Управление опасности взрыва пыли
Компании, которые занимаются порошков или других твердых частиц необходимо знать о возможных пожаров и взрывов, а также следовать передовой практики, кодексов и стандартов для управления рисками.
После катастрофического пыли прошлогоднего взрыва на Императорском сахарный в Грузии, США, химической безопасности и опасности следственного комитета (ЦСУ) отметил в 2006 году исследования (/), в котором указано, что 281 пыли пожаров и взрывов, произошедших в США в период с 1980 по 2005, убив и ранив 19 и 1 718 работников, соответственно. Поскольку это исследование был освобожден, новости докладов охватили около 80 дополнительных пожаров и взрывов пыли. Кроме того, широко цитируется CSB несоблюдение надлежащей практики на объектах инженерной, где эти несчастные случаи имели место.
Эффективное управление рисками взрыва пыли требует понимания первого взрыва пыли в особенности. Страна, где горючих атмосфер и потенциальных источников зажигания могли присутствовать при нормальных и ненормальных условиях эксплуатации должны быть определены. И средства должны быть надлежащим образом спроектирована и поддерживается чтобы свести к минимуму катастрофических рисков для людей, которые там работают, а также тех, кто живет поблизости. В данной статье рассматривается инженерных передовых методов, направленных на управление рисками, связанными с взрывов пыли.
Обязательные условия для взрыва
Некоторые условия должны существовать одновременно для взрыва пыли в случаях:
* Пыль должна быть горючих
* Пыль должна быть бортовых (условно)
* Концентрация пыли должно быть в пределах диапазона взрывоопасный
* Пыль должна иметь распределение частиц по размерам, способный распространяться пламя
* Атмосферу облака пыли должны быть в состоянии поддерживать горение
* Источника воспламенения с энергией, достаточной для начала распространения пламени должны присутствовать.
Как избежать этого сочетания условий, является ключом к предотвращению взрывов пыли.
Лабораторные испытания
Первым шагом в управлении рисками, пыли взрыва лабораторных испытаний для оценки характеристик порошка, имеющих отношение к вероятности возгорания и последствий взрыва (взрыв тяжести).
Взрыв испытаний вероятность
Взрыв Классификация испытаний (они изложены в США Бюро шахт Доклад Исследования 5624, лабораторное оборудование и процедуру испытания для оценки взрыва пыли) определяет, будет ли облако пыли будет взрываться при контакте с достаточно большим источником воспламенения. На основании результатов испытаний, материал классифицируются как взрывоопасный или nonexplosible.
Минимальная взрывоопасный концентрации (MEC), определяется ASTM E1515, Стандартный метод испытаний для минимального взрывоопасный концентрация горючей пыли, является самой низкой концентрации пыли в воздухе, которые могут распространяться пламя, когда загорелся.
Ограничение концентрации окислителя (LOC) измеряется Европейские нормы (EN) 14034-4, определение предельной концентрации кислорода облака пыли, которая определяет минимальное содержание кислорода (в качестве перемещенных инертным газом, например, азота), которая способна поддерживать горение. Атмосфере с концентрацией кислорода ниже LOC не способен поддерживать горение, и поэтому не может поддержать взрыва пыли.
Минимальная температура возгорания (MIT) оценивается двумя различными способами. Lowesi температура, при которой облако пыли могут воспламеняться определяется ASTM E 1491, Стандартный метод испытаний для Минимальная температура самовоспламенения пылевых облаках. Самая низкая температура, при которой слой пыли стандартной толщины (5.0-12.7 мм) и могут воспламеняться определяется ASTM E 2021, Стандартный метод испытаний для горячей поверхности температура воспламенения пыли слоев. Результаты минимальной испытаний температура воспламенения могут быть использованы для оценки чувствительности пыли в зажигании горячей окружающей среды и технологического оборудования, поверхностей, горячих поверхностей, вызванное перегревом подшипников и других механических частей в связи с механическими поломками, трения искры, и повышения температуры за пределы максимально допустимой температуры электрооборудования.
Минимальная энергия зажигания (ПМР) вычисляется с ASTM E 2019. Стандартный метод испытаний на минимальную энергию воспламенения облака пыли в воздухе. который определяет низкий электростатической искробезопасности энергии, который может воспламениться в облако пыли на ее оптимальной горючие концентрации. Это в первую очередь оценивает восприимчивость пылевые облака к воспламенению электростатических разрядов от необоснованных металлоконструкции, люди, изоляционные (пластик) объектов, и на поверхности сыпучих материалов во время транспортировки к судам.
