Sızdırmazlığı Sağlandı ve Teslim Edildi: Harici Toz Lastiği Tozu; Döküntüyü ve Duruşları Azaltır

Sızdırmazlığı Sağlandı ve Teslim Edildi: Harici Toz Lastiği Tozu; Döküntüyü ve Duruşları Azaltır

Martin Engineering

Yükleme teknesi sızdırmazlık sistemleri, verimli konveyör sistemlerinde onlarca yıldır standart olarak kullanılması, işletmelerde dökme yük taşıyıcılarda halihazırda kullanılan tasarımların işlevini yeterli düzeyde yerine getiren ve güvenli bir çalışma ortamı sağlayan iyi mühendislik örnekleri olduğu anlamına gelmez.  İşyerinin güvenliğinin sağlanması ve korunması için yürüyüş yollarının her zaman kaçak malzemeden arındırılmış olmasını sağlayan, toz emisyonlarını önleyen ve bakım çalışmalarının kapalı alanlara giriş gibi tehlikeler olmadan güvenli şekilde yerine getirilmesine olanak tanıyan ekipmanların kullanılması gerekir.

Bu anlamda toz lastiği kullanımının önemi açıktır.  Dökme yük taşıma operasyonlarının çoğunda, konveyör bandının düşey yükleme veya transfer şutunda, düşen malzemenin yavaşlatılması için genellikle kedi merdiveni dışında bir önlem bulunmaz.  Tonlarca dökme malzeme hareketli bir banda çarptığında üç şey olur: İnce taneler rastgele yönlere saçılır, yük bandın merkezine yerleştikçe kayar ve havaya toz yayılır.  İyi tasarlanmış bir muhafaza önlemi, dökme katı malzemeyi içeride tutabilir ancak tozun dışarı çıkmasını tamamen önleyemez.  Kapalı bir çökme bölgesinin içinde, darbe etkisiyle oluşan türbülanslı hava, bulabildiği en uygun boşluktan dışarı kaçmaya çalışırken beraberinde tozu ve ince taneleri de taşır.  Bu boşluklar genellikle yükleme teknesinin yan kısmında, şut duvarıyla bant arasında ortaya çıkar.  Toz lastiği sistemleri kaçak tozların tutulması sorununa çözüm sağlar.

Yasal Bant Sızdırmazlık Mevzuatı ve Tehlikeler

ABD İş Güvenliği ve Sağlığı İdaresi (OSHA) ve diğer devletlerin düzenleyici mercileri, çalışanları toz ve döküntülerin tehlikelerine karşı korumak için gerekli işyeri güvenlik kurallarını belirler. OSHA 1917.48(h) maddesinde özellikle belirtildiği üzere “Konveyör yükleme ve boşaltma noktalarının etrafındaki alan, konveyör operasyonları sırasında engeller içermemelidir.”[1]  Havadaki toz da görüşü zorlaştıran bir engel olarak kabul edilebilir.

Hem yeraltı madenlerinde hem de açık hava dökme yük taşıma operasyonlarında gerçekleştirilen kapsamlı çalışmalar, havadaki toza uzun süre maruz kalmanın kronik akciğer hastalıklarına yol açabileceğini göstermiştir.  Akciğerlerde derinlere girebilecek kadar küçük olan görünmez kaçak parçacıklar, uzun mesafeler kat edebilir ve tesis hattını terk ederek korunmaya tabi ortamlarda diğer bir ihlale de yol açabilir. 

Çalışanların tozlu ortamlarda solunum koruyucular kullanması zorunludur. Ayrıca, çalışma alanının hemen dışında, ilgili koruyucu donanımı çıkarmanın güvenli göründüğü alanlarda bile toza maruz kalmaları yine de mümkündür.  Kaçak tozun muhafazalı konveyör ortamı içinde tutulması yalnızca çalışanları korumakla kalmaz, aynı zamanda zamansız aşınmalara, potansiyel arızalara ve tehlikeli sürtünme ısınmasına yol açabilecek aşındırıcı parçacıkların rulo ve tambur gibi döner bileşenlere girmesini de önler. 

