Risk
Transkript
Risk
Büyük Endüstriyel Kazalar BÜYÜK ENDÜSTRİYEL KAZALAR RİSK DEĞERLENDİRMESİ VE MODELLEME ÇALIŞMALARI Prof. Dr. Mehmet Çakmak Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ RİSK NEDİR ? Risk: Ekonomi, İş, Spor, Endüstri… Risk: Potansiyel Tehlike (Kaza) oluşum olasılığı Risk=frekans x sonucun büyüklüğü Örneğin; Bir kaza 50 yılda bir oluyorsa, ve sonucunda 100 yaralanma söz konusu ise, risk 2 yaralanma/yıl’dır. Aynı frekansta bir para kaybı oluyorsa örneğin 30000 TL, bunun riskide 600 TL/yıl’dir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ RİSK SINIFLANDIRMASI Genel Sınıflandırma A Risk Sınıfı: Karşılanamayan ve sakınılamayan (Yıldırım çarpması sonucu ölüm) B Risk Sınıfı: Sakınılabilir ancak hergün yüz yüze olunan (trafik kazasında ölüm riski) C Risk Sınıfı: Sakınılabilir ancak kişiye bağlı (Dağcılık, kanoculuk) Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ RİSK SINIFLANDIRMASI Endüstriyel Aktivitelerde Sınıflandırma Geleneksel Risk: Tesiste yapılan aktiviteler ve bulunan ekipmanlar kaynaklı (Elektrik çarpması gibi)-Tesis çalışan etkilenir Özel Riskler: Kullanılanan madde kaynaklı (toksit ve radyoaktif maddeler)--Tesis çalışan etkilenir Önemli Riskler: Kısa sürede yüksek enerji veya toksit kaynaklıTesis alanı ve dış populasyon etkilenir Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ RİSK ANALİZİ Tüm yukarda bahsi geçen başlıklar risk analiz metedolojisini oluşturur. Risk Analizi ile; 1. 2. 3. 4. Potansiyel kazalar Kazaların frekansı Etki büyüklüğü Kaza Sonucu hakkında bilgi verir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ RİSK ANALİZİ ADIMLARI Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ TEHLİKELERİN BELİRLENMESİ Suya döküntü Su kirliliği Yangın Termal Radyasyon Yanıcı bulut Flaş yangınlar Patlama Termal Radyasyon Yüksek basınç atılımı Toksik bulut Atmosferik yayılım Toksik doz Düşük hız Yangın Termal Radyasyon Yüksek hız Atmosferik yayılım Toksik doz Patlama Yüksek basınç atılımı BLEVE Ateştopu Termal Radyasyon Yüksek basınç atılımı Sıvı + buhar Gas/buhar Gas/buhar toz Patlama Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Buharlaşma Buhar bulutu Hava sıvı Kazanç kaybı Toprak kirliliği Toprak Toprağa döküntü Su sıvı Ekipman ETKİLER Personel KAZA sıvı Maddenin Serbest Kalması POTANSİYEL HASAR Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK ANALİZİ, RİSK DEĞERLENDİRMESİ, RİSK YÖNETİMİ Kaza Tür Dağılımı ve Sonuçları İnsanlar üzerinde hasarlar Çevresel hasarlar - Ölümler - Yaralanmalar - Tahliye giderleri - Hava - Su - Toprak Diğer hasarlar Maddi hasarlar - Maaş kaybı - Tadilat ücretleri - Dolaylı maddi hasarlar (görselliğin bozulması) Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) - Depolama birimleri (sıvı / sıvılaştırılmış gazlar) - Ambarlar - Kara araçları - Proses ekipmanları - Tesisler - Karayolları ve demiryolları - Binalar – Endüstriyel alanlar Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI A. YANGIN ; Kontrolsüz yanma Yanma : Maddenin oksijenle reaksiyonu Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI A. YANGIN Yangının etkileyen parametreler 1. 2. 3. 4. