NFPA 11 Sabit Tavanlı Tank: Köpük Yoğunluğu ve Süre

Sabit tavanlı (koni tavanlı) atmosferik tank, köpüklü söndürmenin en eski ve en iyi bilinen uygulama alanıdır. Yangın çoğu zaman tavanın kısmen ya da tamamen kopmasıyla başlar ve tüm sıvı yüzeyi yanar. NFPA 11-2024 bu tank için dört yöntem tanır: köpük monitörü ve el hattı, tanka bağlı sabit köpük çıkışlarıyla yüzeyden uygulama, yüzey altı enjeksiyon ve yarı yüzey altı enjeksiyon (5.2). Standart bu listeyi bir tercih sırası olarak vermez. Bu yazı ikinci yöntemi, yani sabit çıkışlarla yüzeyden uygulamayı (5.2.5) anlatır. Hangi sayının nereden geldiğini, kaç çıkış gerektiğini ve sürenin hangi durumda kısalabileceğini adım adım gösterir.

Sabit çıkış nedir, nereye takılır?

Sabit köpük çıkışı tanka kalıcı olarak bağlanan ve köpüğü tanka veren düzenektir. Sahada çoğunlukla "köpük odası" (foam chamber) diye anılır (A.5.2.5.1). NFPA 11 bugün Tip II çıkışı esas alır. Tip II çıkış köpüğü yanan yüzeye bırakır; köpük kısmen sıvıya dalar ama yüzeyi yalnız sınırlı ölçüde çalkalar (3.3.3.3). Tip I çıkışlar artık eskimiş sayılır. Hasar gören Tip I çıkış fiilen Tip II gibi değerlendirilir (A.5.2.5.2.2).

5.2.5.1 çıkışın kendisi için şu kuralları koyar:

• Çıkışlar tankın kendisine bağlanır (5.2.5.1.1) ve gövdenin üst kısmına takılır. Konumları, tank içeriğinin köpük hatlarına taşmasını önleyecek biçimde seçilir (5.2.5.1.3).
• İki ya da daha fazla çıkış gerekiyorsa çıkışlar tank çevresine eşit aralıkla dağıtılır (5.2.5.1.2).
• Her çıkışın ayrı bir borusu olur. Her çıkış, set alanının dışında ayrı bir vanayla ayrılabilmelidir (5.2.5.1.2.1). Böylece patlamada hasar gören bir hat sistemi devre dışı bırakmaz.
• Her çıkış tek başına en az asgari uygulama yoğunluğunu verecek büyüklükte seçilir (5.2.5.1.2.2).
• Çıkış, tavanın yerinden oynaması durumunda zarar görmeyecek biçimde bağlanır (5.2.5.1.4).
• Çıkışlarda düşük basınçta kırılan bir buhar mührü bulunur. Bu mühür tank buharının köpük hattına girmesini önler (5.2.5.1.5). Mührü bakım sırasında kontrol edip değiştirebilmek için muayene imkânı da gerekir (5.2.5.1.6).

Sabit çıkışlar yatay tankları ve basınçlı tankları korumak için kullanılmaz (5.2.3).

Çıkış adedi: Tablo 5.2.5.2.1

Gereken en az çıkış sayısı tank çapına (ya da eşdeğer alana) göre okunur. Bu tablo hem hidrokarbon tanklarında hem de alkole dayanıklı köpük gerektiren sıvıların tanklarında kullanılır (5.2.5.2.1, 5.2.5.3.3).

61 m'den büyük tanklarda tablo, ek alanın hangi büyüklükten itibaren sayılacağını açıkça yazmaz. Ek A, 61 m'nin üstündeki tanklarda sıvı yüzeyinin her ek 5000 ft²'si ya da bunun bir kesri için en az bir çıkış eklenmesini önerir (A.5.2.5.2.1). Bu yazıdaki örnekte ek alanı 61 m çaplı tankın yüzeyinin üstünde kalan kısım olarak aldık ve kesri yukarı yuvarladık. Büyük tankta bu okumayı yetkili makamla teyit edin. Aynı ek, 43 m'nin (140 ft) üstündeki sabit tavanlı tank yangınlarında deneyimin sınırlı olduğunu da hatırlatır. Bu çaptaki tankların gereksinimleri küçük tanklardaki başarılı söndürmelerden ekstrapolasyonla türetilmiştir. Testler köpüğün yanan yüzeyde en az 30 m (100 ft) etkili biçimde ilerleyebildiğini göstermiştir.

