Eğer siz iyiyseniz, her şey daha iyidir…
Octavianus’un Rohosos Şehrine hitabı (M.Ö.30)
Ünlü Fransız romancısı Antoine de Saint-Exupery’nin en ünlü, en sevilen yapıtı Küçük Prens’in Cemal Süreyya & Tomris Uyar’ın çevirisinin (Can Çocuk) başlangıcında yazar tanıtılırken, yazarın “Yaşam, bize bütün kitapların öğrettiğinden daha çoğunu öğretir. Çünkü yaşam, bize karşı direnir. İnsan, ancak engellerle karşılaşıp onları aşmaya çalıştıkça kendini tanıyabilir,” dediği aktarılır.
Bu anlamlı (özlü) söz iş sağlığı ve güvenliği’ne de uyarlanabilir mi? Elbette uygulanabilir. Buna örnek, “demir tozu patlar mı?” sorusunun yanıtlayarak verilebilir.
Gerçekten demir tozu da patlar mı?
Patlayıcı Toz nedir?
ABD’nin Ulusal Yangından Korunma Kurumu (NFPA)’nın standardına göre, patlayıcı toz; “…Partikül boyutuna ve şekline bakılmaksızın, havada veya herhangi bir okside edici ortamda asılı vaziyette bulunan ve parlama veya patlama tehlikesi taşıyan yanıcı katı madde partikülleri…” (NFPA654,Tanımlar,Madde:3.3.4) (1) .
“NFPA 484 – Yanıcı Metaller için Standart’ın 2015 sürümü”nde; alkali metaller (Li, Na, K, Rb, Cs ve Fr elementleri), alüminyum, hafniyum, magnezyum, niyobyum, tantal, titanyum, zirkonyum gibi bir “yanıcı metal tanımı”na giren, herhangi bir metal için, yaygın olarak kabul gören “güvenlik gereksinimleri” anlatılmaktadır(2).
Anılan bu (NFPA 484) standarda demir ve demir tozlarından söz edilmemektedir. Ancak demir tozu/ pudrası (Iron Powder/ Dust) ile ilgili Malzeme Güvenlik Bilgi Formlarına (MGBF) bakıldığında; “Acil durum Genel Bakış” bölümünde, “uyarı” olarak; tozları teneffüs edilirse pnömokonyoz’a, göz, cilt ve solunum yollarında tahrişe vb., yutulması halinde de mide bozukluklarına neden olabileceği, cilde nüfuz edebileceği vb. belirtilmektedir.
MGBF’nun “Yangınla Mücadele Tedbirleri” bölümünde ise; kendiliğinden tutuşma: > 150 0C, alt patlama sınırı: (20 0C, 1 bar) olduğu, uygun yangın söndürme maddesi olarak da; su püskürtme, güvenlik nedenleriyle uygun olmayan yangın söndürme maddeleri de “karbondioksit” olarak belirtilmektedir(3) .
Patlama potansiyeli olan “yanıcı tozlar”la farklı sektörler ve ürünlerde karşılaşılabilir. Tarımsal ürünlerde, tarımsal tozlarda, karbonlu tozlarda, birçok kimyasal tozlarda, plastik tozlarında vb. Metal tozları olarak da kısmen yukarıda belirtildiği gibi; Alüminyum, Bronz, Demir karbonil, Magnezyum, Çinko, 50:50 Magnezyum Alüminyum alaşımı literatürde sıkça belirtilmektedir(4,5) .
Toz patlaması riski olan işyerleri hangileridir?
Toz patlamalar birçok farklı türde işyerleri ve endüstrilerde meydana gelebilir. Bunlara örnek olarak;
- Silolar,
- Yemek üretimi,
- Kimyasal üretim ,
- Ağaç işleme tesisleri,
- Metal işleme (örneğin, çinko, magnezyum, alüminyum, demir),
- Geri dönüşüm tesisleri, ve
- Kömürle çalışan santraller, vb.
