Alüminyum toz patlamalarının incelenmesi ve reaktif-proaktif önlem çalışmaları
Investigation of aluminum dust explosion and reactive-proactive prevention application studies
Yazar: PINAR SEZER
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN TAHSİN KALAYCI ; PROF. DR. Selahattin GÖKMEN
İstanbul Gedik Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / İş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Alüminyum = Aluminum ; Alüminyum tozu = Aluminum powder ; Patlama = Explosion ; Risk faktörleri = Risk factors ; İş güvenliği = Work safety ; İş sağlığı = Occupational health

Özet:
Endüstrinin değişik kollarında (Boya, plastik, katalizör endüstrileri, gaz beton üretimi vb.) kullanılan alüminyum tozu üretimi dünyadaki ileri toz metalürjisine paralel olarak değişik boyutlarda olmak üzere hızla gelişme göstermiştir. Alüminyum tozunun üretiminde ve tozlanmanın meydana geldiği yüzey hazırlama gibi işlemlerde veya alüminyum tozunun kullanıldığı alanlarda en önemli sorun metalik tozun patlama riskidir. Alüminyum tozuyla yapılan çalışmalarda ise alınması gereken önlemlerle ilgili yönergelerin ve talimatların hazırlanması mutlaka gereklidir. Bu araştırmada genelden özele patlama türleri, toz patlamaları, alüminyum tozu patlamaları incelenmiş ve alüminyum toz patlaması ile ilgili iki farklı tesiste incelemelerde bulunulmuş ve özellikle, tozlanmanın ve küçük çapta bazı patlamaların meydana geldiği bir alüminyum jant fabrikasında, ilgili risk değerlendirmesi ve toz numunesi analizleri yapılarak literatür bigileri ışığında yorumlanmış ve proaktif önlemler önerilmiştir. Alüminyum jant fabrikasında mevcut olan risk analizlerinde patlama özelinde çalışma yapılmadığı ve patlama önleme için yanlış uygulama yapıldığı tespit edilmiştir. Alüminyum jant fabrikasında boya öncesi hazırlık olan kumlama ünitesinin filtre bölümünde önceden meydana gelmiş olan bazı patlamaların tekrar gerçekleşmemesi kullanmakta oldukları otomatik köpüklü söndürme sisteminin; önlemenin aksine, sıcakta demir tozlarıyla yanıcı hidrojen gazı oluşturarak patlama tehlikesinin büyümesine yol açacağından, bunun yerine alüminyum tozu ve/veya oksijen konsantrasyonlarının azaltılması gerekir. Ayrıca, Al'un  ortamdaki demir-3-oksitle (Fe2O3) aluminotermi tepkimesi verebilecek olması tehlikeyi artıracaktır. Ortamda kullanılan borik asitin toz taneciği boyutunun azaltılması ve miktarının artırılmasıyla asılı Al tozu konsantrasyonu düşürülmüş olacaktır. Uygulanabilmesi halinde filtre ortamına verilecek inert gaz olan, ticari sahada kolaylıkla bulunabilen ve maliyeti makul seviyede olan azot gazı (N2) ile ortamın oksijen konsantrasyonu da düşürülebilir. Ayrıca, jant üretimi tesisinin Al tozunun bulunduğu kısımlarda ilave önlem bakımından patlama korumalı ekipmanlarla (exproof) çalışılmasının ve iyi topraklama yapılmasının çok önemli olduğu unutulmamalıdır.

Abstract:
The production of aluminum powder used in different branches of industry (paint, plastic, catalyst industries, gas concrete production, etc.) has developed rapidly in parallel with the advanced powder metallurgy in the world. The most important problem is the risk of explosion of metallic dust in the production of aluminum powder and in the processes such as surface preparation where dusting occurs, or in areas where aluminum powder is used. In the case of work done with aluminum powder, it is absolutely necessary to prepare the instructions and guidelines regarding the precautions to be taken. In this study, from the general to the particular, explosion types, dust explosions, aluminum powder explosions were investigated and examined in two different facilities related to aluminum powder explosion and especially in an aluminum wheel factory where dusting and some small explosions occurred, the related risk assessment and powder sample analysis have been carried out and proactive measures have been proposed. Existing risk analysis  in the aluminum wheel factory have been determined that the explosion-specific work hasn't been done and the explosion prevention application which is currently used is inappropriate. In the aluminum wheel factory, it is determined that the automatic foamed extinguishing system, which is used  in the filter section of the sandblasting unit in order to prevent to occur the explosions that already occurred, will bring a number of dangers by producing hydrogen gas with hot iron powders that are contrary to the prevention, instead, by reducing the concentration of dust or concentration of oxygen have been highlighted. Furthermore, the fact that aluminum can react with iron-3-oxide (Fe2O3) in the filter atmosphere and this will increase the danger. It has been concluded that by reducing the powder particle size and increasing concentration of the boric acid which is already using for suppression, will reduce the concentration of the aluminum powder in the filter medium.  If applicable, the oxygen concentration of the filter medium can be reduced by the use of nitrogen (N2), which is an easily available inet gas in the commercial area at a reasonable cost. It should also be noted that it is very important to work with explosion-proof equipment (exproof) and good grounding in the presence of aluminum dust in the wheel production facility.