İstanbul Teknik Üniversitesi, e-posta: firstname.lastname@example.org
DEPOLAMA DEPOSU TESİSLERİNDE POTANSİYEL TEHLİKELER
Yangın
Bir tank kazasında potansiyel yangın senaryoları şunları içermektedir:
- Jant contası yangını;
- Çatıdaki sıvı dökülmesinden oluşan yangın;
- Tüm yüzey yangını;
- Dayk yangını (havuz yangını);
- Pontoon patlaması;
- Boil-over (Kaynama);
- Jet yangını (örneğin sismik bir olayda boruların kopması nedeniyle).
Şekil1’de listelenen potansiyel yangın senaryolarının en şiddetlisi tüm yüzey yangını ve boil-over (kaynama)’dır. Tüm yüzey yangınında tank çatısının yüzme gücünü kaybettiği sırada tanktaki sıvının kısmının ya da tamamının yangına karışır. Tüm yüzey yangını ve boil-over daha sonar tartışılacaktır. Tank yangınları bir türü diğerine yol açarak zincirleme etkisi görülebilir. Çatıda başlayan nispeten küçük yangınlar, bir tankta tüm yüzey yangınına yol açabilir. Tüm yüzey yangını söndürülmezse, aynı tankta boil-over ve/veya yakındaki tanklarda tüm yüzey yangını gibi daha şiddetli yangın senaryolarına yol açabilir. Havuz yangını olarak başlayan yangınlar, yakındaki tanklarda tam yüzey yangınına yol açabilir.
Tüm Yüzey Yangını
Tüm yüzeyli yangınlar doğrudan ya da jant contası yangını, çatı yangını veya batık çatı yangını gibi daha küçük yangınlarının yayılması ile ortaya çıkabilir. Dış yangının alevleri doğrudan tank duvarına veya tankın çatısına ulaşmasıyla ya da yüksek ısıdan dolayı tankın içindeki hafif bileşenlerin buharlaşmasıyla tanklarda hasar oluşabilir.
Örnek tüm yüzey yangını Şekil 2’de gösterilmiştir. Tüm yüzey yangını tankın duvarlarının ve çatısının erimesine neden olur. Yangından dolayı tankın civarındaki insanlar yüksek termal radian ısıdan dolayı zarar görebilir. Rüzgârın etkisiyle ateşin yönü bir domino etkisine neden olacak şekilde değişebilir ve yakınlardaki diğer depolama tanklarını etkileyebilir.
Dyke (Havuz) Yangını
Tankın dışındaki muhafaza alanı içinde meydana gelen herhangi bir yangın türüdür. Bir tanktan herhangi bir sızıntıya ya da bağlantı borularının veya valflerinin kopmasına ya da aşırı doldurmaya bağlı olarak tanktan dışarı akış olması durumunda depolama alanında bir havuz oluşur. Bir sure sonra, yanıcı sıvı havuzundan gelen buhar ateş alabilir ve dayk (havuz) yangınına neden olabilir. Şimşek haricinde, tutuşma kaynakları genel olarak bir tür manuel faaliyetle, örneğin bakım sırasında sıcak işler, mekanik aşırı ısınma, uzaktan ateşleme v.b. ortaya çıkar. Dayk yangının şematik gösterimi, Şekil3’te verilmiştir.
Bir dayk (havuz) yangını, çevreye ve insanlara yaydığı termal radian ısı ile zarar verebilir. Söndürülmeden bırakılırsa, havuz yangını yakındaki tanklarda tüm yüzey yangını gibi yangın olaylarına yol açabilir.
Boil-Over (Kaynama)
Boil-over (Kaynama), yakıtın ham petrol gibi geniş bir kaynama aralığına sahip karışık bir hidrokarbon olduğu depolama tankı yangınlarında meydana gelir. Genellikle depolama tanklarının dibinde bulunan su, yangının ısınma etkisinden dolayı buharlaştığı zaman ortaya çıkan büyük hacimdeki buhar, tankın içindeki sıvının bir bölümünü şiddetli bir şekilde dışarı fışkırtır. Bu, tankın üstünde büyük miktarda yakıtın yanmasına neden olur ve bu da yangının büyüklüğünü arttırır. Aslında boil-over neredeyse patlama gibidir ve kaynama sırasında geçici bir büyük yangın oluşturur ve bu da termal ısı radyasyonundan çevredekilerin zarar görmesine neden olur. Boil-over, özellikle acil durum müdahalecileri gibi kazaların yakınındakilerin ciddi yaralanmalarına ve hatta ölümcül yaralanmalara neden olabilecek çok tehlikeli bir kaza olayıdır.