Konveyörlerin rutin bakım ve temizliği sırasında meydana gelen yaralanmaların sayısını döküntünün şiddeti ile bağdaştıran OSHA’ya göre kaçak malzemenin kontrolü, tehlikelerin azaltılması ve yaralanmaların önlenmesi bakımından birincil unsurlardan biri olarak görülmelidir.  Döküntüler yürüyüş yollarını kapatabilir, gözlem ve bakımı zorlaştırabilir, takılarak düşme tehlikesi doğurabilir ve ek iş gücünün düzenli temizlik gibi işlere yönlendirilmesini gerektirir.  Hareketli bir bandın altında veya civarında temizlik yapılması ciddi bir tehlike sayıldığı halde çok yaygındır. 

Dahası yükleme alanında yığılan malzeme bandı ve kuyruk tamburunu hızlıca kaplayabilir.  Saatte yalnızca 4 gram (0,14 oz) döküntü olması bir haftada 680 g (1,5 lb) döküntünün birikmesine neden olur.  Kaçak malzeme hızı dakikada 4,5 g olduğunda, yığılma haftada ≈45 kg (100 lb) civarına yaklaşacaktır ve yılda 1,8 metrik tonu (2 U.S. ton) aşacaktır.  Saatte yalnız bir kürek dolusu kaçak olursa bunun toplamı her gün 227 kg (500 lb) malzemeye varabilir.  Bu hacimde malzeme kaçakları ekipman arızalarına yol açabilir, tambur yüzeyini bozabilir ve bant merkezleme sorunları yaratabilir. 

Bakım, onarım ve değişim amacıyla taşlama makinesi veya şalomayla kapalı dar alanlara girilmesini gerektiren, şut yapısının içine kaynak yapılan bazı tasarımlarda, yükleme teknesi sistemlerinin kurulumu ve bakımı da tehlikeli olabilir.  OSHA’ya göre “izin gerektiren kapalı alanlarda” yapılan çalışmalar yalnızca şut içinde çalışmasına izin verilen “yetkili kişi” tarafından, bu kişinin güvenliğini dışarıdan izleyen ve şuttan malzeme çıkarılması konusunda destek sağlayan bir “yardımcı” eşliğinde yerine getirilebilir.[2]  Bazı durumlarda, projeyi izleyen ve yöneten bir amirin bulunması da gerekir.  Patlayıcı tozlar diğer bir ciddi tehlike unsurudur. Bu tozlar metal aletlerden çıkan kıvılcımların etkisiyle kolayca tutuşabilir ve olası bir facianın önlenmesi için şut duvarlarından özenli şekilde temizlenmelidir. 

Bir yandan değerli yük kaybı yaşanırken diğer yandan bakım gereklilikleri nedeniyle uzun süreli duruşlar yaşanır, üretim verimi düşer ve işçilik maliyetleri artar.  Şut sızdırmazlığının modern tasarıma uygun şekilde sağlanması ekipman arızalarının önlenmesine yardımcı olabilir, işyeri güvenliğini artırabilir, toza ve döküntüye bağlı uzun süreli duruşları önleyebilir.

Sızdırmaz Bir Şutun İç Yapısı

İyi tasarlanmış ve sızdırmazlığı sağlanmış bir yükleme bölgesinin bileşenleri arasında kapalı bir yükleme şutu, bir ağır hizmet bant destek sistemi, bant sarkmasını önlemek için yakın konumlandırılmış taşıyıcı rulolar, ince parçacıkları tutmak için ayarlanabilir toz lastiği, bakımı kolay aşınma astarları, hava akışını kontrol eden toz perdeleri, kuyruk tamburunu koruyan kapalı bir kuyruk kutusu ve kaçak toz salımını önleyen çıkış perdeleri gibi bileşenler bulunur.  Oluk açısı, sızdırmazlık için uygun toz lastiği tasarımının sağlanması amacıyla, çökme bölgesi boyunca değişecek şekilde tasarlanır.

