KAYNAK DUMANININ DAVRANIŞI
Duman, gözle görülemeyecek partiküllerin yoğun bir şekilde bir araya gelerek, ince bir tabaka halinde gözle görülebilir hale gelmesidir.
Kaynak işlemi anında ortaya çıkan dumanda, ortalama 0.05 ile 20 mikrometre çaplarında kirletici parçacıklar bulunmaktadır.
Oluşan kaynak dumanının miktarı ve türü, kaynak parametrelerine ve temel malzemelere bağlıdır. Kaynak dumanı, oluştuğu an yüksek ısı sebebiyle hızla yukarıya doğru yönelir. Isı kaybeden duman, 2.5 – 5 metre aralığında asılı kalır. Ağır partiküllerden kurtulan duman yavaş biçimde yukarı hareketine devam eder. Aşağı serpilen partiküller ortamdaki her hava akımıyla tekrar yukarı kalkar ve tüm çalışanlar tarafından solunur. Bu partiküller çalışanların göz çukurlarına, tenine ve saç diplerine de yerleşir.
KAYNAK DUMANININ İNSAN SAĞLIĞI ÜZERİNE ETKİLERİ
Kaynaklı imalat atölyelerinde üretim süreci gereği oluşan ve çalışma ortamına yayılan gaz, toz ve dumanlar vücuda solunum yolu ile girerler. Söz konusu hava kirleticilerinden bazıları kronik(uzun dönemde ortaya çıkan) hastalıklara neden olduğu gibi, etkilenme düzeyine bağlı olarak akut(ani-birdenbire) rahatsızlıklara da neden olabilmektedir. Örneğin kaynakçılarda sıklıkla görülen metal dumanı ateşi genellikle geçici bir rahatsızlıktır, ancak, kronik rahatsızlıkların da gelişmesine yardımcı olmaktadır.
Kaynaklı imalat atölyelerinde çalışma ortamında izin verilen yoğunluktan daha fazla kirleticilerin bulunması ve bu havanın solunması durumunda maruz kalma süresi ve yoğunluğuna göre; solunum güçlüğü, kan hastalıkları, kanser, kronik bronşit, baş ağrısı, akciğer ödemi, metal dumanı ateşi, ağız ve burun mukozasında tahrişler oluşabilmektedir.
Ayrıca merkezi sinir sistemi, böbrek, karaciğer, kan yapıcı sistem ve kemik yapısı üzerinde de çeşitli hasarlar oluşmakta ve buna bağlı hastalıklar ortaya çıkabilmektedir.
Metal içeren toz, gaz ve dumanların uzun süre solunması sonucunda akciğerde birikmesi ile pnömokonyoz adı verilen meslek hastalıkları oluşmaktadır.
Kaynaklı imalat atölyelerinde çalışanların toz, gaz, duman ve oksitlerden etkilendikleri metallerden karbon, kalay, demir, alüminyum düşük düzeyde risk oluştururken; kadmiyum, krom, kurşun, vanadyum, mangan, cıva, molibden, nikel, titan ve çinko ise irritan ve toksik etki yarattıklarından çok daha büyük sağlık sorunlarına ve kalıcı hastalıklara kaynaklık etmektedirler.
Özet olarak, kaynaklı imalat atölyelerinde sıkça karşılaşılan ve vücuda solunum yoluyla giren toz, duman, gaz ve buharlar yukarıda belirtilen kimyasal maddeleri içermeleri nedeniyle solunum yollarında tahrişe ve yüksek yoğunluklarda uzun sürelerde solunması durumunda ise kalıcı hastalıklara neden olmaktadır. Benzer etki gözlerde de görülmekte ve gözlerde irritasyon, konjuktivit, keratit ve alerji gibi sağlık sorunları ortaya çıkmaktadır.
KAYNAK DUMANININ ÇEVRE ÜZERİNE ETKİLERİ
Kaynak dumanının zararlı etkileri bellidir, tüm bu zararlı maddeler bacalarla dışarı tahliye edildiğinde:
- Rüzgarın etkisiyle uzak bölgelere kadar ulaşabilir.
- Bu partiküllerin serpildiği bahçe ve tarlalarda bitki yetişmediği gözlemlenmiştir.
- Bu partiküller su kaynaklarını da etkiler.
- Partikül serpintisi yaşanan bölgelerdeki hayvanlar da etkilenmekte, bu hayvanların et ve sütlerinden dolayı da tekrar insanlara ulaşabilmektedir.
- Atmosfere olan etkileri de detaylı araştırmalar sonucunda ispatlanmıştır.
Tüm bu sebeplerden dolayı kaynaklı imalat yapılan işletmelerde, kaynak dumanları lokal olarak emilerek filtre edilemiyorsa mutlaka bir ortam havalandırma sistemi kurulumu gereklidir. Uzun yıllardır Push-Pull, katmanlı havalandırma gibi çözümler üretilmektedir.
Bu iki sistemin ortak dezavantajları, borulu sistemler olmaları, yatrırım ve işletme maliyetlerinin yüksek olmasıdır.
