Depolama Tankı Terminallerinin Risk Analizi – VI

0

Ali SarıDOÇ. DR. ALİ SARI 

İstanbul Teknik Üniversitesi, e-posta: asari@itu.edu.tr

DEPOLAMA DEPOSU TESİSLERİNDE POTANSİYEL TEHLİKELER

Patlama

 

Tank terminallerinde yer üstü depolama tanklarından gelen yakıtların veya yanıcı maddelerin dökülmesinin bir sonucu olarak buhar bulutu patlamaları meydana gelebileceği uzun zamandır bilinmektedir. Nispeten sınırlandırılmamış bir buhar bulutu içinde bir patlamanın üretilmesi için bilinen iki mekanizma vardır. Biri, alevin yüksek hıza çıktığı ve alev ivmesinin üretilmesi için bir mekanizma gerektiren bir deflegrasyondur (yanarak patlama). Büyük ölçekli deneylerde, bu durumun, proses tesislerindeki patlamanın sıkışık borular arasında yayılmasıyla oluşan türbülanstan sağlanabileceği gösterilmiştir. Bu güçlü bir şok dalgasının ve hızlı hareket eden kimyasal tepkime cephesinin birleşmesinden kaynaklanabilir. Birlikte, bu, ses hızından daha hızlı bir yayılma geçişine geçebilir ve ön tarafta 10 bardan fazla aşırı basınç üretebilir. Aynı zamanda, yüksek bir sıcaklıkta ve yüksek reaktif hızda bir şok dalgasının meydana getirdiği yüksek sıcaklık ve basınçtan veya çok reaktif bir karışımda doğrudan odaklanmış şok dalgalarından kaynaklanabilir.

Dökülmelerin yaygın nedenleri şunlardır:

  • Aşırı doldurma,
  • Aşınmış ve korozyona uğramış muhafazadan sızıntı,
  • Boru hattı kırılmalarına bağlı olarak muhafaza kaybı,
  • Depolama tankında depolanan yanıcı sıvıların karışımlarından oluşabilen yanıcı buharların üretilmesi.

Buhar bulutu patlamaları yıkıcıdır çünkü serbest bırakılan buharlar başka yerlere dağılabilir ve bir ateşleme kaynağıyla temas ettiğinde büyük bir patlamaya yol açabilir. Yangına neden olan olaylar dizisi o kadar basit değildir. Aslında, bir buhar bulutu sadece açığa çıkan buhar miktarı yeterli ise oluşur. Buhar bulutu oluştuğunda ve uygun bir ateşleme kaynağıyla karşılaşıldığında, sonuç genellikle büyük bir yangının takip ettiği yıkıcı bir patlama olur. Daha önce bahsedilen bir buhar bulutu patlamasının gerçekleşmesini mümkün kılan tüm faktörler, tank çiftliklerinde mevcut olabilir. Bir tankın yanması durumunda yangının kolayca kontrol altına alınabileceği gibi yanlış bir algı vardır.

Bununla birlikte, bir çok tankın yan yana yerleştirildiği bir tank çiftliğinde, bitişik tanklar kolayca yangın tarafından etki altına alınabilir ve ilk olaydan salınan enerji nedeniyle ikincil yangınlara veya patlamalara yol açılabilir.

Buhar bulutu patlaması, bulut içinde alev önünün hızlandırılmasıyla birlikte, yanıcı bir buhar bulutunun ateşlenmesinin ardından oluşur. Buhar bulutu patlaması yapılmalıdır. Depolama tanklarının içeriğinin rafine ürünler içereceği teyit edilirse, potansiyel buhar bulutu patlamasından dolayı sonuç analizinin yapılması gerekli olacaktır. Risk analizi çalışmalarında buhar bulutu patlamasının  terminal alanındaki depolama tankları üzerindeki etkileri ve oluşacak domino etkisi araştırılmalıdır. Ayrıca, patlama tesisindeki sahadaki personelin ve terminal tesisi etrafındaki halkın üzerindeki etkileri incelenmelidir.

