Köpüklü Söndürme Sistemleri: Yanıcı ve Parlayıcı Sıvı Yangınlarında Etkili Bir Çözüm
Yanıcı ve parlayıcı sıvılar, özellikle endüstriyel tesislerde ve depolama alanlarında büyük yangın riskleri oluşturmaktadır. Bu tür sıvılar, su ile söndürülmesi mümkün olmayan ve kimyasal özellikleri nedeniyle kolayca alevlenebilen maddelerdir.
Bu riskleri minimize etmek için köpüklü söndürme sistemleri, yangın güvenliği açısından kritik bir rol oynamaktadır. Bu makalede, köpüklü söndürme sistemlerinin çalışma prensipleri, tipleri, tasarım kriterleri ve uygulama örnekleri detaylı bir şekilde ele alınacaktır.
Yanıcı ve Parlayıcı Sıvıların Sınıflandırılması
Yanıcı ve parlayıcı sıvılar, parlama noktalarına göre sınıflandırılır. Parlama noktası 37,8°C’nin altında olan sıvılar “parlayıcı sıvılar” olarak adlandırılırken, parlama noktası 37,8°C ve üzerinde olan sıvılar “yanıcı sıvılar” olarak sınıflandırılır. Bu sıvılar, NFPA 30 standardına göre tehlike sınıflarına ayrılır:
Sınıf IA: Parlama noktası < 22,8°C ve kaynama noktası < 37,8°C
Sınıf IB: Parlama noktası < 22,8°C ve kaynama noktası > 37,8°C
Sınıf IC: Parlama noktası ≥ 22,8°C ve < 37,8°C
Sınıf II: Parlama noktası ≥ 37,8°C ve < 60°C
Sınıf IIIA: Parlama noktası ≥ 60°C ve < 93°C
Sınıf IIIB: Parlama noktası ≥ 93°C
Sınıf IA: Bu maddeler çok tehlikelidir çünkü hem düşük bir parlama noktasına (22,8°C’den düşük) hem de düşük bir kaynama noktasına (< 37,8°C) sahiptir. Bu maddeler çok kolay buharlaşabilir ve ateşe karşı son derece hassastır.
Sınıf IB: Parlama noktası yine düşük (< 22,8°C) ancak kaynama noktası daha yüksek (> 37,8°C) olduğunda bu sınıfı oluşturur. Bu maddeler, genellikle daha stabil olsa da hala yüksek risk taşır.
Sınıf IC: Parlama noktası 22,8°C veya daha yüksek ancak kaynama noktası 37,8°C’den düşük olan maddelerdir. Bu maddeler daha az tehlikeli olabilir, ancak yine de dikkatli kullanılmalıdır.
Sınıf II: Bu maddeler, daha yüksek parlama noktalarına (37,8°C ile 60°C arasında) sahip olup daha az tehlikeli olabilir. Ancak yine de dikkatli olunması gereken maddelerdir.
Sınıf IIIA: Parlama noktası 60°C ile 93°C arasında olan maddelerdir. Bu maddeler genellikle daha az tehlikeli olarak kabul edilir çünkü tutuşma için daha yüksek sıcaklıklar gerekir.
Sınıf IIIB: Parlama noktası 93°C veya daha yüksek olan maddelerdir. Bu sınıftaki maddeler, genellikle güvenli bir şekilde saklanabilir ve taşınabilir, çünkü yüksek sıcaklıklar gerektirir.
Bu sınıflandırma, yangın risklerinin belirlenmesi ve uygun söndürme sistemlerinin seçimi için temel oluşturur.
Köpüklü Söndürme Sistemlerinin Tipleri
Köpüklü söndürme sistemleri, yangın sırasında otomatik olarak devreye giren ve söndürücü akışkan olarak köpük-su karışımını kullanan sistemlerdir. Bu sistemler, temel olarak iki ana tipe ayrılır:
1. Otomatik Köpüklü Sprinkler Sistemleri
Otomatik köpüklü sprinkler sistemleri, yangın anında sprinkler başlıklarının açılmasıyla devreye girer. Bu sistemler, üç farklı şekilde tasarlanabilir:
Islak Borulu Sistemler: Tesisatta sürekli basınçlı su bulunur. Yangın anında sprinkler açılır ve su ile köpük karışımı yangını söndürür.
Kuru Borulu Sistemler: Tesisatta basınçlı hava veya inert gaz bulunur. Sprinkler açıldığında hava basıncı düşer ve su ile köpük karışımı devreye girer.
Ön Tepkili Sistemler: Sistem borularında sadece basınçlı hava bulunur. Su ve köpük karışımı, sprinklerin açılması ve otomatik algılama sisteminin devreye girmesiyle birlikte boşalır.
2. Baskın Köpüklü Sprinkler Sistemleri
Baskın sistemlerde, borularda köpük-su karışımı bulunmaz. Sistem, elle, elektriksel veya mekanik olarak tetiklenir ve tüm sprinkler başlıklarından köpüklü su boşaltılır. Bu sistem, yangının hızlı yayıldığı durumlarda kullanılır ve tüm korunan alana hızlı bir şekilde köpük uygulanır.
