ΠΡΟΦΙΛ ΕΤΑΙΡΕΙΑΣ  | ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ |  ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ - ISO |  ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ  |  LINKS |  ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ

 
 
Βιβλιοθήκη
ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ
ΠΥΡΑΣΦΑΛΕΙΑΣ
ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
ΔΟΧΕΙΩΝ
ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΑ
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ - ΠΗΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ
ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΤΑΣΒΕΣΤΙΚΗΣ
ΙΚΑΝΟΤΗΤΑΣ
ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΩΝ
ΠΥΡΟΣΒΕΣΤΗΡΑΣ ΚΑΙ ΝΟΜΟΘΕΣΙΑ
ΠΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΚΑΙ ΠΥΡΑΣΦΑΛΕΙΑ ΚΤΙΡΙΩΝ
ΑΥΤΟΜΑΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΤΑΣΒΕΣΗΣ
ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΥΡΑΝΙΧΝΕΥΣΗΣ

 

ΚΑΥΣΙΜΕΣ ΣΚΟΝΕΣ


Τα πολύ λεπτά σωματίδια από καύσιμα υλικά είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα. Όταν επικάθονται σε δομικά στοιχεία, επενδύσεις, μηχανήματα κ.α. μπορούν πολύ εύκολα να αποτελέσουν την αφετηρία μιας πυρκαγιάς.
Ακόμα, καύσιμες σκόνες που αιωρούνται στον αέρα παίρνουν εύκολα φωτιά και μπορούν να προκαλέσουν μεγάλες εκρήξεις. Αν οι σκόνες είναι οξειδωτικά στοιχεία και συσσωρεύονται σε καύσιμες επιφάνειες, η διαδικασία καύσης επιταχύνεται αισθητά σε περίπτωση πυρκαγιάς. Αν ένα οξειδωτικό στοιχείο σε μορφή πολύ λεπτής σκόνης αναμιχθεί με άλλες καύσιμες σκόνες, η βιαιότητα της έκρηξης μπορεί να είναι πολύ πιο ισχυρή από μια έκρηξη χωρίς σκόνη οξειδωτικού στοιχείου

Παράγοντες που επηρεάζουν την εκρηκτικότητα στις σκόνες

Το αν ένα νέφος από σκόνη αναφλέγει ή όχι, εξαρτάται από το μέγεθος των σωματιδίων μέσα σ' αυτό, τη συσσώρευση οξυγόνου και την ισχύ της πηγής της ανάφλεξης. Οι εκρήξεις σε σκόνες συνήθως παρουσιάζουν μια διαδοχική σειρά. Συχνά η αρχική ανάφλεξη είναι μάλλον μικρή σε όγκο, αλλά αρκετά έντονη για να δονήσει σκόνη από δοκούς, γωνίες τοίχων ή ακόμα να σπάσει μικρά τμήματα εξοπλισμού μέσα στα κτίρια, όπως συλλέκτες σκόνης ή δοχεία. Έτσι προκαλεί ένα πολύ μεγαλύτερο νέφος σκόνης, εξαιτίας της οποίας μπορεί να συμβεί μια δευτερεύουσα έκρηξη. Δεν είναι ασυνήθιστο να υπάρξει διαδοχική σειρά εκρήξεων, που μεταδίδονται από τμήμα σε τμήμα μιας βιομηχανίας, από χώρο σε χώρο ή ακόμα από κτίριο σε κτίριο.
Η εκρηκτικότητα που παρουσιάζουν μερικές επικίνδυνες σκόνες μειώνεται όταν αναμιχθούν με αδρανή υλικά (επίσης σε σκόνη) όπως ο ασβεστίτης (ασβεστόλιθος). Γι' αυτό πολλές φορές για να σβηστούν πυρκαγιές από εύφλεκτες σκόνες χρησιμοποιούνται σκόνες ασβεστίτη.