Yoğunluk ve süre: Tablo 5.2.5.2.2

Hidrokarbon depolayan koni tavanlı tankta Tip II sabit çıkışla en düşük değerler şöyledir (5.2.5.2.2):

Tablodaki ayrım NFPA 11'in sıvı sınıflarıyla örtüşür. Parlama noktası 38 °C'nin altındaki sıvı Sınıf I (alevlenir) sıvıdır (3.3.8). Parlama noktası 38 °C ile 60 °C arasındaki sıvıyı Ek A, NFPA 30'a dayanarak Sınıf II olarak tanımlar (A.3.3.20.1). Ek A'nın tablo notları da üç uyarı ekler (A.5.2.5.2.2):

• Hacimce en çok %10 oksijenli katkı içeren benzin ve alkollü benzin bu tabloya girer. Katkı oranı %10'u aşarsa koruma normalde alkole dayanıklı köpük hükümlerine (5.2.5.3) göre yapılır.
• Kaynama noktası 38 °C'nin altındaki sıvılar daha yüksek yoğunluk gerektirebilir. Uygun değer testle belirlenir.
• 93 °C'nin üstüne ısıtılmış yüksek viskoziteli sıvılarda köpürmeyi ve tank içeriğinin dışarı atılmasını sınırlamak için başlangıçta daha düşük bir yoğunluk istenebilir.

Daha yüksek yoğunlukla süre kısalır mı?

Evet, ama bir tabanı vardır. Donanım 4,1 L/dk·m²'den daha yüksek bir yoğunluk veriyorsa süre orantılı olarak kısaltılabilir. Kısalan süre tablodaki en kısa sürenin %70'inden az olamaz (5.2.5.2.3). 55 dakikalık bir tankta taban 38,5 dakikadır. Örneğin 5,0 L/dk·m² verilirse orantılı süre 55 × 4,1 / 5,0 = 45,1 dakika olur ve tabanın üstünde kalır. 6,5 L/dk·m² verilirse orantılı hesap 34,7 dakika verir, ama süre 38,5 dakikanın altına inemez.

Alkole dayanıklı köpük gereken sıvılar (5.2.5.3)

Suda çözünen sıvılar, polar çözücüler ve alkole dayanıklı olmayan köpüğü bozan bazı yanıcı sıvılar alkole dayanıklı köpük gerektirir (5.2.5.3.1). Bu tanklarda çıkış adedi yine Tablo 5.2.5.2.1'den okunur. Yoğunluk ise standartta sabit bir sayı olarak yazılmaz. Depolanan ürüne göre üreticinin listelemesinden alınır. Tip II çıkışta en kısa süre 55 dakikadır (Tablo 5.2.5.3.4). Her durumda konsantre üreticisine ve köpük üreten donanımın üreticisine danışmak zorunludur (5.2.5.3.2). Ek A, sistemin aynı anda tek tankta yangın varsayımıyla tasarlanmasını önerir. Bu tankın yoğunluğu hem sıvı yüzey alanına hem de depolanan sıvının türüne göre hesaplanır (A.5.2.5.3). Bu nedenle daha uçucu ürün depolayan küçük bir tank, büyük tanktan daha fazla köpük üretimi isteyebilir.

Tasarım esası ve tamamlayıcı hortumlar

Sistem, en büyük köpük çözeltisi debisini gerektiren tanka göre boyutlandırılır. Bu debiye tamamlayıcı hortum akışları da dahildir (5.2.2). Tamamlayıcı koruma ayrıca zorunludur ve Bölüm 5.9'a göre verilir (5.2.1). En büyük tankın çapına göre hortum sayısı Tablo 5.9.2.2'den, çalışma süresi Tablo 5.9.2.4'ten okunur. Her hortum hattı en az 190 L/dk (50 gpm) çözelti verir (5.9.2.3). Bu tabloların ayrıntısı NFPA 11 tamamlayıcı köpük hortumu ve monitörler yazısındadır.

Örnek: 30 m çaplı benzin tankı

Koni tavanlı, 30 m çaplı bir tank Sınıf I benzin depoluyor ve %3'lük konsantre kullanılıyor.

Aynı tank dizel gibi parlama noktası 38–60 °C arasındaki bir ürün depolasaydı, çıkış adedi ve debi değişmezdi ama süre 30 dakikaya inerdi. Tankın çözelti ihtiyacı da yaklaşık 87 m³ olurdu. Konsantre miktarına boru dolumu ve standardın istediği yedek stok eklenir. Bunlar konsantre stoku ve oranlama yazısında anlatılıyor. Hesabı tanka göre denemek için köpük konsantresi miktarı hesabını kullanabilirsiniz.

Daha büyük bir örnek olarak 75 m çaplı tankı ele alalım. Bu tankın yüzeyi yaklaşık 4.418 m²'dir. 61 m'lik tankın yüzeyi yaklaşık 2.922 m² olduğundan aradaki fark yaklaşık 1.495 m² eder. Bu fark 465 m²'nin 3,2 katıdır. Kesri yukarı yuvarlarsak 4 çıkış eklenir ve toplam 10 çıkış gerekir.

Monitör ve el hattı ne zaman birincil olabilir?

