LPG Özellikleri ve Tehlikeleri

Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
LPG ÖZELLİKLERİ VE TEHLİKELERİ
1. Giriş
Dünyada LPG gelecek onlu yıllarda daha fazla kullanılacak gaz yakıt ürünlerinden birisidir. Ulaştığı yoğun ve yaygın kullanımı dünyada ve ülkemizde köklü
sirketlerin gelismesi ile sonuçlanmıştır. Bu doğrultuda LPG’nin sağlanması, depolanması, kullanıcıya ulaştırılması yönünde güvenilir alt yapılar oluşturulmaktadır.
LPG evlerde yemek pişirmede, konut ısıtmada, endüstride, tarımda, otel,
lokanta, hastanelerde ve taşıtlarda (oto-gaz) yakıt olarak kullanılmaktadır. LPG,
merkezi ısıtma, mekan ısıtma, havalandırma, sıcak su ihtiyacı karşılama, soğutma,
yemek pişirme ve ışıklandırma gibi amaçlarla kullanılmaktadır. Bunların yanında
endüstriyel uygulamalarda doğal gazın kullanım alanlarının yanında gazların ve
kimyasal maddelerin, metallerin, mühendislik ekipmanlarının ve gemilerin, ağır
kil ürünleri ve seramik, cam, yiyecek-içecek, elektrikli cihazlar, taşıtlar, tekstil
ürünleri, kağıt ve baskı ürünleri gibi birçok ürünün üretiminde kullanılmaktadır.
Ayrıca doğal gazda olmayan taşınabilirlik özelliği sayesinde santiyelerde, tarımsal ve zirai işlerde, karavan ve botlarda ısıtma ve pişirmede, jeneratör ve pompalarda ve ülkemizde de bir hayli yaygın olarak kullanıldığı gibi içten yanmalı
araba, otobüs vb. motorlarında yakıt olarak kullanılmaktadır.
LPG’ nin yakıt ve oto-gaz olarak dünya pazarlarında kendisini kabul ettirmesinde en önemli etken çevre (emisyonlar) yönünden sağladığı üstünlükler olmuştur.
Genel olarak teknolojinin ileri gittiği, çevre ve güvenlik standartlarının geliştiği ve taşıt sayısının çok yüksek olduğu ülkelerde oto-gaz kullanımı da yüksek olmaktadır.
LPG depolama tankları ile ilgili hususlar standartlarda ve yönetmeliklerde geniş olarak verilmiştir. Bu konuda resmi gazetede yayımlanarak zorunlu
standart kapsamına alınan TS 1446’da bağlayıcı hükümler bulunmaktadır. Uluslararası çevre örgütlerince ve yangın güvenliği kuruluşlarınca, özellikle de EPA
(Environmental Protection Agency)’nın bütün raporlarında NPFA 58 referans
gösterilmektedir. Çok sayıda mevzuatta LPG ile ilgili hüküm bulunmaktadır.
Bunlardan bazıları aşağıda sıralanmıştır.
433
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
a)TS 1446, “Sıvılaştırılmış Petrol Gazlarının (LPG) Depolama Kuralları”,
b)NFPA 58, “Liquefied Petroleum Gas Code”,
c) Parlayıcı, Patlayıcı; Tehlikeli ve Zararlı Maddelerle Çalışılan İş Yerlerinde ve
İşlerde Alınacak Tedbirler Hakkında Tüzük
d) Risk Management Program Guidance For Propane Storage Facilities, US Environmental Protection Agency (EPA),
e) Binaların Yangından Korunması Hakkındaki Yönetmelik
LPG tesislerinde yangına neden olabilecek kaynaklar, elektrik arkı, elektrik kıvılcımı, açık alevler, sıcak yüzeyler, statik elektrik, mekanik sürtünme, mekanik çarpma, ısıl radyasyon ve akustik enerji sayılabilir. Bunların oluşturacağı riskler
ile tesisin içinde ve dışında ortaya çıkabilecek diğer risklere karşı tedbirler ise;
a) Depolama tanklarının konutlara, yerleşim bölgesine asgari mesafeleri,
b) Tank, boru ve bağlantıların malzemelerinin cinsi ve et kalınlıkları,
c) Alarm ve duyuru sistemleri,
d) Soğutma sistemleri,
e) Otomatik kapatma vanaları,
f) Emniyet vanaları
sayılabilir. Depolama tanklarının temel ve kaidelerinin projelendirilmesinde rüzgar kuvveti, deprem kuvveti ve hidrostatik deney yükleri dikkate alınmaktadır.