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Yangının yüzey alanı Yanan Ürün Rüzgar hızı Alıcı uzaklığı Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI A. YANGIN Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI A. YANGIN a) Havuz Yangınları (Pool Fires) Havuz yangınları yanıcı bir sıvının yayılarak birikmesi ve birikime müteakiben yanması sonucu oluşur. Havuzlama yangınlarının modellemesi yapılırken alev yüksekliği ve yanma hızı değerlendirmeye alınan birkaç husustur. b) Jet Yangınları (Jet Fires) Jet yangınları yanıcı sıvıların ya da gazların basınçlı salınımlarının parlaması sonucu ortaya çıkar. c) Ateştopları, Kaynayan Sıvıların Genleşen Buharlarının Patlaması (Fireballs, Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion (BLEVE)) BLEVE yüksek kütlelerdeki basınçlı kızgın sıvıların atmosfere yayılımı ile oluşur. Oluşan enerjinin çoğu radyal ısı olarak yayılır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI A. YANGIN d) Flaş Yangınları e) Taşma Hava ile yanıcı bir maddenin (yanıcı gazlar, aerosol, spreyler vb.) karışması sonucunda ortaya çıkan yangınlardır. Karakteristik özellikleri kısa sürelerde, yüksek sıcaklıkta hızlı alevler ortaya çıkmasıdır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA Çok hızlı yanmaların gerçekleşmesi sonucunda oluşan ani ve vahşi enerji yayılımı Patlamanın birincil etkisi HIZLICA YAYILAN ŞOK VE BASINÇ DALGASI • İnsanların yaralanması • Binaların ve ekipmanların zarar görmesi KULLANILAN MODELLER ATMOSFERÜSTÜ BASINCI TAHMİN EDER Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA Referans atmosferüstü basınç değerleri (bar) Kazaya Özgü Eşdeğer İnsanlar Üzerindeki Genel Pik Atmosferüstü Etkiler Basınç (bar) 0.021 “Güvenli Mesafe” 0.35 Kulak Zararı Hasarı 0.70 Akciğer Hasarı 3.0 Hayati Tehlike Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA BİNALAR ÜZERİNDEKİ ETKİLER Kazaya Özgü Eşdeğer Pik Binalar Üzerindeki Genel Etkiler Atmosferüstü Basınç (bar) 0.003 Yüksek ses (143 dB); Sonik patlama sonucu camlar kırılabilir “Güvenli seviye” – Bu noktada %95 oranla ciddi hasarın oluşması 0.021 muhtemel değildir. Camların %10’u kırılabilir. 0.028 Kısıtlı minör yapısal hasarlar 0.048 Ev yapıları üzerinde minör hasarlar 0.069 Evlerin kısmen yıkılması 0.138 Evlerin duvarlarının ve tavanlarının çökmesi 0.159 Ciddi yapısal hasarların alt limitidir. Çelik konstrüksiyon binalarda deformasyon ve tesis yapısından 0.207 ayrılma; depolama tanklarının yapısında bozulma 0.345-0.483 Evlerin ve binaların yaklaşık olarak tamamen yıkılması Binaların tamamen yıkılması; ağır makinaların ve ekipmanların 0.689 yerinden çıkması ve yüksek seviye hasar alması Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA DİĞER ETKİLER Düşme, uçan parçalar veya bina çökmeleri gibi ikincil patlama etkilerinin değerlendirilmesi gerekmektedir. Ancak bunların doğru bir şekilde modellenmesi mümkün değildir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA PATLAMA ÇEŞİTLERİ Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA PATLAMA ÇEŞİTLERİ 1 Buhar Bulutu Patlamaları (Vapour Cloud Explosions) Hava ile karışmış belirgin miktarda yanıcı gaz veya buhar içeren kimyasal patlamalarıdır. Bu tip patlamaları Kazaya karışan 1. Kütleye 2. Çevrenin karakteristiklerine bağlı olarak Flaş yangınları Ciddi mekanik etkiler takip eder. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA PATLAMA ÇEŞİTLERİ 2 Tank patlamaları ve BLEVE Yüksek sıcaklıktaki buharı ile dengede olan sıvıların veya basınçlı gazların içerisinde bulunduğu tanklarda hata oluşması sebebi ile oluşan fiziksel patlamalardır. Bu tip patlamalar; Genelde BLEVE olarak adlandırılır. Kaynayan Sıvıların Genleşen Buharlarının Patlaması (Boiling liquid expanding vapour explosion) Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI B. PATLAMA PATLAMA ÇEŞİTLERİ 3 Toz patlamaları (Dust explosions) İyi biçimde parçalara ayrılmış, yükseltgenebilir, partikül katı maddeler (un, şeker, mantar, aluminyum, asprin ve kömür) havada yayıldığında hızlı yanmalara sebep olabilirler. Bu tip patlamaların etkisi; • Partikül büyüklüğü • Katı maddenin havadaki konsantrasyonuna bağlı olarak değişir. MODELLENMESİ ZORDUR Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZA SENARYOLARININ TANIMLANMASI C. TOKSİK ETKİLER Toksik madde döküntüleri veya kaçakları TOKSİK BULUT’ların oluşmasına sebep olur Değerlendirilmesi gerekenler: • Bulutun yoğunluğu Havadan AĞIR? Havadan HAFİF? • Meteorolojik Koşullar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar DOMINO ETKİSİ Büyük kazalara neden olabilmesi açısından tesisin yapılması öncesinde değerlendirilmesi yada mevcut tesislerde bu tip etkiler dahil edilerek büyük kazalara sebep olup olunmayacağı incelenmesi… Tarihsel verilere göre, tesisin kurulumun tarzı domino etkisi yaratabilir. Birincil etki termal ya da mekanikseldir. İkincil etkisi ise termal, mekaniksel ve toksik olarak ortaya çıkmaktadır. Örneğin; FlanştanJet Yangını Jet FireBoru sisteminde yüksek basınç ve boruda hata oluşumu Borudaki Yüksek basınçateştopu ve jet fireTankda BLEVE Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZALARIN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ Kazaların tahmini için bir grup matematiksel denklemin kullanılması. Sonuçta; • Yangından yayılan termal radyasyonu • Patlamaların pik değerlerinin hesaplanmasında • Atmosfere yayılımların ve etki alanlarının belirlenmesinde kullanılmaktadır A Tankı A Tankı Havuzunda Oluşan Yangının 3 Boyutlu Model Üzerinde Y-eksenindeki Değişiminin Etki Yarıçapına Bağlı Olarak Gösterimi Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZALARIN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ Matematiksel Denklemler; • Akışkanlar dinamiği • Isı transfer gibi fiziğin temel denklemlerinden yararlanılır. ? Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar KAZANIN MATEMATİKSEL MODELLENMESİ BASİT yöntemlerle ve modeller anlamlı hatalara yol açabilir. Daha karmaşık ve tüm fizik kanunlarını ihtiva eden modeller tercih edilmelidir. 1. 2. 3. 4. Kaynak nedir? Modelde senaryo tanımlanmalı Meteorolojik veriler önemli Topografik veri hava yayılım modellemesi dışında tanımlı bilinen bir model yok! Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar MODELİN KULLANIMI İÇİN GEREKLİ OLAN PARAMETRELER 1. Tesiste yer alan kimyasalların MSDS’leri (Tesisten alınması gerekir) Kimyasalların diğer kimyasal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi Kritik Sıcaklık Kritik Basınç Normal Kaynama Noktası Erime Noktası Üçlü Nokta Sıcaklığı Üçlü Nokta Basıncı Yanıcılık / Toksisite °C bar °C °C °C bar Yanıcı Toksik Inert Hiçbiri Molekül ağırlığı Atmosfer ile Reaksiyon g Reaktif Reaktif Değil UFL (Üst Yanma Limiti) LFL (Alt Yanma Limiti) Yanma Isısı Parlama Noktası Maksimum Yüzey Yayılım Gücü ppm ppm kj/kmol °C kW/m2 Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Yanıcılık Toksisite Taşınım Isı Kapasitesi Buhar Basıncı Yoğunluk Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar MODELİN KULLANIMI İÇİN GEREKLİ OLAN PARAMETRELER 2. Tesisin fiziksel durumu ve proses detayları Proses dahilindeki tehlikeli reaksiyonlar, basınç altındaki faaliyetler Proses ekipmanlarının tehlikeli sahalara olan mesafeleri Tesis çevresindeki hassas birimler (Park, konut, okul vb.) Kaza olması durumunda etkilenmesi muhtemel ekipmanlar veya birimler Tesisin hassas birimlere olan mesafesi Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar MODELİN KULLANIMI İÇİN GEREKLİ OLAN PARAMETRELER 3. Tesisin bulunduğu bölgeye ait coğrafik ve meteorolojik bilgiler Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Koşe koordinat bilgileri Koşe koordinat bilgileri Tesisin bulunduğu lokasyona ait Enlem, Boylam bilgileri Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar MODELİN KULLANIMI İÇİN GEREKLİ OLAN PARAMETRELER 3. Tesisin bulunduğu bölgeye ait coğrafik ve meteorolojik bilgiler Atmosferik Parametreler Hakim rüzgar yönü ve hızı (m/s) Kararlılık Kategorisi Atmosferik Sıcaklık -- degC Solar Radyasyon Akısı- kW/m2 Bağıl Nem %70 1. A- Çok kararsız – güneşli, hafif rüzgarlı 2. A/B kararsız - A’dan daha az güneşli veya daha fazla rüzgarlı 3. B kararsız- A/B’den sadece daha az güneşli veya daha fazla rüzgarlı 4. B/C orta seviye kararsız – orta derecede güneş ve rüzgar 5. C orta seviye kararsız – çok rüzgarlı/güneşli 6. C/D orta seviye kararsız – orta seviye güneş, çok rüzgarlı 7. D nötr – az güneş ve rüzgarlı hava 8. E orta seviye kararlı – D’den geceleri daha az rüzgarlı 9. F kararlı – orta seviyede bulutlu ve düşük rüzgarlı geceler 10. G çok kararlı - sisli Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Coğrafik Veriler Meteorolojik Veriler Ürünlerin kimyasal ve fiziksel özellikleri Prosesin teknik detayları Kaza senaryosunun belirlenmesi Frekans Tahmini Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Olay Ağaçları Etkilerin ve sonuçların analizi Risklerin belirlenmesi Risklerin çevre üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Hata Ağacı Ve Veya Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Olay Ağacı Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar RİSK DEĞERLENDİRMELERİ İÇİN ALTERNATİF YÖNTEM ÖRNEK: Yangın için Olay Ağacı Analizi Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar OLAY AĞACI ANALİZİ KAZA olarak tanımlanan olay Normal durumdan istenmeyen durumlara geçiş için gerekli olan ilk belirgin sapmadır. (Ör: Gaz kaçağı, düşen objeler, yangın başlangıcı) Kaza değişik sonuçlara yol açabilir. Potansiyel sonuçlar SONUÇ SPEKTRUMU ile gösterilir. Kaza C1 C2 Cn Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar ÖNLEMLER Tasarımı iyi yapılmış tüm sistemlerin potansiyel kazaları azaltmaya yönelik bir veya daha fazla önlemi mevcuttur. Bu yüzden istenmeyen bir kazanın oluşması, bahsi geçen önlemlerin çalışıp çalışmadığı ile ilişkilidir. 