Toz Metalürjisinde (Sinterleme) İSG

Toz metalürjisi, nano ya da mikro yapıdaki tozların sinterlenmesi ve ardından basınç ve sıcaklık altında preslenmesi işlemidir. Sinterleme, bir nesnenin dayanımını ve bütünlüğünü arttırmak için toz metalürjisinde yaygın olarak kullanılan bir ısıl işlemdir. Toz metalürjisinde üretim sürecine giren kimyasal maddeler, iş ekipmanı, araç ve gereçler; insan sağlığı ve güvenliği, işyeri güvenliği, çevre sağlığı ve güvenliği için tehdit oluşturmaktadır. Bu tehditler iş kazalarına ve meslek hastalıklarına sebep olmakta ve insan hayatı ve sağlığı tehlike altına girmektedir. Toz metalürjisinde en önemli mesleki tehlike, toza maruz kalmaktır. Tozların üretimi ve karıştırılması sırasında ve birleştirilmiş veya sinterlenmiş nesnelerin taşlanması sırasında havada toz oluşabilir. Toz metalürjisinde kullanılan tozlar çok yüksek bir yüzey alanına sahiptir. Bu da patlama ve toksisite gibi özellikleri artırmaktadır. Tozun boyutu, büyük oranda nefes yoluyla alınan parçacığın vücutta biriktiği bölgeyi belirler. 10 mikron üzeri parçacıklar akciğerlere ulaşmadan genizdeki mukoza tarafından yakalanır. Ancak 10 mikrondan daha küçük parçacıklar akciğerlere ulaşarak vücut içinde çözünebilir. Yangın durumunda, üç bileşene ihtiyaç vardır: Bir yakıt (toz), atmosferde yeterli oksijen ve bir kıvılcım. Öte yandan patlama, tozun toz bulutu olarak bulunmasını gerektirir. Patlama ihtimali, eğer bu tozlar kapalı bir kap içerisinde duruyorsa artabilir. Bir fabrika veya tesisteki toz ve tozun patlaması tipik olarak iki aşamada meydana gelir: Birinci aşama, bir miktar tozun ilk tutuşması ve patlamasıdır. İkinci aşama ise birinci aşama sonucu havaya salınan toz birikintilerinin yakıt kaynağı olması sonucu çıkan patlamadır.

Kullanılan tozu karakterize etmek, olası yangın veya patlama risklerini anlamak için önemli bir araçtır. Toz karakterizasyonunda en önemli parametreler; toz büyüklük aralığı, minimum patlama konsantrasyonu, minimum ateşleme enerjisi, minimum ateşleme sıcaklığı, minimum otomatik ateşleme sıcaklığı ve tozun patlama endeksidir.

Toz parçacık büyüklüğü önemli bir faktördür ve genel olarak bunun bir patlamanın başlaması için 420 µm’den küçük olması gerektiği düşünülmektedir. Toz parçacığının boyutu 420 µm'den büyükse, kütle bir ısı emici olarak hareket etmek için yeterli hāle gelir ve tutuşmaya neden olması zorlaşır. Bununla birlikte, bir patlama bir kez ilerlemeye başladığında, daha büyük parçacıklar kolayca patlamaya dahil olacaktır.

Minimum patlama konsantrasyonu, belirli test koşullarında patlamaya neden olabilecek havada asılı olan en küçük toz miktarı olarak tanımlanır.

Minimum ateşleme enerjisi, bir toz bulutunun elektrik ve elektrostatik boşalmalarla tutuşma kolaylığını ölçer.

Minimum ateşleme sıcaklığı, bir toz bulutu şeklinde dağılmış tozu veya tozu tutuşturabilen en düşük yüzey sıcaklığıdır. Bu, tozlu ortamlarda kullanılan elektrikli ve mekanik ekipman için maksimum çalışma sıcaklığının tanımlanması ile ilgilidir.

Nemin varlığı, zirkonyum için gösterildiği gibi minimum ateşleme sıcaklığını arttırabilir.

Metal tozlarına maruz kalmanın işçinin sağlığı üzerinde etkisi olabilir ve toza maruz kalma süresi arttıkça sorun teşkil edebilir. Tozların vücutla etkileşime girmesinin üç yolu vardır:

i.Bir tür tahrişe veya alerjik reaksiyona (örn. Dermatit) neden olabilen cilt teması. Nano tozlarda partiküller cilde nüfuz edebilir ve beyin de dahil olmak üzere vücudun çeşitli bölgelerinde hücrelere emilebilir.

ii.Gözle temas, mekanik tahrişe neden olur ve hasara neden olur.

iii.Solunması ve yutulması veya yutulması ile akciğerlere girmesi, olası solunum problemleriyle sonuçlanır.

Toz metalürjisinde kullanılan tozların etkisi hakkında tam bir bilgi yoktur. Çünkü tozlar çalışana bağlı olarak bünyeden bünyeye değişmektedir.

Yangın/patlama ve sağlık risklerini önlemek veya en azından en aza indirgemek için prosedürlerin belirlenmesine rehberlik etmesi gereken dört genel prensip vardır:

• Toz parçacıklarının havadaki süspansiyonunu önleyin.
• Toz işleme alanlarındaki tüm tutuşma kaynaklarını ortadan kaldırın.
• Yangın veya patlama boyutunu sınırlayın.
• Personeli patlamadan koruyun.

Toz metalürjisinin kullanıldığı yerlerde yangın ve patlama riskinden dolayı tesiste "Yangınla Mücadele Prosedürleri" oluşturulmalıdır.