Κίνδυνοι από τις σκόνες

Η επικινδυνότητα μιας σκόνης σχετίζεται άμεσα με την ευκολία αναφλέξεως της και τη σοβαρότητα της εκρήξεως που μπορεί να προκαλέσει. Κατά τους NFPA ο κίνδυνος αναφλέξεως εξαρτάται από το επίπεδο της θερμοκρασίας και τη δυνατότητα να προσφερθεί από μια πηγή αρχική ενέργεια (π.χ. φλόγα αναπτήρα), ενώ η σοβαρότητα της εκρήξεως είναι συνάρτηση της τιμής της πιέσεως που αναπτύσσεται κατά την έκρηξη και του ρυθμού προοδευτικής αυξήσεως της μέχρι τη μέγιστη τιμή.
Για να είναι δυνατή η ποσοτική αναφορά στα χαρακτηριστικά εκρηκτικότητας, αναπτύχθηκε η πρότυπη μέθοδος Pitsborgh, που βασίζεται στη σύγκριση της συμπεριφοράς σκόνης με την εξεταζόμενη με σκόνη άνθρακα, η οποία αποτελεί αφετηρία των μετρήσεων όταν προκύπτει από τη συσσώρευση 0,50 oz/ft3 (ουγγιά ανά κυβικό πόδι).


Η σημασία του μεγέθους των σωματιδίων της σκόνης

Όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων της σκόνης, τόσο ευκολότερο είναι να αναφλέγει το σύννεφο της σκόνης, γιατί το εκτιθέμενο εμβαδόν της επιφάνειας μιας ποσότητας υλικού, αυξάνει όταν το μέγεθος των σωματιδίων μειώνεται. Επίσης το μέγεθος των σωματιδίων έχει επίδραση στο ρυθμό ανόδου της πιέσεως. Για μια συσσώρευση σκόνης ορισμένου βάρους, μια "χοντρή" σκόνη (μεγάλα σωματίδια) θα δείξει μικρότερο ρυθμό ανόδου της πιέσεως από μια "λεπτή" σκόνη (μικρά σωματίδια). Όταν έχουμε συσσώρευση εκρηκτικού στο χαμηλότερο όριο, η θερμοκρασία αναφλέξεως και η αναγκαία για την ανάφλεξη ενέργεια μειώνονται, τόσο περισσότερο όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων της σκόνης.
Η μείωση του μεγέθους των σωματιδίων αυξάνει επίσης τη χωρητική αντίσταση, δηλαδή το μέγεθος των ηλεκτρικών φορτίσεων που μπορούν να συσσωρευτούν στα σωματίδια του νέφους. Καθώς η χωρητική αντίσταση των στερεών είναι συνάρτηση του εμβαδού της επιφανείας τους, η δυνατότητα ανάπτυξης ηλεκτροστατικών εκκενώσεων μεγάλης εντάσεως, για την ανάφλεξη νέφους σκόνης, αυξάνει όταν μειώνεται το μέσο μεγέθους των σωματιδίων. Όμως για να υπάρχουν τέτοιες ηλεκτροστατικές εκκενώσεις, απαιτείται μεταξύ άλλων, η ύπαρξη μεγάλων ποσοστών σκόνης, σε μεγάλους όγκους και με σχετικά υψηλές διηλεκτρικές δυνάμεις και στη συνέχεια μεγάλος χρόνος χαλάρωσης. Εξαιτίας των μεγάλων ποσοτήτων ενέργειας αναφλέξεως που απαιτούνται, για την ανάφλεξη νεφών σκόνης, σε σύγκριση με την ενέργεια για την ανάφλεξη αερίων, η απόδοση της αιτίας εκρήξεων σκόνης σε στατικό ηλεκτρισμό πρέπει να αμφισβητείται, εκτός εάν υπάρχει σαφής ένδειξη, που δείχνει ότι ο στατικός ηλεκτρισμός υπήρξε πιθανή αιτία.