Электростатические Объемное сопротивление и электростатические причисления могут быть оценены на основе общих положений, ASTM D 257. Стандартный метод определения OC сопротивления или проводимости изоляционных материалов (которая в настоящее время в стадии пересмотра решения порошки). На основании объема сопротивления, порошки, классифицируется как низкий, умеренно высокими изоляционными. Изоляционные порошков склонность к сохраняют статический заряд и могут давать опасные электростатические разряды при контакте с обоснованные технические средства, оборудование или персонал. Электростатические причисления является мерой тенденция частиц порошка к заряжаться во время обработки, передачи и условий. Этот тест позволяет получать данные, которые могут быть использованы для разработки соответствующих материалов для обработки принципов от электростатического точки зрения опасности.
Испытания Взрыв тяжести
Максимальное давление взрыва (PNM), максимальная скорость нарастания давления ((др / дТ) макс), а также Дефлаграция Index (KJ оцениваются по ASTM E 1226, Standard Метод испытания на давление и скорость нарастания давления от горючей пыли. P и (др / T) макс которые используются для расчета KSL для пылевом облаке. Эти данные затем используются для разработки взрывозащиты меры, такие, как взрыв помощи вентиляции, подавления, сдерживания и изоляции.
Управление недостатки
CSB определил три области, которые часто не получают достаточного внимания со стороны руководства (I).
Существующие кодексы и стандарты, хотя и всеобъемлющей, являются применяются непоследовательно и, следовательно, являются неэффективными. Кодексов и стандартов включать самые современные опытом и информацией в форме передовой практики отрасли.
Поскольку этот вопрос выходит в печать, США, безопасности и гигиене труда (OSHA) готовится выступить с предварительного уведомления о предлагаемой норме на горючее опасности пыли. До правила приняты, компании должны соответствовать "Статья OSHA Генеральный Duty", который обязывает работодателей обеспечивать безопасное место для работы. Это предполагает, в лучших промышленных методов, указанных в соответствующих кодов пыли и стандартов. Большинство из этих кодексов и стандартов (табл. 1) приведены в пыли взрывоопасных управления секция Международного Кодекса пожарной и требования ofthat код.
Листы данных безопасности материалов (MSDSS) не адекватно передать горючих свойств порошка. OSHA существующие опасности Communication Standard (ЖКУ) и Американский национальный институт стандартов консенсуса стандарт MSDS формата и подготовки (ANSI Z400.1) конкретно не требует MSDSS включать количественные данные о горючих свойств пыли и огня / опасности взрыва. В результате, когда MSDS не предусматривает взрывоопасности информации, часто в виде количественных показателей, таких, как "Порошок может образовывать взрывоопасные пыли / смеси воздуха".
Качественные заявления не дают намек на условия, необходимые для создания опасность взрыва, или относительные насилия, в результате горения (например, распространение зоны горения). Хорошая информация об опасных свойств материалов имеет решающее значение для адекватного анализа процесса опасности. Таким образом, все соответствующие пожара и взрыва, электростатических и тепловой информации нестабильности должны быть включены в MSDS, чтобы обеспечить надлежащее понимание и контроля рисков, связанных с горючей пыли.
Осведомленность и обучение, необходимые для обеспечения оперативного персонала и других лиц, отвечающих за безопасность и противопожарная надзора были осведомлены по теме опасности взрыва пыли и может применяться существующие кодексы и стандарты для предотвращения взрывов пыли. Нитью во многих из наиболее серьезных инцидентов было нестандартных хозяйственных методов в результате воспламенения вторичных взрывов, что вызвало огромный ущерб.
Предупреждение и защита
Безопасность инициативы, направленные на предотвращение взрывов облака пыли обычно связано с осуществлением мер по предотвращению взрыва (взрыв профилактика), а также проектирование объектов и оборудования, так что в случае взрыва людей и объектов в закрытом грунте (взрывозащиты). Выбор предотвращения взрыва и / или меры защиты, как правило, на основе:
* Наличие информации о чувствительности порошка (ы) для зажигания и в результате взрыва тяжести
* Характер процессов и операций
* Уровень знаний персонала о последствиях потенциального взрыва пыли и соблюдения соответствующих профилактических мер
* Возможных экологических последствий от взрыва пыли
* Потенциал для бизнеса перерывов в результате взрыва пыли.
Ограничить доступность топлива
Взрывоопасный атмосферы, таких как пыль, облака служит в качестве топлива для пожара или взрыва. Правильная вентиляция может предотвратить образование и / или распространения (помимо источника выброса) от взрывоопасный атмосферу.