Bu çalışmada, tanklarda oluşacak gaz sızıntıları, patlama ve yangın riskine
karşı tedbirlere ağırlık verilmiş, deprem riski sadece boru bağlantılarında ele alınmıştır. Tedbirler belirtilmeden önce LPG’nin özellikleri ve riskleri anlatılmıştır.
2. LPG Özellikleri
2.1. LPG’nin Tanımı
Petrol rafinasyonunda, ağırlıklı olarak benzin, mazot ve diğer hidrokarbonların
üretimi sırasında, ortaya çıkan gaz hafif ürünlerin basınç altında veya soğutma
yoluyla sıvılaştırılması ile sıvılaştırılmış petrol gazı, LPG (liquefied petroleum
gas) elde edilir. Ağırlıklı olarak propan ve bütandan oluşur. Türkiye’de LPG karışımı % 30 propan % 70 bütandır. Ağırlıklı olarak parafinik yapıda hidrokarbonlardan oluşur, ancak bileşimde olefinik hidrokarbonlar da bulunur. Daha geniş
açılımda LPG’de bulunan bileşenler: etan, propan, n-bütan, n-pentan, izopentan,
propilen ve bütilenlerdir. LPG petrol rafinasyonu dışında, petrol yakıtları üzerinde oluşmuş gazlardan veya sıkıştırılmış doğal gazın ayrıştırılması ile de elde
edilebilir.
434
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
LPG normal şartlar altında gaz halindedir. Basınç altında sıvılaştırılır ve
basınç kalktığında derhal gaz haline geri döner. Renksiz, kokusuz ve havadan
ağırdır. Zehirli değildir. Kapalı yerde kaçak oluştuğu takdirde havanın yerini alacağından boğucu etkiye neden olabilir. Kaçak halinde tanınması için rafinerilerde
etilmerkaptan veya metilmerkaptan katkı maddeleri ile kokulandırılır.
LPG basınç altında sıvı haldedir ve sıvı olarak depolanır. Sıvı halde aynı
hacimdeki suyun yarı ağırlığındadır. Gaz olarak ise havanın iki katı ağırlığındadır, tabana yayılır.
2.2. Buhar Basıncı
Buhar basıncı, kısmen sıvı kısmen gazla dolu kapalı bir kaptaki mutlak
basınçtır. Bu basınçta sıvı, gaz faza ve gaz da sıvı faza geçebilir. Buhar basıncı sadece sıcaklığa bağlı karakteristik bir özelliktir. Sıvılaştırılmış gaz içinde
buhar bulunan bir kapalı kapta ısıtıldığında buhar basıncı yükselir ve sıcaklık
bu basınçtaki kaynama sıcaklığına yükselir. Sıvılaştırılmış gazlar buhar basınç
eğrisinin altında gaz fazda, üzerinde ise sıvı fazdadır. Sıklıkla kullanılan % 30
propan, % 70 bütan karışım oranındaki LPG için mutlak doyma basıncı 10 C30 C arasında 3.0 ila 5.8 bar arasında değişmektedir.
2.3. Kaynama, Üst ve Alt Isıl Değer
Kaynama sıcaklığında ısıtılan sıvılar kaynamaya başladığı için sıvı fazdan gaz faza geçiş başlar. Atmosfer basıncına karşılık gelen kaynama sıcaklığına
normal kaynama sıcaklığı veya normal kaynama noktası adı verilir.
Atmosfer basıncı 101.3 kPa’da n-bütan –0.5 C, i-bütan –11.70 C, propan –42.1 C ve su +100 C’de buharlaşır. Bir depodan sıvılaştırılmış gazın, gaz
fazında alınmasında, gaz basıncı düşer ve bunun sonucunda sıvı ve gaz fazlar
arasındaki denge bozulur. Sıvı sahip olduğu ısı enerjisi miktarına bağlı olarak
kaynamaya ve buharlaşmaya başlar ve sıvı dışardan ısı enerjisi verilmediği
sürece soğuyacaktır. Gaz alma işleminin bitmesi ile yeniden denge oluşur.
