Isıl İşlem Fırınlarında Güvenlik

Isıl işlem iş güvenliği: tehlikeler nerede toplanır?

Bursa’daki otomotiv yan sanayinde dişli, mil, cıvata ve pres parçalarının önemli bir kısmı sertleştirme, menevişleme veya sementasyon gibi bir ısıl işlemden geçer. Bu işlemler ya üretim tesisinin içindeki bir fırın hattında ya da fason çalışan ısıl işlem atölyelerinde yapılır. Isıl işlem iş güvenliği konusu, sıradan bir sıcak yüzey riskinden çok daha geniştir: aynı atölyede yanıcı ve zehirli gaz, erimiş tuz, yüzlerce litre su verme yağı, ağır sepetler ve yüksek ışınım ısısı bir arada bulunur.

Fırın veya proses	Başlıca tehlike	Kritik önlem
Koruyucu gaz (atmosfer kontrollü) sertleştirme fırını	Yanıcı gazla patlama, karbon monoksit zehirlenmesi	Azotla süpürme, alev perdesi, gaz algılama
Gaz nitrürleme	Amonyak sızıntısı	Sızdırmazlık kontrolü, amonyak dedektörü
Tuz banyosu	Su ile temasta buhar patlaması, siyanür ve nitrat tuzları	Kuru ve ön ısıtılmış parça, ayrı depolama
Su verme yağ tankı	Yağ yangını, taşma	Yağ seviyesi ve sıcaklık izleme, kapak
Vakum ve indüksiyon	Elektrik, soğutma suyu kaçağı, azot	Enerji izolasyonu, oksijen ölçümü
Yükleme ve boşaltma	Sıcak sepet düşmesi, ezilme	Kaldırma ekipmanı kontrolü, tehlike bölgesi

Bu tablo, risk değerlendirmesinde fırınları “sıcak yüzey” başlığı altında tek satırla geçmemenin neden gerektiğini gösterir. Her fırın tipi ayrı bir süreç olarak ele alınmalıdır.

Koruyucu gaz fırını: patlama ve zehirlenme

Koruyucu gaz fırını, parçanın yüzeyini oksitlenmeden korumak veya karbon vermek için fırın içinde kontrollü bir atmosfer kullanır. Uygulamada endotermik gaz, azot-metanol karışımı veya azot-hidrojen karışımları yaygındır. Endotermik gaz önemli oranda karbon monoksit ve hidrojen içerir; yani hem zehirli hem yanıcıdır.

Fırın patlaması genellikle normal çalışma sırasında değil, geçiş anlarında olur:

Fırın yeterince ısınmadan yanıcı atmosfer verilirse ya da atmosfer içerdeyken hava girerse, yanıcı karışım oluşur.
Bu yüzden devreye almada fırın önce azotla süpürülür, yanıcı gaz ancak üreticinin belirttiği sıcaklığa ulaşıldıktan sonra verilir. Durdurmada sıra tersine işler.
Kapı ağızlarındaki alev perdesi ve pilot alevler, kapı açıldığında çıkan gazı yakar. Pilot alev sönmüşse kapı açılmaz.
Elektrik kesintisi, azot beslemesinin bitmesi veya kontrol sisteminin arızası için yazılı bir acil durdurma sırası bulunur ve operatörler bunu tatbik eder.

Karbon monoksit kokusuzdur. Fırın çevresine sabit gaz dedektörü ve sesli-ışıklı alarm kurulur; bakım ve fırın içine giriş öncesinde taşınabilir dedektörle ölçüm yapılır. Gaz nitrürlemede kullanılan amonyak için Kimyasal Maddelerle Çalışmalarda Sağlık ve Güvenlik Önlemleri Hakkında Yönetmelik Ek-1’deki sınır değerler 8 saat için 20 ppm, 15 dakika için 50 ppm’dir. Ortam ölçümlerini yetkili laboratuvarlarla planlarız.