Разведение вентиляции обеспечивает приток свежего воздуха в и из здания. Этот метод не является эффективным на контроль концентрации атмосфер облако пыли, но он часто используется, чтобы уменьшить фоновые концентрации горючих паров атмосферы в рабочей зоне.
Местная вытяжная вентиляция (LEV) предназначена для перехвата топлива у источника издания, разбавить атмосферу, и направить его в системе, где материал необходимо утилизировать или уничтожить. Правильно спроектированные системы ЛЕВ является очень эффективным средством ограничения распространения атмосфере облако пыли за пределы источника выброса.
Ограничить доступность окислителя
Если местную атмосферу достаточно обедненного окислителя - как правило, кислорода в воздухе - это будет не в состоянии поддерживать горение.
Добавление инертного газа можно уменьшить окислителя концентрации ниже уровня, необходимого для поддержки горения. Азот является наиболее часто используемым инертным газом, других инертных газов включают углекислый газ, аргон, гелий, пара и fluegas от места процессов.
Окислителя могут быть удалены, работая в условиях вакуума.
Предельная концентрация окислителя (LOC) для сжигания зависит от типа пыли и используемого инертного газа. Когда пыль в LOC была определена для инертного газа, который будет использоваться, газ вводится в сосуд. Успешные подушки инертных газов, возможно, только если весь объем сосуда становится инертной и инертной атмосфере сохраняется во все времена - даже тогда, когда судно открыл в атмосферу в течение того твердых тел и / или жидкости.
Ликвидация источников тепла
Ликвидация источников зажигания требует контроля источников тепла, таких как:
* Внешних поверхностей горячей технологического оборудования, таких как нагреватели, осушители, паровой трубы, и электротехнического оборудования
* При механической поломке оборудования, таких как подшипники, воздуходувки, конвейеры, мельницы, смесители и незащищенные лампочки
* Горячая работ, таких как сварка, жжение и резки.
Горячей поверхности может непосредственно разжечь облако пыли, или она может воспламениться первого слоя пыли, которые поселились на ней, что впоследствии зажигает пылевом облаке. Такое сжигание слоев может также распространяться огня на всей территории области.
Меры, которые могут быть рассмотрены для предотвращения воспламенения пылевого облака источников тепла, включают в себя:
* В процессах, связанных с отоплением (например, сушка), поддерживать температуру ниже твердого чувства собственного температуру нагрева.
* Предотвращение перегрузки технологического оборудования (например, дробилки, питатели, транспортеры, смесители и т.д.), поскольку внутренние накопления позволит сократить потери тепла от материала и увеличение рабочей температуры выше нормы. Рассмотрим установки термопар и / или защита от перегрузки устройств на приводные двигатели.
* Изоляция или щит с горячими поверхностями.
* Предотвращение накопления пыли на горячих поверхностях и оперативно удалить все, что делает создание.
* Использование утвержденных электрооборудования.
Предотвращение трения / влияние искры
Способность трения / влияние искры, чтобы зажечь горючих атмосфер зависит (помимо других факторов) о составе ударной поверхности. Фрикционные искры можно было бы ожидать, если:
* Пункты построен из легких сплавов (например, алюминия) нанести ржавых стальных поверхностей
* Ржавых стальных поверхностей, которые были покрыты слоем, содержащих алюминий, краска ударила по твердым предметом
* Поверхности, содержащей кремень, камень, песок и поражает с твердым предметом
* Использовать операторы, падение, удар или иным металлообрабатывающего оборудования с металлическими инструментами или предметами.
В рабочей среде, где трения / влияние искры и следовало ожидать, рассмотреть следующие меры:
* Предотвращение перегрева из-за рассогласования, сыпучих объектов, belt-slip/rubbing и т.д., путем регулярных проверок и технического обслуживания оборудования.
* Предотвращение посторонних веществ, которые могут представлять опасность воспламенения от входа в систему. Рассмотрите возможность использования экранов, электромагниты, пневматические сепараторы и т.д., особенно на фрезерных и шлифовальных корма местах.
* Не возвращайте полу мусор на любом компьютере.
* Свести к минимуму вероятность воздействия искр через правильный выбор инструмента, запястья ремни для предотвращения операторов падение инструментов и оператор осведомленности (обучение).
* Контроль горячей обработки операций с помощью горячей разрешения на работу системы в соответствии с NFPA 5 IB, стандарт для противопожарной во время сварки, резки и другие огневые работы.
* Удаление пыли месторождений быстро.
И, наконец, газ / пар детектор должен быть установлен чтобы горючих паров нет, так как они создают дополнительную опасность.