Toz; malzeme taşınırken, elleçlenirken, işlenirken, parlatılırken ve şekillendirilirken oluşabilir. Tozlar, aynı zamanda, kesme, kırma, karıştırma, eleme veya kuru malzemeleri tarama, raspa sonucu oluşturulur. Islak malzemelerin kurutulması sonucu kalıntıların birikimi de tozları oluşturabilir. Esasen, toz üreten herhangi bir işyeri her zaman risk altındadır(6) .
NFPA’nın “Endüstriyel Yangın Tehlikeleri El Kitabı”na göre, yanıcı tozların oluşabileceği doğal ve sentetik organik maddelerin bazıları şunlardır:
- Gıda ürünleri (örneğin, tahıl, selüloz, süt tozu, şeker, un, nişasta, kakao, maltodekstrin)
- İlaç (örneğin, vitaminler)
- Ahşap (örneğin, odun tozu, odun unu)
- Tekstil (örneğin, pamuk tozu, naylon toz)
- Plastik (örneğin, fenolik, polipropilen)
- Reçineler (örneğin, lak, fenolformaldehit)
- Biyokatılar (kanalizasyon arıtma tesislerinden kurutulmuş atıklar)
- Kömür ve diğer karbon tozları
- Yanıcı toz, aynı zamanda, inorganik malzeme ve metaller dahil olmak üzere oluşturulabilir:
- Yanıcı toz, aynı zamanda, inorganik malzeme ve metallerden de oluşturulabilir: Örneğin; Alüminyum, Demir , Magnezyum tozu, Manganez, Sülfür (7,1) .
OLAY 1:
Endüstriyel tellerin (yüksek karbonlu çelik tel, düşük karbonlu çelik tel, paslanmaz çelik tel) üretimi aşamalarında inceltme, metalik kaplama ve ısıl işlem (vb.) yapılan bir tesiste “elektrik operatörü” bir makinaya ait “elektrik panosu”nun kapağını açar, ölçüm ve test cihazının kontrol ucunu – sistemde kontrol yapılan bir yere (Bkz:Resim 3) – dokundurması ile birlikte, bir alev topu kendisini 2-3 m uzağa savurur. Güvenlik gözlüğü alttaki (Resim:5) resimdekine dönüşür. Cildin çıplak yerinde oluşan yanıklarla kazayı – belki de – ucuz atlatır.
Yapılan kaza araştırmasında olayın nedeni olarak “ark flaş patlaması” olduğuna karar verilir ve buna karşı olayın tekrarını önleyici önlemler belirlenir.
Kaza yeri ve olayın olduğu ortamdaki benzer elektrik panellerinin deneyimli iş güvenliği uzmanlarınca yeniden incelendiğinde, elektrik panellerinin içinde yoğun bir şekilde metal (demir) tozlarının birikmiş olduğu görülür (Bkz:Resim 6) .
Elektrik panelindeki patlamaya, ölçü aletinin sisteme dokundurulması ile oluşan elektrik kıvılcımı (arkı) panel içindeki atmosferde yoğun bir şekilde bulunan demir tozunu patlatmış olamaz mı ? Kazayı gören ve olayın yakınında bulunan diğer elektrikçinin betimlemeleri de demir tozu patlamasına uygun düşmektedir.
Belki de alınacak önlemleri buna göre de değerlendirmek gerekir(di)!.
Toz patlaması oluşabilmesi için gerekli koşullar nelerdir ?
