Basınçlı Kaplar

I.GİRİŞ VE AMAÇ:

İnsanoğlunun ateşi bulması hem açlık hem de ısınma sorununa çözüm olmuştur. Isınma sorununun çözümü için zaman içinde pek çok yol bulunmuşsa da enerji üretimi, nakli ve depolanması için yeni çözümler geliştirilmiştir. Buhar ve kalorifer kazanları, tanklar vb gibi sistemler kullanılmaya başlanmıştır. Basınçlı kap olarak tanımlanan bu sistemlerin yaygın kullanımı seri üretimine neden olarak ekonomik kalkınmayı sağlarken üretiminden kullanımına uzanan süreçte pek çok riski de içerisinde barındırmaktadır. Güvensiz kullanım ve yetersiz kontrol, iş kazası, maddi hasar, yaralanma ve ölümle yüzleşmektedir.   Basınçlı kaplar arıza yaparak ve patlama riskine neden olabilir. Barındırdığı bu riskler nedeniyle basınçlı kaplar, Avrupa Birliği'nde "Basınçlı Ekipman Direktifi" (PED) kapsamında sınıflandırılmaktadır. PED, basınçlı kapların tasarım, üretim, muayene ve test gibi aşamalarında uyulması gereken temel gereksinimleri belirler. 6331 Sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği (İSG) Kanunu ve "İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği"ne göre, güvenli bir çalışma yürütmede periyodik kontrolleri yapılmasını aralıklarını, uygun yöntemlerini ve yetkin personeli tanımlar. 

Bu çalışmada, basınçlı kaplara ait emniyet ekipmanları ve tehlikelerine değinildikten sonra basınçlı kaplarda bu kontrollerin nasıl yapılacağına dair bilgi ve rehberlik sunulacaktır 

II.Genel Bilgiler : 

1. Genel Tanımlar : 

1.Basınçlı kaplar tanımı: Yönetmeliğine göre tanımı: yakma dışında kullanılan iç basıncı 0,5 Bar'dan yüksek maksimum çalışma basıncı 30 Bar'ı geçmeyen seri olarak üretilirken ateşe maruz bırakılmayan içinde depolama yapılan (hava, gaz vb gibi) kaynaklı bir tasarıma sahip kapalı basit basınçlı kap olarak tariflenebilir. 

PS x V Değerine Göre:

• PS: Kaptaki maksimum çalışma basıncı (bar)
• V: Kap hacmi (litre)

1. a) PS x V ≤ 50 bar x litre: Basit basınç kapları yönetmeliği kapsamında değildir. 
2. b) 50 bar x litre < PS x V ≤ 1000 bar x litre: Düşük tehlikeli basit basınç kaplarıdır. 
3. c) 1000 bar x litre < PS x V ≤ 30000 bar x litre: Orta tehlikeli basit basınç kaplarıdır.

Basınçlı kapları sınıflandırırken aşağıdaki tablodaki gibi genel bir sınıflandırmada da bulunmak mümkündür [1,2]. Çelik malzemeden imal edilirse en az 2 mm kalınlığında saclardan Alüminyum malzemeden imal edilirse en az 3 mm kalınlığında saclardan yapılan kaplardır. Bir basınçlı kaba etkileyen ve tasarımları esnasında içsel ve dışsal basınç, rüzgar, sıcaklık, statik ve dinamik yük ve ağırlık göz önünde bulundurulmalıdır. 

2.Basınçlı Ekipmanlar: Basınçlı kaplar, boru donanımı, emniyet ekipmanları, basınçlı aksesuarlar ve nozul, kaplin, rakor, destekler gibi ekipmanları içerir [2,3].

3. Emniyet Donanımları: Güvenli çalışmasını sağlayan ekipmanlardır. 

a.Basını düşürme cihazları : Limitin izin verilen seviyeyi aşması durumunda devreye girerek basıncı tamamen yada izin verilen seviyeye (patlama diski, kontrollü basınç düşürme sistemleri vb) düşüren cihazlardır. 

b.Otomatik Sistemler: Akışkan seviye, basınç ve sıcaklık şalterleri gibi ekipmanlarla basınçlı kap ve bağlı sistemlerin limitlerde çalışmasını sağlarken limit aşımında sistemi kapatır veya beklemeye alır (akışkan seviyesi, basınç ve sıcaklık şalterleri vb) [3,4]

4.Basınçlı Kap Çeşitleri : Sıklıkla kullanımda olanlardan birkaçı aşağıda sınıflandırılmıştır. 

a.Kompresör, gazları ve havayı mekanik enerji ile sıkıştırarak basıncını artıran bir makinedir. Atmosferden veya başka bir kaynaktan havayı emer ve hava, kompresörün sıkıştırma mekanizmasına girer. Mekanizma, havayı sıkıştırarak basıncını artırır. Sıkıştırılmış hava, kompresörden çıkışa gönderilir. Farklı çalışma prensiplerine sahip pistonlu, vidalı ve santrifüj kompresörler türünden en yaygın kullanılanlarından birkaçıdır.  