Sıvılaştırılmış gaz tüpünün basıncından yola çıkarak tüpün içindeki miktar belirlenemez, çünkü sıvının buhar basıncı, tüp az veya dolu olsa da sadece
sıcaklık ve sıvının bileşimine bağlıdır. Sıvının aynı sıcaklığında ve basıncında
miktardan bağımsızdır. Tüpün içerdiği gazın miktarı sadece tartmak ile tespit edilir, basınç ölçümü ile belirlenemez.
Yakıtların ısıl değerleri önemli bir karakteristik özelliktir. Üst ısıl değer
birim miktardaki yakıtın yanması sonucu açığa çıkan yanma ürünlerinin baslangıç
435
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
sıcaklığına kadar tekrar soğutulması ve yakıtın içinde bulunan ve yanma sonucu
açığa çıkan suyun yoğuşturulması halinde yakıttan elde edilen ısıl değerdir. Alt
ısıl değer yakıtın yanması sonucu açığa çıkardığı enerjidir ve üst ısıl değerden
yanma sonucu açığa çıkan su buharının yoğusma ısısı kadar, yaklaşık % 8-9 düsüktür.
2.4. Yanma Özellikleri
Yakıtların karakteristik yanma özellikleri vardır ve sıvılaştırılmış gaz
halinde bu özellikler farklılıklar gösterir. Yanma özellikleri; maksimum tutuşma
hızı, en düsük tutuşma sıcaklığı ve tutuşma sınırlarıdır.
Tutuşma hızı, bir yanmanın tutuşabilen bir hava gaz karışımındaki yayılma hızıdır. Gazın yakma havası ile karışım özelliklerine, gazın cinsine ve sıcaklığına bağlıdır. Sıvılaştırılmış gazlar maksimum tutuşma hızına % 10 hava eksikliğinde ulaşırlar. Propanın ve bütanın maksimum tutuşma hızı asetilenin aldığı
değerin ¼’ü kadar ve kok gazınınkinden yarısı kadar fazladır. Olası bir yangın
durumunda, LPG tutuşma hızının nispeten hızlı olması, depolama mesafelerinde
dikkate alınması gereken bir husustur.
Yakıt-hava karışımları belli bir ısı tatbikinden sonra sıcaklığın yükselmesiyle tutuşur ve ilave ısıya gerek kalmadan yanar. Tutuşmanın başladığı en düşük
tutuşma sıcaklığı, karışımın bilesimine bağlıdır. Sıvılaştırılmış gazların tutuşma
sıcaklığı asetilenin tutuşma sıcaklığından oldukça yüksek ancak doğal gazın değerinden düşüktür.
Tutuşma sınırları yanıcı gaz-hava karışımının yandığı belli karışım oranlarının değerleridir. Karışımdaki hava miktarı fazla ya da az olursa alev oluşmaz.
Az miktarda yanıcı gaz ve çok miktarda havanın yanabildiği ilk oran alt tutuşma
sınırıdır. Tersi olması durumunda, yani yanıcı gazın çok, havanın az miktarda
olduğu ve yine de yanabilen orana da üst tutuşma sınırı denir. Bu iki sınırın arası
da tutuşabilir bölge adını alır. LPG’nin tutuşma bölgesi % 1.9 ila % 9 arasıdır ve
bu, kok gazına, asetilene ve hidrojene göre dar bir aralıktır.
LPG sızıntısı halinde ortamda bu karışım oranı oluşması durumunda patlama oluşur. Patlama anında kontrol edilemeyen yanma, gazlar ve ısı sonucu basınç artar ve önemli hasarlara neden olabilir.