Köpüklü Söndürme Sistemlerinin Tasarım Kriterleri
Köpüklü söndürme sistemlerinin tasarımı, NFPA 13, NFPA 16 ve NFPA 30 gibi uluslararası standartlara uygun olarak yapılmalıdır. Bu standartlar, sistemin tasarım yoğunluğu, çalışma süresi, sprinkler yerleşimi ve boru çapları gibi kritik parametreleri belirler.
Tasarım Yoğunluğu: NFPA 16’ya göre, tasarım yoğunluğu en az 0.16 gpm/ft² (6.5 lpm/m²) olmalıdır.
Çalışma Süresi: NFPA 16’ya göre minimum 10 dakika, NFPA 30’a göre ise minimum 15 dakika olmalıdır.
Sprinkler Yerleşimi: Sprinkler başına korunan alan, sıvının tehlike sınıfına göre belirlenir. Örneğin, Sınıf I, II ve IIIA sıvılar için maksimum koruma alanı 9.3 m²’dir.
Köpük Tipleri ve Oranlama Yöntemleri
Köpüklü söndürme sistemlerinde kullanılan köpük tipleri, yangının türüne ve sıvının özelliklerine göre seçilir. Başlıca köpük tipleri şunlardır:
Protein Bazlı (RP) Köpükler
Floroprotein (FP) Köpükler
Film Tabakası Oluşturan (FFFF) Köpükler
Akıcı Film Tabakası Oluşturan (AFFF) Köpükler
Alkole Dirençli Akıcı Film Tabakası Oluşturan (AR-AFFF) Köpükler
Sentetik Deterjan Köpükleri
Köpük oranlama yöntemleri ise iki ana başlıkta incelenebilir:
Diyafram Tanklı Oranlama Sistemi: Köpük sıvısı, diyafram tankında depolanır ve su ile karıştırılarak sisteme verilir. Bu sistem, geniş bir debi aralığında otomatik oranlama sağlar.
Köpük Pompalı Oranlama Sistemi: Köpük ve su, ayrı pompalar ile oranlayıcıya gönderilir. Bu sistem, uzak mesafelerdeki oranlayıcılara köpük aktarımı için idealdir.
Köpük Tiplerinin Karşılaştırması:
| Köpük Tipi | Açıklama | Kullanım Alanları | Teknik Özellikler |
|---|---|---|---|
| AFFF-AR (Alcohol Resistant) | Yüksek söndürme etkisine sahip film oluşturan köpük. Polar solvent yangınlarında etkilidir. | B sınıfı yangınlar, özellikle polar solvent yangınları. | Görünüş: Açık Sarı Sıvı, Yoğunluk: 1.04 g/ml, Viskozite: 1050-1500 cp, pH: 6.5-9, Donma Noktası: -10°C, Yüzey Gerilimi: <18.0 mN/m |
| FF-100 (Orman Yangınları Köpüğü) | Klas A orman yangınları için tasarlanmış, suyun yüzey gerilimini düşürerek etkili bir örtü oluşturur. | Klas A yangınlar, orman yangınları. | Renk/Koku: Açık Sarı, Viskozite: 10-50 cp, Yoğunluk: 1.029 kg/litre, pH: 6.0-8.0 |
| AFFF 3-6% (Akıcı Film Yapıcı Köpük) | Florokarbon ve hidrokarbon sürfaktanların karışımı ile oluşur. Yanan sıvının oksijenle temasını keser ve yeniden alev almayı önler. | B sınıfı hidrokarbon yakıt yangınları, yağlar, akaryakıtlar. | Görünüş: Şeffaf Sarımsı Sıvı, Yoğunluk: 1.02 g/ml, Viskozite: <15 cSt, pH: 7.5-9, Donma Noktası: -10°C, Yüzey Gerilimi: 18.5 dynes/cm |
| P (Protein Köpük Konsantresi) | Hidrolize proteinlerden üretilir, yüksek ısı dayanımı ve stabiliteye sahiptir. | B sınıfı hidrokarbon akaryakıt yangınları, yağlar, petrol ve petrol ürünleri. | Görünüş: Koyu Kahverengi Sıvı, Yoğunluk: 1.12 g/ml, Viskozite: 8-35 cSt, pH: 6.5-9, Donma Noktası: -15°C, Sediment: <0.25% |
| FFFP 3-6% (Akıcı Film Yapıcı Köpük) | Floroprotein köpük konsantresi, yüzey gerilimini azaltır ve akışkanlık sağlar. | Hidrokarbon yangınları, petrol rafinerileri, petrokimya tesisleri. | Görünüş: Koyu Kahverengi Sıvı, Yoğunluk: 1.12-1.14 g/ml, Viskozite: 6-20 cSt, pH: 6-8.5, Donma Noktası: -14°C, Sediment: <0.25% |
| FP-AR (Fluoroprotein Alcohol) | Alkol ve solvent yangınlarına uygulanan protein köpük konsantresi. | Hidrokarbon akaryakıt yangınları, polar solvent yangınları (isopropanol, metanol). | Görünüş: Kahverengi, Yoğunluk: 1.08 g/ml, Viskozite: 1500 mPas, pH: 6.5-8.5, Donma Noktası: -10°C, Sediment: <0.25% |
| Sentetik Köpük Konsantresi | Sentetik esaslı köpük yapıcı maddeler içerir. A, B ve C sınıfı yangınlarda kullanılır. | A sınıfı (odun, kağıt, ot), B sınıfı (benzin, yağlar), C sınıfı (LPG, NLG) yangınlar. | Biyolojik olarak parçalanabilir, tatlı su ve deniz suyu ile kullanılabilir. |
Köpüklü söndürme sistemleri, yanıcı ve parlayıcı sıvıların depolandığı alanlarda yangın risklerini minimize etmek için etkili bir çözüm sunar. Bu sistemler, doğru tasarım kriterleri ve uygun köpük tipleri ile kullanıldığında, yangınların hızlı ve etkili bir şekilde kontrol altına alınmasını sağlar.