Yanıcı gaz kullanılan fırın çevresi, Çalışanların Patlayıcı Ortamların Tehlikelerinden Korunması Hakkında Yönetmelik kapsamında değerlendirilir ve patlamadan korunma dokümanına işlenir (md. 10). Doküman hazırlığı için ATEX ve patlamadan korunma dokümanı yazımıza bakabilirsiniz. Fırın güvenlik donanımlarının tasarım ve kontrol esasları TS EN 746 serisi standartlarda ve fırın üreticisinin kullanım kılavuzunda yer alır.

Tuz banyoları: su ile temas ve kimyasal riskler

Tuz banyoları; menevişleme, östemperleme ve nitrokarbürleme gibi işlemlerde parçayı yüksek sıcaklıktaki erimiş tuz içinde tutar. En ağır risk su ile temastır. Islak bir parça, nemli bir sepet, yoğuşma suyu tutan bir kanca veya tavandan damlayan su erimiş tuza girdiğinde su anında buharlaşır ve erimiş tuzu çevreye fırlatır.

Bu yüzden tuz banyolarında şu kurallar pazarlık konusu değildir:

Parça ve sepet kuru girer. Yıkamadan gelen parçalar kurutulur ve mümkünse ön ısıtma fırınından geçirilir.
Tuz takviyesi kuru yapılır. Tuz torbaları nemden korunarak depolanır; nemlenmiş tuz banyoya atılmaz.
Banyo üstünde su kaynağı olmaz. Çatı akıntısı, soğutma suyu hattı veya sprinkler başlığının banyoyu etkileyip etkilemediği yangın planlamasında ayrıca değerlendirilir.
Tuzlar birbirine karışmaz. Nitrat ve nitrit tuzları güçlü oksitleyicidir; siyanür veya siyanat içeren tuzlarla, yağla ve organik maddelerle temas ettirilmez. Bu tuzlar ayrı alanlarda ve ayrı kaplarla depolanır.
Siyanür içeren tuz asitle buluşmaz. Asitle temas, zehirli hidrojen siyanür gazı açığa çıkarır. Kimyasal Maddeler Yönetmeliği Ek-1’de sodyum siyanür için 8 saatlik sınır değer 1 mg/m³’tür.

Tuz banyosu yangınında su kullanılmaz. Söndürme yöntemi tuzun güvenlik bilgi formuna göre belirlenir ve kimyasal sızıntıya müdahale planıyla birlikte acil durum planına yazılır.

Su verme ve yükleme: yağ yangını ve düşen sepet

Sertleştirmede sıcak parça çoğu zaman yağa daldırılarak hızla soğutulur. Parça yağın içine hızla ve tamamen girmezse yağ yüzeyinde tutuşabilir. Bunu önlemek için:

Yağ seviyesi ve sıcaklığı sürekli izlenir; seviye düşükken su verme yapılmaz.
Yağ tankına su karışması önlenir; su, sıcak parçayla temasta köpürme ve taşmaya yol açar.
Tank üzerinde, yangında kapanabilen bir kapak ve yağ yangınına uygun söndürme sistemi bulunur.
Sepetin indiriliş hızı ve sırası talimatla belirlenir.

Sepetler çoğu zaman tavan vinci veya şarj arabasıyla taşınır. Sıcak bir sepetin düşmesi hem ezilme hem yanık demektir. İş Ekipmanlarının Kullanımında Sağlık ve Güvenlik Şartları Yönetmeliği Ek-III’e göre kaldırma ekipmanları ve basınçlı gaz tankları, standartlarda daha kısa bir süre yoksa yılda bir periyodik kontrole tabidir. Yüksek sıcaklıkta kullanılan zincir ve sapanların uygunluğu üreticinin değerleriyle kontrol edilir. Ayrıntılar için tavan vinci güvenliği yazımıza bakın.

Yüksek sıcaklık: yanık ve ısı stresi

Fırın kapısı açıldığında operatör yoğun ışınım ısısına maruz kalır. Önlem sırası yine mühendislikten başlar:

Mesafe ve otomasyon: Şarj arabası, uzun saplı aparatlar ve otomatik kapılar, operatörün kapı ağzında geçirdiği süreyi kısaltır.
Ekranlama: Isı perdeleri ve yansıtıcı paneller ışınım ısısını azaltır.
Kişisel koruyucular: Alüminize önlük ve kolluk, ısıya dayanıklı eldiven, kızılötesi filtreli yüz siperi ve deri ayakkabı.
Çalışma düzeni: Sıcak dönemlerde dinlenme molaları, gölgeli ve serin dinlenme alanı, her an ulaşılabilir içme suyu.

