1. YANGIN ve GÜVENLİK SAYI 147
KAPAK KONUSU - MAKALE
65
Kamil TÖZEREN
Makina Mühendisi
CNG İstasyonlarında Gaz Giriş Borusunda
Çıkan Yangının Etkileri (2. Bölüm)
CNG istasyonunda
yangın birçok noktada
çıkabilir. Bunlardan bir
tanesi yeraltına döşenmiş
gaz giriş borusudur. Bu
borunun göreceği hasar
yüzünden delinerek gazın
tahliyesi ve tutuşması ciddi
zararlara sebebiyet veren
bir alev oluşturur. İnsanlar
kapalı yerlerde bu alevin
radyasyon etkisinden
korunabilirler, yalnız ısının
etkisi kapalı alanı da
tutuşturacak seviyede
olabilir.
CNG istasyonunda yangın birçok noktada çı-
kabilir. Bunlardan bir tanesi yeraltına döşenmiş
gaz giriş borusudur. Bu borunun göreceği hasar
yüzünde delinerek gazın tahliyesi ve tutuşması
ciddi zararlara sebebiyet veren bir alev oluştu-
rur. İnsanlar kapalı yerlerde bu alevin radyasyon
etkisinden korunabilirler, yalnız ısının etkisi kapalı
alanıda tutuşturacak seviyede olabilir.
C.Rodes’in {1} “Doğalgaz boruları yaklaşma
mesafeleri” adlı makalesinde boru yangınlarını
irdeler. Yazara göre doğal gaz boruları birçok
sebep dolayısı ile zarar görebilir, boru üzerinde
oluşan delik et kalınlığının 4 katına ulaştığı za-
man, deliğin karşı tarafında oluşan gerilmeler
malzemenin akma gerilmesini geçer ve boru
eksen boyunca yırtılır, kesit alanının birkaç katı
uzunlukta bir yarık ortaya çıkar. Bu yarıktan
borunun her iki tarafından gelen gaz mümkün
olan en büyük hızla boşalmaya başlar. Çıkan
gaz etrafındaki toprağı ve dolgu malzemesini
boşaltarak bir krater oluşturur. Bu esnada bir jet
uçağının kalkışta çıkardığı sese benzer bir ses
çıkartır. Gaz çıktıktan sonra hava ile karışmaya
başlar,%5-15 oranında karıştığı anda bir ateş
kaynağı ile karşılaşırsa, tutuşur ve patlar. Gaz
tahliyesi esnasında tutuşmazsa, uzak mesafe-
lere gidebilen bir bulut oluşturur. Kaçan gazın
tutuşması hemen olmazsa, gecikmeli olarak
ya merkez yerinde tutuşur yada bulutun gittiği
bir yerde tutuşarak fotoğrafmakinası flaşı patlar
gibi geriye yanarak döner. Tutuşan gaz borudan
gelen gaz ile beslenerek yanmaya devam
eder. Bu aşamada yangını söndürmek müm-
kün değildir. Alev bitene kadar çevresini şiddetle
ısıtmaya ve yakmaya devam eder. Bu alevden
insanlar kapalı yerlere sığınarak korunabilirler.
Güvenlikli mesafelerin tespiti bu olaydaki değiş-
kenler yüzünden farklı olabilir. Rüzgarın durumu
gaz yayılımını etkiler, ateşleme noktası etkinin
başladığı yeri ve şiddetini belirler, yangının isli
olması örneğin kanopinin tutuşarak isli yanması
radyasyon ile yayılan ısı miktarını değiştirir, ilk
patlamada veya daha sonra oluşan şarap-
nel etkisini önceden tahmin etmek zordur. Bu
yüzden mesafeler tesbit edilirken her ihtimalin
sıfır zarara indirilmesi mümkün olmayabilir ve
yetersiz oldukları düşünceleri doğabilir. Ancak
tecrübeler gaz kaçaklarının çoğunda gazın
tutuşmadığını göstermektedir.