Push-Pull sistemler, tavan yüksekliği 7,5 metreden daha yüksek olan ortamlar için önerilmez. Push-Pull sistemleri düşük termal yüklerin olduğu (yıllık MIG/MAG tel tüketiminin 10 tondan az olduğu) üretim alanlarında kullanılabilir. Bu sistemlerin hesaplama ve kurulumları profesyoneller tarafından yapılmadığında, işlevselliklerini yitirmektedirler.
Katmanlı havalandırma sistemleri ise deplasmanlı havalandırma prensibini kullandığı için oldukça faydalıdır. Ancak bu sistemlerin yatrırım maliyetleri oldukça yüksektir. Bakım maliyetleri de oldukça pahalıdır.
Bir diğer çözüm olan filtre kuleleri de bir çok firma tarafından üretilmektedir. Bu sistemlerde borulama olmadığı için çok daha pratik ve ekonomiktir. Bkz. https://www.avevofiltre.com/merkezi-filtre-sistemleri/alp-filtre-kulesi/
Tüm bu sistemlerin avantaj ve dezavantajlarını yıllar içerisinde gözlemleyen ekibimiz oldukça yenilikçi bir sistem tasarladı:
ALP – Herd
TÜBİTAK desteğiyle, Ar-Ge çalışmaları tamamen şirketimiz bünyesinde gerçekleştirilmiştir.
Sistem, üretim alanlarında oluşan tüm uçucu partiküllerin tekrar serpilmesine engel olacak şekilde filtre etme ve ortam havasının solunabilir değere ulaşmasını sağlar.
- Her bir HERD ünite 1,3 kW EC motora sahiptir.
- En fazla 5000 m³/saat debi üreten kompozit fan mevcuttur.
- Nanofiber kaplamalı kartuş filtreler en az F9 sınıftır.
- Filtre temizleme sistemi tam otomatiktir.
Ortamdaki kirli havayı emip filtre eden HERD, temizlenmiş havanın bir kısmını zemin seviyesinde çok düşük hızlarla tekrar ortama vererek deplasmanlı havalandırma prensibine uyum sağlar.
Temizlenmiş havanın bir kısmı ise jet nozullar aracılığıyla diğer HERD üniteye doğru üflenir ve uçucu partiküllerin sürekli hareketlendirilmesi sağlanır.
13’er metre aralıklarla yerleştirilen cihazların yan görünüşten hava sirkülasyonları streamline ve renk kontürleri ile aşağıdaki gibidir (Şekil.1). Partikülün tutunduğu seviyeler laminar akış karakteristiği göstermektedir. Bu da partiküllerin yakalanması ve çalışma alanına inmemesi için önemli bir etkendir.
Şekil.1
Tek başına üfleme yerine destekli üfleme yapan cihazlarda temiz havayı ortama dağıtma daha iyi gözlemlenmiştir. Deplasmanlı havalandırmanın daha efektif olması için cihazların hava sirkülasyonunda çalışması CFD analizi sonuçlarında belli olmuştur. (Şekil.2) 13 metre mesafe yeterlidir, menzil 16-18 metreye kadar çıkabilir. Uygun senaryolarla yerleştirilmiş cihazlar çalışma alanının hava kalitesini olumlu yönde etkileyecek ve ortam partikül derişimini düşürür.
Şekil. 2
Alt üfleme ve üstten emiş için oluşturulan akış alanının vektör ve haritalaması gözlemlendiğinde kirleticileri yukarı doğru yönlendirip yukarıdan emiş yaptığı gözlemlenmiştir.
Deplasmanlı havalandırma sisteminin bir uygulaması olarak CFD çalışması aşağıda gösterilmiştir. (Şekil.3)
Şekil.3
SONUÇ
Kaynaklı imalat yapılan hollerde en büyük sorun, özellikle uzun kaynak dikişi gerektiren durumlarda lokal emiş sistemlerinin maalesef hiçbir fayda sağlamamasıdır. Lokal emiş kolları yaklaşık 30-40 cm mesafeden sonra kaynak dumanlarını yakalayamaz. Bu durumda kaynak dumanı hol içerisine yayılmaya devam edecektir. Kaynakçılar KKD kullanarak kendilerini korusalar dahi, diğer çalışanlar bu partiküllere maruz kalmaktan kurtulamaz.
Bu sebeple, üretim alanlarında «ortam havalandırma» sistemleri kullanmak zaruri hale gelmektedir. Bir çok farklı sistem uygulanabilen hollerde, en etkin sistem «deplasmanlı havalandırma» sistemi olmakla birlikte, borulu tip deplasmanlı havalandırma sistemlerinin kurulum ve işletme maliyetleri hayli yüksektir ve sistemin gelecekte taşınması veya revize edilmesi çok büyük zorluklar ortaya çıkarmaktadır.
Tüm bu olumsuzluklara karşın, «sürü tipi ortam havası temizleme» mükemmel bir çözüm olarak karşımıza çıkar. Birçok filtre kulesine nazaran da AVEVO ALP- Herd sistemi, sağladığı avantajlarla ön plana çıkmaktadır.
Yazar: Erol KÖKSOY