Kompresörler, endüstride ( pnömatik aletler, hava motorları, üretim hatları), inşaat (matkaplar, zımparalar, boya tabancaları), tıpta (solunum cihazları vb) ve ev (bisiklet lastikleri vb) birçok farklı alanda kullanılır[3,4,5]. 

b.Hidroforlar: Düşük basınçlı suyu hava ile sıkıştırarak içerisinde yeralan membran hava ve suyu birbirinden ayırarak tankta bulunan hava, suyun üzerine basınç uygular. Bu basınç sayesinde, su musluklara kadar pompalar [6,7].  

c.Kazanlar: Yakıtın yanmasıyla kimyasal enerji ortaya çıkarak ısı enerjisine ısıtıcı akışkana (su, buhar vb.) aktarılır. Isınan akışkan, tesisattaki borularla ısıtılmak istenen yere taşınır. Akışkan, ısıyı bıraktıktan sonra tekrar kazana döner, döngü devam eder.  Katı, sıvı, gaz ve yoğuşmalı yakıtlı kazanlar olarak endüstride yer almaktadır[6]. 

d.Boyler: Kazanın içerisinde istenilen sıcaklıkta suyu tutup koruyan, sıcak su hazırlayıcısıdır. Soğuk ve sıcak su akışı, çeper sayısı, sıcak ortamın nevi gibi özellikleri bulunur[7,8].

1. Kriyojenik Tank: Oksijen, helyum, hidrojen ve argon gibi gazların sıvılaştırılması ve -150°C (-238°F) arasında depolayan basınçlı kaplardır[8,9]. 

f.Otoklav:  121°C^de 15-20 dakikada su buharı ile basınç yaparak doymuş bir ortamda sterilizasyon yapan kapalı kaplardır[10,11,12]. 

1. Basınçlı Kapların Periyodik Kontrolünde Kullanılan Muayene Yöntemleri

Basınçlı kapların periyodik kontrolünde (PK) kullanılan muayene yöntemleri, kapların güvenli ve işlevsel kalmasını sağlamak için önemlidir. Bu yöntemler, kapların tasarım ömrü boyunca yapısal bütünlüğünü ve işlevselliğini değerlendirmeye yardımcı olur. Genellikle, birden fazla muayene yöntemi birlikte kullanılır. PK sıklığı da kapların türüne, boyutuna, malzemesine ve kullanım amacına bağlı olarak değişir. Genellikle, basınçlı kaplar PK her yıl veya iki yılda bir, yetkili ve deneyimli personel tarafından yapılmalıdır. Muayene sonuçları bir raporda belgelenmeli ve gerekli durumlarda ilgili mercilere bildirilmelidir [3,13].

En yaygın kullanılan muayene yöntemleri Çizelge 2’de gösterilmiştir.  

Tablo 1. Basınçlı kapların muayenesinde kullanılan yöntemler 

Basınçlı kapların PK, işyerinde güvenliği sağlamak ve kazaları önlemek için önemli bir unsurdur[2,3,13].

III. GEREÇ VE YÖNTEM :

Bu çalışmada literatür taraması yapılarak basınçlı kaplardaki yönetmelikler, endüstride kullanımı, tank ve ekipmanlardan kaynaklanan tehlikeler, tedbirler PK ve deneyler hakkında önemli olan noktalara temas edilerek özet bilgilere yer verilmiştir.  

1. BULGULAR
2. Basınçlı Kaplardan Kaynaklanan Tehlikeler

Birçok sektörde önemli bir rol oynarken uygun şekilde tasarlanmaz, kurulmaz ve işletilmezse, ciddi tehlikelere yol açabilirler. Bu tehlikelerin başında yüksek basınç nedeniyle patlamaya neden olarak zararlı kimyasal maddelerin kontrolsüz şekilde yayılmasına veya yangına ve hatta  alevli patlamalara sebep olabilir.

1.Patlama ve Parçalanma: Et kalınlığı incelen veya emniyet donanımları arızalanan basınçlı kaplar, patlayabilir. Sonucunda da tank parçaları şarapnel etkisiyle yıkıcı tahribata neden olabilir.

2.Yangın ve Patlama: Düşük parlama noktasına sahip akışkanlar içeren basınçlı kaplarda, bağlantı noktalarında sızıntı riski yüksek olup bu tip sızıntılar patlama ve yangınlara yol açabilir.