Συγκέντρωση ή πυκνότητα σκόνης

Για τα αναφλέξιμα αέρια και τους ατμούς υπάρχουν οριακές συσσωρεύσεις από σκόνες στις οποίες μπορεί να προκληθεί μια έκρηξη. Συνηθίζεται να εκφράζονται οι τιμές συσσώρευσης σε μονάδες βάρους κατά μονάδα όγκου, αν και όταν δεν γνωρίζουμε την κατανομή του μεγέθους των σωματιδίων του δείγματος, η έκφραση αυτή είναι χωρίς νόημα.
Θα υπάρξουν παραλλαγές στις ελάχιστες εκρηκτικές συσσωρεύσεις με την αλλαγή στη διάμετρο, δηλαδή η ελάχιστη εκρηκτική συσσώρευση χαμηλώνει, όταν μειώνεται η διάμετρος των σωματιδίων. Η καθαρότητα του δείγματος, η συσσώρευση οξυγόνου, η ισχύς της πηγής ανάφλεξης, ο στροβιλισμός του νέφους σκόνης και η ομοιομορφία της διασποράς επιδρούν επίσης στα κατώτερα εκρηκτικά όρια των νεφών σκόνης.
Τα ανώτατα όρια των νεφών σκόνης δεν έχουν προσδιοριστεί, εξαιτίας πειραματικών δυσκολιών. Είναι συζητήσιμο αν υπάρχει σαφές ανώτατο όριο, εξάλλου από πρακτική άποψη, η πληροφορία αυτή δεν παρουσιάζει ιδιαίτερη χρησιμότητα.
Σε καμπύλες που σχηματίζονται με την καταγραφή των πιέσεων εκρήξεως, οι ρυθμοί ανόδου της πιέσεως σε σχέση με τη συσσώρευση, δείχνουν ότι οι πιέσεις της εκρήξεως και οι ρυθμοί ανόδου της πιέσεως ξεκινούν από ένα ελάχιστο κατώτερο όριο και ανέρχονται στη μέγιστη τιμή, που αντιστοιχεί σε μια πρόσφορη (OPTIMUM) συσσώρευση. Στη συνέχεια η καμπύλη εμφανίζεται φθίνουσα.
Είναι αξιοσημείωτο ότι η μέγιστη πίεση και ο μέγιστος ρυθμός ανόδου δε συμπίπτουν πάντοτε στην ίδια ακριβώς συσσώρευση. Τα καταστρεπτικά αποτελέσματα προσδιορίζονται κυρίως από το ρυθμό ανόδου της πιέσεως.
Έχει παρατηρηθεί ότι η πιο βίαιη έκρηξη, επέρχεται σε μια συσσώρευση ελαφρά υψηλότερη από αυτή που απαιτείται για αντίδραση με όλο το οξυγόνο της ατμόσφαιρας. Σε χαμηλότερες συσσωρεύσεις σκόνης προκύπτουν χαμηλότερες ποσότητες θερμότητας και αναπτύσσονται μικρότερες ανώτατες πιέσεις. Με συσσωρεύσεις σκόνης μεγαλύτερες από αυτές που προκαλούν τις πιο βίαιες εκρήξεις, η απορρόφηση της θερμότητας από άκαυστη σκόνη είναι η αιτία για πιέσεις εκρήξεως κάτω από το ανώτατο όριο.