Genellikle doğal veya SBR kauçuktan (veya yeraltı madenciliği, gıda vb. belirli uygulamalar için özel bileşimlerden) üretilen toz lastiği, kapalı geçiş bölgesinin tüm uzunluğu boyunca kullanılır ve çoğunlukla alt kısmında bandın oluk açısına uyum sağlayacak şekilde konikleştirilmiştir.  Kapalı bölgede sızdırmazlığı korumak ve aşınma astarları ile şut duvarı tarafından tutulamayan ince parçacıkları ve tozu tutmaya yardımcı olmak için bandın iç kenarlarının yükseltilmesi amaçlanmıştır.  Toz lastiğini ve şut duvarını sıçrayan ve yer değiştiren yükten koruyan bir aşınma astarı olmadığı takdirde her iki eleman hızlıca aşınacak ve kısa sürede iş göremez hale gelecektir.

Toz Lastiği Sorunları

Toz lastiğinin kenarı, aşınma veya bant sarkması nedeniyle sızdırmazlık özelliğini kaybeder. Bu durumda boşluklar oluşur ve bir “kıstırma noktasında” sıkışan malzeme bant yüzeyini boylu boyunca oyar veya aşındırır.  Genellikle toz lastiğinin yarattığı basınca bağlanan kıstırma noktaları üzerinde yapılan kapsamlı çalışmalar, bunların daha ziyade bant desteğinin yetersiz olduğu yerlerde ya da yüklemenin bantta tam oluk oluşumu tamamlanmadan gerçekleştirilmesi durumunda meydana geldiğini göstermiştir. [3]  Malzeme sıkışmalarından kaynaklanan bazı büyük sorunlar şunlardır:

• Dalgacık oluşumu, sıkışan malzemenin ruloyla toz lastiği arasında bir yüksek basınç alanı oluşturması durumunda meydana gelen bir olaydır ve sızdırmazlık sisteminde aşırı miktarda aşınmaya yol açar. [Şekil 1]

Şekil 1 - Dalgacık oluşumu

• Oluklar bandın tüm uzunluğu boyunca, toz lastiğinin altında oluşabilir. [Şekil 2]

Şekil 2 - Oluklar

Gergi makarası tarafından sağlanan bant gerginliği ne olursa olsun, toz lastiğiyle bant arasında az miktarda bant sarkması meydana gelir ve tozun kaçması ya da malzemenin sıkışması için bir alan oluşturur. [Şekil 3]  Bu durum, çökme bölgesi boyunca daha kararlı bir bant düzlemi oluşturmak için yükleme bölgesinde rulolar yerine darbe yatakları veya kenar desteği kullanılarak önlenebilir. Kararlı bir düzlemin oluşturulması sayesinde toz lastiğinin düz kenarı sızdırmazlığı etkili şekilde koruyabilir.

Şekil 3 – Boşluklar, döküntüler ve sıkışmalar her zaman çıplak gözle görülemez

Toz Lastiği Tipleri

Dahili aşınma astarı ile dahili toz lastiği, dahili aşınma astarı ile harici toz lastiği ve harici aşınma astarı ile harici toz lastiği olmak üzere üç temel dikey sızdırmazlık sistemi tasarımı mevcuttur.  Ayrıca parçalı sızdırmazlık modüllerinin kullanıldığı bazı alternatif yaklaşımlar da mevcuttur.  Bunların her biri benzersiz avantajlar ve sorunlar getirir.

Parçalı dikey sızdırmazlık sistemlerinde, yükleme teknesinin dışındaki özel montaj plakalarına takılan ve birbirine geçen bir dizi sızdırmazlık bloğu kullanılır. [Şekil 4]  Birbirine geçen bloklar elle aşağı doğru hareket ettirilebilirken yukarı harekete karşı direnir.  Ancak bazılarının diğerlerine göre orantısız aşınması nedeniyle hassas şekilde ayarlanmaları zordur ve buna bağlı olarak dalgacık oluşumu meydana gelir. Ayrıca hem sızdırmazlığın hem de bandın erken aşınmasına neden olacak şekilde aşağı yönde gereğinden fazla ayarlanmaları da mümkündür.  Bu bloklar, malzemenin bloklar arasına itilmesiyle ortaya çıkan boşluklar nedeniyle, malzeme sıkışmasının yanı sıra toz ve ince tane sızıntısı gibi etkilere açıktır.