3. LPG’nin Tehlikeleri
LPG olarak bilenen ürünlerin tümü “Tehlikeli Maddeler” tanımına girer
ve “Çok Kolay Alevlenebilir” olarak sınıflanır. Tüm enerji formları gibi, LPG’de
436
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
üretim evresinden, kullanıldığı ve yanma ürünlerinin emniyetli bir şekilde atıldığı ana dek, potansiyel bir tehlikedir. Potansiyel tehlikelerin en önemlileri büyük
miktarlarda LPG depolanmasında veya nakledilmesinde ortaya çıkabilmektedir.
LPG berrak kokusuz bir sıvıdır ve gaz halindeyken gözle görülmez. Bir sızıntı
olduğunda, görünmez halde, ortamda tehlike yaratacak yoğunluğa ulaşabilir. Bu
riski asgariye indirmek için, LPG’ye dağıtım öncesinde ayırt edici, nahoş bir koku
eklenir. Kokusuz LPG’ye ihtiyaç gösteren özel uygulamalarda, örneğin aerosol
püskürtücü veya kimya endüstrisi gibi, alternatif emniyet önlemleri benimsenir.
LPG, dört özelliğinden dolayı gerekli emniyet tedbirleri alınmadığı takdirde büyük tehlikeler yaratabilir. Bu özellikler su şekilde sıralanabilir.
Yüksek Basınç
LPG, yüksek basınç altında depolandığı için önemli riskler meydana getirir. Sıvılaştırılmış gazın ani olarak serbest kalması halinde, BLEVE patlaması
oluşur. LPG’nin ihtiva ettiği bütün maddeler gaz olduklarından LPG, sıcaklığa,
basınca ve konsantrasyona bağlı olarak, ayrıca bulunduğu kabın cinsine ve şekline göre patlayıcılık özelliği gösterir.
Yangın ve patlama
LPG, düsük karbon sayılı hidrokarbonlardan (propan, bütan) ibaret olup
hava ile belli oranlarda karıştığında yanıcı ve parlayıcıdır. LPG, yanıcı gaz özelliğine sahip olduğu için statik elektrik veya alev, sıcak cisimler gibi ısı kaynakları
aracılığıyla tutuşabilir. Havadaki LPG konsantrasyonunun yanma sınırları dahilinde olduğu durumlarda ise yanma patlaması meydana gelebilir.
Boğulma
LPG’nin insan hayatını tehdit eden en temel özelliği kapalı ortamlarda
boğulmaya sebep olmasıdır. Renksiz olduğu ve büyük bir hızla hacimsel genleşmeye uğradığından, fark edilmeden ortamdaki oksijen miktarını insanların yasamı için gerekli düzeyin altına indirebilir. LPG, gaz olarak havaya göre ağırdır.
Bulunduğu ortamda serbest hale geçmesiyle havanın o ortamdan uzaklaşmasına
sebebiyet verir. Bu nedenle ortam oksijen açısından fakir bir hal alır. Burada yapılan solunum, oksijen yetersizliğinden dolayı tam olmaz; bu yüzden ortamdaki havayı teneffüs eden kişi önce sersemler, baş dönmesi, hafif baygınlık ve en
nihayet boğulma sebebiyle ölümle karşı karşıya kalabilir. Kuskusuz bu kapalı
hacimlar için geçerlidir.
437
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
Soğuk Yanıklar
LPG sıvı halde serbest kaldığında ve
herhangi bir yüzeye temas ettiğinde, buharlaşması için gereken ısıyı büyük bir hızla temas ettiği
yüzeyden çekerek yüzeyi dondurur. Temas yüzeyi insan dokusu olursa soğuk yanıklara ve doku
donmasına yol açar. Ayrıca temas yüzeyi metal
veya plastik maddeler olursa malzemede önemli
hasarlar meydana gelebilir. LPG basınçla sıvılaştırılmış bir gazdır, bu nedenle
herhangi bir sebeple sıvı halde dışarıya çıktığında normal hava basıncına ulaşabilmesi kolay olmaz ve ani bir genleşme ile hızla buharlaşır. Bir maddenin
buharlaşabilmesi için mutlaka dışarıdan ısı alması gerekir. LPG’nin gerekli olan
bu ısıyı çok kısa bir gazlaşma anında alması mümkün değildir. Isıya ihtiyacı olduğundan, ısıyı kendi bünyesinden alarak sıcaklığın son derece ani bir şekilde
düşmesine sebep olur.