NFPA standartlarına uygun olarak tasarlanan köpüklü söndürme sistemleri, endüstriyel tesislerde ve depolama alanlarında güvenliği artırmak için vazgeçilmez bir unsurdur.
Köpük Seçerken Nelere Dikkat Etmeli?
A. Hangi Yangın Tipi?
- Benzin, mazot → Standart AFFF veya sentetik köpük.
- Alkol, aseton → AR (Alcohol-Resistant) köpük.
- Çevre hassasiyeti → Flor içermeyen (F3) köpük.
B. Depolama Koşulları
- Sıcaklık: 50°C’yi geçmemeli, donmamalı.
- Kap Tipi: Paslanmaz çelik veya plastik, hava almayan kaplar.
C. Su Kalitesi
- Deniz suyuyla çalışabilen köpükler özellikle liman ve gemi yangınlarında önemlidir.
D. Yasal Düzenlemeler
- Florlu köpükler (PFAS içerenler) Avrupa’da kısıtlanmıştır. Yeni alımlarda F3 (florsuz) tercih edilmeli.
Özet Tablo: Hangi Köpük Nerede Kullanılır?
| Yangın Tipi | Önerilen Köpük |
|---|---|
| Benzin, mazot, petrol | AFFF / Sentetik |
| Alkol, aseton | AR (Alcohol-Resistant) |
| Çevre dostu çözüm | Flor içermeyen (F3) |
| Büyük endüstriyel yangınlar | Yüksek genişlemeli köpük |
Köpük Türlerine Göre Yangın Sınıfları ve Etkinlik Tablosu
| Köpük Türü | Yangın Sınıfı | Etkili Olduğu Yakıt Türleri | Etkinlik Derecesi | Özel Notlar |
|---|---|---|---|---|
| Protein (P) | B | Benzin, dizel, fuel-oil | ★★★☆☆ | Sıcak yangınlarda dayanıklı |
| Fluoroprotein (FP) | B | Petrol ürünleri, ham yağ | ★★★★☆ | AFFF’den daha yavaş ama kalıcı |
| Sentetik (S) | B | Hafif hidrokarbonlar | ★★☆☆☆ | Hızlı ama yeniden tutuşma riski |
| AFFF | B | Benzin, jet yakıtı, solventler | ★★★★★ | Hızlı film oluşturur |
| FFFP | B | Petrol, kimyasallar | ★★★★☆ | FP + AFFF karışımı performans |
| AR (Alcohol-Resistant) | B | Alkol, aseton, eter | ★★★★☆ | Polar solventler için zorunlu |
| Flor İçermeyen (F3) | B | Benzin, biyodizel | ★★★☆☆ | Çevre dostu alternatif |
| Yüksek Genişlemeli | A | Katı malzeme yangınları | ★★☆☆☆ | Kapalı alanlarda etkili |
Ek Bilgiler:
- Sınıf B Yangınları: Yanıcı sıvılar (benzin, alkol, yağlar)
- Sınıf A Yangınları: Katı malzemeler (odun, kağıt, kumaş) – Yüksek genişlemeli köpük özel durumlar dışında pek kullanılmaz
- AR Köpükler: Hem polar (alkol) hem de apolar (benzin) yangınlarda kullanılabilen çift amaçlı versiyonları vardır
- F3 Köpükler: Yeni nesil formülleri AFFF performansına yaklaşmaktadır
Kritik Uyarılar:
- AFFF ve FP köpükler flor içerdiği için çevresel kısıtlamalara tabidir
- Alkol yangınlarında kesinlikle standart köpükler kullanılmamalıdır
- Yüksek genişlemeli köpük açık alanlarda rüzgârdan etkilenir
Örnek Senaryolar:
- Rafineri yangını → FP veya FFFP
- Alkol deposu yangını → AR-AFFF veya AR-F3
- Uçak hangarı yangını → AFFF (JP-8 yakıtı için)
- Biyodizel tesisi → AR-F3 (hem alkol hem hidrokarbon riski)
Not: Tüm köpükler suyla karıştırılarak kullanılır. Konsantrasyon oranları (%1-6) yangın tipine göre değişir.
