Geri Dön

Tanker gemilerinde tehlikeli yük operasyonları üzerine bir risk değerlendirmesi yaklaşımı

A risk assessment approach on hazardous cargo operations onboard tanker ships

PDF İndir

  1. Tez No: 921515
  2. Yazar: GİZEM ELİDOLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YASİN ARSLANOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Denizcilik, Marine
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Deniz Ulaştırma Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 120

Özet

Deniz yolu ile sıvı yük taşımacılığı, geçtiğimiz yüzyılda petrolün stratejik öneminin artmasıyla önem kazanan, zaman içerisinde ise petrol, petrol türevi ürünler, kimyasallar ve gıda maddeleri olmak üzere yüzlerce çeşit hammadde veya ürünün kıtalar arası tedarikini sağlayan büyük ve köklü endüstrilerden biridir. Her yıl milyarlarca ton sıvı yükün taşımacılığı tanker gemileri aracılığıyla sağlanabilmekte iken, bu süreçlerin devamlılığının tankerlerin emniyetli işletilmesine bağlı olması son derece açık ve anlaşılabilir bir durumdur. Tanker gemilerinin dahil olduğu özellikle petrol sızıntıları gibi büyük kazalar bu gemilerin çevreye olan potansiyel yıkıcı etkilerinin fark edilmesine ve bazı uluslararası düzenlemelerin getirilmesine neden olmuştur. İnsan yaşamını ve denizel çevreyi tehdit eden birçok uygulama ve operasyonel süreç için başta SOLAS ve MARPOL konvansiyonları olmak üzere birçok kural yürürlüğe girmiş olup, bu kurallar günümüzde halen çeşitli kodlar ve yönetmelikler vasıtasıyla güncellenmeye devam etmektedir. Bu kurallar ile uyumlu olarak günümüzde modern tankerler emniyetli ve çevreye duyarlı bir şekilde işletimin sağlanması için çift cidar yapısı, radar, elektronik seyir sistemleri gibi teknolojileri ile donatılmaktadır. Bu ilerlemeler gemi operasyonlarında personele kolaylıklar sağlamasına rağmen, çeşitli riskler nedeniyle operasyonel süreçlerde istenmeyen olaylar veya kazalar meydana gelmeye devam etmektedir. Özellikle taşınan yüklerin özellikleri dikkate alındığında tanker gemilerinin yük işlemlerinin çeşitli riskler barındırdığı anlaşılmaktadır. Risklerin fark edilemediği veya tanımlanan riskler için uygun önlemler alınmadığı koşullarda patlama ve yangın gibi son derece tehlikeli kazalar meydana gelebilir. Buna bağlı olarak ise çevre kirliliği, ekonomik kayıp ve insan hayatına yönelik tehditler gibi sonuçlarla karşılaşılabilir. Denizcilik sektöründe kaza raporları incelendiğinde patlama ve yangının bütün gemi tipleri için yaşanabilecek en ağır kazalar arasında olduğu açıkça görülür. Bu kaza riskleri esasında tankerlerde her yanıcı yük elleçlemesinde mevcuttur ve operasyonların her aşaması düşünülerek risklerin değerlendirilmesi gerektirmektedir. Ancak bazı yüklerin tehlikelilik özelliği yanıcılıkla sınırlı kalmamaktadır. İnert gaz operasyonu gibi son derece emniyetli tedbirlerin yetersiz kalabildiği hatta yükün türüne göre inert gaz uygulanmaması gerekebilen, bunun yerine özel gereksinimleri olabilen yükler de mevcuttur. Bu özel durumlar genellikle reaktif yükler için geçerlidir. Reaktivite tehlikesi olan yüklerin operasyonel süreçlerinin iyi planlanması ve çeşitlenen risklere dikkat edilmesi can, mal ve çevre açısından kritik önem taşımaktadır. Dolayısıyla bu tez çalışmasında tankerlerde söz konusu tehlikeli yük operasyonları üzerine bir risk değerlendirmesi çalışması yürütülmüştür. Tezde tehlikeli yük kategorileri arasından reaktiflik özelliği olan yükler üzerine bir inceleme yapılmıştır. Reaksiyon bir maddenin su, hava, bir başka yük ile arasında olabildiği gibi, kendi kendine reaksiyona girebilen yükler de mevcuttur. Kendi kendine reaksiyon genellikle polimerleşme olarak da bilinir ve bu tür yüklerin inhibitör adı verilen katkılar eşliğinde taşınması oldukça önemlidir. Yükün inhibitörlü operasyonu özünde bir emniyet önlemi olarak uygulansa da bu süreç de kendi içerisinde farklı tehlikeler barındırmaktadır. Yükleme öncesinde, yükleme esnasında, açık deniz seyri esnasında, tahliyede ve tank temizliği aşamalarında kazalara neden olabilecek potansiyel birçok risk faktörü olabilmektedir. Bu tezde söz konusu özel gereksinimli operasyonlar odaklanılan konu