Η σημασία της υγρασίας και η ηλεκτρική φόρτιση

Η παρουσία υγρασίας στα σωματίδια της σκόνης ανεβάζει τη θερμοκρασία αναφλέξεως της σκόνης γιατί απαιτούνται πρόσθετα ποσά θερμότητας, τα οποία απορροφούνται για τη θέρμανση και την ατμοποίηση της υγρασίας. Η υγρασία που υπάρχει στον αέρα και περιβάλλει ένα σωματίδιο της σκόνης, δεν έχει σοβαρή επίδραση στην πορεία της καύσεως όταν έχει επέλθει η ανάφλεξη. Υπάρχει όμως μία άμεση σχέση μεταξύ της περιεκτικότητας σε υγρασία και της ελάχιστης ενέργειας, η οποία απαιτείται για την ανάφλεξη, την ελάχιστη συσσώρευση για έκρηξη, τη μέγιστη πίεση και το μέγιστο ρυθμό ανόδου της πιέσεως π.χ. Η θερμοκρασία αναφλέξεως της σκόνης του αμύλου καλαμποκιού (Cornstarch) μπορεί να αυξηθεί μέχρι τους 67,77 °C με μια αύξηση της περιεκτικότητας σε υγρασία από 1,6 % έως 12,5 %.
Στην πράξη όμως η υγρασία δεν μπορεί να θεωρηθεί ως αποτελεσματικό ανασταλτικό της εκρήξεως, γιατί οι περισσότερες πηγές αναφλέξεως προσφέρουν θερμότητα περισσότερη από όση απαιτείται για την ατμοποίηση και τη θέρμανση της υγρασίας, ώστε τελικά προκαλούν ανάφλεξη της σκόνης. Για να εμποδίσει η υγρασία την ανάφλεξη μιας σκόνης, με συνηθισμένες πηγές ανάφλέξεως, η σκόνη θα πρέπει να είναι τόσο υγρή, ώστε να μη μπορεί να σχηματίσει νέφος.
Σχετικά με την ιδιότητα της υγρασίας, να παρεμποδίζει τη συσσώρευση στατικού ηλεκτρισμού σε νέφη από σκόνες, αναφέρονται τα παρακάτω:
Η ροή ενός ρεύματος αερίου, που περιέχει μικρά σωματίδια, μπορεί να επιφέρει τον αποχωρισμό ηλεκτρονίων και τη συσσώρευση στατικής φόρτισης πάνω σε οποιοδήποτε μονωμένο ευθερμαγωγό σώμα, με το οποίο έρχεται σε επαφή. Επίσης, σκόνη που φεύγει από επιφάνεια πάνω στην οποία επικάθεται, είναι δυνατό να προκαλέσει σοβαρή φόρτιση. Η τελική ηλεκτρική φόρτιση, εξαρτάται από τις ενσωματωμένες ιδιότητες το μέγεθος των σωματιδίων, το μέγεθος και το είδος της επιφάνειας επαφής, την αγωγιμότητα της επιφάνειας, το εξωτερικό πεδίο και την αντίσταση διαρροής του συστήματος. Οι μεγαλύτερες φορτίσεις αναπτύσσονται μάλλον από μαλακές, παρά σκληρές επιφάνειες, ίσως εξαιτίας της μεγαλύτερης αρχικής επιφάνειας επαφής. Η ηλέκτριση αναπτύσσεται κατά την πρώτη φάση του αποχωρισμού. Η πρόσκρουση σωματιδίων που αιωρούνται πάνω σε εμπόδια, μπορεί να επηρεάσει ελαφρά τη φόρτιση τους, αλλά αν η επιφάνεια προσκρούσεως επενδυθεί με σκόνη, αυτή η επίδραση είναι μικρή.
Ηλεκτροστατική φόρτιση σπάνια εμφανίζεται όταν και τα δύο υλικά είναι καλοί αγωγοί του ηλεκτρισμού. Είναι όμως δυνατόν να συμβεί όταν το ένα υλικό είναι αγωγός και το άλλο μη αγωγός ή και τα δύο μη αγωγοί. Όταν όμοια υλικά αποχωρίζονται, όπως η διασκορπιζόμενη σκόνη χαλαζία (πυρόλιθος ή τσακμακόπετρα) από μία επιφάνεια χαλαζία, αναπτύσσονται θετικές και αρνητικές φορτίσεις στη διασκορπιζόμενη σκόνη σε ίσες περίπου ποσότητες. Σε υλικά που διαφέρουν κατά τη σύνθεση, μια φόρτιση ενός πόλου μπορεί να επικρατήσει στη σκόνη. Κάθε ένα από τα υλικά φορτίζεται εξίσου αλλά με αντίθετη πολικότητα. Σε ένα μεταλλικό και ένα μονωτικό υλικό το πρώτο συνήθως παίρνει θε-ακή και το δεύτερο αρνητική πολικότητα.
Η δημιουργία ηλεκτροστατικής φόρτισης σε κινούμενη σκόνη, είναι κατά κανόνα αναπόφευκτη. Η μεγάλη υγρασία ή γείωση της επιφάνειας από την οποία διασκορπίζεται η σκόνη, δεν αποκλείει την πρόκληση φόρτισης. Η μέθοδος διασποράς της σκόνης, η ποσότητα της ενέργειας η οποία καταναλώνεται στη διασπορά, ο βαθμός στροβιλισμού και η σύνθεση της ατμόσφαιρας, συνήθως δεν επηρεάζουν το μέγεθος ή την κατανομή των φορτίσεων.
Η σκόνη μπορεί όχι μόνον να συμμετάσχει στη δημιουργία στατικού ηλεκτρισμού, αλλά και να είναι το υλικό που θα αναφλέγει από σπινθήρες στατικού ηλεκτρισμού. Μια αιώρηση πάρα πολύ μικρών αναφλέξιμων σωματιδίων στον αέρα έχει τις ίδιες ακριβώς ιδιότητες, όπως ένα αναφλέξιμο μείγμα αερίου με αέρα και μπορεί να καεί, προκαλώντας εκρηκτικά αποτελέσματα. Συχνά παρουσιάζει χαμηλότερο όριο αναφλέξεως, αν και δεν έχει αυστηρά προσδιοριζόμενο ανώτατο όριο.

