Vuotomäärien arviointi

Arvioitaessa vaarallisten aineiden vuotojen seurauksia on ensiksi selvitettävä onko kyseessä jatkuvasti purkautuva aine (jatkuva päästö) vai kerralla ilmaan päässyt ainemäärä (hetkellinen päästö). Esimerkkinä hetkellisestä päästötilanteesta voidaan pitää paineistetun säiliön repeämistä.


Jatkuva päästö on kestoltaan pitempi kuin korkeitaan muutaman minuutin kestävä hetkellinen päästö. Jatkuva päästö voi syntyä esimerkiksi, kun putkilinjaan tai säiliöön tullutta vuotoa ei saada loppumaan. Jatkuva päästö voi syntyä myös, kun nesteytetty kaasu tai helposti höyrystyvä neste vuotaa maahan lammikoksi, jonka jälkeen se höyrystyy ilmaan. Tällöin muodostuvan kaasupilven koon ja pitoisuuden määrittämiseksi on pystyttävä arvioimaan välittömästi vuodosta höyrystyvän ja maaperästä tai veden pinnalta höyrystyvän aineen massavirta. /3/.


Aineen ominaisuudet, aineen tila säiliössä, vuotoaukon koko ja sijainti vaikuttavat vuodon massavirtaan. Putkivuodoissa massavirta riippuu myös putken pituudesta, halkaisijasta sekä muista virtausta vastustavista tekijöistä (mm. mutkat, venttiilit). Päästön suuruuteen vaikuttaa myös aineen olomuoto vuotoaukossa (kaasu, kaksifaasi, neste). Kaksifaasivirtaus syntyy esimerkiksi nesteputken katketessa, kun neste höyrystyy adiabaattisesti putken sisällä ennen vuotokohtaa. Höyrystyminen aiheuttaa putkessa olevan nesteen nopean paineen laskun ympäröivän ilman paineeseen. Nestevirtauksen muuttuminen kaksifaasivirtaukseksi pienentää oleellisesti purkautuvan aineen massavirtaa. Esimerkkejä erilaisista vuototilanteista on esitetty kuvassa 2.


Erilaisten vuotojen massavirran arviointiin on olemassa lukuisia malleja, joita on ohjelmoitu seurausanalyysiohjelmistoihin. Mallien kuvauksia, joita ei tässä yhteydessä käydä tarkemmin lävitse, on lähdekirjallisuudessa, esimerkiksi /2/, /4/ ja /5/.


Vuotomäärän arvioinnin jälkeen määritetään lähdetermi. Lähdetermin määritykseen aineen ominaisuuksien ja ympäristön olosuhteiden mukaan käytetään höyrystymismalleja (jos päästö muodostaa lammikon maahan tai veden pinnalle), suihkuvirtausmalleja (esimerkiksi paineenalaisen kaasun tai nesteytetyn kaasun vuoto putkista). Paineenalainen tai nesteytetty kaasu voi purkautua säiliöstä tai putkilinjasta suurella nopeudella muodostaen joko yksifaasi- tai kaksifaasisuihkun. Yksifaasisuihkusta käytetään nimitystä turbulentti kaasusuihku. Kaksifaasisuihku sisältää sekä kaasuhöyryä että nestepisaroita. Paineenalaisena nesteytetyillä kaasuilla vuotava aine höyrystyy ja pisaroituu paineen laskiessa. Kun aineen lämpötila säiliössä on 10 - 15 °C aineen kiehumislämpötilan yläpuolella, noin 40 % pisaroista haihtuu. Korkeammissa lämpötiloissa koko vuoto voi tällä tavalla haihtua, eikä nestelammikkoa muodostu.


Kuva 2. Esimerkkejä erilaisista vuototilanteista /3/.


__________________________________________________