3.1. LPG’nin Açık Alanda Yayılma Tehlikesi
Boru ve bağlantıların malzemelerinin cinsi ve et kalınlıkları uygun seçilmiş ve tasarım için kabul edilen maksimum basınca mukavemeti yeterli ise,
emniyet vanaları açılma basınçları uygunsa, soğutma ve algılama yapılmışsa,
ex-proof malzeme kullanılmıssa, tanklar standartlara uygun tasarlanmıs ve imal
edilmişse LPG tanklarının çatlama neticesinde yarılarak veya devrilerek içindeki gazın bosalması çok az bir ihtimaldir. En olumsuz sartlarda tank diğer boru
ve bağlantı malzemelerinin mikro yapılarında kılcal çatlaklar meydana gelebilir.
Bugünkü teknoloji ile hem rutin tank kontrollerinde bu tür kılcal çatlaklar kolaylıkla saptanabilmekte hem de olası kılcal gaz kaçakları gaz dedektörleri ile çok
kısa bir süre içinde tespit edilebilmektedir.
LPG stok tanklarından kılcal gaz kaçakları şeklinde sızıntı olması halinde açık alanda herhangi bir boğucu etkisi olma ihtimali bulunmamaktadır. Olası
bir tank yarılması ve içindeki gazın boşalması durumunda ilk 50-100 m’lik saha
içinde gaz konsantrasyonu LPG’nin tutuşma limitleri olan % 2-10’a ulaşacağından patlama ve yanma olacaktır.
3.2. BLEVE Olayı ve Nedenleri
Gazların yanıcılık ve parlayıcılık özellikleri sadece bulundukları ortamdaki yanıcı maddelerin yanmasıyla ortaya çıkar. Fakat patlayıcılık özelliği için
438
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
aynı seyi söylemek mümkün değildir. Gazların sıvı ve katılardan farkı, moleküllerinin çok hareketli olmasıdır. Gaz moleküllerinin bu hareketleri, bulundukları
kabın hacmini kaplayacak ve kaba basınç uygulayacak bir etki yaratır. Basınç,
gazın konsantrasyonunun ve sıcaklığının artması ve hacminin azalması ile artar. Konsantrasyon, gazın belli hacimdeki miktarı olup miktar arttığında hareketli
moleküllerin birbirleriyle esnek çarpısma sayısı ve kap çeperlerine çarpma sayıları artacaktır. Bu da basınç artısına sebep olur. Hacim azalması, konsantrasyonu;
yani madde sayısının hacme olan oranını artıracağından basınç artısı yaratır. Aynı
şekilde ısınan moleküller de sıcaklıkla oluşan yapısal düzensizlikleri nedeniyle
bulundukları kap çeperlerine basınç uygulayacaklardır.
Gazın bulunduğu kap, oluşacak basınca dayanıklı değilse gaz, büyük bir
patlama şeklinde dısarıya genleşecektir. Bu durumda kap, iki veya daha fazla
parçaya bölünecek, gaz da siddetli bir patlamaya sebep olacak ve bulunduğu ortamda büyük tahribatlar meydana getirebilecektir. Bu duruma BLEVE (Boiling
Liquid Expanding Vapor Explosion), yani kaynayan sıvının genleşmesiyle oluşan
buhar patlaması adı verilir.
Sıvılaştırılmış gazların tümü, içinde bulundukları kap atmosfere açılmadığı sürece, kaynama noktalarının üzerinde bir sıcaklıkta ve basınç altında saklanırlar. Altında bulundukları yüksek basınç değeri, kaptaki bir sorundan dolayı
atmosfer basıncına düserse sıvının özgül ısısı, sıvının belli bir kısmının sıcaklığının, büyük bir hızla sıvının kaynama
sıcaklığına yükselmesine sebep olur.
Birçok LPG gazı için normal atmosferik sıcaklık değerleri ile sıvı sıcaklığı
arasındaki sıcaklık farkı, kaptaki sıvının
yaklaşık üçte birinin buharlaşmasına
sebep olur. BLEVE olayının önüne geçmek için, basınç emniyet vanaları kullanılır.