Ανάφλεξη σκόνης από στατική εκκένωση

Νέφη σκόνης και στρώματα πολλών εύφλεκτων υλικών (με ή χωρίς πτητικά συστατικά) έχουν πειραματικά αναφλέγει με στατική εκκένωση. Σε μερικές περιπτώσεις η φόρτιση προκλήθηκε από κίνηση της σκόνης. Σε άλλες περιπτώσεις από στατική γεννήτρια (μηχάνημα Winshurwt) ή με ηλεκτρονικό μηχάνημα.
Στα νέφη σκόνης υπάρχει ένα ελάχιστο όριο συσσώρευσης σκόνης, από το οποίο δεν μπορεί να προκληθεί ανάφλεξη, ανεξάρτητα από την ενέργεια που μπορεί να δώσει ο σπινθήρας. Στο ελάχιστο αυτό όριο συσσώρευσης σκόνης, απαιτείται μια σχετικά υψηλή ενέργεια για ανάφλεξη. Σε μεγαλύτερες συσσωρεύσεις σκόνης (πενταπλάσιες έως δεκαπλάσιες του ελάχιστου ορίου) η απαιτούμενη για ανάφλεξη ενέργεια είναι ελάχιστη.
Για να αναφλέγουν σκόνες, αποδείχτηκε ότι απαιτείται μια αντίσταση κυκλώματος από 10.000 έως 100.000 Ohm και βέβαια αντίστοιχη ενέργεια αναφλέξεως. Αυτό σημαίνει ότι μέρος της ενέργειας απορροφάται στο κύκλωμα, αντί να εκλυθεί με το σπινθήρα, με αντίστοιχη αύξηση του συνόλου της απαιτούμενης ενέργειας. Ένα στρώμα καύσιμης σκόνης μπορεί να αναφλέγει από στατική εκκένωση και να καεί με μια φωτεινή λάμψη ή - σε μερικές μεταλλικές σκόνες - με φλόγα.
Φαίνεται ότι υπάρχει μικρός συσχετισμός στο ελάχιστο της ενέργειας που απαιτείται για ανάφλεξη στρωμάτων και νεφών σκόνης. Στρώματα από μερικές μεταλλικές σκόνες, όπως Αλουμινίου, Μαγνησίου, Τιτάνιου και Ζιρκονίου χρειάζονται λιγότερη ενέργεια για ανάφλεξη από τα ανθρακούχα υλικά.
Πρωτογενή εκρηκτικά, π.χ. βροντώδης υδράργυρος και τετρύλη, πυροδοτούνται εύκολα με στατική εκκένωση σπινθήρα. Τα αναγκαία μέτρα για την πρόληψη ατυχημάτων από στατικό ηλεκτρισμό σε εγκαταστάσεις παραγωγής εκρηκτικών υλών και χώρους αποθήκευσης τους, ποικίλουν πολύ ανάλογα με τη στατική ευαισθησία του διακινούμενου υλικού. Σε όλες τις περιπτώσεις στις οποίες διαπιστώθηκε με βεβαιότητα, ότι αιτία της αναφλέξεως υπήρξε ο στατικός ηλεκτρισμός, ο σπινθήρας προκλήθηκε μεταξύ ενός μονωμένου αγωγού και του εδάφους. Δεν επαληθεύτηκε πειραματικά, ότι ένα νέφος σκόνης μπορεί να αναφλέγει από στατική εκκένωση, που έλαβε χώρο στο εσωτερικό του.


Η παρουσία αδρανούς υλικού

Η παρουσία μιας αδρανούς σκόνης στερεού υλικού, μειώνει την ικανότητα καύσης μιας σκόνης γιατί απορροφά θερμότητα. Συνήθως όμως η ποσότητα αδρανούς σκόνης που απαιτείται για την παρεμπόδιση μιας εκρήξεως είναι πολύ μεγαλύτερη από τις συσσωρεύσεις, οι οποίες κατά κανόνα μπορεί να βρεθούν ή να γίνουν ανεκτές σαν ξένο υλικό. Η προσθήκη αδρανών υλικών μειώνει το ρυθμό ανόδου της πιέσεως και αυξάνει την ελάχιστη συσσώρευση σκόνης. Η κονιορτοποίηση βράχων στα ανθρακωρυχεία, είναι μια πρακτική εφαρμογή της χρησιμοποιήσεως αδρανούς σκόνης, για την πρόληψη εκρήξεων καύσιμης σκόνης. Με την κονιορτοποίηση βράχων στις εισόδους των ανθρακωρυχείων επιδιώκεται να εξασφαλιστεί μια συσσώρευση αδρανούς σκόνης, που να αποτελεί τουλάχιστον το 65 % της συνολικής σκόνης.


