Parlayıcı ve Patlayıcı Gazlar

Petrol, petrol ürünleri, kimya, doğal gaz, kömür madenleri gibi birçok sanayi kollarında normal çalışma ya da arıza ve bakım gibi durumlarda yaşanabilecek gaz sızıntıları veya petrol buharı gibi sebeplerle patlayıcı ortam ile karşı karşıya kalınmaktadır. Sanayide, özellikle arıza ve bakım durumlarında ortama yayılan kimyasal gazlardan, madde buharlarından, toz hâlindeki maddelerden dolayı patlamalar ve yangınlar devamlı olarak meydana gelebilmektedir.

Patlama, kısa sürede çok hızlı ve kontrol edilemeyen enerjinin açığa çıkması olayıdır. Bu enerji ısı, ışık, ses ve mekanik şok olarak açığa çıkabilir. Gaz, genellikle sabit bir şekli ve belirli bir hacmi olmayıp sınırsız olarak yayılabilen ve basınç artması veya sıcaklığın azalmasının etkisi ile sıvı veya katı hâle gelebilen madde olarak ifade edilebilir. Alt Patlama Sınırı (LEL), ortam havasında bulunduğunda, hacimsel olarak patlama oluşturabilecek en az miktardır. LEL, yanıcı bir maddenin parlamanın oluşması için hava içinde olması gereken minimum oranını ifade eder. Ortamda bulunan gazların patlama veya parlama oluşturmayacak konsantrasyon sınırına Alt Patlama Sınırı (LEL) denir. Her gazın LEL değeri farklıdır.

LEL değeri, patlamayı önlemeye yönelik alınacak tedbirler için çok önemli bir veridir ve gazların tehlike derecesini belirler. LEL değeri, havada yüzde hacim olarak (hava hacmi ile yüzde cinsinden) ifade edilir. Üst Patlama Sınırı (UEL), ortam havasında bulunduğunda hacimsel olarak patlama özelliğini sürdürebileceği en üst sınırdır. Literatürde LEL ve UEL’e benzer olarak yanıcılık için de bazı kavramlar kullanılır. Alt Parlama Sınırına benzer olarak Alt Yanma Sınırı için LFL ile diğer taraftan Üst Patlama Sınırına benzer olarak da Üst Yanma Sınırı ise UFL ile ifade edilir. Alt Yanma Sınırı/Alt Patlama Sınırı, hava içinde yanma için gerekli en düşük yanıcı buhar derişimi ifade eder. Üst Yanma Sınırı/Üst Patlama Sınırı ise yanma özelliği kazanan havada bulunabilecek maksimum yanıcı buhar derişimi ifade eder.

Gazların insan bünyesine olan etkisine göre basit boğucu, kimyasal boğucu, tahriş yapan, sistemik zehirli gazlar vb. sınıflandırılması yapılmaktadır. Basit Boğucu Gazlar, azot (N₂), karbondioksit (CO₂) ve metan (CH₄) bu sınıfa örnek olarak gösterilebilir. Kimyasal boğucu her bir gazın ortam havasında bulunabileceği Eşik Sınır Değeri (TLV) vardır. Bu değerin üzerinde konsantrasyona sahip olan hava boğucu etki yapar. Amonyak, klor ve kükürt dioksit’te etki hemen hissedilebilir. Ancak azot dioksit (NO₂) ve fosgen’de (COCl₂) etki birkaç saat sonra hissedilebilir.

Parlamayan gazlar, hava etkisiyle ve saf oksijen atmosferinde yanmayan gazlardır. Reaktif gazlar, bazı koşullar altında diğer maddelerle kimyasal olarak reaksiyona giren, aktifliği yüksek olan gazlardır.

Flor gazı (F₂), klor gazı (Cl₂), hidrojen gazı (H₂), asetilen gazı (C2H₂), metil asetilen (CH₃C₂H), propilen (CH₃CHCH₂), vinil klorür (CH₂CHCl) bu sınıftaki gazlara örneklerdir. Toksik (toksit, zehirli) gazlar, bulundukları hava içerisinde oksijen yüzdesinin düşmesine sebep olarak solunum için yeterli oksijen olmayan alanlarda hayatı zorlaştırabilir.

Patlamalar, genel olarak yağ dolu test cihazları üzerinde test edildikten sonra oksijen basınç göstergeleri dâhilinde meydana gelir. Kapalı bir sistemde atmosferik basınçtaki oksijen 170 ^oC’nin üzerindeki sıcaklıklarda yağlama yağıyla patlayıcı bir şekilde birleşebilir. Patlayıcı ortam, patlayıcı, parlayıcı ve yanıcı nitelikteki gaz, toz veya buharın hava ile karışarak patlayıcı kıvama geldikleri yerlerdir. Patlayıcı gazların en başında, doğal gaz, evlerde kullanılan tüp gaz (LPG) ve kaynak işlerinde kullanılan hidrojen ve asetilen gazları gelir.

Tutuşma sıcaklığı, bir sıvının doğrudan aleve maruz kalmadan tutuşabildiği en düşük sıcaklıktır. Parlama Noktası, “buharının havayla yanıcı bir karışım oluşturacak bir sıvının en düşük sıcaklığı” olarak tanımlanır. Ham petrol damıtılmasından ilk elde edilen veya doğrudan yeraltından çıkarılan metan gazı en düşük sıcaklıkta buharlaşan, havadan en hafif olan gazdır. Hidrokarbonlar sıralamasında aşağıya doğru gittikçe kaynama noktaları yükselmekte, özgül ağırlıklar artmakta, buna karşılık tutuşma aralıkları daralmaktadır.

Parlayıcı sıvılar ve gazlar genellikle ham petrolden elde edilen veya doğal olarak çıkarılan hidrokarbonlardan oluşmaktadır. Gaz/buhar yüzdesi düşük olan karışımların yanma ve patlama tehlikesi zayıf olmasına rağmen bu karışım yüzdesi yüksek seviyelerde olanların yanma ve patlama tehlikesi oldukça yüksektir.

Gazlar genellikle sıvılaştırılarak kullanılırlar. Sıvılaştırılmış gazlar basınçlı kaplar içinde depolanırlar. Sıvılaştırılmış gazlar, normal basınç altında kolayca buharlaşarak gaz hâline geçerler. Çoğu gaz basıncı düşürüldüğü zaman kendiliğinden soğuyabilirler. Hidrojen ve helyum gibi özellikle hafif gazların basıncı düşürüldüğünde ise ters etki göstererek ısınırlar.

Patlama tehlikesi bulunan tesisler veya üretime yardımcı olan sistemlerde, kullanılan maddeler genelde parlayıcı ve patlayıcı özellikte olduğundan oluşacak patlamalara karşı tedbir alınmalıdır. Çalışanlara, yaptıkları işlerde özellikle maruz kalınacak tehlikeler, yangın hâlinde alınması gereken önlemler, atıkların etkisiz hâle getirilmesi, yüklemede, boşaltmada ve iş yerinin temizlenmesinde gerekli özel işlemler hakkında eğitim, alıştırma, tecrübe ve uygulama suretiyle yeterli bilgi verilmelidir.