Boil-over oluşumu örneği Şekil4’de gösterilmiştir.
İsveç Ulusal Test ve Araştırma Enstitüsü tarafından geliştirilen tank yangınları ile ilgili tarihsel bir veri tabanı, 22 tüm yüzey yangınlarından (toplamda kaydedilen toplam 104 yangın) 16’sının Boil-over yangınına dönüştüğünü göstermiştir.
Bir boil-over yangını oluşması için, aşağıdaki koşullar mevcut olmalıdır:
- Tüm yüzeyli yangın, sıvının yüzeyinin tamamını veya bir kısmını içermelidir.
- Tank, tipik olarak tank tabanında veya batık çatının üstünde serbest su veya yağ içinde su emülsiyonu içermelidir. Bu durum ham petrol depolamak için kullanılan tanklarda nadir değildir. Ağır yağ depolama tanklarında bu durum oluşabilir.
- Sıvı, örneğin ham petrol gibi fakat benzene benzemeyen çok geniş aralıkta kaynama noktalı bileşenler içermelidir.
- Su veya su içinde yağ (ıslak) emülsiyon tabanları normalde ham petrol tanklarında bulunur. Su, yangınla mücadele çabalarından tank içine yanlışlıkla girebilir veya üründe ıslak emülsiyon tabakaları olabilir. Sıcak ara yüz, tankın dibindeki suya veya emülsiyona ulaştığında, su buharlaşır. 400 ° F’da sudan köpüklü bir buhar karışımına kadar genişleme faktörü, su hacminin yaklaşık 1700 katıdır.
Boil-over yangının etkileri büyük ölçüde bir ateş topunun etkisine ve az miktarda da yanan yakıtının tank etrafına püskürtülmesine benzerdir. Ateş topu fenomeninin temel özelliklerinden bazıları, tanktaki sıvı kütlesi, sıvı kütlesinin fraksiyonları, ateş topu boyutu, termal radian ısı akışı ve ateş topu süresidir. Risk analizinde, bu yangının çevredeki tanklara etkisi (potansiyel domino etkisi) ve terminal tesisi etrafındaki halka ve tesisler içinde çalışanlara araştırılmalıdır. Ayrıca, insanlarda ölümcül ve ciddi yaralanma eşikleri açısından boil-over yangının sıklığı ve sonuçları göz önüne alınmalıdır.
Flaş Yangını
TNO Sarı Kitabında verilen tanıma göre, flaş yangını, yanıcı buhar ve hava karışımının alevin bu karışımdan sonic hızdan daha az hızda geçtiği yangındır. Bu sırada öyle ki ihmal edilebilir bir patlama basıncı oluşur. Flaş yangını, yüksek sıcaklık ve kısa sure gibi özelliklere sahiptir. Flaş yangınlarının ana tehlikesi termal radyasyon ısısı ve alev temasıdır.
Yıldırım Etkisi
Tarihsel veriler, bir yıldırımın atmosferik depolama tanklarında yangını başlatan en önemli etkilerden biri olduğunu göstermektedir. Ayrıca, ortaya çıkan yangının, yakındaki tanklarda / ekipmanlarda bir yangını tetikleme potansiyeli vardır, bu da ciddi kazaların tırmanmasına veya domino etkisine yol açar. Yıldırım çarpması nedeniyle meydana gelebilecek kayıpların sıklığını değerlendirmek için farklı hasar mekanizmaları göz önünde bulundurulmalıdır. Yıldırımdan dolayı, yüzer tavan tanklarının ve diğer atmosferik tankların yakınında veya içinde bulunan yanıcı buharların tutuşması nedeniyle depolama tankları zarar görebilir. Şekil 5’de yıldırımın neden olduğu depolama tankı yangını gösterilmektedir.