Patlama Risk Analizleri ve Etkilerini Azaltma Çalışmalarında Yapılan Tipik Hatalar

0
Risk analizlerinin en önemli sonuçlarından biri kişisel risk değerleridir. Kişisel risk özellikle binaların içerisindeki çalışanlar için yapılan Yaralanabilirlik Analizi sonuçlarına çok bağlıdır. Dünyada ve Türkiye’deki bu konuda yapılan tipik hatalardan biri bu çalışmalarda bir bina içerisindeki kişiler için ölümcüllük değerlerinin sadece patlama basınç değerlerine bağlı olarak hesaplanmasıdır.

DOÇ. DR. ALİ SARI 

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

GİRİŞ

Risk analizi çalışmalarında yapılan bazı kabuller, risk analizi sonuçlarına önemli oranda etki edebilmektedir. Bu yapılan kabullerin etkisi risk analiz sonuçlarını yorumlarken göz önünde tutulmalıdır. Ya da yeni metotlar yöntemler geliştirilerek daha doğru sonuçlar elde edilmeye çalışılmalıdır. Aşağıda patlama risk analizi çalışmalarında dünyada ve Türkiye’de yapılan tipik hatalar ve alternatif yaklaşımlar anlatılmıştır. Bunun yanında patlama etki çalışmalarındaki tipik hatalara değinilmiştir.

Patlama Risk Analizleri

Öncelikle risk analizlerinde kullanılan ekipmanlarla ilgili verilerin ağırlıklı olarak Büyük Britanya ve Amerika’daki açık deniz yapılarının proses ünitelerinden alındığı unutmamalıdır. Risk çalışması yapılacak tesislerin kendi verileri varsa bu verilerle uygun bir şekilde harmanlanması tavsiye edilir. Yoksa bu veri tabanı alınan tesislerin risk analizi yapılan tesisten çok farklı olması durumunda gerçekten uzak risk değerleri bulunacağı aşikardır.

Risk analizlerinin en önemli sonuçlarından biri kişisel risk değerleridir. Kişisel risk özellikle binaların içerisindeki çalışanlar için yapılan Yaralanabilirlik Analizi sonuçlarına çok bağlıdır. Dünyada ve Türkiye’deki bu konuda yapılan tipik hatalardan biri bu çalışmalarda bir bina içerisindeki kişiler için Ölümcüllük değerlerinin sadece patlama basınç değerlerine bağlı olarak hesaplanmasıdır. Ne yazık ki literatürde verilen API 752 ve CIA eğrileri sadece basınç değerine bağlı ve belli tip yapılar için Ölümcüllük değerleri vermektedir. API 752’den bu tür eğriler yeni versiyonlarında kaldırılmıştır. Burada iki önemli hata yapılmaktadır. Şekil 1’de görüldüğü üzere binanın hasarı sadece patlama basınç değerine değil ayrıca impuls değerine bağlıdır. Yani bina içindeki kişilerin yaralanabilirlik dereceleri bütün senaryoları kullanılarak hem basınca ve hem de impulse değerine bağlıdır. İkinci hata CIA ve API 752 eğrileri sadece bazı tipik bina çeşitleri içindir, bu bina çeşitleri jeneriktir, yani o tesisteki binanın patlama karşısında gerçek davranışını temsil edemezler. Bu yüzden Şekil 2’deki gibi Basınç – Impulse eğrileri patlama konusunda uzman yapı mühendisleri tarafından hazırlanmalı ve Yaralanabilirlik analizinde kullanılmalıdır.

Şekil 1. Basınç Impuls Eğrileri ve Bina Hasarlar Seviyeleri

Şekil 1. Basınç Impuls Eğrileri ve Bina Hasarlar Seviyeleri

Risk analizlerinde patlama basınçları için aşılma eğrileri çıkartılır ve eğriler yine tesislerdeki binaların olası patlama senaryoları sırasında oluşabilecek hasarların hesabında da kullanılır. Şekil 3’de görüldüğü gibi tipik bir petrokimya tesisinde yüzlerce patlama senaryoları vardır. Yine Şekil 4’deki Aşılma eğrisinde görüldüğü gibi seçilecek farklı frekans değerlerinde çok farklı patlama tasarım basınç değerleri görülmektedir. 10^-4 frekans değeri ile 10^-6 frekans değeri arasındaki fark yaklaşık 30 katıdır. Tipik hatalardan biri 10^-4 frekans değeri sadece göz önüne alınarak tasarım yapılması ve binaların patlama analizlerinin gerçekleştirilmesidir. Yine Şekil 4’den anlaşılacağı gibi bu durumda frekans değerinde çok küçük azalma patlama basınç değerini artıracak ve bu duruma uygun patlama senaryosu ile karşılaşıldığında 10^-4 frekansına karşı gelen basınca göre tasarlanan bina yıkılacaktır.

Şekil 2. Bir Bina için Hazırlanmış Basınç Impuls Eğrileri ve Patlama Senaryoları

Şekil 2. Bir Bina için Hazırlanmış Basınç Impuls Eğrileri ve Patlama Senaryoları

Şekil 3. Patlama Senaryoları, Frekans Basınç Değerleri

Şekil 3. Patlama Senaryoları, Frekans Basınç Değerleri

Zaten Şekil 5’de görüldüğü gibi Aşılma eğrileri genelde ortalama değerler için verilir. Aslında bu ortalama değer etrafında önemli belirsizlik vardır. Bu değerlerdeki varyasyonlar risk analiz çalışmalarında çok dikkatli yorumlanmalıdır, yoksa biraz önce bahsettiğimiz gibi hatalı bina tasarımlarına neden olunabilir.

