İnertleme sistemi - Inerting system

Bir inert hale getirme sisteminin olasılığını azaltır yanma bölgesinin yanıcı kapalı bir alanda depolanan malzeme. Bu tür en yaygın sistem, benzin , dizel yakıt , havacılık yakıtı , jet yakıtı veya roket yakıtı gibi yanıcı bir sıvı içeren bir yakıt deposudur . Tamamen doldurulduktan sonra ve kullanım sırasında, yakıtın üzerinde, yanma için gerekli oksijeni içeren, hava ile karıştırılmış buharlaşmış yakıtı içeren ullage adı verilen bir boşluk vardır . Doğru koşullar altında bu karışım tutuşabilir. İnert bir sistem, havayı inert bir gazla değiştirirYanmayı destekleyemeyen nitrojen gibi .

Çalışma prensibi

Ulajda yanmayı başlatmak ve sürdürmek için üç unsur gereklidir: bir ateşleme kaynağı (ısı), yakıt ve oksijen. Bu üç unsurdan herhangi biri azaltılarak yanma önlenebilir. Çoğu durumda, örneğin depolama tankları gibi ateşleme kaynağı yoktur . İçten yanmalı motorlara yakıt besleyen çoğu tankta olduğu gibi bir ateşleme kaynağının varlığı önlenemiyorsa, yakıt tüketildikçe boşluk bir inert gazla doldurularak tank tutuşmaz hale getirilebilir. Şu anda , karbon dioksit ya da nitrojen bazı sistemler azot zenginleştirilmiş hava, ya da kullanım buhar kullanmak da, hemen hemen sadece kullanılmaktadır. Bu inert gazların kullanılması, ulajın oksijen konsantrasyonunu yanma eşiğinin altına düşürür.

Petrol tankerleri

Petrol tankerleri, yangın veya hidrokarbon buharlarının patlamasını önlemek için petrol kargosunun üzerindeki boş alanı inert gazla doldurur. Yağ buharları, oksijen içeriği %11'den az olan havada yanamaz. Soy gaz, gemi kazanları tarafından üretilen baca gazının soğutulması ve temizlenmesi ile sağlanabilir. Dizel motorların kullanıldığı yerlerde, egzoz gazı çok fazla oksijen içerebilir, bu nedenle yakıt yakan inert gaz jeneratörleri kurulabilir. Uçucu hidrokarbon buharlarının veya buğusunun diğer ekipmanlara girmesini önlemek için tanker boşluklarına giden proses borularına tek yönlü vanalar monte edilir. 1974 SOLAS düzenlemelerinden bu yana petrol tankerlerinde soy gaz sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Uluslararası Denizcilik Örgütü (IMO), soy gaz sistemleri için gereksinimleri açıklayan teknik standart IMO-860'ı yayınlamaktadır. Dökme kimyasallar gibi diğer kargo türleri de inertli tanklarda taşınabilir, ancak inert gaz, kullanılan kimyasallarla uyumlu olmalıdır.

uçak

Muharebe uçakları için yakıt tankları uzun süredir inertlidir ve kendinden sızdırmazdır , ancak hem askeri hem de sivil nakliye uçakları için olanlar , büyük ölçüde maliyet ve ağırlıkla ilgili hususlardan dolayı değildir. Azotun ilk kullanımları Handley Page Halifax III ve VIII , Short Stirling ve 1944'ten itibaren inertleme sistemlerini birleştiren Avro Lincoln B.II'deydi .

Cleve Kimmel ilk olarak 1960'ların başında yolcu havayollarına bir inertleme sistemi önerdi. Yolcu uçakları için önerdiği sistem nitrojen kullanırdı. Ancak, ABD Federal Havacılık İdaresi (FAA), havayollarının pratik olmadığı konusunda şikayet ettikten sonra Kimmel'in sistemini değerlendirmeyi reddetti. Gerçekten de, Kimmel'in sisteminin ilk versiyonları 2.000 pound ağırlığındaydı - bu da yolcu kapasitelerini önemli ölçüde azaltacaktı. Bununla birlikte, FAA, birkaç felaket yakıt deposu patlaması karşısında bile, yakıt tanklarını 40 yıl boyunca atıl hale getirmek için neredeyse hiç araştırma yapmadı. Bunun yerine, FAA ateşleme kaynaklarını yakıt depolarından uzak tutmaya odaklandı.