Isı yükünün değerlendirilmesi için endüstriyel ısı stresi ve WBGT yazımız yol gösterir. İşyeri hekimi, kalp-damar hastalığı veya ısıya duyarlılığı olan çalışanların fırın başında çalışmaya uygunluğunu değerlendirir. Yanıkta ilk müdahale için yanıkta ilkyardım yazımızı fırın alanındaki ilkyardımcılarla paylaşın.

Bakım ve fırın içine giriş

Fırın içine bakım için girmek, kapalı alanda çalışmadır. Azotla süpürülmüş bir fırın oksijensizdir; gözle bakarak bunu anlamak mümkün değildir. Giriş öncesinde:

Bütün enerji ve gaz beslemeleri ayrılır, kilitlenir ve etiketlenir; gaz hatlarında kör tapa veya çift vana ile boşaltma uygulanır. Yöntem için kilitleme ve etiketleme yazımıza bakın.
Fırın havalandırılır ve oksijen, karbon monoksit ile yanıcı gaz ölçülür; ölçüm iş süresince sürdürülür. Ölçüm sırası için kapalı alan gaz ölçümü yazımız yol gösterir.
Dışarıda gözcü bulunur, kurtarma yöntemi önceden belirlenir.
Refrakter ve izolasyon sökümünde oluşan toz için malzemenin güvenlik bilgi formu okunur; uygun solunum koruyucu seçilir.

Isıl işlem fırınları İş Ekipmanları Yönetmeliği Ek-III tablolarında ayrı bir başlık olarak yer almaz. Yönetmelik, tabloda veya standartlarda süre belirtilmemişse periyodik kontrolün imalatçının öngördüğü aralıkta, o da yoksa risk değerlendirmesi sonucuna göre yapılmasını ister. Fırına bağlı elektrik tesisatı, basınçlı gaz tankları ve kaldırma ekipmanları ise kendi tablolarındaki sürelere tabidir. Bu tarihleri İSG takvimi aracımızla izleyebilirsiniz.

Risk değerlendirmesi ve iş güvenliği uzmanlığı hizmetlerimizde ısıl işlem hatlarını fırın tipine göre ayrı ayrı değerlendirir, devreye alma ve acil durdurma talimatlarını operatörlerle birlikte sahada yazarız. Sektörün diğer riskleri için metal ve makine sayfamıza bakabilirsiniz.

Sık Sorulan Sorular

Tuz banyosu yangınında su kullanılabilir mi?

Hayır. Erimiş tuzla temas eden su anında buharlaşır ve tuzu çevreye fırlatır. Söndürme yöntemi tuzun güvenlik bilgi formuna göre belirlenir ve acil durum planına yazılır.

Endotermik gaz neden tehlikelidir?

Endotermik gaz karbon monoksit ve hidrojen içerir. Karbon monoksit kokusuz ve zehirlidir; hidrojen ve karbon monoksit hava ile yanıcı karışım oluşturur. Bu yüzden gaz algılama, azotla süpürme ve alev perdesi birlikte kullanılır.

Isıl işlem fırını periyodik kontrole tabi mi?

Fırın, Ek-III tablolarında ayrıca sayılmaz. Periyodik kontrol imalatçının öngördüğü aralıkta, o da yoksa risk değerlendirmesine göre yapılır. Fırına bağlı elektrik tesisatı, basınçlı tanklar ve kaldırma ekipmanları yılda bir kontrol edilir.

Fırın operatörüne hangi eğitimler verilmeli?

Temel İSG eğitimine ek olarak; fırın tipine özgü devreye alma ve durdurma talimatı, gaz alarmında yapılacaklar, tuz banyosu kuralları, yanık ilkyardımı ve kaldırma ekipmanının güvenli kullanımı sahada, uygulamalı olarak verilmelidir.