Электротехническое оборудование и инструменты
Неправильно указано электрооборудования можно создать источник возгорания, вызывая электрических искр или горячих поверхностей. Таким образом, электрическое оборудование должно быть пригодным для окружающей среды, в которой она будет использоваться, с тем чтобы выбрать соответствующее оборудование, необходимо определить опасных (классифицированных) местах, где горючие атмосфер может произойти.
Статья 500 Национальных электротехнических кодекса (NFPA 70) определяет области классификации и типа и конструкции оборудования и проводки методы, которые разрешены для использования в классифицированных областях. Ее цель заключается в предотвращении электрооборудования от предоставления средств для зажигания горючих атмосферу. Дополнительные руководящие указания о размерах участков, отнесенных к пыли / воздуха атмосферы содержится в NFPA 499, Рекомендуемая практика по классификации горючей пыли и вредных (объявления) для проведения электротехнических работ в химической областях процесса.
Контроль за электростатического опасности
Общие меры предосторожности для управления электростатических источников зажигания (2) включают в себя:
* Связи и заземления. Spark разрядов можно избежать, электрически заземления проводящих элементов, таких как металлообрабатывающего оборудования, ДВП барабаны, проводящих / статические пластиковые вкладыши диссипативных и контейнеров, низкоомных порошков и людей.
* Ограничения использования изоляционных материалов. Если процессы могут создавать высокие сборы поверхности непроводящих материалов, не должны быть использованы, если напряжение пробоя между материала составляет менее 4 кв. Примеры бесконтактный объектам относятся трубы, гибкие вставки, контейнеры, сумки, покрытий и лайнеры.
* Заряда сокращение увлажнения. Высокая относительная влажность может уменьшить сопротивление некоторых порошков и изоляционные объектов и увеличить скорость распада заряда на землю. Тем не менее, в большинстве случаев это будет эффективным только если относительная влажность превышает 65% сохраняется (при температуре окружающей среды).
* Снижение заряда при ионизации. Локализованные ионизации (коронного разряда) с резким, основанные, проводящих зондов и проводов иногда может снизить уровень электростатического заряда порошка из частиц, входящих судна. электростатических устройств ионизации, однако, не без проблем, и должны использоваться только после консультации со специалистом.
меры взрывозащиты
Если образование взрывоопасный атмосфере не может быть предотвращен и все источники возгорания не могут быть устранены или достаточно исключить, то возможность взрыва облако пыли, сохраняется. В таких условиях, должны быть приняты меры для защиты людей и минимизации ущерба объектам. Взрыв мер защиты следует рассматривать в дополнение к принятию всех разумных мер для уменьшения вероятности формирования или распространения облака пыли и устранить потенциальные источники воспламенения.
Взрыв сдерживания оборудование должны быть в состоянии выдерживать максимальное давление взрыва в результате горения от пыли-воздушной смеси в настоящее время оборудование
Взрыв подавления. Взрыв подавления зависит от раннего обнаружения взрывов и быстрое введение подавления пламени до повреждения давления достигаются. Типичным давление взрыва в момент обнаружения 0,035 до 0. 1 бар. Подавления гасит пламя в течение доли секунды. Система взрывозащиты как правило, включает взрыва детектор, блок управления, супрессоры и подавления. Активация снижает давление в системе до "безопасного" уровня и ниже, чем в unsuppressed взрыва (предотвращение разрушения корпуса) и гасит пламя.
Взрыв помощи вентиляции. Принцип, лежащий взрыва помощи вентиляции в том, что взрыва пыли в сосуде вызывает выход (или несколько отверстий) и на достаточной площади, чтобы открыть быстро и разгрузки продуктов горения (пламя, горячие газы) в безопасное место, тем самым предотвращая overpressurization из вентилируемые приложение к нему. Иными словами, судно не в плановом и предсказуемым образом, например, что люди и объекты защищены от воздействия пыли взрыва.
Взрыв помощи вентиляции имеет то преимущество, что относительно недороги по сравнению с другими вариантами защиты взрыв, а во многих случаях является простым в установке. Тем не менее, помощь вентиляция ограничена тем, что он не подходит для токсичных материалов, часть из которых будет выброшено в атмосферу в случае взрыва. Кроме того, выброса в атмосферу продуктов горения внутри здания, как правило, неприемлемы.
Взрыв меры изоляции
Независимо от взрыва меры защиты считается любой взрыв облака пыли не может быть запрещено, распространяющаяся от места, откуда берет свое начало в другие места на заводе. Это называется взрыв изоляции.