Şekil 4 – Parçalı toz lastiklerinde dengesiz aşınma nedeniyle boşluklar oluşur ve bakım ihtiyacı artar

Dahili aşınma astarı ve dahili toz lastiği içeren tasarımlar genellikle ayarlanabilir özellikte değildir. Bunların onarımı, bakımı ve değişiminde hem işçilik ihtiyacı fazladır hem de duruş süreleri uzundur.  Bu faaliyetler genellikle kapalı alana giriş ve patlayıcı toza maruz kalma olasılığı gibi işyeri güvenlik sorunları da doğurur.  Dahili ekipman zorlu koşullarda çalıştığı için aşınma hızlıdır ve bu nedenle ekipman ömrünün diğer tasarımlara göre daha kısa olması mümkündür.

Kendini ayarlayabilen dahili toz lastiği, harici bir tertibat barındıran (kendini ayarlayabilen toz lastiğine benzeyen) L biçimli bir sisteme sahiptir. Bant üzerinde, aşınma astarının altında yüke daha yakın çalışan ve bant kayması tolerans aralığını büyüten içe bakan 38 mm’lik (1,5 inç) bir uzantı içerir.  Eski bantlar hiçbir zaman sızdırmazlık amacıyla kullanılmamalıdır. Bunun nedeni tekstil - kord bileşenin ince tanecikleri bünyesinde toplaması ve banttaki olukları aşındırmasıdır. [Şekil 5]  Saptırıcı tipi bir aşınma astarı kullanılsa bile, yük sızdırmazlıkla bant arasına girer ve dökme malzemenin hiç aşındırıcı bileşen içermediği durumlar dışında, yük basıncı nedeniyle aşınma meydana gelir.

Şekil 5 - İçe bakan sızdırmazlık şeklinde kullanılan eski bantlar, toz lastiğiyle bant arasında malzemenin sıkışmasına neden olur

Dahili aşınma astarı ve harici toz lastiği içeren tasarım onlarca yıldır endüstri standardı olarak benimsenmiştir.  Genellikle yükleme teknesine ayarlanabilir bir sabitleme elemanı yardımıyla sıkıca sabitlenen bu tasarım, şutun dışından erişilebilen, daha güvenli ve daha kolay ayarlanabilen bir toz lastiği çözümü sunar. Ancak dahili tasarım [Şekil 6], malzeme boyutuna bağlı olarak aşınma astarıyla yükleme teknesi arasındaki boşlukta bir miktar malzeme yığılmasına izin verebilir.

Şekil 6 - Solda: geleneksel harici sızdırmazlık ve dahili aşınma astarı malzeme sıkışmasına neden olabilir. Sağda: harici sızdırmazlık ve harici aşınma astarı içeren sistem, boşluğu ortadan kaldırır

Harici aşınma astarı ve harici toz lastiği içeren tasarımlarda her iki ekipman bileşeni şut duvarının dışına yerleştirilir. [Şekil 7]  Bu sistem orijinal tasarımda sağlanmadıysa şutun belli ölçüde yeniden tasarlanmasını gerektirebilir ve bu nedenle kurulum süresi uzayabilir.  Toz lastiğinin ve aşınma astarının şutun dışına yerleştirmesi çalışanların daha kolay, daha sık ve daha güvenli ayar yapmasını sağlayarak bant sızdırmazlığını iyileştirir, malzeme sıkışması azaltır ve kapalı alanlara girilmesini gerektirmez.  Kapalı alanlara girmeyi gerektirmeyen harici tasarımın gözlemi, ayarı veya değişimi için kullanılması gereken aletler de minimum düzeydedir. Bu görevler çoğu durumda tek bir çalışan tarafından yerine getirilebilir.

Şekil 7 - Harici aşınma astarı, kendini ayarlayabilen çift sızdırmazlık ve bant desteği içeren tasarım, en gelişmiş teknolojik çözüm olarak kabul görmektedir

Toz lastiğinin düşük profili yalnızca birkaç inç boşluk gerektirerek erişimin kısıtlı olduğu yerlerde kurulumun ve bakımın yapılabilmesini sağlar.  Bu bileşenlerin tasarımı, planlı duruşların yanı sıra değiştirme ve ayar işlemleriyle ilişkilendirilen potansiyel işyeri tehlikelerini de büyük ölçüde azaltır.