olarak belirlenmiştir. Günümüzde kimya ve plastik endüstrilerinde kullanılan önemli bir hammadde olan ve deniz taşımacılığında inhibitörlü bir biçimde elleçlenmesi gereken stiren monomer örnek tehlikeli yük olarak seçilmiştir. Tezde literatürde risk analizi çalışmalarında sıklıkla kullanılan Hata Türü, Etkileri ve Kritiklik Analizi (FMECA) esas yöntem olarak belirlenmiş, yöntem ayrıca belirsizlik ve öznel yargıların analizi konusunda başarılı sonuçlar ortaya koyan bulanık mantık yaklaşımıyla desteklenmiştir. FMECA'nın ilk aşaması olan hataların tanımlanması için öncelikle stiren monomer yüküne dair bir literatür araştırması yapılmıştır. Temel özelliklerine dair bilgiler çoğunlukla kimya alanındaki çalışmalardan ve endüstriyel kaynaklardan edinilirken, bu yükün operasyonel tehlikelerinin anlaşılabilmesi için de ilgili kaza raporları incelenmiştir. Uygulamada ayrıca söz konusu tehlikeli ve özel gereksinimli yük operasyonlarına dair bilgi ve tecrübe sahibi altı denizcilik uzmanın görüşlerinden destek alınmıştır. Hataların tanımlanması aşamasını takiben, uzmanlar toplamda 24 hata türünü meydana gelme, şiddet ve tespit edilebilirlik risk parametreleri açısından değerlendirmişlerdir. Bu üç parametre sayesinde FMECA yöntemi bir risk öncelik sayısı (RPN) değeri hesaplamaktadır. Ancak FMECA'nın klasik yaklaşımındaki bu işlemin, parametrelerin eşit önemde kabul edilmesi, parametrelerdeki küçük değişimlerin RPN'e uygunsuz bir biçimde yansıması gibi kısıtları sebebiyle iyileştirilmesi gerektiğine kadar verilmiştir. Bu noktada bulanık mantığın bir yaklaşımı olan kural tabanlı bir çıkarım sistemi modellemesi yapılmıştır. Model üç girdi değişkeni (risk parametreleri), bir çıktı değişkeni (RPN değeri) ve 125 adet kural ile hazırlanmıştır. Değişkenlerin bulanık ortamda işlenebilmesi için literatürde risk analizi çalışmalarında rasyonel sonuçlar elde ettiği görülen Gauss üyelik fonksiyonları kullanılmıştır. Bu yöntem entegrasyonunun en önemli aşamalarından ve tez çalışmasının özgün yanlarından biri kural yapısının oluşturulmasıdır. Kurallar EĞER-O ZAMAN biçim formunda ve tezin konusuna uygun bir biçimde uzmanların görüşleri alınarak hazırlanmıştır. Bu sayede operasyonel risklerin daha güvenilir bir biçimde hesaplanması sağlanmıştır. Model kurulduktan sonra uzman değerlendirmeleri modelde işlenerek her bir hata türü için bulanık RPN (F-RPN) değerleri hesaplanmış ve risklerin önceliklendirmesi yapılmıştır. Analiz sonucunda stiren monomer için inhibitörlü yük operasyonları sürecinde en yüksek risk öncelik değerli hata türlerinin i 6.78 F-RPN değeri ile“İnhibitörün miktar bakımından yetersizliği”, 6.71 ile“Kargo tankı içerisinde geçmiş yük/tank temizliği maddesi kalıntısı”, 6.30 değeri ile“İnhibitörün stiren monomer içerisinde homojen olmayan dağılımı”ve 6.28'lik F-RPN değeri ile“Stiren monomerin ısıtmalı bir tanka bitişik veya yakın bir tanka yüklenmesi”olduğu görülmüştür. Her bir hata türünün neden, etki ve sonuç ilişkileri incelenmiştir. Tezde ayrıca en yüksek risk öncelik değerli hata türleri için uygulanabilecek risk kontrol seçenekleri sunulmuştur. Çalışma denizcilik endüstrisine reaktif yükler ve inhibitörlü yük operasyonları konusunda uygulanabilecek örnek bir risk değerlendirme yaklaşımı sunmaktadır. Risklerin analizi için oluşturulan modelin kural yapısı, söz konusu operasyonların tehlikesini yansıtabilmesi açısından konuya uygun bir biçimde oluşturulmuştur. Parametrelerin göreceli kombinasyonlarını ve özellikle şiddet parametresinin risk üzerindeki etkisini dikkate aldığı için, önemli risklerin göz ardı edilmemesi ve risklerin doğru bir şekilde önceliklendirilmesi mümkün olmuştur. Nitekim bu durum emniyet tedbirlerinin uygulanması konusunda zaman ve finansal kaynakların da etkili kullanımına katkı sağlayacaktır. Oluşturulan model diğer tehlikeli yüklerin risk analizi çalışmalarında da gerçekçi ve kullanışlı sonuçlar verebilecektir. Buna ek olarak tez çalışmasının tankerlerde tehlikeli ve özel gereksinimli yük operasyonları konusunda literatüre önemli bir katkı sağlaması, okuyuculara operasyonel riskler ve emniyet konusunda yararlı bakış açıları sağlaması hedeflenmektedir.

