Zwalczanie wybuchów pyłów przemysłowych (KD 2.3)

Zaskakująco wiele materiałów rozdrobnionych do postaci pyłu wykazuje właściwości wybuchowe. Wśród nich znajdują się materiały tak różne jak:

• Węgle (kamienne i brunatne) i torfy
• Naturalne substancje organiczne: pyły zbożowe, mąka, cukier, kakao, kawa, mleko w proszku, pyły włókiennicze, tytoń, żywice, drewno i wiele innych
• Syntetyczne substancje organiczne: tworzywa sztuczne, pigmenty organiczne, pestycydy, surowce farmaceutyczne, laminaty, surowce chemii gospodarczej i wiele innych
• Proszki metali: aluminium, magnez, cynk, żelazo

Dyrektywy

Dostrzegając zagrożenie wybuchowe w instalacjach przemysłowych Unia Europejska wprowadziła przepisy prawne dotyczące tego problemu:

• Dyrektywa 1999/92/WE (ATEX Users)
• Dyrektywa 2014/34/UE (ATEX)

wprowadzone do polskiego prawodawstwa

• Rozporządzeniem ministra gospodarki z dnia 8 lipca 2010 r.
• Rozporządzeniem ministra rozwoju z dnia 9 czerwca 2016 r.

Pierwsze z wymienionych rozporządzeń nakłada na pracodawcę obowiązek oceny zagrożenia związanego z możliwością wystąpienia atmosfery wybuchowej i przedsięwzięcia odpowiednich działań, jeżeli ryzyko wybuchu jest zbyt duże. Działania te realizuje się wykonując tzw. ocenę ryzyka wybuchu.

Od wczesnych lat 70-tych XX wieku Laboratorium Wybuchowości Pyłów Przemysłowych (LWPP) zajmuje się problemami związanymi z wybuchami pyłów i metodami ich zwalczania we wszystkich gałęziach przemysłu. Od początku obecności Polski w Unii Europejskiej wykonuje oceny ryzyka wybuchu pyłu w instalacjach przemysłowych. Ocenę taką można przygotować zarówno na podstawie projektu instalacji, dokumentacji powykonawczej, jak i dla pracujących już instalacji.

Ocena ryzyka wybuchu pyłu

Ocena ryzyka wybuchu pyłu obejmuje

• Identyfikację zagrożenia wybuchem – sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu; to działanie może być też wykonywane oddzielnie, jako samodzielne badanie
• Przeprowadzenie oceny ryzyka wybuchu pyłu w instalacjach przemysłowych

Różnorodność instalacji przemysłowych i biegnących w nich procesów często stwarza konieczność przeprowadzenia specyficznych badań wybuchowości pyłów, nie objętych normami. Wykorzystując ponad 60-letnie doświadczenie w badaniu wybuchowości pyłów Laboratorium LWPP realizuje też prace badawcze wymagające przygotowania specjalnych stanowisk pomiarowych zbliżających warunki badań do warunków panującej w konkretnej instalacji przemysłowej. Stanowiska takie są przygotowywane zarówno w skali laboratoryjnej jak i większej, na poligonie doświadczalnym KD „Barbara”.

Sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu

Właściwości palne i wybuchowe ocenia się ilościowo za pomocą zestawu standardowych parametrów, tzw. parametrów zapalności i wybuchowości. Słowo parametr jest tu używane, aby odróżnić je od wielkości fizycznych. W odróżnieniu bowiem od tych ostatnich wartości parametrów zapalności i wybuchowości zależą nie tylko od właściwości badanego pyłu, ale też on metody prowadzenia badań. Dlatego też jest niezwykle ważne, aby oznaczanie wartości tych parametrów było wykonywane z użyciem aparatury badawczej i według procedury opisanej w odpowiednich normach europejskich.

LWPP prowadzi tego typu badania od blisko 70 lat. Obecnie dysponuje pełnym zestawem aparatury przeznaczonej do oznaczania wszystkich parametrów zapalności i wybuchowości pyłów zdefiniowanych w normach europejskich. Jako jedyne w Polsce posiada standardową komorę o objętości 1 m3 będącą podstawowym urządzeniem służącym do oznaczania parametrów wybuchowości pyłów.

