Please reload

Son Yazilar

Yüksek Genleşmeli Köpük Sistemi

 

 

Köpüğün yangın söndürme uygulamalarında söndürücü olarak kullanılması 20. asır başlarında olmuştur. O zamanlar Çarlık Rusya’sının petrol merkezi olan Bakü’de öğretmenlik yapan Aleksandr Grigoryevich Loran, yaygın olarak çıkan petrol tabanlı yangınlarda uygulamak üzere yangın söndürme köpüğünü bulmuştur.

Günümüzde yanıcı ve parlayıcı sıvıların depolandığı ve/veya bu sıvıların risk oluşturduğu alanlarda yaygın olarak kullanılmakta olan yangın söndürme köpüğü 20. asır başından bu yana büyük ilerlemeler kaydetmiştir.

Peki, nedir bu yangın söndürme köpüğü? Kaba tabirle; su, köpük özütü ve havanın karışımı ile meydana gelen bir maddedir. Temel olarak yangın sırasında boşaltılan köpük-su karışımı, köpük özütünün hava ile genleşmesiyle, yanıcı madde üzerinde bir tabaka oluşmasını sağlar. Oksijenin ve ısının yanıcı maddeye ulaşmasını önleyerek ve dolayısıyla ortam sıcaklığını düşürerek yangının söndürülmesine yardımcı olur.

 

 

Genel olarak köpük özütü %3 - %6 karışım oranları ile kullanılmaktadır. Ancak orman yangınlarında kullanılanlar gibi bazı köpük özütleri %0,1 ile %0,5 arasında kullanılmaktadır. Bahsi geçen oranlar, her iki akışkanın hacimsel oranını ifade etmektedir. Örnek olarak %3’ lük bir oran; her 100 litre köpük-su karışımı için 3 litre köpük özütünün 97 litre su ile karıştırıldığını ifade eder.

Günümüzde yapıldığı madde ya da kullanım amacına göre yangın söndürme köpükleri aşağıdaki şekilde gruplandırılmaktadır.

  • Protein bazlı (RP) köpük sıvıları

  • Floroprotein (FP) köpük sıvılar

  • Film tabakası oluşturan (FFFP) köpük sıvıları

  • Akıcı film tabakası oluşturan (AFFF) köpük sıvıları

  • Alkol dirençli akıcı film tabakası oluşturan (AR-AFFF) köpük sıvıları

  • Sentetik deterjan köpük sıvıları (Mid, Hi-ex)

Öte yandan yangın söndürme köpükleri hava ile genleşme oranlarına göre aşağıdaki şekilde gruplandırılmıştır.

  • Düşük Genleşmeli Köpükler: 20:1'e kadar

  • Orta Genleşmeli Köpükler: 20:1 - 200:1 arası

  • Yüksek Genleşmeli Köpükler: 200:1'den yüksek

Yüksek genleşmeli köpük sistemleri, kullanım yerine göre tasarlanacak algılama sisteminden gelecek sinyal ile baskın vana mebranın altında bekleyen basınçlı su ve/veya su - köpük karışımının tüm uygulama mahalline aynı anda boşaltılması esasına göre çalışırlar. Algılama sisteminden gelecek tetikleme sinyali; elektriksel, hidrolik, pnömatik veya karma olabilir.

Tasarlanan sistemde en az bir adet olmak üzere acil durumda müdahale etmek üzere “el ile müdahale istasyonu” bulunmalıdır.

 

Genel olarak köpük su karışımının boşaltılması için yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri kullanılmaktadır.

Yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri mahal içi ya da mahal dışı havayı kullanarak köpük su karışımının yüksek oranlarda hava ile karışmasını sağlayan açık uçlu uygulayıcılardır ve uçlarında; yağmurlama başlıklarında (sprinkler) olduğu gibi bir cam ampul ya da eriyebilir bağlantı aparatı bulunmamaktadır.

 

Mahal dışı havayı kullanan yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri için taze hava alabileceği boşluklar bulundurulmalı veya bir havalandırma sistemi tasarlanmalıdır, diğer taraftan mahal içi havayı kullanan tipler için böyle bir ihtiyaç yoktur.

Dış ortamdan taze hava sağlayan yüksek genleşmeli köpük jeneratörleri kendileri için bırakılmış boşlukların olduğu konumlara dolayısı ile mahal duvarlarına veya tavana monte edilmek zorundadır.