1. Güvenlik önlemleri 2. Teknik önlemler 3. Yönetimsel önlemler Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar SONUÇLARIN SEBEPLERİ • Önlemlerin çalışmaması • Diğer faktörler Gas sızıntısı tutuştu mu? Tutuşmadı mı? Kaza oluştuğunda personel olay yerinde miydi? Değil miydi? Kaza oluştuğunda rüzgar yönü? Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar FREKANS ANALİZİ FREKANS ANALİZİ AMAÇ: • Frekans analizi bir olayın gerçekleşme olasılığını değerlendirme konusunda yardımcı olur. • Frekans değeri ne kadar büyükse, bir olayın oluşma olasılığı o kadar fazladır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Kantitatif Risk Değerlendirmesi Çalışması ÖRNEK: PATLAMA Ambarlı Depolama Hizmetleri Ltd. Şti. Büyük Endüstriyel Kazalar Raporda Görülmesi Gereken Bilgiler; Coğrafi Bilgi; Lokasyon ve çalışma alanı; Düz mü Dağlık mı?, Nehir var mı?, lat-lon gibi. İklim Bilgisi; Nem, Solar radyasyon, rüzgar hızı ve yönü, atmosferik kararlılık gibi. Maddenin Fiziksel ve Kimyasal özellikleri Proses ve fabrika hakkında sistem bilgisi Bunlar belirlendikten sonra muhtemel senaryolar kurulabilir. Burada bir olay kazayı oluşturacaktır. Örneğin, borudaki çatlama veya kırılma bir olaydır ancak oluşan toksit bulut bir kazadır. Eğer yanıcı veya parlayıcı bir gaz ise burada senaryolardan bahsedilir. Örneğin; Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Önerilen Olay Ağaçlar: 1. Yanıcı, düşük uçucu sıvı malzemeler Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Bireysel ve Kamusal Riskler; Risk, kazanın frekansı ve sonucunun bir foksiyonudur. Olası sonuç ise yaralanma veya ekonomik kayıptır. Kuantatif risk analizi genelde can kayıbını/yaralanmayı dikkate alır. Bunun analizi için ek hesaplamalar yapılması gerekmektedir. Bireysel risk, bir tehlike çevresinde bir kişi için riskdir. Bu tanım bireysel yaralanma doğası, her tür yaralanma olasılığı içeren yaralanma sırasında oluşabilir süre. IR(x,y) bir coğrafik konumdaki toplam ferdi ölüm ve birimi yıl-1. Yani, bir yıldaki kaza olasılığı. N ise kaza senaryolarının sayısı. Pfi, x,y konumundaki, i. senaryonun olasılığı. fi ise i. senaryonun frekansı. 10-9 yıl1 frekans değeri değerlendirmeye alınmaz. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Kamusal risk, büyük kazalar çok sayıda insanın konsantre olduğu alanları etkileyebilir. Bu durumlarda toplumsal riski bulmak ancak, bir grup insan üzerinde risk ölçmekle mümkün olur. ÖRNEK 1 Aşağıdaki olası olayları tespit edildiği bir işletme tesisini göz önünde bulundurun: (1) Uzunluğu 4 m olan bir toksit gaz taşıyan borudaki parçalanma olsun (2) Bir yanıcı gaz içeren kabın feci bir şekilde hata oluşturması - Her iki olayda fabrikanın tam ortasında gerçekleşsin - İki değişik hava şartı gözlenmiştir: Atmosferik kararlılık sabit ve rüzgar küzeyden günlük %70 ve doğudan günlük %30 ölçülsün. - Ölüm olasılığı verilen konuma göre ya 0 yada 1 olsun. Literatürden: Bir yanıcı gaz içeren kabın feci bir şekilde hata oluşturma frekansı 5x10^-6 /yıl. Borudaki parçalanma frekansı 3x10^-7 /m.yıl. Yanıcı buludun ateşlenme olasılığı 0.5. Ferdi ve sosyal risk dağılımın gösteriniz. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar İki olay söz konusu; Olay ağacı ve frekans dağılımı Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Kaza senaryosu ise; (a) Hem güney yönünde hemde batı yönünde toksit bulut: Yarıçapı 200 m ve 20 derecelik bölgede ölüm olsun (olasılık 1). Bunun dışında insan üzerinde etkili olmasın (olasılık 0). (b) Patlama: Patlama merkezine göre 130 m tüm çalışanlar ölsün (olasılık 1). Bunun dışında insan üzerinde etkili olmasın (olasılık 0). Ölüm/yıl Noktalı bölge fabrika bölgesi. III ve IV bölgeleri her iki senaryodan etkilenebilmektedir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Risk Altındaki Nüfus için IR Toplam Nüfus için IR (*) işçileri göstermektedir Etkilenen Nüfus için IR İşçiler için Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar f-N: Toplumsal Risk Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Örnek 2: Sıvılaştırılmış propan içeren bir silindirik tank, bir yerleşim bölgesine yakın bir yerde bulunmaktadır. Tank 82 m^3’lük hacme sahiptir ve uzunluğu 40 m olan 2” borularla yükleme noktasına bağlıdır. Bu boru otomatik aşırı akış hızı (3.5 m/s) vanası ile donatılmıştır. Aynı tip vana ile depoya bağlanmıştır. Benzer geri destek borulama sistemide vardır. 20 m^3’lük kara tankerlerine 1.6 m uzunluğundaki fleksible borularla yükleme yapılmaktadır. Yükleme operasyonu 87 saat/yıl ve her zaman uzman kişiler tarafından yapılmaktadır. Propan tankı su sprey sistemi ile korunmaktadır. Kış koşuları yılda 90 gün sürmektedir ve buharlaştırma birimi sıvılaşmış propanı buharlaştırmakta kullanılmaktadır. Bu birim 40 m ve 2” boru ile tanka bağlıdır. Ortalama atmosferik datalar; Po=1.013 bar; dış ortam sıcaklığı= 25 °C; nem=%60; rüzgar hızı= 2 m/s ve 5 m/s olarak değerlendirilmektedir; rüzgar yönü=bkz. Rüzgar gülüne; atmosferik kararlılık sınıfı= D (5 m/s) ve F (2 m/s); yüzey pürüzlülük değeri= 0.1 m Olayları ve frekansları belirleyiniz. Kaza sıralamasını, farklı kaza senaryolarını frekanslarını hesaplayınız, en önemli kaza olayının etkisini bulunuz, ferdi risk harelerini bulunuz. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Kazanın başlamasına sebep olan çeşitli olaylar için olay ağaçları Başlangıç olayı 1. Esnek borunun tamamen yırtılması. İlk güvenlik önlemi döküntüyü durduracak yüksek debi kontrol vanasıdır. İkinci güvenlik önlemi ise bahsi geçen vananın çalışmaması durumunda operatörün döküntüyü durdurmak üzere propan çıkış vanasını manuel olarak kapatmasıdır. Esnek boruların pozisyonunu ve tank ve tank vagonuna olan uzaklık değerlendirildiğinde, depolama tankı için %8 oranında bir olasılık (Jet yangının tankı etkilemesi için olan yatay eksendeki 30 derecelik açıya denk gelmektedir) tank vagonu için %50 oranında bir olasılık elde edilmektedir. Çeşitli sonuçlar aşağıda sunulan olay ağacında İncelenebilir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 2. Esnek borunun kısmi olarak yırtılması. Döküntü hızı nispeten daha yavaş, normal operasyon koşullarında boşaltma hızına yakın olacaktır ve yüksek akış kontrol vanası kapatılmayacaktır. Oluşacak jet yangını daha az olacak ve depolama tankına erişmeyecektir. Jet yangınından tank vagonunun etkilenme olasılığı yine 0.5 olarak alınmıştır. Blast oluşumuna sebep olacak minimum yanıcı karışım miktarına erişilemeyeceğinden yanıcı buharların patlamasına ilişkin blast dalgası oluşumu olasılığı değerlendirilmeye alınmamıştır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 3. Yükleme