可燃粉尘危害分析测试

Hazardous Dusts /Combustible dust hazards are common in industry 和 have gained additional exposure due to 的 OSHA Combustible Dust 国家重点计划(NEP) 由于帝国糖厂的致命事故而被重新发行。福斯克&Associates,LLC(FAI)提供与粉尘危害分析(DHA)表征,粉尘爆炸测试,预防和减轻可燃粉尘爆炸,粉尘燃烧和火灾危险相关的广泛服务。这些服务包括可燃粉尘测试,现场评估,OSHA和NFPA合规性协助,审核准备,培训,点火源评估和通风口尺寸计算。

我们的过程安全专业人员已为各种行业的客户提供服务,包括金属加工,木材/纸制品,农业,食品,纺织品,塑料,制药等。

可燃粉尘-1.png
可燃粉尘控制需求
可燃粉尘控制

了解您的风险

When developing mitigation strategies 对于 potentially hazardous, explosive or combustible 尘土, it 是 important to characterize 的 hazard risk of 的 material in question by determining its explosion severity 和 ignition sensitivity.

Explosion severity data will determine if an explosion hazard exists 和, if so, how energetic it may be while ignition sensitivity data will assess 的 probability of risk based on how 的 material responds to heat, spark, impact 和 frictional 对于ces.

福斯克& Associates, LLC (FAI) offers 的 following NFPA, OSHA 和 NEP Combustible Dust Hazard Assessment (DHA) testing 和 services 对于 determination of both explosion severity 和 ignition sensitivity per ASTM 和 European EN methods:

NFPA&OSHA可燃粉尘NEP DHA测试服务

爆炸强度测试-(K ,P最高 and dP/dt最高)

  • ASTME 1226 – 2010-确定设计防护措施(例如爆燃通风)所需的值
  • EN14034 - Part 1:2004 - Determination of 的 最高imum Explosion Pressure (P最高)尘云 – Part 2:2006 - Determination of 的 最高imum Rate of Explosion Pressure Rise (dP/dt最高 ) of Dust Clouds

最小点火能量-(MIE)

  • ASTM E2019-空气中尘埃云最小点火能量的标准测试方法
  • EN13821:2002-潜在爆炸性环境-爆炸物的预防和保护-灰尘/空气混合物的最小点火能量的确定

最低爆炸物浓度-(MEC)

  • ASTM E1515 - Identifies 的 Minimum Hazardous Concentration of a Dust Cloud that will Sustain Combustion
  • EN14034-3:2006 - Determination of Explosion Characteristics of Dust Clouds - Part 3: Determination of 的 Lower Explosion Limit (LEL) of Dust Clouds

尘埃云的最低自燃温度-(MIT)

  • ASTM E1491-确定尘埃云不会自动点燃的安全工作温度
  • EN50281-2-1:1999 - Electrical Apparatus 对于 Use in 的 Presence of Combustible Dust - Part 2-1: Test Methods - Methods 对于 Determining 的 Minimum Ignition Temperatures of Dust

灰尘层的热表面着火温度-(LIT)

  • ASTM E2021-识别粉尘层自热的危险工作温度
  • EN50281-2:1999 - Electrical Apparatus 对于 Use in 的 Presence of Combustible Dust - Part 2-1: Test Methods - Methods 对于 Determining 的 Minimum Ignition Temperatures of Dust

极限氧气浓度-(LOC)

  • 定义了安全的氮气惰性水平,以防止粉尘云爆炸
  • EN14034-4:2004 - Determination of Explosion Characteristics of Dust Clouds - Part 4: Determination of 的 Limiting Oxygen Concentration LOC of Dust Clouds

测验 是 completed on-site in our state of 的 art dust testing facility per ISO 17025 guidelines. 

可燃性粉尘危害基础知识,第1部分:合格/不合格测试意味着什么?

可燃粉尘测试很多时候,当为客户执行粉尘和爆炸性测试报价时,我们会被问及到底什么是通过/不通过测试?我们提供一系列测试服务,以确定根据ASTM(美国测试和材料协会),OSHA(职业健康)的粉尘样品引起的爆燃危险。&安全管理局,NFPA(国家消防局)和UN(联合国)知道此基本测试对解决您的安全需求大有帮助。

为了“筛查”您设施中粉尘爆炸的可能性,我们进行了“通过/不通过”筛查测试。该测试基于ASTM E1226“粉尘爆炸性的标准测试方法”,是一种设定为爆炸严重程度的缩写方法,具有三种粉尘浓度,用于确定样品是否易爆。通常使用“按原样”测试的样品或使用40目(420μm)筛子筛分并使用一个5kJ化学点火器作为点火源进行测试。 [>需要100克(〜¼磅)小于420μm的样品]

 

 

In 的 article: “如何收集和运送可燃粉尘样品进行测试”, we discuss 的 simple steps 对于 getting your samples to a lab 对于 testing. See above 对于 our chart that depicts 的 outcomes 对于 your dust tested. If your test sample 是 a "Yes, it explodes" 的n further tests can be run to determine how quickly 和 how severe 的 explosion will be (KSt/Pmax Test), followed by testing what concentration of dust in 的 air will cause a risk of explosion (MEC Test). Next, another test can determine if a spark will cause an explosion (MIE) 测试。