Sisteme taze hava sağlanması amacıyla tasarlanacak havalandırma sistemi, yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinin çalışması ile devreye girmeli ve sistem genel olarak yanıcı parlayıcı sıvıların olduğu alanlarda kullanılacağından tasarlanacak havalandırma sistemi / damper vb. için uygun patlama dayanım sınıfı göz önünde bulundurulmalıdır.

Yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinde; köpük - su karışımının hava ile genleşme oranını arttırmak amacıyla hidrolik tahrikli ya da elektrik motorlu fanlar kullanıldığı gibi bahsi geçen fanların kullanılmadığı, hattan gelen basınçlı köpük - su karışımının çarptırma yüzeyleri aracılığı (elek) ile genişletildiği modeller de mevcuttur.

Fanların kullanıldığı modeller, üzerlerinde bulunan oynar parçalar ve motorlar nedeni ile dayanıklı montaj ayaklarına ihtiyaç duymaktadırlar. Bakım ve devreye alma işlemleri, üzerinde hiçbir hareketli parça bulunmayan köpük jeneratörlerine göre daha zordur.

Yüksek genleşmeli köpük Jeneratörleri kullanım alanları, yanıcı ve parlayıcı sıvı, gaz depolanan, üretilen işlenen açık ve/veya kapalı tesisler olarak özetlenebilir;

  • Uçak ve Helikopter hangarları,

  • Gemi makine daireleri ve kargo alanları,

  • Solvent veya hidrokarbon depolama sahaları,

  • Boya üretim tesis veya depolama alanları gibi.

Yüksek genleşmeli köpük sistemleri tasarımı, standart köpüklü yağmurlama sistemlerinden farklı olarak üçüncü boyutun da düşünülmesini gerektirir. Bilindiği üzere standart köpüklü yangın söndürme sistemleri temel olarak, uygulanacak alanın eni boyu ve köpük - su çözeltisinin uygulama yoğunluğunun belirleyici olduğu bir denklem iken yüksek genleşmeli sistemlerde bu denklemin içerisine ortam yükseklik öğesi de girmektedir. Dolayısı ile standart köpük su yağmurlama sistemi gibi alan tabanlı olarak değil hacim tabanlı olarak hesaplamalar yapılır.

Bu noktada; söndürme sırasında ortama gönderilecek köpük – su karışımının olası açıklıklardan kaçacağı göz önünde bulundurulmalıdır. Bahsi geçen kaçak miktarında sisteme ilave köpük eklenmelidir. Ayrıca mahalde kullanılan kapılar ve pencereler basınç dayanımlı ve kendiliğinden kapanabilir olmalıdır.

Yüksek genleşmeli köpük sistemleri “NFPA 11 Standart For Low-Medium and High Expansion Foam 2010 Edition” temel alınarak hesaplanır.

Tasarıma aşağıda belirtilen maddeler göz önünde bulundurularak başlanmalıdır.

  • Korunan alanın özellikleri,

  • Riskin tanımı,

  • Korunacak alanın veya alanların tehlike sınıflarının belirlenmesi,

  • Koruma yönteminin belirlenmesi,

Korunacak mahal detaylı olarak incelenerek risk oluşturan ögeler ve kapatılamayacak açıklıklar belirlenmelidir. Risk oluşturacak ögelere uygun köpük özüt konsantrasyonu (%2 - %2,5 veya %3) üreticilerin önerileri göz önünde bulundurularak seçilmelidir.

Köpük jeneratörleri; kontrol, test, denetleme ve bakım işlemlerinin yapılmasına olanak verecek uygun bölgelere yerleştirilmelidir. Buna ek olarak yerleşim sırasında yüksek genleşmeli köpük jeneratörlerinin hava girişlerinin önünde herhangi bir engel olmamasına dikkat edilmelidir.

Yüksek genleşmeli köpük sistemleri hesabı yukarıda belirtilen bilgiler ışığında aşağıdaki yol izlenerek yapılır:

Öncelikle boşaltılması gereken minimum köpük debisini hesaplamak gerekmektedir;

R = {(V/T)+Rs} x Cn x Cl

R: Boşaltılacak köpük miktarı (m³/dak.)

V: Toplam doldurulması gereken hacim (m³)

T: Doldurma zamanı (dak)

Rs: Yağmurlama (sprinkler)sistemi nedeni ile kırılacak köpük miktarı (m³/dak)

Cn: Genel Köpük kayıpları (1,15)

Cl: Havalandırma, kapı, pencere vb. noktalardan oluşabilecek kayıplar (1 – 1,2)

Toplam doldurulması gereken hacmin bulunması esnasında risk oluşturan öğelerin yüksekliği temel alınarak doldurma yüksekliğinin aşağıdaki değerlerden büyük olması gerekmektedir.