Συσσώρευση οξυγόνου, στροβιλισμός και επίδραση αναφλέξιμου αερίου

Οι διαφορές σε συσσωρεύσεις οξυγόνου επιδρούν στην ευκολία αναφλέξεως νεφών σκόνης και στις εκρηκτικές πιέσεις που προκύπτουν. Όταν ελλα-τωθεί η μερική πίεση του οξυγόνου, η απαιτούμενη για ανάφλεξη ενέργεια αυξάνει και οι μέγιστες εκρηκτικές πιέσεις (πιέσεις εκρήξεως) μειώνονται. Ο τύπος του αδρανούς αερίου, που χρησιμοποιείται σαν αραιωτικό για τη μείωση της συσσωρεύσεως οξυγόνου, ασκεί επίσης επίδραση, η οποία σχετίζεται με τη γραμμική δυνατότητα θέρμανσης. Η καύση της σκόνης γίνεται στις επιφάνειες των σωματιδίων σκόνης. Ο ρυθμός αντίδρασης επομένως, στηρίζεται στην εσωτερική ανάμιξη της σκόνης και του οξυγόνου. Γι αυτό το λόγο η ανάμειξη με στροβιλισμό σκόνης και αέρα, έχει σαν αποτέλεσμα πιο βίαιες εκρήξεις, από αυτές που γίνονται σε σχετικά ήρεμες αναμίξεις. Τα στοιχεία που αναφέρθηκαν ήδη στον πιο πάνω πίνακα, προέρχονται από διαπιστώσεις κατά την ανάφλεξη νεφών σκόνης κάτω από βίαιες συνθήκες στροβιλισμού. Έτσι δεν μπορούν να συγκριθούν με τα στοιχεία εκρήξεως αναφλέξιμων ατμών, που αναφέρονται σε σχετικά ήρεμες συνθήκες.
Το αδρανές αέριο αποτελεί αποτελεσματική πρόσμιξη για την πρόληψη εκρήξεως σε σκόνες, γιατί αραιώνει το οξυγόνο (συσσώρευση πολύ χαμηλή), ώστε, να επιτρέπει μόνο καύση. Κατά την επιλογή ενός αδρανούς αερίου, πρέπει να εξεταστεί μήπως προκαλεί χημική αντίδραση με τη σκόνη. Ορισμένες μεταλλικές σκόνες π.χ. αντιδρούν με το CO2 ή το άζωτο. Το ήλιον και το αργό είναι κατάλληλα για αραιωτικά αέρια σε τέτοιες περιπτώσεις,
Η προσθήκη μικρής ποσότητας αναφλέξιμου αερίου, σε ένα νέφος σκόνης και η ανάφλεξη του σχηματιζόμενου αεροζόλ, μειώνει κατά πολύ τη βιαιότητα της εκρήξεως, ιδιαίτερα σε μικρές συσσωρεύσεις σκόνης. Οι επακόλουθοι ρυθμοί ανόδου της πιέσεως είναι πολύ μεγαλύτεροι από ότι συνήθως αναμένεται. Χωρίς τη σκόνη, το απομένον κλάσμα του συνολικού καυσίμου στον αέρα, που αντιπροσωπεύεται από τον αναφλέξιμο ατμό, θα βρισκόταν από μόνο του κάτω από το κατώτερο όριο αναφλέξεως (LFL).
Σε μερικές επιχειρήσεις εργασιών αποξήρανσης, που περιλαμβάνουν την ατμοποίηση αναφλέξιμου ατμού από μία καύσιμη σκόνη, με συγκράτηση της καύσιμης σκόνης μαζί με τον αναφλέξιμο ατμό, έχουν γίνει εκρήξεις, οι οποίες ήταν πολύ περισσότερο βίαιες από ότι θα περίμενε κανείς. Όταν αντιμετωπίζονται τέτοιες καταστάσεις χρειάζονται ειδικές προφυλάξεις, όπως αραίωση με αδρανές αέριο, καταστολή της πιθανής εκρήξεως, πολύ μεγάλα ανοίγματα εξαερισμού για την αποφυγή εκρήξεων και προσεγμένα σχέδια για να αποκλειστεί το ενδεχόμενο δημιουργίας στατικού ηλεκτρισμού.