FAA, TWA Flight 800'ün 1996 kazasına kadar ticari jetler için hafif inert sistemleri dikkate almadı . Kaza, uçuşta kullanılan Boeing 747'nin orta kanat yakıt deposunda meydana gelen patlamadan sorumlu tutuldu . Bu tank normalde sadece çok uzun uçuşlarda kullanılır ve patlama anında tankta çok az yakıt bulunur. Bir depodaki az miktarda yakıt, kalan yakıtı buharlaştırmak için daha az ısı gerektirdiğinden, büyük miktardan daha tehlikelidir. Bu, ulaj yakıt-hava oranının artmasına ve alt yanıcılık sınırını aşmasına neden olur. Yakıt deposundaki büyük miktarda yakıt, buharlaşmaya neden olmak için çok daha fazla ısı gerektirir. 2001'de Thai Airways International Boeing 737 ve 1990'da Filipin Havayolları 737'nin patlaması da artık yakıtı olan tanklarda meydana geldi. Bu üç patlama, sıcak günlerde, gövdenin dış hatları içinde yer alan orta kanat tankında (CWT) meydana geldi. Bu yakıt depoları, yanlışlıkla yakıt depolarını ısıtan harici ekipmanın yakınında bulunur. Ulusal Ulaştırma Güvenliği Kurulu'nun (NTSB) TWA 747'nin kazasıyla ilgili nihai raporu, "TWA 800 CWT uçuşunun ufalanmasındaki yakıt hava buharı, kaza anında yanıcıydı" sonucuna vardı. NTSB, 1997 yılında En Çok Arananlar Listesi'nde "Taşıma Kategorisi Uçaklarda Yakıt Tanklarında Patlayıcı Karışımın Yok Edilmesi"ni 1 Numaralı madde olarak belirlemiştir.

Flight 800 kazasından sonra, bir FAA komitesi tarafından hazırlanan 2001 tarihli bir rapor, ABD havayollarının mevcut uçak filolarını bu tür gelecekteki patlamaları önleyebilecek inert sistemlerle güçlendirmek için 35 milyar ABD Doları harcamak zorunda kalacağını belirtti. Bununla birlikte, başka bir FAA grubu, uçağın itici motorları tarafından sağlanan basınçlı hava üzerinde çalışan nitrojenle zenginleştirilmiş hava (NEA) tabanlı bir inertleme sistemi prototipi geliştirdi. Ayrıca, FAA, yakıt deposunun, daha önce kabul edilen %9 ila %10'luk eşik yerine, yüksüz oksijen konsantrasyonunun %12'ye düşürülmesiyle atıl hale getirilebileceğini belirledi. Boeing, 2003 yılında birkaç 747 uçağı ile başarılı test uçuşları gerçekleştirerek kendi türev sistemini test etmeye başladı.

Yeni, basitleştirilmiş inertleme sistemi, başlangıçta FAA'ya kamuoyu yorumu yoluyla önerildi. Tedarik edilen havayı azotla zenginleştirilmiş hava (NEA) ve oksijenle zenginleştirilmiş hava (OEA) olarak ayıran içi boş bir fiber membran malzemesi kullanır . Bu teknoloji, tıbbi amaçlar için oksijenle zenginleştirilmiş hava üretmek için yaygın olarak kullanılmaktadır . Tercihen oksijen molekülünün (molekül ağırlığı 32) değil, nitrojen molekülünün (molekül ağırlığı 28) içinden geçmesine izin veren bir zar kullanır.

Askeri uçaklardaki inertleme sistemlerinden farklı olarak, bu inertleme sistemi, uçağın motorları her çalıştığında yakıt buharı yanıcılığını azaltmak için sürekli çalışır. Amaç, yakıt deposundaki oksijen içeriğini %12'ye, normal atmosferik oksijen içeriğinden %21'e düşürmek, ancak %9 oksijen hedefi olan inertli askeri uçak yakıt tanklarından daha yükseğe indirmektir. Bu, yakıt buharı yüklü atık gazın tanktan atmosfere havalandırılmasıyla gerçekleştirilir.

FAA kuralları

Yedi yıllık soruşturmanın ardından FAA, Kasım 2005'te, bir NTSB tavsiyesine yanıt olarak, havayollarının "yerdeki ve havadaki yakıt deposu buharlarının yanıcılık seviyelerini azaltmasını" gerektirecek bir kural önerdi. Bu, FAA'nın yalnızca yakıt deposu buharlarının olası tutuşma kaynaklarını azaltmaya odaklandığı önceki 40 yıllık politikadan bir değişiklikti.

FAA, 21 Temmuz 2008'de nihai kuralı yayınladı. Kural, yeni uçakların tasarımına uygulanabilir yönetmelikleri değiştirir (14CFR§25.981) ve sürekli güvenlik için yeni yönetmelikler (14CFR§26.31–39), Yurtiçi Operasyonlar için Operasyon Gereksinimleri (14CFR) sunar. §121.1117) ve Yabancı Hava Taşıyıcıları için İşletme Gereksinimleri (14CFR§129.117). Düzenlemeler, 1 Ocak 1958'den sonra 30 veya daha fazla yolcu kapasitesi veya 7500 pound'dan fazla faydalı yük kapasitesi sertifikasına sahip uçaklar için geçerlidir. Düzenlemeler performansa dayalıdır ve belirli bir yöntemin uygulanmasını gerektirmez.

