Toz tabakası hesabı: ne kadar toz tehlikeli?

Tabakadan buluta: hesap aracı

İzin verilen yüzey sıcaklığı: hesap aracı

Formül

Hesap basit bir kütle dengesidir. Zemine yayılmış toz tümüyle havalanır ve odanın yüksekliği boyunca eşit dağılırsa, havadaki ortalama derişim şöyle bulunur:

c = ρ · s · φ / H

• c: havadaki ortalama toz derişimi (g/m³)
• ρ: tozun yığın yoğunluğu (kg/m³); tanenin değil, gevşek dökülmüş tozun yoğunluğu
• s: tabaka kalınlığı (mm)
• φ: zeminin tozla kaplı bölümünün oranı (tümü kaplıysa 1)
• H: tozun dağıldığı yükseklik (m)

Birimler kendiliğinden uyar: 1 kg/m³ yoğunlukta 1 mm kalınlık, metrekarede 1 gram eder. Formülü tersinden okursanız bir odayı tozun alt patlama sınırına getiren tabaka kalınlığını bulursunuz:

s = sınır · H / (ρ · φ)

Çözümlü örnek

Basit durum. Yığın yoğunluğu 500 kg/m³ olan bir tozdan zeminin tamamında 1 mm birikmiş, oda 4 m yüksekliğinde:

c = 500 × 1 × 1 / 4 = 125 g/m³

Bir paketleme salonu. Salon 30 × 20 × 5 m. Zeminin %15'inde ortalama 2 mm un tabakası var; yığın yoğunluğu 450 kg/m³. Unun test raporundaki alt patlama sınırı bu örnekte 60 g/m³ olsun.

• Toz bütün salona dağılırsa: c = 450 × 2 × 0,15 / 5 = 27 g/m³. Sınırın altında, “sorun yok” gibi görünür.
• Havalanan toz ilk anda salonun alt üçte birinde kalırsa: c = 27 × 3 = 81 g/m³. Sınırın üstünde.
• Sonuç: ortalama derişime bakarak “güvenli” denemez. Bulut eşit dağılmaz; yerel derişim çok daha yüksektir.

İlk örneği hesap aracında Örnek değerleri doldur düğmesiyle görebilirsiniz.

Alt patlama sınırını nereden bulurum?

Tozun alt patlama sınırı (en düşük patlayıcı derişim), tozun test raporunda yer alır. Değer tozun türüne, tane boyutuna ve nemine göre değişir. Bu yüzden genel bir tablodan değil, tesisinizden alınan numunenin testinden alınmalıdır. Elinizde değer yoksa aracı karşılaştırma alanını boş bırakarak da kullanabilirsiniz; derişimi yine hesaplar.

Tozların hangi özelliklerinin test edildiğini Toz patlaması ve toz bölgeleri yazısında anlattık.

Yüzey sıcaklığı kuralı

Toz bulunan yerde ekipmanın yüzeyi tozu tutuşturacak kadar ısınmamalıdır. Tozun iki ayrı tutuşma sıcaklığı ölçülür: bulut hâlinde ve 5 milimetrelik tabaka hâlinde. Ekipman seçimi standardı (IEC 60079-14) izin verilen en yüksek yüzey sıcaklığını bu iki koşulun küçüğü olarak verir:

T_maks = küçük olan ( ⅔ · T_bulut ; T_5mm − 75 )

Örnek: bulut 430 °C'de, tabaka 310 °C'de tutuşuyorsa sınırlar 287 °C ve 235 °C'dir; geçerli olan 235 °C'dir. Toz ortamı için üretilmiş ekipmanda yüzey sıcaklığı etikette doğrudan derece olarak yazar (örneğin T135 °C). Etiketin geri kalanını Ex işareti çözücüyle okuyabilirsiniz.

Bu hesap PKD'nin neresinde durur?

Patlamadan korunma dokümanı hazırlarken bu iki hesabı şu bölümlerde kullanırız:

• Toz bölgelerinin sınıflandırılması. Birikintinin patlayıcı bir bulut oluşturup oluşturamayacağı, temizlik düzeyiyle birlikte değerlendirilir.
• Temizlik planı. Kabul edilen en fazla birikinti ve temizlik sıklığı bu hesapla gerekçelendirilir.
• Ex ekipman uygunluğu. İzin verilen yüzey sıcaklığı, toz bölgelerindeki her ekipmanın etiketindeki sıcaklıkla karşılaştırılır.
• Kontrol planı. Temizliğin yapıldığını ve birikintinin sınırı aşmadığını kimin, ne sıklıkla kontrol edeceği yazılır.

Hesap bir gerekçe sağlar. Kararı; tozun test verileri, salınım kaynakları ve sahadaki birikinti durumu birlikte belirler.

Bu hesap neyi göstermez?

Araç, yerdeki tozun ne kadar büyük bir bulut oluşturabileceğine dair bir fikir verir. Şunları göstermez:

• Tozun gerçekten havalanıp havalanmayacağını ve bulutun nasıl dağılacağını.
• Kirişlerin, kablo tavalarının ve makinelerin üstünde biriken tozu. İkincil patlamayı çoğu zaman bu birikintiler besler.
• Ekipmanın içindeki durumu: silo, filtre ve taşıma hatlarının içi ayrıca değerlendirilir.
• Bölge sınıflandırmasını. Bölgeler salınım kaynaklarına, temizlik düzeyine ve ekipmana göre patlamadan korunma dokümanında belirlenir.

Kaynaklar

• Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı, Patlayıcı Ortamlar Uygulama Rehberi (1 mm'nin altındaki birikintiye ilişkin uyarı)
• Avrupa Komisyonu, 1999/92/AT sayılı Direktif için bağlayıcı olmayan iyi uygulama kılavuzu
• HSE, HSG103: Safe handling of combustible dusts
• IEC 60079-14 (toz ortamında izin verilen yüzey sıcaklığı), ISO/IEC 80079-20-2 (toz özelliklerinin belirlenmesi)

Bu araç bilgilendirme amaçlıdır. Tasarım ve bölge kararlarında standartların güncel metni ve tozun test raporu esas alınır.

Sık sorulanlar