Tesis kurulma aşamasında bu boru döşenirken
teknik personel makine montajları, müşteri
tesisatları, ısıtma gruplarının imalatları gibi
özel işlere yoğunlaşmak zorunda kalmaktadır.
Hattın onaylanması dağıtım firması tarafından
yapılacağı için bütün sorumluluğun onlarda ve
denetim firmasında olduğu düşünülür. Aslında
çok sorumlunun olması sorumlu sorununu çı-
kartır. İzolasyonlara dikkat edilmezse, kanallar
doğru kazılmazsa, vibrasyon altında kalabilen
bu boruların etrafındaki dolgu kumundaki taş-
lar ayıklanmazsa, şartnamelere uyulduğu takip
edilmezse, üretim başladığı zaman korunmaz
ise biri gider akü suyunu kanalın üstüne boşal-
tırsa bu giriş borusu birçok sorun çıkarabilir.
Yazını devamında termal radyasyon etkisi
C.Rhodes in metodlarıyla incelenecektir. Yalnız
termal radyasyon etkisi yangının düzensizliği
patlamalar ve alev topu oluşumu bittikden
sonra kalan düzenli bir etkidir, yoksa gecikmeli
patlamada oluşan basınç etkisi bundan kat kat
fazla olabilir. Patlamanın şiddetini patlamaya
katılan gaz miktarı ve fiziksel konum belirler. İlk
patlamaya katılan gaz miktarı borunun yırtılma
ve ateşleme noktası arasındaki mesafe ile
değişir. Kapalı, kısmen kapalı yerde patlarsa
şiddeti artar. Mesafe artarsa patlama ve alev
topu büyür. Patlama ilk saniyelerde oldukdan
sonra ortada sabit yanan bir alev jeti kalır ve
belirli mesafelere ısı yayarak çevresini yakmaya
başlar. İlk patlamadan sonra yangın ile görevli
personelin kendini toparlaması, gazı kesmeye,

2. KAPAK KONUSU - MAKALE
YANGIN ve GÜVENLİK SAYI 147
66
personelin tahliyesine ve yapabiliyorsa
boruya müdahale etmeden ikincil yan-
gınları söndürmeye ve soğutma çalışma-
larına başlaması çok önemlidir.
Rhodes emniyetli mesafeyi Rs, güneş
ışınlarının dünyaya olan maksimum et-
kisi olan 1365w/m² olarak almaktadır. Rs
mesafesini yarısında ısı etkisi bu değerin
4 katına çıkarak 5460 W/m²’ye ulaşır ve
yüzey sıcaklıklarını kısa bir süre içinde
200ºC’ye çıkmasını sebep olur. Bu mik-
tarda bir yayılıma maruz kalan insan EN
13645 sf 9 da belirttiği gibi 15 sn içinde bir
sığınağa yetisemez ise 2. derece yanığa
maruz kalabiliyor. {2}.
Rhodes’in formülü aşağıdadır:
Rs= 17,17* Dp *(Pa-Pb) 0,25
Rs Emniyet mesafesi metre
Dp Boru iç çapı 0,05 metre
Pa Hat basıncı 7 000 000 Pa
Pb Atmosfer basıncı 101 000 Pa
4’’ Sch 80 boru için
Rs=17,17*0,098*(7101000-101000)0,25
Rs= 86,54 m……………Rs/2= 43,27 m
3’’ Sch 80 boru için
Rs=17,17*0,074*(7101000-101000)0,25
Rs= 65,35 m……………Rs/2= 32,67 m
2’’ Sch 80 boru için
Rs=17,17*0,0496*(7101000-101000)0,25
Rs= 43,8 m……………Rs/2= 21,9 m
Tesis girişinde 2’’ boru kullanılmış ise 21,9
m mesafede 5460W/m² yani güneşin
yaklaşık 4 katı şiddetinde bir radyasyona
maruz kalacaktır.