Özet (Çeviri)

Maritime transportation is one of the major and significant industries for global trade that allows an international supply of hundred types of chemicals, edibles, oil, and oil derivatives. Due to the increasing strategic importance of oil in the past century, tanker vessels have developed over time, both in fleet size and vessel capabilities, for worldwide liquid cargo transportation. While the volume of liquid cargo transportation through tankers is billions of tonnes each year, it is clearly understandable that the succession of these processes depends on the safe operation of the tanker vessels. Major accidents involving tanker ships, particularly oil spills, have led to the recognition of these ships' potential destructive impacts on the environment and therefore the introduction of some international regulations. For many practices and operational processes that threaten human life and the marine environment, a series of rules have been entered into force, primarily the SOLAS and MARPOL conventions, and these rules could be regularly updated through various codes and resolutions by the International Maritime Organization. In accordance with these rules, modern tankers are equipped with technologies such as radars, electronic navigation systems, and double hull structures to ensure safe and environmentally friendly operations. Although these advancements provide conveniences to ship crew in operations, accidents or undesired events still occur due to various risk factors. In particular, considering the characteristics of cargoes, it is clear that the cargo operations on tanker ships involve many hazardous aspects. If the risks are not being noticed or appropriate measures are not taken for identified risks, extremely dangerous accidents such as explosions and fires can occur during these processes. As a result, there could be consequences, such as loss of life or injuries, environmental pollution, and economic loss. When examining accident reports in the maritime industry, it is clearly seen that explosions and fires are among the most severe accidents that can occur for all types of ships. These accident risks are essentially present during the handling of flammable cargoes on tankers, and they require risk assessment by considering every stage of the operations. However, the hazardous nature of some cargoes extends beyond their flammability. There are also chemicals of which safety measures such as inert gas application may be insufficient, and depending on the type of chemical inert gas would better not to be applied. Such cargoes may have more special requirements, generally required for reactive chemicals. The operational processes of cargoes with reactivity hazards must be well-planned, and careful consideration must be given to varied risks, as it is crucial for the safety of life, property, and the environment. Therefore, in this thesis, a risk assessment study has been conducted on the hazardous cargo operations on tanker vessels. In the thesis, the literature is reviewed about reactive chemicals. The reaction can occur between a substance and water, air, or another substance, or some materials can react with themselves. Self-reaction is generally known as polymerization, and it is a critical property in the transportation of cargoes with additives called inhibitors. Although the inhibited cargo operation is basically implemented as a safety measure, this process also harbors different dangerous aspects within itself. Before and during the cargo operations, such as loading, discharge, and tank cleaning, and also during the open sea voyage, many risk factors could exist, leading to accidents in further stages. In the thesis, styrene monomer is selected for the case study, as it is an important raw material used in the chemical and plastic industries and must be handled with inhibitor during maritime transportation. In the methodology section, Failure Modes, Effects, and Criticality Analysis (FMECA), which is frequently used in risk analysis research in the literature, is applied as the primary method. Additionally, it is supported by fuzzy logic, which is a successful technique in dealing with uncertainty and subjective judgments. At the first stage of FMECA, the identification of failure modes, a literature review on styrene monomer is conducted. Information about its basic properties is mostly obtained from studies in the field of chemistry and industrial sources, while relevant accident reports are examined to understand the operational hazards of this cargo. Besides, the study is benefitted by the opinions of six maritime experts who are familiar with the relevant hazardous cargo operations. Following the failure mode identification, the experts evaluated a total of 24 failure modes in terms of occurrence, severity, and detection risk parameters. The FMECA method calculates a risk priority number (RPN) by processing these three parameters. However, it is considered that this calculation in the classical FMECA requires improvements due to constraints such as the assumption that parameters are of equal importance, and inappropriate reflection of changes in parameters on the RPN. At this point, a rule-based inference system modelling is carried out in a fuzzy environment. The model is prepared with three input variables (risk parameters), one output variable (RPN value), and 125 rules. Gaussian membership functions, which help to output rational results in risk analysis studies, are employed. One of the most important stages of the methods' integration and unique aspects of the thesis is the formation of the rule-based structure. The rules are prepared in the IF-THEN form and in accordance with the thesis topic, by utilising the expert opinions. Hence, operational risks are calculated in a more reliable way. After building the model, expert evaluations are processed in the system, and fuzzy RPN (F-RPN) values are calculated for all failure modes, and the risks are prioritized. According to the analysis results, the highest risk priority-valued failure modes of inhibited cargo operations with styrene monomer are found to be“Insufficient amount of the required inhibitor”with an F-RPN value of 6.78,“Residue from previous cargoes or cleaning agents in the tank”with 6.71,“Inhibitor's non-homogeneous distribution inside styrene”with a value of 6.30, and“Stowing styrene monomer in tanks adjacent or close to other tanks heated”with an F-RPN value of 6.28. The cause, effect, and consequence relationships of each failure mode are examined for detailed assessment. The thesis also presents risk control options that could be applied to the failure modes with the highest risk priority values. The thesis presents a risk assessment model that could be applicable to reactive cargoes and inhibited cargo operations in the maritime industry. The rule-based structure of the model is developed step by step to reflect the dangers of such cargo operations. Since it takes into account the relative combinations of the parameters and the impact of the severity parameter on risk phenomenon, it could be ensured that significant risks are not neglected, and the risks are prioritized in correct ranking. Likewise, this study could contribute to the effective use of time and financial resources in the implementation of safety measures. The created model could also provide realistic and useful results in the risk analysis studies of other hazardous cargoes. In addition, it is aimed that the thesis could make a significant contribution to the literature on hazardous and cargo operations with special requirement on tanker vessels, providing readers useful perspectives on operational risks and safety.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    956142

