化学工程安全新闻

KST和PMAX测试对可燃粉尘:他们是谁或什么?

写道 Ashok Ghose Dastidar. | 03.27.18

尘埃爆炸是过程行业的严重危险。 爆炸事件可能导致土地,劳动力,资本和最糟糕的案例,生活中的损失。在此页面上,我们详细讨论了KST和PMAX测试的可燃粉尘。

 

关于作者

Ashok Ghose Dastidar.,博士MBA是化学工艺危害分析,易燃粉尘,液体领域的专家&蒸气爆炸和燃烧危害分析和静电危害分析。 作为一个行业专家,他的作品出现在众多期刊和出版物中,一直是23多个会议的特色礼拜者,在NFPA 664,61,484和654委员会,ASTM E27.05技术委员会和坐在关于粉末的编辑顾问委员会&散装固体和损失预防杂志。 

 

历史

根据加拿大职业健康和安全中心:基本上,可燃粉尘是任何具有的精细材料 当与空气混合时,能够着火和爆炸。可燃粉尘可以是:

  • 最坚固的有机材料(即糖,面粉,谷物,木材等)
  • 许多金属,(即铝,钛等)和
  • 一些非金属无机材料(即玻璃纤维,碳,石墨等)

可燃粉尘是颗粒状固体,传统上定义为420-500μm或更小 无论颗粒形态如何,在空气或氧化气氛中悬浮在空气或氧化气氛时,这提出了火灾或透气疫苗危害。

OSHA将可燃粉尘定义为“由不同颗粒或碎片组成的固体材料,无论尺寸,形状或化学组成,当悬浮在空气中或在一系列浓度范围内时都具有火灾或脱气危害。”

当材料有些时,粉尘是: 

  • 运送   
  • 处理
  • 处理
  • 抛光
  • 地面
  • 成形

粉尘也由:

  • 磨料爆破
  • 切割
  • 破碎
  • 混合
  • 筛选干燥材料

 

从湿材料加工的干燥残余物的堆积也可以产生粉尘。基本上,任何产生或处理灰尘的工作场所都可能存在风险。

就像所有火灾一样,当燃料(可燃粉尘)在氧气(空气)存在下暴露在氧气(空气)的热(点火源)时发生火灾,如下所示:

删除经典火星三角形的这些元素中的任何一个消除了火灾的可能性。

与火灾射击不同,粉尘爆炸需要两种额外的因素,例如限制和分散。 

当灰尘受到干扰时,在合适的情况下存在严重爆炸的可能性。当悬浮在容器内的灰尘,房间或设备的灰尘被点燃时,可能会发生一次粉尘爆炸。当覆盖在地板或其他表面上的灰尘被破坏并抬起到空气中并被初级爆炸点燃时,可能发生次要(通常更强大的)爆炸。即使是一个非常少量的灰尘也会造成严重损坏。

灰尘可以收集在椽子,屋顶,悬挂天花板,管道,裂缝,集尘器等历史设备等表面上。家政是非常重要的,特别是在其过程中产生灰尘的设施。 如果发生事件,甚至非常少量灰尘的堆积可能会导致严重损坏。

 

爆炸严重性测试产生k 英石 and P 最大限度 在实验室中测量的爆炸性特性的值
量化粉尘爆炸的严重程度。 K. 英石 值决定了可燃粉尘和p的正常压力升高速率 最大限度 值测量测试室中产生的最大爆炸超压。更简单地说,这些数据值会告诉您爆炸会产生多少压力以及爆炸将如何行驶。 

可燃粉尘 被排名为四个班级; ST0,ST1,ST2,ST3。爆炸暴力水平随着班级的增加而增加。具有零风险的材料(k 英石 = 0)爆炸是ST0灰尘。所有其他灰尘都有爆炸危险。即使是ST1灰尘也会产生足够的电力,以导致闪光,在一块设备上妥协遏制,或吹出建筑物的墙壁。谷物,糖,煤,PVC,面粉等通常被认为是ST 1级灰尘。事实上,一些最着名的粉尘爆炸案例研究来自圣1级灰尘:如 2008年帝国糖爆炸 在格鲁吉亚,(历史上) 洗车垫磨坊爆炸 in 1876.