Önerilen kural, gelecekteki tüm sabit kanatlı uçak tasarımlarını (30'dan fazla yolcu kapasitesi) etkileyecek ve dokuz yıl boyunca merkez kanatlı yakıt tanklarına sahip 3.200'den fazla Airbus ve Boeing uçağının güçlendirilmesini gerektirecektir. FAA, başlangıçta kargo uçaklarına kurulum siparişi vermeyi planlamıştı, ancak bu, Bush yönetimi tarafından siparişten kaldırıldı. Ek olarak, bölgesel jetler ve daha küçük banliyö uçakları, FAA tarafından yakıt deposu patlaması için yüksek risk altında olmadığı için kurala tabi olmayacak. FAA, programın maliyetini, mevcut filoyu yenilemek için 313 milyon ABD Doları da dahil olmak üzere, önümüzdeki 49 yıl boyunca 808 milyon ABD Doları olarak tahmin etti. Bu maliyeti, havada patlayan büyük bir uçağın tahmini 1,2 milyar ABD doları "topluma maliyeti" ile karşılaştırdı. Önerilen kural, ABD havayollarının kapasitesinin neredeyse yarısının iflas eden taşıyıcılarda olduğu bir zamanda geldi.

Sipariş, klima üniteleri normalde boş bir merkez kanat yakıt deposu olarak kabul edilebilecek bir şeyi ısıtma olasılığı olan uçakları etkiler. Bazı Airbus A320 ve Boeing 747 uçakları "erken eylem" için planlanmıştır. Yeni uçak tasarımları ile ilgili olarak, Airbus A380'in orta kanat yakıt deposu yoktur ve bu nedenle muaftır ve Boeing 787, önerilen kurala zaten uyan bir yakıt deposu güvenlik sistemine sahiptir. FAA, önceki 16 yılda, ikisi yerde, ikisi havada olmak üzere dört yakıt deposu patlaması olduğunu ve bu istatistiğe ve FAA'nın böyle bir patlamanın her 60 milyon saatte bir gerçekleşeceğine ilişkin tahminine dayanarak belirtti. Uçuş süresi içinde, muhtemelen önümüzdeki 50 yıl içinde bu tür yaklaşık 9 patlama meydana gelecektir. FAA, inertleme sistemlerinin muhtemelen bu 9 olası patlamanın 8'ini önleyeceğini söyledi. İnertleme sistemi kuralı önerilmeden önce Boeing, 2005'ten itibaren ürettiği uçaklara kendi inertleme sistemini kuracağını belirtmişti. Airbus, uçaklarının elektrik kablolarının inertleme sistemini gereksiz bir masraf haline getirdiğini iddia etmişti.

2009 itibariyle, FAA'nın gemide inertleme sistemlerinin standartlarını tekrar yükseltmeye yönelik bekleyen bir kuralı vardı. Yakıt deposu inertleştirme sağlamak için başkaları tarafından yeni teknolojiler geliştirilmektedir:

(1) FAA tarafından 2005 yılında yazılan bir görüş ile 2004 yılında FAA ve NASA tarafından test edilen Araçta İnert Gaz Üretim Sistemi (OBIGGS) sistemi. Bu sistem şu anda C dahil birçok askeri uçak tipi tarafından kullanılmaktadır. -17. Bu sistem, önerilen FAA kurallarına göre standartlarda önerilen artışın etrafında yazıldığı güvenlik seviyesini sağlar. Bu sistemi eleştirenler, ordu tarafından bildirilen yüksek bakım maliyetinden bahsediyor.

(2) Üç bağımsız araştırma ve geliştirme firması, FAA ve SBA tarafından sağlanan Araştırma ve Geliştirme hibelerine yanıt olarak yeni teknolojiler önerdi. Bu hibelerin odak noktası, klasik inertleme yöntemlerinin yerini alabilecek OBIGGS'den daha üstün bir sistem geliştirmektir. Bu yaklaşımların hiçbiri genel bilim camiasında onaylanmamıştır ve bu çabalar ticari olarak mevcut ürünler üretmemiştir. Tüm firmalar basın bültenleri yayınladı veya hakemli olmayan görüşmeler yaptı.

Diğer yöntemler

Yakıt tanklarını inert hale getirmek için şu anda kullanılan diğer iki yöntem, bir köpük bastırma sistemi ve bir boşluk sistemidir. FAA, bir ullage sisteminin ilave ağırlığının, havacılık alanında uygulama için pratik olmadığına karar verdi. Bazı ABD askeri uçakları hala nitrojen bazlı köpük inertleme sistemleri kullanıyor ve bazı şirketler demiryolu ulaşım yolları boyunca bir ullage sistemi ile yakıt konteynerleri gönderecek.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Kaynaklar

Dış bağlantılar