Sayılarla Sızdırmazlık

Yenilikçi tasarımlarda daha güvenli ve daha etkili sızdırmazlık için 0º ile 45º arasında değişen oluk açılarında pratik mühendislik çözümleri uygulanır.  Bu tasarımlarda genellikle bantta ve bant ekinde sürtünmeyi azaltmak için kimyasal direnç ve düşük aşınma indeksi karakteristikleri sunan özel olarak geliştirilmiş malzemeler kullanılır.

Tozlu uygulamaların birçoğunda ilave bir koruma katmanı sunmak için birincil sızdırmazlığın arkasında bant açısında daha da yukarı çıkan ikincil “ikili sızdırmazlık” kullanımı gerekebilir.  Uzmanlar mümkünse bunların sıkışmaya neden olabilecek olası ek yerleri ve boşluklar içermeyen sürekli bir yapıda olmasını önermektedir.  Bazı tasarımlar bir kenar aşındığında sızdırmazlık şeridinin tersine çevrilerek kullanılmasına olanak tanıyarak hizmet ömrünü etkili şekilde iki katına çıkarır.

Kendini ayarlayabilen toz lastiği, tasarım özellikleri sayesinde, periyodik bakım dışında herhangi bir ayarlama gerektirmeden, bant yolunun dalgalandığı yerlerde sızdırmazlığı otomatik olarak korur.  Kendini ayarlayabilen toz lastiğinin kullanılması bakımı zor, dar yerlerde de çok avantajlıdır.  Düşük profilli bir toz lastiği tertibatı, dar yerlerde montaj ve bakım için yalnızca 6 inç (152 mm) boşluk gerektirir.  Toz lastiği sabitleme elemanlarında, daha güvenli ve daha hızlı bakım için alet gerektirmeden çözülebilen yaylı pimler kullanılabilir. 

En İdeal Toz Lastiği Uygulamaları

Toz lastiğinin öncelikli ve en önemli işlevleri, bir güvenlik donanımı olarak çalışma ortamını kaçak toz ve döküntülere karşı korumak, temizlik sırasında tehlikelere maruz kalma süresini azaltmak ve aynı zamanda verimi artırmaktır.  Bu temel ilkelerden hareketle, bir toz lastiği ve aşınma astarı sistemi kurmak isteyen yöneticiler şunları dikkate almalıdır:

• Uygulamaya en uygun sistem tasarımı için dışarıdan mühendislik hizmeti almak.

• Bakımı dışarıdan yapılabilen ekipmanlar kullanmak.

• Eklerden kaçınmak için şutun tüm uzunluğunu kapsayan bir toz lastiği kullanmak.

• Kord içermeyen ve aşınma direnci bandınkinden daha düşük olan bir toz lastiği malzemesi seçmek.

• Kendini ayarlayabilen bir sistem kurmak.

• Çalışanların ekipmanlarla ilgili tehlikelere maruz kalma derecesini en aza indiren seçeneği kullanmak.

Toz lastikleri aşınan parçalar olduğundan montajlarının, ayarlarının, bakımlarının ve değişimlerinin kolay olması, tozu ve döküntüleri önlemek, duruşları azaltmak, işyeri güvenliğini artırmak ve operasyon maliyetini azaltmak bakımından çok önemlidir.

Örnek Olay

Petrol koku (petkok) nakliyesinin yapıldığı bir liman terminalinde, yük gemisinden konveyör sistemine aktarım sağlayan bir istifleme yükleme vincinin transfer noktasında aşırı döküntü, kuyruk tamburu kirlenmesi ve bant merkezleme sorunları yaşanıyordu. [Şekil 8]  Banda çarpan hafif ve kireçli yük şutun kenarlarından dökülüyor ve zeminde birikerek yürüyüş yollarında tehlike yaratıyordu.  Bu durum normalde başka görevleri olan çalışanların her ay defalarca temizlik işine yönlendirilmesini gerektiriyor ve işçilik maliyetlerinin artmasına neden oluyordu. 