Пыль взрывы могут распространяться через каналы, трубы, желоба, конвейеры и т.д. Первым шагом в изоляции взрыва, чтобы избежать ненужных соединений. Если это не представляется возможным, барьеры должны быть созданы в путь взрыва.
Механические барьеры. Взрыв распространения может быть предотвращено путем присутствия какого-либо вида физического барьера. Механические барьеры могут включать поворотные клапаны, которые имеют достаточное количество лопастей образуют барьер, винтовые питатели, измененных постоянно содержат разъем материала и быстродействующие клапаны запорные.
Химические барьеры. Фронта пламени или давления волны обнаруживаются и подходящих подавления вводится для тушения пламени. Хотя химические барьеры потушить пламя, они не могут избежать взрыва давление распространяется. На выходе технологического оборудования должны быть в состоянии выдержать в результате "подавлено" давления.
Закрытие мысли
Безопасного обращения потенциальных взрывов облака пыли могут включать принятие мер во избежание взрыва (взрыв предотвращение) или проектирования помещений и оборудования, так что в случае взрыва людей и объектов в закрытом грунте (взрывозащиты). Выбор предотвращения взрыва и / или меры защиты, как правило, на основе:
* Наличие информации о чувствительности порошка на воспламенение и взрыв в результате тяжести
* Характер процессов и операций
* Уровень персонала знания и понимания в отношении последствий потенциального взрыва пыли и соблюдение профилактических мер
* Экологических последствий взрыва пыли
* Бизнес перерывов в результате взрыва пыли
* Культуры безопасности корпорации и ее приверженность делу защиты персонала и имущества.
ЛИТЕРАТУРА
1. США химической безопасности и Совет опасности исследование "Исследование опасности горючих пыли," Исследование Доклад 2006-Hl, CSB, Вашингтон, DC (ноябрь 2006).
2. Национальная ассоциация защиты от пожаров, "Рекомендуемая практика по статического электричества", NFPA 77, NFPA, Квинси, М. (2007).
Дополнительная литература
1. Айше центр по химической безопасности процесса, "Руководство по безопасному обращению с порошков и сыпучих материалов", CCPS, Американский институт инженеров-химиков, New York, NY (2005).
2. ASTM International, "Проверка стандартов", можно ознакомиться на сайте <a target="_blank" href="http://www.astm.org/standards" rel="nofollow"> www.astm.org стандартов </ A> , ASTM, Коншохокен Уэст, штат Пенсильвания.
3. Bartknecht, W., "Пыль Взрывы курс: профилактика, защита," Springer-Verlag, Berlin, Германия (1989).
4. Бартон, J., "Пыль предупреждению взрыва и защиты, практическое руководство", Института инженеров-химиков, регби, Великобритания (2002).
5. Bodurtha, FT, "Промышленная предупреждению взрыва и защите". McGraw-Hill, Нью-Йорк, NY (1980).
6. Buschart, RJ, "Электротехника и приборы Безопасное для химических процессов", ИЛ Рейнгольд, New York, NY (1991).
7. Экхофф, RK, "Пыль Взрывы в перерабатывающих отраслях промышленности", 3-е изд .. Залива Professional Publishing, Хьюстон, Техас (2003).
8. Национальная ассоциация защиты от пожаров, "Стандарт по предупреждению пожаров и взрывов пыли от меня, производства, переработки и обработки горючих твердых частиц", NFPA 654, NFPA, Квинси, М. (2006).
Вахид EBADAT
Чилворт Technology, Inc
Вахид EBADAT, ПГА, является генеральный директор Чилворт Technology, Inc (250 Плейнсборо Rd., Дом 7, Plamsboro, Н. 08536, телефон: (609) 799 - Wt9. Факс: (609) 799-5559, E-почты : <a <href="mailto:vebadat@chilworth.com"> vebadat@chilworth.com />; Веб-сайт: <A HREF = "http://www.chilworth.com" целевых = "_blank" относительной = " NOFOLLOW "> <www.chilworth.com />). Он активно работает в качестве процесса и оперативной консультант опасности для химической, фармацевтической и пищевой промышленности, и регулярно выступает на учебные курсы по вопросам газа и пара, горючесть, взрывов пыли, а также контроль электростатического опасности. Он является членом нескольких комитетов по стандартам, в том числе NFPA 77 Рекомендуемая практика по статического электричества, NFPA 654 Стандарт по предупреждению пожаров и взрывов пыли от производства, переработки и обработки горючих Особое твердых и ASTM E 27 потенциально опасных химических веществ . Он получил степень бакалавра и докторскую степень в области электротехники в Саутгемптон Univ.