Bir toz patlamasının oluşabilmesi için yeterli derecede enerjiye sahip bir ateşlemenin oluşması gerekmektedir. Bir patlamanın ilk kaynağına primer patlama denir ve bu genellikle kapalı alanlarda ve silo, tank gibi ekipmanların içinde gerçekleşir [Üretim sanayide kurutucular, filitreler, elevatörler, silolar, aspiratör boruları gibi veya küçük ekipman parçalarının içeresinde meydana gelen patlamalar 1. Patlamalardır] . Eğer hızlı yanma oluşursa, sıcaklık ve basınç kapalı hacmi patlatacak seviyeye erişebilir. Eğer patlama içinde gerçekleştiği hacmi parçalarsa, oluşan basınç dalgaları, genleşme etkisinden dolayı (ki bunlar parlama esnasında alev tabakasının önünden gider), ekipman ve yapıları da titreştirerek buralardaki toz tabakalarını fabrikanın (tesisin) başka yerlerine doğru savurur. Hızla ilerleyen alevlerin, bu oluşan yeni toz bulutunu patlatmasına ise sekonder patlama denilir ki çoğu zaman primer patlamadan çok daha şiddetli ve yıkıcı olur.
Bir toz patlaması için gerekli şartlar bir beşgenle betimlenebilir.
(a)Yanıcı bir materyal. (Gıda ve tarım ürünleri gibi organik maddeler, pestisid, plastik ve pigment gibi sentetik organikler, kömür, metaller, alüminyum, çinko, magnezyum ve demir vb.)
o Toz ne kadar kuruysa patlama
o kadar şiddetli olur.
o Minimum konsantrasyon limitine (LEL) ulaşma ve toz partikül büyüklüğü.
o LEL havada asılı tozlarda, 5 ila 500 g/m3 arasında değişir.
o Ayrıca 0,5 mm nin altındaki çaplarda her toz az veya çok patlayıcıdır.
(b)Toz parçacıklarının havada asılı olması gerekir. (Tozun hava içinde yayılması gerekir. Toz, proses ekipmanı içindeki havada yayılabilir. Bu, bir binada, büyük bir kaçak ya da dökülmeyle, küçük bir toz patlamasıyla, ya da ekipmanların üzerinde ya da yerde birikmiş tozları yerinden kaldıracak bir olayla olabilir).
(c) Yeterli yükseltgen olması – çoğunlukla havadaki oksijendir ve genelde bir patlamanın olması için yeterlidir.
Buna ilaveten başka yanıcı gazların oluşması, patlama şiddetini arttırır bu karışıma hibrid karışım adı verilir.
(d)Yeterli enerji taşıyan bir ateşleme (tutuşturma) kaynağı olması. Bu açık alev olabileceği gibi, sıcak yüzeyler, hareketli parçaların sürtünme sıcaklığı, metalik cisimlerin çarpması, kaynak veya kesme kıvılcımı da olabilir. Ayrıca elektrik arkı, elektrostatik boşalmalar (deşarj), ayakkabılar, naylon elbiseler, dumansız (için için) yanma da ateşleme kaynakları olarak sayılabilir. İlaveten ortam sıcaklığı ne kadar yüksekse ve türbülans veya hava akımı ne kadar yoğunsa, patlama için gerekli tutuşma enerjisi o kadar düşecektir.
(e)Kapalı alan. Kural olarak toz bulutu ne kadar kapalı bir alanda bulunursa patlamanın şiddeti o kadar fazla olur. Ekipmanların içleri en uygun kapalı ortamlardır. Patlama riski olan ekipmanlara örnek olarak, kovalı elevatörler, silolar, besleme hunileri, filtre ve siklonlar, karıştırıcılar ve pnömatik transport sistemleri sayılabilir. Toz patlaması yukardaki koşullardan herhangi biri eksik olduğunda gerçekleşmez (1,7,8,4) .
Demir tozu patlar mı?
İçinde yoğun bir şekilde metal (demir) tozu birikmiş elektrik panelindeki patlamanın demir tozundan da olabileceği (kaynaklanabileceği) kuşkusu/saptaması doğru olabilir mi?