• Test wybuchowości pyłu w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii wg. metody zdefiniowanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2019-05/AC, analogicznej do metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263
• Maksymalne ciśnienie wybuchu p_max wg PN-EN 14034-1+A1:2011
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} wg PN-EN 14034-2+A1:2011
• Dolna granica wybuchowości DGW wg PN-EN 14034-3 +A1:2011
• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL wg PN-EN 50281-2-1:2002 i PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05
• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm wg PN-EN 50281-2-1:2002 i PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05
• Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE (obwód z indukcyjnością, obwód bez indukcyjności) wg PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST wg PN-EN 14034-4+A1:2011
• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI wg PN-EN 15188:2009
• Rezystywności pyłu w warstwach ρ wg PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05
• Do identyfikacji zagrożenia wybuchem stosowane są właściwości materiałowe i charakterystyki bezpieczeństwa. Charakterystyki bezpieczeństwa opisują istotne dla bezpieczeństwa właściwości substancji palnych. Tego typu charakterystyki bezpieczeństwa nie są stałymi fizycznymi, ale zależą, na przykład, od technik użytych do ich pomiaru. Tak więc podane tabelaryczne dane bezpieczeństwa w odniesieniu do pyłów są jedynie wskazówkami, ponieważ podane wartości zależą od rozmiaru i kształtu cząstek, zawartości wilgoci oraz obecności dodatków, nawet w śladowych stężeniach.
• Do określonych zastosowań zaleca się poddawanie badaniom próbek pyłu obecnego w urządzeniach i wykorzystanie uzyskanych danych do identyfikacji zagrożenia.
• Badania zapalności i wybuchowości dostarczonego do LWPP pyłu, poprzedzone są przygotowaniem pyłu do badań, tzn. rozdrobnienie, oznaczenie wilgoci, analiza uziarnienia pyłu – laserowy pomiar wielkości cząstek granulatorem laserowym firmy Fritsch typu Analysette 22 Microtec Plus.

• Test wybuchowości pyłu – sprawdzenie właściwości wybuchowych pyłu, polegające na wykonaniu testu wybuchowości wg metody opisanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05/AC m.in. badanie w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, wg metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263.
• Maksymalne ciśnienie wybuchu _pmax jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu atmosfery wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania.
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} jest to maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w trakcie wybuchów wszystkich atmosfer wybuchowych w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych warunkach badania.
• Dolna granica wybuchowości DGW jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kierunkach od centralnie położonego źródła zapłonu. W badaniach prowadzonych w komorze 20 dm3 odpowiada ona najwyższej koncentracji pyłu, przy której ciśnienie wybuchu p_m jest niższe niż 0,2 bar w trzech kolejnych testach.
• Granice wybuchowości w przypadku pyłów nie mają takiego samego znaczenia jak w przypadku gazów i par. Obłoki pyłów są zazwyczaj niejednorodne. Stężenie pyłu może zmieniać się w dużym stopniu w zależności od sposobu jego osadzania się i rozproszenia w powietrzu. W obecności osadów palnego pyłu zawsze należy liczyć się z możliwością tworzenia niebezpiecznych atmosfer wybuchowych.
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Graniczne stężenie tlenu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inertnego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu. GST określa warunki stosowania inertyzacji atmosfery gazowej i zależy od rodzaju gazu obojętnego.
• Powyższe badania są wykonywane zarówno w zalecanej przez normy europejskie komorze o objętości 1 m³, jak i w sferze 20-l produkcji firmy Adolf Kühner AG.

• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyjmuje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu.

• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o określonej grubości. Norma zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm. Za maksymalną dopuszczalną temperaturę powierzchni, na której pył może tworzyć warstwy o grubości nie większej niż 5 mm uważa się temperaturę o 75 K niższą od temperatury zapłonu warstwy określonej dla tej grubości warstwy badanego pyłu.

• Minimalna energia zapłonu obłoku pyłu MIE – najmniejsza energia elektryczna zgromadzona w kondensatorze, która w wyniku wyładowania zapala najłatwiej zapalną mieszaninę pyłu w określonych warunkach badania. Wartość minimalnej energii zapłonu obłoku pyłu decyduje między innymi o konieczności (lub braku konieczności) stosowania tzw. profilaktyki antystatycznej, ze względu na możliwość zapaleń od iskier elektryczności statycznej. Wartość tego parametru bardzo silnie zależy od rozdrobnienia pyłu i może zależeć od typu obwodu generującego iskrę.

• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI to temperatura otoczenia, w której następuje zapalnie nagromadzeń pyłu. Jest parametrem, który zależy od objętości i kształtu nagromadzenia. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) spada wartość T_SI. Jednocześnie, ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje.

• Rezystywności pyłu w warstwach ρ to najmniejsza wartość rezystancji elektrycznej warstwy pyłu mierzona między elektrodami oddalonymi od siebie na jednostkę długości, których powierzchnia kontaktu z pyłem jest równa jednostce powierzchni. Określa skłonność pyłu do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Specyficzne badania wybuchowości pyłu

Laboratorium Wybuchowości Pyłów Przemysłowych sporządza również opinie nt. przyczyn wybuchu w instalacjach przemysłowych oraz udziela konsultacji dotyczących problemów zagrożenia wybuchem pyłu.

LWPP przeprowadza wybuchy doświadczalne w dużej skali i w skali laboratoryjnej z pomiarem wielkości charakteryzujących wybuch. Przewagą naszego laboratorium jest posiadanie standardowej komory 1m³. Przeprowadzamy badania wymagające przygotowania niestandardowego stanowiska.

Laboratorium wykonuje badania urządzeń i systemów ochronnych w ramach procesu badania typu lub badania jednostkowego (dyrektywa 34/14/UE ATEX) na poligonie doświadczalnym KD „Barbara”.

Automotive

Sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu

Badania zapalności i wybuchowości dostarczonego do LWPP pyłu, poprzedzone są przygotowaniem pyłu do badań, tzn. rozdrobnienie, oznaczenie wilgoci, analiza uziarnienia pyłu – laserowy pomiar wielkości cząstek granulatorem laserowym firmy Fritsch typu Analysette 22 Microtec Plus.

• Test wybuchowości pyłu – sprawdzenie właściwości wybuchowych pyłu, polegające na wykonaniu testu wybuchowości wg metody opisanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05/AC m.in. badanie w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, wg metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263.
• Maksymalne ciśnienie wybuchu p_max jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu atmosfery wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania.
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} jest to maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w trakcie wybuchów wszystkich atmosfer wybuchowych w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych warunkach badania.
• Dolna granica wybuchowości DGW jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kierunkach od centralnie położonego źródła zapłonu.
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Graniczne stężenie tlenu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inertnego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu. GST określa warunki stosowania inertyzacji atmosfery gazowej i zależy od rodzaju gazu obojętnego.

Powyższe badania są wykonywane zarówno w zalecanej przez normy europejskie komorze o objętości 1 m³, jak i w sferze 20-l produkcji firmy Adolf Kühner AG.

• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyjmuje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu.
• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o określonej grubości. Norma zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm.
• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI to temperatura otoczenia, w której następuje zapalnie nagromadzeń pyłu. Jest parametrem, który zależy od objętości i kształtu nagromadzenia. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) spada wartość TSI. Jednocześnie, ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje.
• Rezystywności pyłu w warstwach ρ to najmniejsza wartość rezystancji elektrycznej warstwy pyłu mierzona między elektrodami oddalonymi od siebie na jednostkę długości, których powierzchnia kontaktu z pyłem jest równa jednostce powierzchni. Określa skłonność pyłu do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Ocena ryzyka wybuchu pyłu, oględziny instalacji, wizja lokalna istniejących instalacji przemysłowych

• Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
• Identyfikacja źródeł zapłonu w strefach zagrożonych wybuchem – sprawdzenie poprawności doboru urządzeń
• Oszacowanie ryzyka wybuchu
• Zaproponowanie działań i środków zmierzających do obniżenia ryzyka wybuchu, jeżeli oszacowane poziomy ryzyka okażą się nietolerowalne

Farmaceutyka

Sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu

Badania zapalności i wybuchowości dostarczonego do LWPP pyłu, poprzedzone są przygotowaniem pyłu do badań, tzn. rozdrobnienie, oznaczenie wilgoci, analiza uziarnienia pyłu – laserowy pomiar wielkości cząstek granulatorem laserowym firmy Fritsch typu Analysette 22 Microtec Plus.