3.Zehirlenme ve Boğulma: Basınçlı kapta bulunan akışkanın türüne ve miktarına bağlı olarak, patlama veya sızıntı durumunda zehirlenme ve boğulma riski ortaya çıkabilir.

4.Kimyasal ve Termal Yanık: Boru bağlantıları ve flanşlarda sızıntı halinde, yüksek sıcaklıktaki akışkanlar kimyasal ve termal yanıklara neden olabilir [13].

B.Basınçlı Kaplarda Alınacak Tedbirler

İş güvenliği (İSG) tedbirler ile risklerin etkilerinin ya yok edilmesi yada hafifletilmesi mümkün olmaktadır. 

1.Önleyici Tedbirler:

a.Konumlandırma: Tasarımı ile başlayarak özerk, diğer ekipmanlardan ve çalışanlardan olabildiğince uzakta konumlandırılmalıdır. Seyyar kompresörün çalışandan en az 10 m konumlanması örneklendirilebilir.

b.Kullanım:  Yetkin ve eğitimli personelce kullanma talimatına ve İSG prensiplerine uyarak kullanılmalıdır.

c.Talimatlar ve Uyarılar: İkaz levhaları, kullanım ve İSG talimatları alanın girişinde ve kolay görülebilir şekilde bulundurulmalıdır.

d.Periyodik Muayene (PM): Standartlarda istenen sürelerde yapılarak sonucunda  sorun tespit edilen alanlar ivedilikle onarılmalı yada ekipman kullanılmamalıdır.

e.Çevre Düzeni: Alanda gereksiz, yanıcı, patlayıcı  malzeme bulunmamalı temiz hava akışı sağlanmalı,varsa hava filtresi düzenli olarak kontrol edilmeli ve temizlenmelidir.

f.Sabitleme:  Titreşimi önlemek için sabitlenmezse bağlantılarına zarar vermesi olasıdır. 

g.Basınç Kontrolü: Ayarlanan basınçta duracak sistemler ile emniyet subapları, basınç, sıcaklık vb. göstergeleri eksiksiz olmalıdır. Üzerindeki etikette ona ait bilgiler yazmalıdır.

2.Sınırlayıcı Tedbirler:

1. Uzak Konumlandırma: Çalışma alanından uzakta çalışana ve çevreye patlama riski nedeniyle zarar vermesini önlemek için işletme dışında konumlandırılmalıdır. 
2. Patlama Duvarı:BK, işletme içinde konumlandırıldıysa üst katı ve arkası boş, en az bir duvar ile ayrılmış olmalıdır.
3. Yangın Söndürme Sistemi:BK için yangın söndürme ve algılama sistemleri otomatik olarak çalışmalıdır [3,13].

Tablo 2. Basınçlı Kapların yönetmelik emniyet donanımları, ekipmanları, olası iş sağlığı sebepleri, tehlikeleri ve önlemleri (Görseller Canva)

1. SONUÇ

BK güvenli kullanımı, işveren ve çalışanların ortak sorumluluğudur. Yetkili ve diğer personelin basınçlı kapların tehlikeleri ve güvenli çalışma prosedürleri konusunda eğitilmesi önemlidir. PK’ler yanısıra bakım ve onarım düzenli olarak yapılmalıdır. Yukarıdaki önlemleri alarak basınçlı kapların taşıdığı riskleri en aza indirmek ve kazaları önlemek mümkündür.

1. KAYNAKLAR

1. İş Ekipmanları yönetmelikleri  https://isekipmanlari.csgb.gov.tr/mevzuat.aspx
2. ENES FATİH YAVUZ BASINÇLI KAPLARDA PERİYODİK MUAYENE YÖNTEMLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI YÜKSEK LİSANS TEZİ  MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, 2019 
3. Pressure Vessel in Switzerland https://enterfea.com/projects/pressure-vessel-in-switzerland/
4. U. Sayılgan, Basınçlı Kapların Tanımı, Tasarımı, Standartı, Türkiye: Türk Loyd Vakfı, 1993. 
5. Makine Mühendisleri Odası, Periyodik Kontrol Mühendis El Kitabı, Ankara, Türkiye: Türkiye Mimar ve Mühendis Odaları Birliği, Yayın No: 2001/272-2, 2001
6.  İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık Ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği, T.C. Resmi Gazete, Sayı: 28628, 25 Nisan 2013. 
7. Tahribatsız muayene- Penetrant muayenesi- Bölüm 1: Genel kurallar, Türk Standartları Enstitüsü TS EN ISO 3452-1, 2013