  • Risk oluşturacak öğe yüksekliğinin 1,1 katı,

  • Risk oluşturacak öğe yüksekliğinin 0,6 metre daha yükseği.

Maksimum doldurma zamanı için NFPA 11’de mevcut olan Tablo 6.12.7.1 göz önünde bulundurulmalıdır.

Rs değeri yüksek genleşmeli köpük sisteminin uygulandığı alanda yağmurlama (sprinkler) sistemi mevcut ise kullanılır. Eğer yağmurlama (sprinkler) sistemi mevcut değil ise bu değer 0 (sıfır) alınır.

Yağmurlama (sprinkler) sistemi mevcut ise Rs değeri aşağıdaki ampirik formülle belirlenir.

Rs: SxQ

Rs: Yağmurlama (sprinkler) sistemi nedeni ile yüksek genleşmeli köpüklü söndürme sistemine ilave edilmesi gereken köpük miktarı (m³/dak)

S: Yağmurlama (sprinkler) nedeni ile birim dakikada litre başına kırılan köpük miktarı (m³/dak)

S: 0,0748 (m³/lt)

Q: Yağmurlama (sprinkler) sisteminden boşalacak olan su miktarı (lt/dak)

Buna ek olarak:

Cn ve Cl birimsiz katsayılardır.

  • Cn özellikle belirtilmediği sürece 1,15 alınır.

  • Cl kapatılamayan açıklıklardan kaçacak olan köpük miktarını telafi etmek amacı ile kullanılır. 1-1,2 değerleri arasında seçilebilir. Tamamen kapalı bir hacim içen 1 alınması gerekirken, tasarımcı tarafından 1-1,2 aralağında seçilebilir. Tasarımda emniyetli tarafta kalmak amacı ile 1,2 alınması uygundur.

Toplam gerekli köpük debisinin, seçilen jeneratörün tasarım basıncında boşaltacağı köpük debisine bölünmesi ile jeneratör sayısı (Njen) bulunur. Seçilen basınçta köpük jeneratörünün belirlenen köpük miktarını sağlamak için ne kadar köpük-su karışımına ihtiyaç olduğu da (Qjen) verilmiştir.

Sistem için gerekli olan köpük ve su miktarı (Qt), sistemin en az 15 dakika, aralıksız ve tam kapasite çalışması ön şartları ile aşağıdaki değerlerden küçük olanı ile belirlenir.

  • Toplam doldurulması gereken hacmin 4 katı

  • 25 dakika aralıksız sistemin çalışması

Dolayısı ile uygulanacak köpük su karışımı miktarı;

(Qt) = 15 (dak) x Qjen (lt/dak) x Njen

Jeneratör veya Jeneratörlerin, 15 dakika aralıksız ve tam kapasite çalışması süresince kullanacakları değerden az olmamak kaydı ile aşağıdaki değerlerden küçük olanı olarak belirlenir;

  • (Qt) = R (m³/dak)x T (dak) x 4 x 0,001 (lt/ m³)

  • (Qt) = 25 (dak) x Qjen (lt/dak) x Njen

Bulunan toplam köpük ve su miktarı () değerinin konsantrasyon oranı ile çarpımı ile de gerekli olan köpük özütü miktarı bulunur.

Yapılan konsept hesapların uluslararası kabul görmüş onaylı bir hidrolik hesap programı ile kontrollerinin yapılması tasarımın güvenilirliği açısından önem taşır.

Sistem boşaltıldıktan sonra yeniden tutuşmayı engellemek için eğer alanda yağmurlama (sprinkler) sistemi yok ise 60 dakika, eğer yağmurlama (sprinkler) sistemi var ise 30 dakika beklendikten sonra temizlik işlemi yapılmalıdır. Öte yandan yanıcı ve parlayıcı sıvılar yangına dayanaklı kutularda saklanıyor ise bu süreler kısalabilir fakat 15 dakikanın altında tutulmamalıdır.



 

 

Yalıtılmamış ve enerji verilerek çalışır durumda bulunan elektriksel ekipmanlarla, yüksek genleşmeli köpüklü söndürme sistemi elemanları arasındaki minimum mesafeler için NFPA 11 Tablo 6.6.2.1’e göz atılmalıdır.

Please reload