• Test wybuchowości pyłu – sprawdzenie właściwości wybuchowych pyłu, polegające na wykonaniu testu wybuchowości wg metody opisanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05/AC m.in. badanie w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, wg metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263.
• Maksymalne ciśnienie wybuchu p_max jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu atmosfery wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania.
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} jest to maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w trakcie wybuchów wszystkich atmosfer wybuchowych w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych warunkach badania.
• Dolna granica wybuchowości DGW jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kierunkach od centralnie położonego źródła zapłonu.
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Graniczne stężenie tlenu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inertnego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu. GST określa warunki stosowania inertyzacji atmosfery gazowej i zależy od rodzaju gazu obojętnego.

Powyższe badania są wykonywane zarówno w zalecanej przez normy europejskie komorze o objętości 1 m³, jak i w sferze 20-l produkcji firmy Adolf Kühner AG.

• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyjmuje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu.
• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o określonej grubości. Norma zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm.
• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI to temperatura otoczenia, w której następuje zapalnie nagromadzeń pyłu. Jest parametrem, który zależy od objętości i kształtu nagromadzenia. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) spada wartość T_SI. Jednocześnie, ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje.
  Rezystywności pyłu w warstwach ρ to najmniejsza wartość rezystancji elektrycznej warstwy pyłu mierzona między elektrodami oddalonymi od siebie na jednostkę długości, których powierzchnia kontaktu z pyłem jest równa jednostce powierzchni. Określa skłonność pyłu do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Ocena ryzyka wybuchu pyłu, oględziny instalacji, wizja lokalna istniejących instalacji przemysłowych

• Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
• Identyfikacja źródeł zapłonu w strefach zagrożonych wybuchem – sprawdzenie poprawności doboru urządzeń
• Oszacowanie ryzyka wybuchu
• Zaproponowanie działań i środków zmierzających do obniżenia ryzyka wybuchu, jeżeli oszacowane poziomy ryzyka okażą się nietolerowalne

Stolarnie

Obróbka drewna, obejmująca wszystko, od małych narzędzi ręcznych po duże CNC, czy to cięcie, szlifowanie, oklejanie krawędzi itd., może powodować powstawanie dużych ilości pyłu drzewnego. W procesach tych powstaje pył o właściwościach wybuchowych.

Niemal wszystkie miejsca pracy na świecie, nowe i istniejące, gdzie mogą występować atmosfery wybuchowe muszą spełniać wymagania określone w dyrektywach ATEX dotyczących palnych pyłów. Zgodnie z dyrektywą 1999/92/WE pracodawcy są zobowiązani do oceny ryzyka wybuchu pyłu z zakładzie. Dodatkowo urządzenia procesowe i produkcyjne muszą spełniać przepisy dotyczące norm technicznych i prawnych.

Sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu

Badania zapalności i wybuchowości dostarczonego do LWPP pyłu, poprzedzone są przygotowaniem pyłu do badań, tzn. rozdrobnienie, oznaczenie wilgoci, analiza uziarnienia pyłu – laserowy pomiar wielkości cząstek granulatorem laserowym firmy Fritsch typu Analysette 22 Microtec Plus.

• Test wybuchowości pyłu – sprawdzenie właściwości wybuchowych pyłu, polegające na wykonaniu testu wybuchowości wg metody opisanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05/AC m.in. badanie w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, wg metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263.
• Maksymalne ciśnienie wybuchu p_max jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu atmosfery wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania.
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} jest to maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w trakcie wybuchów wszystkich atmosfer wybuchowych w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych warunkach badania.
• Dolna granica wybuchowości DGW jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kierunkach od centralnie położonego źródła zapłonu.
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Graniczne stężenie tlenu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inertnego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu. GST określa warunki stosowania inertyzacji atmosfery gazowej i zależy od rodzaju gazu obojętnego.

Powyższe badania są wykonywane zarówno w zalecanej przez normy europejskie komorze o objętości 1 m³, jak i w sferze 20-l produkcji firmy Adolf Kühner AG.

• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyjmuje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu.
• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o określonej grubości. Norma zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm.
• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI to temperatura otoczenia, w której następuje zapalnie nagromadzeń pyłu. Jest parametrem, który zależy od objętości i kształtu nagromadzenia. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) spada wartość T_SI. Jednocześnie, ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje.
• Rezystywności pyłu w warstwach ρ to najmniejsza wartość rezystancji elektrycznej warstwy pyłu mierzona między elektrodami oddalonymi od siebie na jednostkę długości, których powierzchnia kontaktu z pyłem jest równa jednostce powierzchni. Określa skłonność pyłu do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Ocena ryzyka wybuchu pyłu, oględziny instalacji, wizja lokalna istniejących instalacji przemysłowych

• Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
• Identyfikacja źródeł zapłonu w strefach zagrożonych wybuchem – sprawdzenie poprawności doboru urządzeń
• Oszacowanie ryzyka wybuchu
• Zaproponowanie działań i środków zmierzających do obniżenia ryzyka wybuchu, jeżeli oszacowane poziomy ryzyka okażą się nietolerowalne

Rolnictwo i FMCG

Pyły powstające podczas przetwarzania żywności, takie jak mąka do pieczenia, przyprawy, aromaty, cukier są substancjami o właściwościach wybuchowych. Mogą stanowić zagrożenie bezpieczeństwa dla pracowników i zakładu. Pierwszym i najważniejszym krokiem jest zminimalizowanie występowania potencjalnie wybuchowego pyłu lub proszku poprzez utrzymanie miejsca pracy w czystości i porządku. Różnego rodzaju źródła zapłonu, np. iskry mechanicznej i wyładowania elektrostatyczne mogą łatwo wywołać eksplozję.

Sprawdzenie właściwości palnych i wybuchowych pyłu

Badania zapalności i wybuchowości dostarczonego do LWPP pyłu, poprzedzone są przygotowaniem pyłu do badań, tzn. rozdrobnienie, oznaczenie wilgoci, analiza uziarnienia pyłu – laserowy pomiar wielkości cząstek granulatorem laserowym firmy Fritsch typu Analysette 22 Microtec Plus.

• Test wybuchowości pyłu – sprawdzenie właściwości wybuchowych pyłu, polegające na wykonaniu testu wybuchowości wg metody opisanej w normie PN-EN ISO/IEC 80079-20-2:2016-05/AC m.in. badanie w komorze sferycznej 20 l firmy Adolf Kühner AG ze Szwajcarii, wg metody zaproponowanej przez producenta urządzenia badawczego, odpowiadającej metodzie opisanej w wytycznych VDI 2263.
• Maksymalne ciśnienie wybuchu p_max jest to maksymalne ciśnienie występujące w zamkniętym naczyniu podczas wybuchu atmosfery wybuchowej, oznaczone w określonych warunkach badania.
• Maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max i wskaźnik wybuchowości K_{st max} jest to maksymalna wartość przyrostu ciśnienia w jednostce czasu w trakcie wybuchów wszystkich atmosfer wybuchowych w zakresie wybuchowości substancji palnej w zamkniętym naczyniu, w określonych warunkach badania.
• Dolna granica wybuchowości DGW jest najmniejszym stężeniem pyłu w powietrzu, zapewniającym ciągłość spalania we wszystkich kierunkach od centralnie położonego źródła zapłonu.
• Graniczne dla wybuchu stężenie tlenu GST maksymalne stężenie tlenu w mieszaninie pyłu palnego z powietrzem i gazem obojętnym, przy którym nie następuje wybuch tej mieszaniny. Graniczne stężenie tlenu jest wielkością charakterystyczną dla danego pyłu i gazu inertnego. Parametr ten wyznacza się poprzez pomiar maksymalnego ciśnienia wybuchu i maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu przy optymalnych koncentracjach pyłu. GST określa warunki stosowania inertyzacji atmosfery gazowej i zależy od rodzaju gazu obojętnego.

Powyższe badania są wykonywane zarówno w zalecanej przez normy europejskie komorze o objętości 1 m³, jak i w sferze 20-l produkcji firmy Adolf Kühner AG.