Yine yukarıda bahsedildiği gibi hem kişisel risk hesaplarında hem de bina analiz ve tasarımında patlama basıncı ve impuls değeri (ya da patlama süresi) gerekli parametrelerdir. Tipik hatalardan biri Aşılma eğrisinden sadece patlama basıncını okuyup patlama süresi için herhangi bir değer varsayarak patlama analizi yapmaktır. Doğru risk hesabı ve bina tasarımı için patlama zaman eğrisini Şekil 6’daki gibi doğru tanımlamak

Şekil 4. Patlama Basıncı Aşılma Eğrileri

Şekil 4. Patlama Basıncı Aşılma Eğrileri

Şekil 5. Patlama Basıncı Aşılma Eğrilerindeki Belirsizlikler

Şekil 5. Patlama Basıncı Aşılma Eğrilerindeki Belirsizlikler

Şekil 6. Patlama Basıncı Zaman Eğrisinin Tanımı

Şekil 6. Patlama Basıncı Zaman Eğrisinin Tanımı

 çok büyük önem arz eder. Patlama zamanı için yapılacak kaba varsayımlar önemli hatalara neden olur.

Son olarak, risk analizlerinde artık sadece proses riskleri göz önüne alıp diğer riskleri, örneğin deprem, fırtına ve sel gibi riskleri göz önüne almamak risk analizi yapılan tesis için eksik risk hesabına neden olur. Bazen proses deprem, fırtına ve sel domino etkisi yaparak proses riskinde de artışa neden olur. Bunun en önemli örneği 1999 Kocaeli depreminde Tüpraş’daki etkileri ve 2017 Harvey kasırgası sırasında Texas’da görülmüştür. Selden dolayı oluşan elektrik kesintisi neredeyse tesisi önemli patlama ve yangınlarla karşı karşıya bırakmıştır.

Şekil 7. Texas’da Harvey Kasırgası’nda Hasara Uğrayan Arkema Crosby Tesisleri

Şekil 7. Texas’da Harvey Kasırgası’nda Hasara Uğrayan Arkema Crosby Tesisleri

Patlama Etkilerini Azaltma Çalışmaları

Öncelikle patlama analizinde patlama basınç ve impuls değerlerini hesaplamak için kullanılan yöntemler dikkatli incelenmelidir. Farklı yöntemlerin Şekil 8’de görüldüğü gibi farklı sonuçlar verebileceği göz önüne alınmalı ve buradaki belirsizlik dikkate alınmalıdır.

Şekil 8. BST ve TNO Metotlarının Karşılaştırılması

Şekil 8. BST ve TNO Metotlarının Karşılaştırılması

Patlama etkisi azaltma çalışmalarında binalardaki oluşabilecek hasarı minimum değere indirmek, kişisel risk değerini düşürmek için çeşitli yöntemler kullanılır. Bu yöntemler arasından tipik olarak en hatalı kullanılanı patlama duvarlarıdır. Patlama duvarları yanlış tasarım ve değerlendirmeye çok açık yöntem olduğundan en son tercih edilen patlama etkisi azalım yöntemi olmalıdır. Tecrübelere dayanarak özellikle Türkiye’de ve Avrupa’da tasarlanan patlama duvarları tasarımlarının yaklaşık yüzde 90’ının hatalı tasarlandığı ve patlama etkisini azaltmak yerine artırdığı görülmüştür.

Diğer tipik hata ise patlama etkilerini azaltma çalışmalarında binaların içindeki yapısal olmayan elemanların, örneğin iç duvar, cam lamba v.b. ve cam ve kapıların göz önüne alınmamasıdır. Yazarın yaptığı testler ve Şekil 9’daki gibi kaza incelemeleri yapısal olmayan elemanların patlamalar sırasında ölümlere yol açtığını göstermiştir. 

Şekil 9. Patlama Sonrası Binanın içi

Şekil 9. Patlama Sonrası Binanın içi

En son olarak en fazla görülen tipik hata ise patlamaya karşı bina tasarımında ya da patlama etkilerinin azaltılması çalışmalarında patlama yüklerinin rüzgar yükleri gibi statik yükler cinsinden ifade edilmesi ve bu kabule göre yapılan analizlerdir. Bu tür analizler kesinlikle bir yapının patlamaya karşı davranışını belirlememizde yeterli değildir ve tasarım hatalarına neden olup, ayrıca bu tasarlanan binaların içerisindeki insanların hayatını tehlikeye atmaktadır. Bunun yerine patlamanın dinamik etkisini göz önüne alarak patlama basınç zaman eğrilerini kullanarak dinamik analiz yöntemleri kullanılmalıdır.

SONUÇ

Bu çalışmada patlama risk analizlerinde dünyada ve Türkiye’de yapılan tipik hatalar ve patlama etkilerinin analizi çalışmalarındaki tipik hatalar tartışılmış ve bu hatalı yaklaşımlara alternatif yeni jenerasyon risk analizi yaklaşımları anlatılmıştır. Bu alternatif metodun daha sağlıklı ve doğru sonuçlar vereceği belirtilmiştir. 

Share.

About Author

Leave A Reply

'