Basınç emniyet vanaları, normal atmosfer sıcaklığının üstündeki sıcaklıklara karşılık gelen basınçlarda boşaltma yapmaya ayarlandığı için sıvı sıcaklığı, basınç emniyet vanası çalışırken kapta bir sorun çıktığında atmosfer sıcaklığından daha yüksek bir değer alacaktır. Bu yüzden, bu şartlar altında daha fazla
sıvı buharlaşır (genellikle kabın içindeki sıvının yarısından fazlası buharlaşır).
Genellikle LPG tüplerinde meydana gelen yangın olayları bu sebeptendir. Kabın
içinde buharlaşmadan kalan sıvı, kap basıncı atmosferik basınca düştüğü ve sıvı
439
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
sıcaklığı da kaynama noktasına düştüğü zaman ısısını yayarak soğur.
Buharlaşma, kapta çatlakların oluşmasına sebep olan enerjiyi sağlayan,
tutuşmayla BLEVE’e sebep olan karakteristik yangın topunu oluşturan, hava
gaz karışımını hızlı bir şekilde meydana getiren ve geriye kalan soğuk sıvının
atomizasyonuna sebep olan büyük bir sıvıdan buhara genleşme ile takip edilir.
Atomize olmuş damlacıkların bir çoğu havada uçarken yanarlar. Yine de atomize
olmuş sıvı damlacıklarının bir kısmı yangın alanında çok hızlı geçerek yanmadan
yere düsebilirler. Bu durumun bir örneğinde olay
yerinden 800m uzakta damlacıklar tespit edilmiştir.
Bazı BLEVE durumlarında itfaiyecilerin yanlarından geçen soğuk sıvı damlacıkları soğutucu etki yapar. Kap içindeki basınç düsümü kap metalinin alev
temasından dolayı zayıflayarak yapısal bozulmaya
(çatlaklar) uğramasındandır. Kap malzemesi olarak
kullanılan karbon çeliklerinde 204ºC’nin üzerindeki
sıcaklıklarda dayanım düşüşü görülür. Dayanım düşüşü durumu yüksek sıcaklıklarda bütün metaller için geçerli bir durumdur ve yangın sıcaklıkları genellikle
metallerin kritik sıcaklıklarının oldukça üstündedir.
Basınç emniyet vanaları genellikle BLEVE olayının önüne geçmek için
yeterli değildir, çünkü vana iç basıncı atmosferik basınca değil sadece vanayı
çalıstırmaya yetecek basıncın biraz altındaki bir değere getirecektir. Bu sebepten
sıvı sıcaklığı kaynama sıcaklığının her zaman üzerinde olacak, içeride basınç olacak ve dolayısıyla kap çeperlerinde gerilme olacaktır.
Sıvı ile temas halinde olan metal yüzeylerinin sıcaklığının yükselmesi
oldukça güçtür, çünkü sıvılar iletim yoluyla aldıkları ısıyı absorbe ederek metalin ve kendisinin sıcaklığının çok yükselmesine engel olur. Ancak gazlarda aynı
durum söz konusu değildir ve gazla temas halinde olan metal yüzeylerin sıcaklığı
oldukça yükselir. BLEVE olaylarının asırı metal ısınması nedeniyle meydana gelenlerinin pek çoğunda patlama, metalin buharla temas halinde olan kısımlarında
oluşmuştur. Bu bölgelerde metal gerilmiş ve incelmiş ve de boyuna bir yırtık
kritik boya ulaşıncaya kadar büyümüştür. Bunun sonucunda çatlak gevreklesip
ses hızıyla hem boyuna ve hem de dairesel olarak yayılır. Sonuç olarak kap, patlayarak iki veya daha fazla parçaya ayrılır.