Sabit çıkış yerine monitörle korunan koni tavanlı tank da mümkündür. Bunun için taşınabilir, mobil ya da yarı sabit sistemin 4 saat içinde devreye alınabilmesi gerekir. Ayrıca risk değerlendirmesi ve olay öncesi müdahale planı tamamlanmış olmalı, yetkili makam da onay vermiş olmalıdır (5.2.4.1.1). Çapı 9 m'yi (30 ft) ya da yüksekliği 6,1 m'yi (20 ft) aşan sabit tavanlı tankta el hattı birincil koruma olamaz (5.2.4.1.2). Monitör hesabında rüzgâr ve ortam kayıpları için en az 1,5 kat ek yoğunluk kullanılır (5.2.4.2.1.2). Tablo 5.2.4.2.2'nin değerleri sabit çıkıştan farklıdır. Yoğunluk 6,5 L/dk·m² (0,16 gpm/ft²), süre 50 ya da 65 dakikadır.

Kapalı alandaki tanklar (5.5)

Bina içinde, sıvı yüzeyi 37 m² (400 ft²) ya da daha büyük olan depolama tankları Bölüm 5.5'e girer (5.5.1). Hidrokarbon tankına tanka bağlı Tip II sabit çıkış takılır. 5.5.2 çıkış adedi için Tablo 5.2.6.2.8'e yollama yapar. En düşük yoğunluk dış tanktakinden yüksektir: sıvı yüzeyinin 6,5 L/dk·m²'si (0,16 gpm/ft²) (5.5.3.1). Süre Tablo 5.2.5.2.2'den alınır (5.5.3.2). Daha yüksek yoğunlukta süre yine en az %70'e kadar kısalabilir (5.5.3.3).

Sahada sık görülen hatalar

• Çıkışların tek bir halka hattan beslenmesi ve set dışında ayrı vanalarla ayrılamaması (5.2.5.1.2.1).
• Çıkış adedini doğru seçip her çıkışı toplam debiyi eşit paylaşacak kadar boyutlamamak. Her çıkış tek başına en az asgari yoğunluğu vermelidir (5.2.5.1.2.2).
• Buhar mührünün kontrol ve değişim imkânı olmadan takılması (5.2.5.1.6).
• Ürün değiştiğinde, örneğin oksijenli katkı oranı %10'u aştığında, köpük türünün yeniden değerlendirilmemesi (A.5.2.5.2.2).
• Süreyi kısaltırken %70 tabanının unutulması (5.2.5.2.3).
• Tamamlayıcı hortum akışlarının tasarım debisine eklenmemesi (5.2.2).

Sık Sorulan Sorular

Koni tavanlı benzin tankında köpük ne kadar süre uygulanır?

NFPA 11-2024 Tablo 5.2.5.2.2'ye göre parlama noktası 38 °C'nin altındaki sıvıda, Tip II sabit çıkışla en az 4,1 L/dk·m² yoğunlukta 55 dakika uygulanır. Ham petrolde de süre 55 dakikadır. Parlama noktası 38–60 °C arasındaki sıvıda süre 30 dakikadır.

Tank çapına göre kaç köpük odası gerekir?

Tablo 5.2.5.2.1'e göre çapı 24 m'ye kadar olan tankta 1 çıkış gerekir. 37 m'ye kadar 2, 43 m'ye kadar 3, 49 m'ye kadar 4, 55 m'ye kadar 5 ve 61 m'ye kadar 6 çıkış gerekir. 61 m'nin üstünde 6 çıkışa her ek 465 m² (5000 ft²) için bir çıkış eklenir. Çıkışlar çevreye eşit aralıkla dağıtılır.

Daha yüksek debiyle köpük süresi kısaltılabilir mi?

Evet. Uygulanan yoğunluk 4,1 L/dk·m²'nin üstündeyse süre orantılı olarak kısaltılabilir, ancak tablodaki en kısa sürenin %70'inin altına inemez (5.2.5.2.3). 55 dakikalık tankta bu taban 38,5 dakikadır.

Etanol ya da polar çözücü tankında yoğunluk ne kadardır?

Bu sıvılar alkole dayanıklı köpük gerektirir (5.2.5.3.1). NFPA 11 bunlar için sabit bir yoğunluk vermez. Yoğunluk ürüne özel üretici listelemesinden alınır, Tip II çıkışta en kısa süre 55 dakikadır (Tablo 5.2.5.3.4). Çıkış adedi yine Tablo 5.2.5.2.1'den okunur.

Sabit köpük çıkışı yatay tankta kullanılabilir mi?

Hayır. NFPA 11-2024 5.2.3'e göre sabit çıkışlar yatay tankları ve basınçlı tankları korumak için kullanılmaz.

SprinkCalc — Üç Standartta Yangın Sprinkler Tasarımı

SprinkCalc; NFPA 13, FM Global ve BS EN 12845 için tehlike sınıflandırması, tasarım yoğunluğu ve alanı, K-faktör seçimi, su talebi ve hidrolik hesapları tek iOS uygulamasında toplar ve profesyonel PDF rapor üretir.

SprinkCalc'i App Store'dan indir

MEP Calc — 110+ Mühendislik Hesap Modülü

MEP Calc tek iOS uygulamasında 110+ mühendislik modülü sunar: 21 yangın hesabının yanı sıra ısıtma, soğutma, HVAC, sıhhi tesisat, buhar ve doğalgaz.

MEP Calc'i App Store'dan indir