Πηγές αναφλέξεως νεφών σκόνης

Νέφη σκόνης έχουν αναφλέγει από ελεύθερες φλόγες, φωτιστικά σημεία, υλικά που καπνίζουν, ηλεκτρικά τόξα, σπινθήρες από τριβή, σωλήνες ατμού υψηλής πιέσεως και γενικά θερμές επιφάνειες, στατικούς σπινθήρες, σπινθήρες από ηλεκτροκολλήσεις και μηχανήματα κοπής κ.ά.
Οι θερμοκρασίες αναφλέξεως νέφους σκόνης, που αναφέρθηκαν στον πιο πάνω πίνακα, τις περισσότερες φορές βρίσκονται ανάμεσα στους 300° και 600°C και οι περισσότερες από τις αναφερόμενες ελάχιστες ποσότητες ενέργειας αναφλέξεως από σπινθήρα είναι ανάμεσα στα 10 και 40 mJ (0,01 - 0,04 Joules).
Οι τιμές αυτές είναι πολύ μεγαλύτερες από τις ποσότητες ενέργειας αναφλέξεως για καύσιμο ατμό, που κυρίως κυμαίνεται ανάμεσα στα 0,2 και 10 mJ. Γενικά οι καύσιμες σκόνες απαιτούν 20πλάσια έως 50πλάσια ενέργεια αναφλέξεως από όσο οι αναφλέξιμοι ατμοί.
Καθώς οι θερμοκρασίες αναφλέξεως και οι ποσότητες ενέργειας αναφλέξεως που απαιτούνται για εκρήξεις σκόνης, είναι πολύ μικρότερες από τις θερμοκρασίες και ποσότητες ενέργειας των συνηθέστερων πηγών αναφλέξεως, δεν αποτελεί έκπληξη το ότι έχουν προκληθεί εκρήξεις σκόνης σε περιοχές που αρχίζει δραστηριοποίηση κοινών πηγών αναφλέξεως. Για το λόγο αυτό ο αποκλεισμός όλων των δυνατών πηγών αναφλέξεως είναι μια βασική αρχή για την πρόληψη έκρηξης σκόνης.


Η καταστρεπτικότατα των εκρήξεων σκόνης

Ενώ η καταστρεπτικότατα μιας εκρήξεως σκόνης εξαρτάται κατά κύριο λόγο από το ρυθμό ανόδου της πιέσεως, άλλοι παράγοντες που συντελούν, στην αύξηση της καταστροφικότητας είναι η μέγιστη τελική πίεση, η χρονική διάρκεια της διατηρήσεως της υπερβολικής πιέσεως, ο βαθμός περιορισμού του όγκου εκρήξεως και η ποσότητα του διαθέσιμου οξυγόνου.
Ο ρυθμός ανόδου της πιέσεως (αναλογία αυξήσεως ως προς το χρόνο), είναι ο μοναδικός παράγοντας για την αξιολόγηση της επικινδυνότητας μιας σκόνης και προσδιορίζει (κυρίως) το βαθμό καταστρεπτικότατος.
Ο ρυθμός ανόδου της πιέσεως συνδέεται άμεσα με την ποσότητα και το μέγεθος των ανοιγμάτων του χώρου.
Στον πίνακα αναφλέξεως και εκρηκτικότητας για διάφορες σκόνες, ο εμπειρικός όρος "σοβαρότητα εκρήξεως" έχει πρακτική αξία για την αξιολόγηση αυτού του προβλήματος. Όταν αντιμετωπίζεται κίνδυνος εκρήξεως με "σοβαρότητα" 2 ως 4, είναι αναγκαία μεγάλα ανοίγματα και απαιτείται πολύ προσοχή στην αντοχή του κτιρίου και τον σχεδιασμό του μηχανικού εξοπλισμού. Πάνω από μια σοβαρότητα εκρήξεως 4, για τις περισσότερες περιπτώσεις επιβάλλεται η χρήση προστατευτικών μηχανισμών, όπως η παρουσία αδρανούς αερίου ή συστήματα που έχουν τη δυνατότητα να παραλάβουν τις πιέσεις.