Açıklamalarda da görüldüğü gibi bazı kaynaklarda (literarürde) “demir” tozlarının da – gerekli çalışma ortam koşullarının – pentagonu- oluştuğunda – patlayıcı olduğu belirtilmektedir. Kanıt olarak da yetkili kuruluşlarca (otoritelerce) araştırması yapılarak sonuç raporu yayınlanan bir iş yerindeki olaylar gösterilebilir.
ABD, Hoeganaes Şirketi, Ölümcül Flaş Patlama ve Yangınları
Nashville, Gallatin şehrindeki Hoeganaes fabrikasında (tesisinde) 2011 yılı içerisinde ilki 31 ocakta olmak üzere üç patlama ve ardından yangın oluştu. İlkinde kovalı elevatörde bakım onarım yapan bir mekanikçi ile bir elektrikçi biriken demir tozunun patlaması sonucu yaralandı ve daha sonra hayatlarını kaybetti(ler). Altı aylık bir süre içinde “demir tozu” üreten bu tesiste beş işçinin ölümcül yaralanmaları ile sonuçlanan üç yanıcı toz olayları (patlaması) oluştu (9.10).
Patlamanın ve sonrasında oluşan yangının demir tozundan kaynaklandığı doğru mu?
ABD Kimyasal Güvenlik Kurulu (CSB); Gallatin, Tennessee Hoeganaes şirketinin toz metaller fabrikasında 2011 yılında meydana gelen üç patlama ile ilgili sonuç (nihai) raporunu yayınladı (05.01.2012). CSB araştırma ve soruşturmalarında Hoeganaes tesisinde ince demir tozunun önemli miktarda birikmiş bulunduğunu saptadı. Firma kendi yaptığı testler ve yaşanılan deneyimlerde demir tozlarının parlamaya ve patlamaya neden olduğunu (deneysel olarak da) saptamış(tı). Ancak mühendislik kontrolleri ve temel temizlik yoluyla tehlikeleri azaltmak için gerekli önlemleri almadığından benzer şekilde 2 ve 3 patlamalarda oluştu.
ABD Mesleki Güvenlik ve Sağlık İdaresi (OSHA), yanıcı toz standardına; yanıcı demir ve çelik tozlarının da dahil edilmesi ile ilgili çeşitli güvenlik tavsiyeleri yayınladı (11).
Toz patlamasını ve yangınları önlemek için neler yapılmalıdır?
Toz dağılmasını ve yayılmasını önlemek
Toz oluşumuna neden olan ortam ve makinelerin normal çalışma ortamından olası ise ayrılmalı veya dışarı toz kaçmayacak şekilde izole edilmeli, bina projelendirmesinde havalandırma ve toz barınması zor veya temizliği kolay yüzey kaplamaları tercih edilmelidir.
Temizlik ve bakım;
Amerikan Toz Patlamaları Bilinçlendirme Programına göre 0,8 mm ve daha fazla kalınlıktaki veya işletme yüzeyinin %5’ini kaplamış toz tabakaları derhal temizlenmelidir. Özellikle insansız ve erişimi zor alanların, kalorifer peteği, aydınlatma armatürleri gibi ısınan yüzeylerin periyodik olarak temizliği önemlidir. Toz tabakalarının temizliğinde mutlaka etrafa dağılmayı önleyecek vakumlu cihazlar kullanılmalı, temizlik işlerinde basınçlı hava asla kullanılmamalıdır. Tozlu alanda kullanılan elektriksel ve mekanik donanımlar ısınma yönünden gerekirse termal kamera kullanarak düzenli aralıklarla kontrol edilmelidir.
Toz patlama olasılığı (patlayıcı ortam oluşma olasılığı, bu ortamın kalıcılığı, statik elektrik de dahil tutuşturucu kaynakların bulunma, aktif ve etkili hale gelme olasılığı, iş yerinde bulunan tesis, kullanılan maddeler, prosesler ve bunların olası karşılıklı etkileşimleri, oluşabilecek patlamanın etkisinin büyüklüğü ve patlama riski) uzman kişilerce değerlendirilmeli, iş yerine özgü patlamadan korunma dokümanı hazırlanmalıdır.