Patlama Yükü Altındaki Depolama Tanklarının Yaygın Arıza Modları

Genellikle iki tip petrol depolama tankı vardır; yüzer tavanlı veya çatısız tanklar ve kapalı tavanlı veya üstü kapalı tanklar. Tankın patlama yüküne olan yapısal tepkisi, depolama tankının tipine bağlıdır.

Önceki olaylardan edinilen deneyim, şunları önermektedir:

  • Çatı normal olarak sabit bir tavan tankının en zayıf parçasıdır. Tavanın mukavemeti çok düşüktür.
  • Yapı hafifse birkaç milisaniye içinde yüklenen bir yüke tam olarak cevap verir.
  • İnce duvarlı tankların patlama yüklerine en çok gözlemlenen tepkilerden biri burkulmadır.

Depolama tankındaki hasar seviyesi aşağıdakilere bağlıdır:

  • Tank tipi (üstü açık veya kapalı üst)
  • Depodaki yakıtın derinliği (dolu, kısmen dolu veya boş)
  • Buhar bulutunun derinliği
  • Depolama tankının buhar bulutuna göre yeri

Yanıcı bulutun dışındaki önemli mesafelerde maksimum aşırı basınçlar nispeten düşüktür, ancak yine de çatının mukavemetinin üzerinde olabilir. Tavan iç ve dış basıncı eşitlemek için hızla aşağı doğru hareket edebilir. Şekil 1, patlama sırasında boş olan tanktaki (b) yüksek seviyedeki plastik deformasyonu gösterirken, bulutun kenarına daha yakın olmasına rağmen % 60 oranında doldurulmuş olan tankta (a), önemli ölçüde daha az plastik deformasyon görülmektedir.

Şekil1: Boş ve Kısmi dolu Tankların Patlamaya Karşı Davranışı (Buncefield Patlaması)

Şekil1: Boş ve Kısmi dolu Tankların Patlamaya Karşı Davranışı (Buncefield Patlaması)

Buhar bulutu içinde, tankların plastic deformasyonu derecesi, dolum seviyesine ve bulut derinliğine bağlıdır. Şekil2’de, Buncefield’da bulut içinde tamamen kalmış bir tankı göstermektedir. Tank, yaklaşık 600 ms’lik bir süre zarfında yaklaşık 20 kPa’ya (2.9 psi)’lik basınca maruz kalmıştır. Tankın nispeten düşük bir sıvı seviyesi vardı ve böyle bir yüksek basıncı çatının aşağı doğru deformasyonu ile dengeleyememiştir. En kritik durum, boş bir tankın derin bir bulut tabakasında meydana gelen bir patlamaya maruz kalmasıdır. Derin bir buhar bulutu tabakası içindeki patlamanın, bir boş tank üzerindeki dramatic etkileri Şekil 3’de gösterilmektedir.

Tank Terminalleri

Şekil 2: Buhar Bulutu içindeki Kısmi dolu Tankların Patlamadaki Hasarları (Buncefield Patlaması)

Şekil 2: Buhar Bulutu içindeki Kısmi dolu Tankların Patlamadaki Hasarları (Buncefield Patlaması)

Dyke Duvarı veya Toprak Dolgu Bütünlüğü

Patlamadan dolayı oluşan dinamik basınçlara karşı dyke duvarının veya toprak setinin yapısal bütünlüğü çok önemli bir konudur ve tank terminali risk analizlerinde domino etkisi hesaplarında göz önüne alınmalıdır.

Bir beton duvar söz konusu olduğunda, bu duvarın patlama v.b. durumda yıkılması ikincil muhafazanın kaybına yol açabilir. Bir toprak seti durumunda, toprağın aşınma olasılığı yüksektir, bu da ikincil muhafazanın tamamen yitirilmesine neden olur.

Tank Terminalleri

Şekil3: Boş Tankın Derin Bulut içindeki Patlama Sırasındaki Hasarı

Şekil3: Boş Tankın Derin Bulut içindeki Patlama Sırasındaki Hasarı

Share.

About Author

Leave A Reply

'