• Minimalna temperatura zapłonu obłoku pyłu T_CL odpowiada najniższej temperaturze gorących powierzchni, które w kontakcie z obłokiem pyłu powodują jego zapłon. Jako próg zagrożenia przyjmuje się temperaturę stanowiącą 2/3 wartości temperatury zapłonu obłoku wyznaczonej dla danego pyłu.
• Minimalna temperatura zapłonu warstwy pyłu T_5mm – najniższa temperatura gorącej powierzchni, w której dochodzi do zapłonu znajdującej się na tej powierzchni warstwy pyłu o określonej grubości. Norma zaleca wykonanie oznaczeń dla warstwy pyłu o grubości 5 mm.
• Skłonność nagromadzeń pyłu do samozapalenia T_SI to temperatura otoczenia, w której następuje zapalnie nagromadzeń pyłu. Jest parametrem, który zależy od objętości i kształtu nagromadzenia. Wraz ze wzrostem ilości pyłu (objętości zajmowanej przez pył) spada wartość T_SI. Jednocześnie, ze wzrostem objętości, wydłuża się czas, po którym samozapalenie następuje.
• Rezystywności pyłu w warstwach ρ to najmniejsza wartość rezystancji elektrycznej warstwy pyłu mierzona między elektrodami oddalonymi od siebie na jednostkę długości, których powierzchnia kontaktu z pyłem jest równa jednostce powierzchni. Określa skłonność pyłu do gromadzenia ładunków elektrycznych.

Ocena ryzyka wybuchu pyłu, oględziny instalacji, wizja lokalna istniejących instalacji przemysłowych

• Klasyfikacja przestrzeni zagrożonych wybuchem
• Identyfikacja źródeł zapłonu w strefach zagrożonych wybuchem – sprawdzenie poprawności doboru urządzeń
• Oszacowanie ryzyka wybuchu
• Zaproponowanie działań i środków zmierzających do obniżenia ryzyka wybuchu, jeżeli oszacowane poziomy ryzyka okażą się nietolerowalne

Zaplecze badawcze

Pracownia Zwalczania Wybuchów Pyłów i Gazów w Kopalniach Kopalni Doświadczalnej „Barbara” Głównego Instytutu Górnictwa posiada unikalne w skali europejskiej zaplecze naukowo – badawcze umożliwiające prowadzenie w szerokim zakresie badań nad możliwością wybuchu pyłu węglowego oraz zapalenia metanu, par cieczy palnych lub innych gazów od iskrzenia mechanicznego skał, metali oraz stopów aluminium. Poligon doświadczalny stanowią tutaj sztolnie doświadczalne i stanowiska badawcze wyposażone w komory wybuchowe, w których przeprowadza się badania.

Zdjęcia z poligonu doświadczalnego

Kluczowe realizacje

• Badania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego we wszystkich polskich kopalniach
• Badania zagrożenia wybuchem pyłu węglowego w elektrowniach
• Badanie narzędzi używanych w PGNIG w pod względem iskrzenia mechanicznego
• Badanie okładzin hamulcowych dla BECORIT GmbH

Fakty i Liczby

Nasz zespół składa się z 8 specjalistów w zakresie wybuchu pyłów przemysłowych oraz w zakresie iskrzenia mechanicznego skał i innych materiałów. Posiadamy wieloletnie doświadczenie w prowadzeniu tego typu badań.

W ciągu roku wykonujemy kilkaset prac badawczo – rozwojowych dla polskiego przemysłu (głównie węglowego).

Posiadamy wykwalifikowaną kadrę naukowo – badawczą. Posiadamy uprawnienia Rzeczoznawcy Do Spraw Ruchu Zakładu Górniczego.

Od roku 2000, jeszcze przed wejściem Polski do Unii Europejskiej, Laboratorium wykonuje oceny ryzyka wybuchu pyłu posługując się metodologią zalecaną w UE. W tym czasie przygotowało kilkadziesiąt ocen ryzyka wybuchu pyłu. Prace realizowano na potrzeby zakładów należących do wielu gałęzi przemysłu, np.:

• Energetyka
  – elektrownie wykorzystujące węgiel kamienny i brunatny
  – elektrociepłownie i ciepłownie
  – koksownie
• Przemysł metalowy
  – huty żelaza, aluminium, cynku
  – zakłady produkujące surowce i wyroby aluminiowe i magnezowe
• Przemysł spożywczy
  – zakłady zbożowe
  – produkcja przypraw i herbat
  – produkcja odżywek dziecięcych
  -­ produkcja napojów owocowych
  -­ produkcja lodów
  -­ cukrownie
  -­ zakłady cukiernicze
  -­ produkcja kaw i napojów zbożowych
• Utylizacja odpadów i odzyskiwanie surowców
• Cementownie
• Produkujących opony
• Części i podzespoły samochodowe i samolotowe
• Zakłady przemysłu włókienniczego
• Zakłady przemysłu drzewnego
• Produkcja pieluch
• Remonty taboru kolejowego
• Stocznie jachtowe