Şekil 8 - Merdivenlerdeki ve yürüyüş yollarındaki birikme/yığılma  işyeri tehlikelerine yol açıyordu

Dahası, döküntü bandın geri dönüş tarafına giriyor ve kuyruk tamburunun kirlenmesine, merkezleme sorunlarının yaşanmasına yol açıyordu.  Şirket bu sorunu gidermek için yeni bir transfer şutu kurmaya karar verdi.  Ancak bu şut kurulduğunda operatörler sorunun dikey şuttan değil yükleme bölgesi ve çökme bölgesi ekipmanlarından kaynaklandığını fark etti.

Yöneticiler sorunun incelenmesi ve çözüm sunulması için Martin Engineering’i davet etti.  Kapsamlı bir incelemenin ardından teknisyenler sisteme aşınma astarları, çift toz lastiği ve üst/alt bant merkezleyiciler ekledi. [Şekil 9]  Aşınma astarı duvarı korurken çift toz lastiği banda fazla yük bindirmeyen hassas bir sızdırmazlık sağlıyor ve ince tanelerin kaçmasını önlüyordu.  Aşınma astarı ve toz lastikleri güvenli ve kolay bakım için dış taraftan monte edildi.  Teknisyenler bant yolunu merkezlemek için üst ve alt merkezleme teknolojilerini kullandı ve bunu birbirine yakın yerleştirilen, dışarı kaydırılarak bakımı tek kişi tarafından kolayca yapılabilen 35º taşıyıcı rulolarla destekledi.  Kuyruk tamburunu korumak için bant geri dönüşünün iç tarafına kaçak malzemeyi saptıran bir iç sıyırıcı takıldı.

Şekil 9 – Harici tasarımla şut sızdırmazlığı daha etkili olacak şekilde yeniden tasarlandı

Üç Martin teknisyeni ve 6 yüklenici projeyi 12 ve 14 saatlik 2 vardiyada tamamladı. Şut, optimum oluk açısı ve bant sızdırmazlığı sağlanana kadar defalarca test edildi ve ayarlandı.  Müşteri birkaç gemi yükü malzemeyi aktardıktan sonra bu sürede “tek bir malzeme topağının bile yere düşmediğini” ifade etti. Operatörler, döküntünün neredeyse tamamen ortadan kaldırılmasının yanında, merkezleme sorunlarının çözüldüğünü ve kuyruk tamburunda geri dönüş tarafı döküntülerine bağlı kirlenme sorununun da ortadan kalktığını belirtti. Bununla beraber, hem temizlik işçiliği azaldı hem de işçilerin temizlik faaliyetlerine ve yürüyüş yollarına malzeme topaklarının düşmesine bağlı tehlikelere maruz kalma derecesi azaldı. Yalnızca temizlikten bile sistem kurulumu maliyetini aşan tasarruf sağlandı. 

Sonuç

Dökme malzeme taşıma operasyonlarının çoğunda, yükleme bölgesinde ortaya çıkan toz ve döküntüler sürekli bir bakım ve temizlik sorunu yaratır.  Kaçak malzemeler yalnızca güvenlik ya da yasal düzenlemelere uygunluk sorunu yaratmakla kalmaz, aynı zamanda ekipman ömrünü de etkiler.  Aşındırıcı toz ve ince taneler mekanik bileşenleri kirletip bozabilir ve öngörülen ömürden önce değişim gerektirebilir.  Artan temizlik ve bakım işçiliğinin yanı sıra plansız duruşlar da operasyon maliyetlerini artırabilir.

Malzemenin yükleme şutundan kaçmasını önleyen modern yükleme teknelerinin kurulmasıyla, operatörler çalışanların maruz kalacağı tehlikeleri azaltabilir, bakım ve temizlik işçilik maliyetleri en aza indirilebilir, ekipman ve bant ömrü uzatılabilir ve yasal düzenlemelere uygunluk iyileştirilebilir.  Yalnızca işçilik ve operasyon maliyetlerinden sağlanan tasarruflar yatırımın ciddi derecede karlı hale gelmesini sağlayabilir. Ancak işyeri güvenliğinin sağlanması bile tek başına bu düzenlemelerin yapılması için yeterli gerekçe olarak görülmelidir.