Termal Radyasyonun İnsanlar
Üzerindeki Etkisi
Bu mesafede kalış sürelerinde olanlar
Mark J.Stephens tarafından hazırlanarak
GRI ye verilen raporda açıkca belirtiliyor.
{3} Yukarıda tercümesi verilen Tablo 2.1
de 5050 W/m² bir ışınım etkisi altında
yanma sınırını 30,3 saniye olarak veriyor.
Bu sınırda deride kabarcıklar 24,4 ila 81,3
sn arasında oluşuyor, %1 oranında ölüm
yaklaşık 2 dakika sonra, %50 ölüm oranı 5
dakika sonra, ve 7 dakika sonra çok fazla
şans kalmıyor. %1 ölüm oranından kaste-
dilen 5050 W/m²’ye 123,1 sn maruz kalan
100 insandan bir tanesinin dayanamama
ihtimali olmasıdır. %100 ölüm oranı, şah-
sın elbiselerinin hiçbir ateşleyici olmadan
tutuşma süreci kastedilmektedir. Yani 2
dakika sonra ölümlerin başlama ihtimali
vardır. İnsanlara güvenli gelen, aslında
dakikalar ile ifade edilebilecek sürelerde,
etki alanı içinde kalan personelin çok hızlı
tahliyesi gerekmektedir. Aynı yazıda kaçış
hesabı yapılmaktadır. Kaçış için 30,3 sn
kullanılmaktadır. İlk 1-5 sn hareketsiz ge-
çen ve durumu anlama süresinden sonra
2.5 m/sn hızla sığınağa doğru kaçarsa 60
metre uzaklaşır ve kurtulur. Ancak yara-
lanan veya bilincini kaybeden personel
unutulursa şansı kalmaz.
Rhodes’in 21,9 metrelik mesafesini Mark
J. Stephens tarafından GRI’e verilen ra-
por ile karşılaştırırsak, onun aldığı kriterler
yerine aşağıda izah edileceği gibi 5000
W/m² değerini alırsak farklı bir neticeye
varmayacağız. Bahsedilen yazıda limit
değeri olarak 5000 Btu/ft2/hr yani 15
770 W/m² veriliyor. Bu şartlar için formül
aşağıdaki gibidir.
r= 0,685* (P*d2) 2
Sayfa 10 Formül 2.8
Bu formüle değerler konulduğu zaman
emniyet mesafesini 6,65 metre olduğunu
görürüz. Bu değerin kabulu ahşap malze-
menin dayanımı ile ilgilidir.
Termal Radyasyonun Ahşap
Malzeme Üzerindeki Etkisi
Termal Radyasyonun İnsanlar Üzerindeki Etkisi
Termal
radyasyon
yoğunluğu
Btu/hr ft2
Termal
radyasyon
yoğunluğu
kW/ms
Yanma
eşiği
sn
Kabarcık
oluşması
alt eşik
sn
Kabarcık
oluşması
üst eşik
sn
1%
ölüm
oranı
sn
50%
ölüm
oranı
sn
100%
ölüm
oranı
sn
1600 5,05 30,3 24,4 81,3 123,1 267,1 406,4
2000 6,31 23,5 18,1 60,4 91,5 198,5 302,1
3000 9,46 14,7 10,6 35,2 53,4 115,8 176,2
4000 12,62 10,6 7,2 24 36,4 79 120,2
5000 15,77 8,2 5,4 17,9 27 58,7 89,3
8000 25,24 4,8 2,9 9,6 14,5 31,4 47,8
10000 31,55 3,7 2,1 7,1 10,8 23,3 35,5
12000 37,85 3 1,7 5,6 8,4 18,3 27,9
Termalradyasyon
yoğunluğu
Btu/hrft2
Termalradyasyon
yoğunluğukW/ms
Tutuşmasüresi
pilotateşle
sn
Tutuşmasüresi
kendiliğinden
sn
4000 12,62 ateşlenmez ateşlenmez
5000 15,77 1162,3 ateşlenmez
8000 25,24 37,8 ateşlenmez
10000 31,55 18,7 65,3
12000 37,85 11,6 26,3
Tablodan görüleceği gibi 15,8 kW/m²
değerinde bir yayılıma uğrayan ahşap bir
yapı ancak 20 dakika sonra bir kıvılcım ile
karşılaşırsa yanacaktır, kendiliğnden tutuş-
masına ise olanak yoktur. Kendiliğinden
tutuşması ancak 37,85 kW/m² değerin-
deki bir ışınıma 1 dakikadan fazla maruz
kalırsa meydana gelecektir. Bu yüzden
kendisi bu değeri alıyor ve bu seviyede
ahşap bir yapının yanmayacağı, içindeki
insanların zarar görmeyeceği, dışarıda
kalan insanların süreli etkilenmede zarar
görecekleri ama ölüm oranının düşük
olduğunu söylüyor.