İş yerlerinde yatay ve dikey yüzeylerin düzenli temizliği ve denetimi yapılmalı, buralara toz birikmesine izin verilmemeli.
Makine ve tesisatın içine toz girmemesi, girebilecek tozlarında patlama ve yangın riski oluşturmadan, düzenli aralıklarla temizlenmelidir (12).
Çalışanlar yanıcı tozların patlama tehlikesi üzerine eğitilmelidir.
Tesisin bir acil eylem planı olmalıdır. Acil kaçış ve çıkış yolları daima açık tutulmalıdır.
Toz toplayıcılara (teknik zorunluluk olmadığı sürece) binaların içinde yer verilmemelidir.
Ekipmanlardaki oksijen düzeyleri karbondioksit, azot vb. gazlar karıştırarak patlama oluşabilecek koşulların altına indirilebilir (durgunlaştırma),
Ortamdaki ve kişilerdeki statik elektrik yüklenmesini engelleyecek, boşalmasını sağlayacak kişisel koruyucu donanımlar, boşaltma istasyonları ve topraklamaya yönelik önlemlerle anti-statik ortam oluşturulabilir,
Patlamaya dirençli ekipmanlar, alev kapanları, katlama kapakları gibi koruyucu vb. tedbirler uygulanabilir (4,13).
Metal tozu patlama olasılığı olan iş yerlerinde D türü yangın söndürme cihazı bulundurulmalıdır. Yanıcı ve patlayıcı tozların temizlenmesinde kıvılcım çıkarmayan malzemeler kullanılmalıdır.
Elle uygulanan söndürücü maddelerin kovaları (taşımalıkları/konteynerleri) içindeki maddeyi kuru tutmak için sıkı bir şekilde kapalı tutulmalıdır. Madde, ıslak ise, etkili değildir ve kullanımı tehlikelidir. Taşıma kaplarının içindeki söndürme maddesinin (ajanın) kuru olduğundan emin olmak için sık sık kontrol edilmelidir. Haftalık tavsiye edilir.
Sözün sonu; deneyim ve deneyler “demir tozunun patlayabileceğini söylemektedir.
Kaynakça
- http://www.isteguvenlik.tc/tozpatlamalari.pdf
- https://www.amazon.com/NFPA-484Standard-Combustible-Metals/dp/1455909076
- http://www.iron-powder.com/wp-content/ uploads/2014/03/CIPMS_MSDS.pdf
- https://www.osha.gov/Publications/combustibledustposter.pdf
- http://sache.org/beacon/files/2014/10/tr/ read/2014-10-%20Beacon-%20Turkish-s.pdf
- https://www.ccohs.ca/oshanswers/chemicals/combustible_dust.html
- http://www.nclabor.com/osha/etta/indguide/ig43.pdf
- http://www.aiche.org/sites/default/files/ beacon/201410beaconturkish.pdf
- http://www.csb.gov/hoeganaescorporation-fatal-flash-fires/
- http://www.csb.gov/videos/iron-in-the-fire/
- http://www.csb.gov/csb-releases-finalinvestigation-report-on-three-accidents-atthe-hoeganaes-iron-powder-facility-in-gallatintennessee/
- http://www.authorstream.com/Presentation/srpennywise-908576-toz-patlamasi/
- http://www.centurionsafety.eu/products/face_protection/ArcPro-ArcFlash.php
(Tablo ve görsellere PDF üzerinden ulaşabilirsiniz.)
* Kim. Müh., İş Sağlığı + İşletme Yönetimi Bilim Uzmanı Çalışma Bakanlığı Eski İş Güvenliği Müfettişi (1978-1985) İş Güvenliği Uzmanı (A Sınıfı Sertifikalı) Fişek Enstitüsü Çalışan Çocuklar Bilim ve Eylem Merkezi Vakfı Denetim Kurulu Üyesi