    Deniz taşımacılığında kuru yük gemilerinin yangın risklerinin araştırılması ve yangın güvenliği

    Investigation of fire risks and fire safety of dry cargo ships in marine transportation

    CEM ÖZKAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    DenizcilikSakarya Üniversitesi

    Yangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT TUNA

  2. Tez No

    732728

    Developing a new approach for analysis and prevention of fire risks due to cargo operations on tanker ships

    Tanker gemilerinde kargo operasyonlarında yangın risklerinin analizi ve önlenmesi için yeni bir modelin geliştirilmesi

    NURETTİN BÜYÜK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Deniz BilimleriPiri Reis Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ DİNÇER BAYER

  3. Tez No

    398097

    Tanker terminallerinde emniyetli operasyonun optimizasyonu

    Optimization of safe terminal operation

    ALİ CEM KUZU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ÖZCAN ARSLAN

  4. Tez No

    72922

    Deniz taşımacılığında emniyetli yönetim sistemi ve kuru dökme yük gemilerinde uygulanması

    Safety management system at sea transport and its application on dry bulk carriers

    TEVFİK ARSLAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1998

    İşletmeDokuz Eylül Üniversitesi

    Deniz İşletmeleri Yönetimi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. Ö. BAYBARS TEK

  5. Tez No

    949045

    Kimyasal tanker tahliye operasyonlarında kullanılan kargo ekipmanlarının kritiklik seviyesinin analizi

    Criticality analysis of cargo equipment used in chemical tanker discharge operations

    KENAN EVREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    Denizcilikİstanbul Teknik Üniversitesi

    Deniz Ulaştırma Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. TUBA KEÇECİ

Geri Dön