noktası ile depolama tankını bağlayan borunun tamamen yırtılması Yüksek hızdaki akışı önleyen vana döküntüyü durduracaktır. BLEVE kazasının oluşması için jet yangının tank veya yol tankeri üzerine etki etmesi gerekmektedir. Bağlantı borusunun uzunluğu ve oluşan jet’in tank üzerine etki etme açısı (35 derece) değerlendirildiğinde, depolama tankı için 0.15 olasılığı tahmin edilmiştir. Yol tankeri değerlendirildiğinde ise 13 m uzunluk ve 23 derecelik açı 0.02 olasılığını vermektedir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 4. Depolama tankı ile yükleme noktasını bağlayan borunun kısmi olarak yırtılması Bu durumda akış hızı, yol tankerinden normal koşullardaki boşaltma hızı ile benzer olacaktır. Bu sebeple sadece operatör akışı durdurabilecek yeterliğe sahiptir. Olayın diğer gelişimleri daha önce gösterilen olay ağaçları ile benzerdir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 5. Yol tankeri ile tankın üst tarafını bağlayan borunun tamamen yırtılması Yırtılma sebebi ile propan gazı ortaya çıkmaktadır. Bu durumda operatör vanayı kapatmalıdır. Borunun yerleşimi daha önceki durumlar ile aynı olacağından aynı olasılıklar ve tahminler uygulanabilmektedir. Jet yangını alevleri depolama tankı veya yol tankeri üzerinde etkiye sebep olabilmektedir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 6. Güvenlik tahliye vanasından propan gazının salınması. Tahliye vanası dikey olarak gaz salınımına sebep olduğundan ve tankın 1 m üzerinde yer aldığından, herhangi bir parlama durumunda tank veya tank vagonu üzerinde herhangi bir etkinin oluşması beklenmemektedir. Belirgin bir sonuç oluşmayacaktır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 7. Buharlaştırıcılar ile tank bağlantısını sağlayan borunun tamamen yırtılması. Bu durumda yüksek hızda akışı kontrol eden vana otomatik olarak kapanacaktır. Bu olay operatörün tesisten uzakta olduğu durumlarda gerçekleşebilir. Ekipman herhangi bir yangın durumunda LPG’nin depolama tankından sızmasını durduracak otomatik vanalar ile donatılmıştır. Bu sebeple değişik kaza senaryolarına giden durumlar otomatik kapama sisteminin çalışmaması durumuna dayanmaktadır. Olasılıklar ve tahminler önceki durumlarda belirlenenler ile benzerlik göstermektedir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 8. Buharlaştırıcılar ile tank bağlantısını sağlayan borunun kısmi olarak yırtılması. Bu durumda depolama tankı çıkış borusunda bulunan akışı durduran otomatik vana setleri aktive olabilir (akış hızına bağlı olarak). Geri kalan olay zincirleri daha önce belirtilen durumlar ile benzerlik göstermektedir. Depolama tankınde BLEVE oluşma olasılığı su sprey sisteminin çalışmaması durumuna bağlıdır. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.) Büyük Endüstriyel Kazalar Başlangıç olayı 9. Dağıtma sistemi ile tank bağlantısını sağlayan borunun tamamen yırtılması (gaz salınımı). Depolama tankının dağıtım sistemi ile bağlantısını sağlayan borunun tamamen yırtılması durumunda değişik kaza oluşumu zincirleri yangın halinde propan akışını durduracak vanaların çalışmaması ve devreye geçmesine bağlıdır. Son olarak oluşacak olaylar daha önceki olay ağaçları ile benzerlik göstermektedir. Buğra Uluyurt (Kimya Müh.) Prof.Dr.Mehmet Çakmak (Gazi Üni.)