爆炸严重性测试将告诉您样本内部的“St类”落在内部,这有助于指导服务提供商,因为它们分析您的设备和您的设施。 ST类基于K 英石 value as follows:

圣0 - k 英石 value = 0

圣1 - k 英石  价值小于/或等于 200 BAR-M / SEC,大于0

圣2 - k 英石 201和300 Bar-M / SEC之间的价值

圣3 - k 英石 价值大于300巴 - M / SEC

虽然可以找到“爆炸”数据对于许多典型的粉尘,鼓励公司测试其特定灰尘的样本,因为现有数据本质上是普遍的。 相同材料的各种灰尘可以具有众异的不同特性,特别是与粒度,水分含量和形状有关。  For example:

 

材料

水分含量

(wt。%)

粒度(μm)

P 最大限度

(酒吧)

K 英石

(酒吧M / s)

木尘

7.3

117

48% < 75 µm

8.2±10%

129±12%

木尘

4.3

100% > 500 µm

6.1±10%

17±30%

*请注意,此表中表示的数据仅供参考;不要使用数据进行设计目的

 

k越高 英石 价值是灰尘的“精力充沛”,但不会改变与较低k的灰尘相关的危险 英石 . 事实上,一些最着名的粉尘爆炸案例研究来自ST 1级灰尘。

 

 

爆炸严重性测试通常在20L球体中进行,因为它直接可扩展到1M³球体,这是用于测试可燃粉尘的原始仪器。  1-M³腔室被认为是用于灰尘测试的“金标准”,可用于在实例中提供数据,其中有利于通过在20-L室中进行测试产生的结果。 例如,如果材料产生k 英石 价值小于50巴 - M / s;测试值可能是过度驱动的结果。 过度驱动是一种现象,当用于在20-L腔室中进行实验的点火源预热测试材料并在研究下烧毁尘云而没有真正产生真正的传播火焰。 20-L腔室的另一个现象/限制称为“欠下”。 这是当20-L室的墙壁抽出来自尘埃云爆炸的热量,从而部分地淬火燃烧的强度。  

为什么是   KST和PMAX测试  Important? 

尘埃爆炸是过程行业的严重危险。 爆炸事件可能导致土地,劳动力,资本和最糟糕的案例,生活中的损失。在1980年至2005年间,总行业至少发生了至少281次可燃粉尘和爆炸。 这些事件造成了至少119个死亡率和718名伤害。 2008年帝国糖的致命事件留下了14人死亡,许多人受伤的是由OSHA和NFPA增加对这个主题的推动力。 

爆炸事件发生在各种行业中,涉及许多类型的可燃粉尘,包括:

  • 谷物电梯
  • 食品生产
  • 化学制造(例如,橡胶,塑料,药品)
  • 木工设施
  • 金属加工(例如,锌,镁,铝,铁)
  • 回收设施(例如,纸,塑料,金属)
  • 燃煤发电厂

为了制定有效的缓解策略,以防止此类事故发生,因此必须表征您正在使用的材料的危险风险。测试灰尘以确定k 英石 & P 最大限度 值是任何类型的设备或工艺安全设计的重要第一步。特别是,制造商使用这些值来验证保护系统的设计(例如适当的内务管理,火花检测,爆炸排气,爆炸抑制和爆炸遏制)。

在帝国糖的情况下,可怜的家务监控了整个设施中积累了大量的糖和糖粉尘。 多余的糖(通常是ST1类灰尘)与狭窄和通风的输送带的输送带相结合,引发了巨大的爆炸并导致多次爆炸。 这些二次爆炸是由于爆炸扰乱了沉降的材料并形成了初始爆炸点燃的尘埃云。 在空气中的这种数量和层中的糖可以被认为是极其挥发性的。 如果在应用基于已知的糖的已知特征的整个建筑物中除去糖尘积聚的常规管家政策和程序,则可能不会发生爆炸事件。 

如何使用 KST和PMAX测试  Effectively

大多数公司寻求粉尘爆炸测试的两个原因 - 一,以获得专门用于安装/修改设备和两个的数据,以便合规目的。 寻求设备或修改设备或过程变更数据的人们通常对“可以的糟糕是多么感兴趣?”方面并想知道k 英石 and P 最大限度 它们的材料的价值观。其他人经常在敦促AHJ(具有管辖权的权威),例如OSHA,建筑检查员,保险公司,消防警例等正在寻求合规目的的数据。 

爆炸严重程度(k 英石 )测试在每ASTM E1226的20-L室内进行。 可以通过在20-L室内测试来确定其他解释性参数。 另外的测试可包括每ASTM E1515的最小明显浓度(MEC)和每ASTM E2931的限制氧浓度(LOC)。 通过EN 14034方法也可以进行20-L室中的可解释性测试。这些测试方法产生的值提供有价值的数据,以帮助创建粉尘爆炸危险缓解策略。

风险程度可以从时刻变为时刻,日常和过程来改变。由于引入了新工艺,可以创建额外的危险,在内务器中暂时失效,或由不正确的接地引起的静电放电。核对变更需要持续警惕和管理,以确定可能导致潜在安全问题的工厂的条件。 因此,确保您的测试策略和维护计划始终审查并保持最新,因此非常重要。 

怎么做  KST和PMAX测试会影响我吗?

