlar için tanklar açıldığında çok dikkatli olunmalıdır.

5.3. Tank Seviye Şamandıralarındaki Gevşek Bağlantıları Onarma veya Yenisiyle Değiştirme Seviye ölçüm cihazları ile şamandıraları uygun şekilde kontrol etmek ve değiştirmek, tank içinde statik kıvılcım oluşmasını engelleyecektir. Şamandıraları değiştirin, böylece düzgün bir bağlantı ve topraklama yapılmış olur (Bkz. Şekil 6). Bir kıvılcım boşluğu oluşturmaya izin verebilecek şamandıra mekanizmasına bağlı teldeki herhangi bir gevşekliği ortadan kaldırın.

Şekil 6: Tank seviye şamandırası bağlantı teli

5.4. Anti-statik İlaveler Sıvıların iletkenliğini arttıran anti-statik (iletkenlik arttırıcı) katkılar, statik birikimin azalmasına yardımcı olur. İşletmeler sadece bu maddelere güvenmek yerine, özellikle sıvılarda böyle bir katkı maddesinin uygun ve etkili olup olmadığını belirlemek için parlayıcı sıvı üreticileriyle temasa geçmelidirler.

5.5. Akış (Pompalama) Hızını Azaltmak Çeşitli rehberlerde, tankların içinde tutuşabilir buhar-hava karışımı oluşturma yeteneğine sahip iletken olmayan parlayıcı sıvıların, statik tutuşma riskini minimize etmek için düşük akım hızlarında aktarılması gerektiği belirtilmektedir.

Dinlediğiniz İçin Teşekkür Ederim