BLEVE olayı, genellikle kabın ateşe maruz kalması durumunda kap çeperlerinde oluşan bozulmalar nedeniyle olsa da bazı durumlarda sebep korozyon
veya darbe etkisi gibi olaylardır. Darbe etkileri özellikle, kargo araçları veya raylı
440
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
tasımacılık gibi nakliyat kazaları sonucu ortaya çıkar. Bu durumlarda BLEVE
olayı darbe etkisiyle aniden oluşur. BLEVE’in boyutları kabın parçalarının ağırlıklarına ve kabın patladığı anda buharlaşan sıvı miktarına bağlıdır. Bir çok BLEVE kabın ½ ve ¾ kadarı dolu olduğu zaman meydana
gelmektedir. Sıvının buharlaşma-genleşme enerjisinin
kap parçası ağırlığına oranı zaman zaman parçaların
patlama mahallinden 800m ye kadar uzaklara gitmesine sebep olabilir ve yakın mesafelerde ölümlere yol
açabilir.
Alevin kaba ilk teması ile BLEVE arasındaki
zaman, ateşin boyutları, doğası ve kabın özelliklerine göre değişkenlik gösterir.
Yer üstüne yerlestirilmis yalıtılmamıs tanklarda su soğutmasının olmadığı hallerde BLEVE olayı tank boyutuna göre birkaç dakika ile birkaç saat arasında
meydana gelir. Yalıtım pek sık kullanılmamakla ve pratik olmamakla birlikte kullanıldığı hallerde BLEVE zamanını önemli ölçüde geciktirmektedir.
3.3. Yanma Patlaması
Yanma patlamasının oluşması için gereken sart, hava-gaz karısımının
kapalı bir ortamda tutuşma için gereken karısım oranına ulaşmasıdır. Patlamanın
oluşabilmesi için, miktar/binanın yapı dayanımı oranının, karısımın yaratacağı
basıncın yapının dayanımını bir bölgede aşacak değere gelmesi gerekir. Eğer binanın yapısı oluşacak basınca dayanacak güçte ise patlama oluşmayacaktır.
Sıvılaştırılmıs gaz içinde bulunduğu kaptan çıkarak serbest kalır ve hızla buharlaşarak büyük oranlarda buhar meydana getirir. Gaz havayla karısır. Yanma veya
patlama aralığındaki oranlarda karısan hava ve gaz tutuşmaya ve yanmaya müsaittir.
Hava-gaz karısımı tutustuğu zaman hızla yanar ve ısı üretir. Üretilen ısı
alevin yakınındaki maddeler ve çok sıcak yanma ürünü gazlar tarafından emilir.
Isı aldığı zaman tüm maddeler genleşir. Alevin veya sıcak yanma ürünü gazların
yakınında olup ısı etkisi ile en çok genleşen madde havadır. Hava, her 237°C için
ilk hacminin iki katına çıkar. Eğer ısınan hava genleşecek yeterli hacme sahip
Propan ve Bütanın Yanma Özellikleri
Gaz
MJ/m³
Hacimce havadaki
yanabilirlik yüzdesi limitleri
Alt
Üst
Özgül
ağırlık
(hava=1.0)
1m3 gazı
yakmak
için gerekli
hava
Tutuşma
sıcaklığı
(C)
Propan
93.7
2.15
9.6
1.52
24.0
493-604
Bütan
122.9
1.9
8.5
2
31.0
482-538
441
Prof. Dr. Abdurrahman Kılıç
değilse (oda gibi kapalı hacimler) bulunduğu hacmin basıncını yükseltir. Odanın
yapısı basınca dayanacak kadar dayanıklı değilse odanın bir bölümü fazla basıncı
atmak üzere şekil değiştirir. Bu basınç bir patlama sonucu oluşur ve bu patlamaya
da yanma patlaması denir, Yanma patlamaları genellikle, yanıcı gaz kapalı hacmin %25’inin altında bir kısmını doldurduğunda oluşabilmektedir. Patlamanın
oluşabilmesi için gazın odayı tümüyle kaplaması gerekmemektedir.
Kapalı yapılarda yanma reaksiyonunun oluşumu, gazın yayılma oranına,
gazın sıvı veya gaz fazında olmasına, yoğunluğuna ve de ortamın havalandırma
kosullarına göre değişir. Genellikle gazın yayılma oranı küçük değerler değildir,
kapalı hacimlerde hava akımı da belli oranlarda görülmektedir. Patlamalar genellikle %90 hava - %10 gaz karısım oranında olmaktadır. Bu sebepler göz önüne
alındığında patlama durumları için yoğunluk çok önemli bir faktör değildir.
442