基本上,任何产生或处理灰尘的设施或网站都可能存在风险,并可以从小灰尘中受益。

对于在新工艺或食谱上工作的化学工程师,如果使用干成分,则知道材料的特性使得能够更安全和更有效的工作。来自爆炸性测试的数据可以帮助植物或安全管理人员或工程师,负责升级现有的除尘系统或计划投资新的灰尘收集系统或计划。 此外,对于EHS目的,了解工作区域中逃逸灰尘的爆炸性补充了卫生要求,通过提供有价值的数据来识别真空管等安全防尘控制过程和设备等,以及寻址 内部工艺设备中存在的灰尘危险。

专家们  KST和PMAX测试

FOUSKE.&Associates,LLC在其特征,评估和减轻我们最先进的实验室中的可燃粉尘爆炸和火灾危险方面的专业知识。 认识到每个灰尘和客户情况都不同,我们一直在为我们在独特的处理环境中面对的复杂问题提供数据驱动解决方案的能力。通过与客户密切合作,我们确保我们了解他们的流程并推荐并传达适当的测试,以及我们的建议的实质推理。

我们有机会,帮助降低尘埃危害的风险。 我们提供帮助的一个领域是当材料对静电火花极其敏感,而客户需要帮助确定最佳安全战略。 我们已经看到了对静电反应的材料,其能级为1 MJ。 当你走过地板并在门旋钮上行走时提供一些角度,这是一个大约30 MJ的能量,这比点燃我们已经测试的一些粉末的能量,这是一个更强大的30倍。 在这些情况下,我们可以提供现场援助,以便通过提供如何正确处理材料的选择来查找减少静电构建机会的区域。 

偶尔,我们有客户对结果感到惊讶。 例如,在我们推荐测试客户的一个实例中,客户坚持认为他们的材料不是一种可燃问题。 这位客户使用与我们的许多客户相同的理由说,“我们从未出现过问题。” 在这种情况下,材料是干草,他们被要求通过管辖权(AHJ)的权威来获得其材料进行过解析。 客户认为大粒径和高水分含量在解释性方面使材料成为了非问题。 然而,在处理过程中,大多数材料具有倾向于将较小的颗粒分解并在过程中失去一定程度的水分。 结果,通常认为“典型粒度和水分含量”可能不会真正代表在过程中断开的材料。 在这种情况下,发现该材料是明显的,并且客户已经意识到需要重点关注适当的灰尘收集和安装爆炸保护。

我们可以提供帮助

作为危险粉尘领域的专家,我们认识到在制备合适的可燃粉尘缓解策略时需要考虑许多变量。 因此,我们努力向客户提供最佳数据,以使其能够对其流程安全做出明智的决定。  

FAI处于粉尘爆炸性/可燃性测试的最前沿,提供了与特征,防止和缓解可燃粉尘爆炸和火灾危害相关的广泛服务。除了实验室测试,教育培训和现场咨询服务还是客户要求。

FAI的实验室能力提供每次ASTM和欧洲(CEN)标准的测试,包括爆炸严重性测试等常见测试 - (k 英石 , P 最大限度 (DP / DT)MAX),最小点火能量(MIE),最小明显浓度(MEC),尘云(MAIT)的最小点火温度,灰尘层(点燃)的最小点火温度,和限制氧气浓度(LOC)。这些标准是易燃粉尘的NFPA码的基础以及OSHA可燃粉尘国家重点计划(NEP)。

对我们的能力证明我们已经让客户让我们知道他们已经与过去的其他实验室合作,并找到有人与其项目交谈并不是一项容易的任务,并承认我们在服用时提供的价值了解他们的项目并建议一个最适合他们特定需求的行动方案的时间。

有关如何协助可燃粉尘计划的信息,请与我们联系 这里 .