Επίδραση της μέγιστης πίεσης εκρήξεως

Οι μέγιστες πιέσεις εκρήξεως του πίνακα είναι στις περισσότερες περιπτώσεις άνω των 50 psi, και σε μερικές περιπτώσεις υπερβαίνει τα 100 psi. Οι αριθμοί αυτοί ισχύουν για συνθήκες δοκιμών και μπορούν να αλλάξουν, ανάλογα με το μέγεθος των σωματιδίων, τη συσσώρευση τους και άλλες μεταβλητές τιμές.
Τα στοιχεία του πίνακα δίνουν μια ένδειξη του μεγέθους των μεγάλων πιέσεων, που μπορεί να αναμένονται. Αν λάβουμε υπόψη, ότι ένας κανονικός τοίχος 30 cm μπορεί να καταστραφεί από πίεση μικρότερη του 1 psi, είναι φανερό ότι δεν είναι πρακτικό να κατασκευάσουμε ένα κτίριο αρκετά ανθεκτικό, ώστε να αντέξει τις μέγιστες πιέσεις που προέρχονται από καύση σκόνης.
Ένας λόγος που ο βαθμός της καταστροφής δεν είναι μεγαλύτερος σε πολλές εκρήξεις σκόνης, είναι ότι η σκόνη δεν έχει διασκορπιστεί ομοιόμορφα μέσα στον όγκο της έκρηξης. Επομένως ένα νέφος σκόνης στην πράξη σπάνια αναφλέγεται σε άριστες συνθήκες συσσώρευσης.


Επίδραση του περιορισμού του όγκου εκρήξεως

Όταν επέλθει μια έκρηξη νέφους σκόνης, σχηματίζονται γενικά αεριώδη προϊόντα και παράγεται θερμότητα, η οποία ανεβάζει τη θερμοκρασία του αέρα στο κλειστό περιβάλλον. Επειδή τα αέρια διαστέλλονται όταν θερμαίνονται, θα αναπτυχθούν καταστρεπτικές πιέσεις στα τοιχώματα, εκτός αν υπάρχουν αρκετά ανοίγματα εξαερισμού, για να εκδιωχθούν τα θερμά αέρια, προτού δημιουργηθούν επικίνδυνες πιέσεις.
Οι υπηρεσίες ορυχείων των ΗΠΑ και άλλοι έχουν εξετάσει το θέμα αρκετά λεπτομερειακά. Τα στοιχεία απ'αυτές τις έρευνες τονίζουν τη σοβαρότητα κατάλληλων συστημάτων εξαερισμού για τη μείωση της ζημιάς από εκρηκτικές πιέσεις. Σε αρκετές περιπτώσεις δεν είναι πρακτικά δυνατό να υπάρχει επαρκής χώρος εξαερισμού για τη μείωση των πιέσεων σε επίπεδο ασφάλειας. Σ' αυτές της περιπτώσεις η εργασία που δημιουργεί ή παράγει σκόνη, μπορεί να γίνεται σε ανοικτό χώρο, ή κάτω από αδρανή ατμόσφαιρα ή προστατευμένη από ένα σύστημα καταστολής εκρήξεως. Το σύστημα καταστολής εκρήξεως αποτελείται από ένα δείκτη επισήμανσης φλόγας ή πιέσεως, και ένα στοιχείο γρήγορης ψύξης της φλόγας, το οποίο εκτοξεύεται γρήγορα, στο αρχικό στάδιο μιας εκρήξεως.
Τα στοιχεία που δημοσιεύτηκαν από την υπηρεσία ορυχείων των ΗΠΑ, δείχνουν ότι η μείωση της ποσότητας οξυγόνου στην ατμόσφαιρα ενός χώρου και η ανάμειξη αδρανούς σκόνης (χώμα του Fullet) ή υγρασίας με την καύσιμη σκόνη, μειώνει τη μέγιστη πίεση εκρήξεως και τους ρυθμούς ανόδου της πίεσης. Μικρή μείωση στη συσσώρευση οξυγόνου ή μικρές προσθήκες αδρανούς σκόνης ή υγρασίας, έχουν μικρή επίδραση στην πίεση εκρήξεως. Η επίδραση γίνεται σοβαρή μόνο όταν πλησιάσουν οι οριακές τιμές.

 

 

 
© 2004 Fire Security |  Privacy Policy  | IΩΝΙΑΣ & ΝΙΚΑΣ ΧΑΜΟΜΗΛΟΣ ΑΧΑΡΝΑΙ Τ.Κ. 13671 2461971-2401083-2464823