Yalnız Rhodes’in kabül ettiğinden 3 misli
fazla ısı 8.2 saniyede yanmaya sebep

3. KAPAK KONUSU - MAKALE
süre içinde acil durdurmalara basılacak,
vanalar kapatılacak, personel sayılacak,
eksikler aranacak. Acil durum planlarında
birbirinden sorumlu personelin kademeli
olarak belirlenmesinde yarar vardır. Ancak
bu şekilde personelin 2 dakika içinde kur-
tarılması sağlanabilir.
Kaynakça
1. C. Rhodes Natural gas pipeline sa-
fety setback - calculation of safety
setbacks from large diameter hiıgh
pressure natural gas pipelines.
2. TS EN 13645 sıvılaştırılmış doğal gaz
için tesisat ve donanım- 5 T ve 200T
arasındaki bir depolama kapasitesiyle
denizde tesisatın tasarımı.
3. Mark J Stephens A model for sizing
high consequence areas associated
with natural gas pipeline. Prepared by
C-FER Technologies CANADA
oluyor, %1 ölüm oranı 27 saniyede
gerçekleşiyor. Biz ne yapıyoruz, binlerce
kilometrelik hatlarda doğalgaz borusu
döşemiyoruz.10 dönüm yer alıp kendi-
mizinde içinde olacağı CNG istasyonu
yapıyoruz. İçinde tırlar, romörklü araçlar
manevra yapabiliyor yani arazimiz ge-
niş. TS EN 13645 nolu LNG Tesisleri için
yayınlanan standart da İdari Binalar için
5 kW/m² ve atelyeler vs için 8 kW/m² sınır
değerlerini veriyor. Tabiki bu değerler
uymamız gerekiyor.
Bu yüzden asıl formülde ısı değerini 5000
W/m² alarak 2.7 numaralı formulü metrik
sisteme çevirirsek şu sonuca varırız.
r=12,41*(P*d^2/I) 0.5
Rs Emniyet mesafesi metre
Dp Boru iç çapı 0,05 metre
Pa Hat basıncı 7 000 000 Pa
Bu formülden r=23,22 metre sonucunu
çıkartabiliriz.
Tesise giriş hattının 2’’ olduğunu düşünür-
sek, bu borunun 21,5 metre sağına ve
soluna örneğin yerüstü mazot tankı koy-
mamakta yarar vardır. Yangın tüplerinin
ve yangın hortumlarının yerleşiminde bu
ölçüye dikkat edilmesi gerekmektedir.
Bu ölçü içinde kalan bir yangın dolabına
ulaşmak zor olacaktır veya bırakılan bir
yangın söndürme tüpünün yangın içinde
kalmasına sebeb olacaktır. CNG istas-
yonlarında personel 3 vardiyaya yayılmış
olur, kalan personelin bazısı kamyonlarla
gider, teknik personelin sahada işleri olur,
yani ortalık tenha ve tesis büyüktür. Görme
menzili içinde kamyon dorse gibi büyük
engeller vardır. Bu şartlar altında bu geniş
alandaki personelin en fazla 2 dakika için-
de tahliyesi gerektiği ortaya çıkmaktadır. Bu