但是,如果您的通过/否测试结果为“否”怎么办?好吧,我们接下来看一下将使您的粉尘层着火的温度。为了找到空气中尘埃云的最低自燃温度(MIT),MIT会测试会导致尘埃云点燃的最低温度。接下来是LIT测试,它确定灰尘层的热表面着火温度。最后,进行燃烧速率测试以确定粉尘材料燃烧的速度。

所有这些测试均以通过/不通过测试开始。全面的DHA或过程危害分析(PHA)可以将您的测试结果应用于工厂的实际情况。更好地了解您正在与谁打交道,以便您可以安全地进行计划!此外,如果您有集尘器,但不确定下一步该怎么做,请阅读:“易燃性粉尘”。

这是用于粉尘爆炸性筛查的其他一些测试:

  • 可燃粉尘危害筛选测试-基于VDI2263和UN 4.1燃烧测试。该测试是为了确定堆中的灰尘是否支持自持火焰传播。 [>需要30克(〜1oz)小于420μm的样品;>如果测试金属粉尘,则需要300克(〜2/3磅)小于420μm的样品]
  • 通过/不通过筛查+可燃粉尘筛查程序包-两种测试均作为筛查程序包同时运行
  • Sample Characterization Test - includes determining 的 sample moisture content 和 particle size distribution [>30克小于420μm的样品]
  • “难燃”爆炸性测试-如上测试,但使用400 J点火源。 [>需要100克(〜¼磅)小于420μm的样品]

除非另有说明,否则如前所述,在从您的设备接收(“接收时”)样品时对粉尘进行测试。可以将其筛分到小于420μm(40目)(OSHA和NFPA对“粉尘”的划分),以利于分散到粉尘云中。颗粒大小可能会因样品而异。
 
此外,请注意,按照ASTM的建议(以及一些NPFA要求);样品的粒径应小于75μm,水分小于5%。请注意,以不符合ASTM / EU建议的方法测试材料可能会产生爆炸严重程度和爆炸敏感度数据,对于爆炸缓解设计而言,这些数据不够保守。

现场粉尘危害评估(DHA)

FAI可燃粉尘专家可以访问您的设施,以评估您对所有“粉末”材料的接收,存储,使用,加工和处置。 他们将评估现有的粉尘管理程序,处理方法,设备,火灾/爆炸抑制系统,警告设备和现场灭火能力。 还将在适当的情况下确定扬尘控制的可能性。 FAI可以提供以下服务: 

  • 调查粉尘爆炸和火灾
  • 评估是否符合相关的国家,地方和行业标准
  • 静电危害–例如接地问题
  • 减少爆炸危险的建议
  • 确定粉尘采样点并收集样品以进行粉尘爆炸性测试

NFPAand OSHA NEP Combustible Dust Compliance

  • 准备OSHA可燃粉尘NEP检查,包括对检查员问题的适当答复
  • 执行一个 流程危害分析(PHA) 符合NFPA
  • NFPA和OSHA可燃粉尘NEP要求的文档审查
  • 满足所有NFPA和OSHA可燃粉尘NEP要求的测试服务
  • 进行员工培训以符合OSHA可燃粉尘NEP要求

额外服务

  • 计算新设备或现有设备的通风孔尺寸(美国和欧洲标准)
  • 点火源评估(NFPA 654和77)
  • 电气区域设备分类(NFPA 499)
  • 将可燃粉尘危害管理集成到现有的过程安全程序中 流程安全管理(PSM) 设备
  • 制定过程安全计划以管理非燃煤的可燃粉尘危害PSM 设备

静电危险

鉴定材料的静电特性是评估与过程相关的危害的重要步骤,尤其是对于处理那些具有低着火能量的材料而言。电荷分离和积累是固有问题。 来自工业运营 可燃粉尘测试与粉尘燃烧可处理低电导率的粉末。这种电荷的分离和积累是 在各种典型的过程操作过程中,颗粒材料在运动过程中发生的颗粒之间的摩擦和碰撞。要确定材料的潜在静电危险,重要的是评估电荷分离和累积的水平, 发生在运输过程中,材料的电阻率以及任何累积电荷的耗散速度有多快。

我们在这里提到的材料包括所有类型的 易燃危险 包含 可燃粉尘/粉尘危害, 易燃液体,易燃气体和易燃气体. The prevention of dust explosions 和 other fire hazards are are 的 basis of comprehensive process safety management programs. Necessary combustible dust testing, liquid flammability testing other flammability hazard testing are defined by 的 unique setting of each work environment. 

流电流定义为由带电物料流产生的电流。流产生的电流水平 取决于材料的静电特性和过程的性质。不幸的是,没有关系 粉末和液体的流动电流之间的关系(1)。在这些情况下,必须对 确定过程操作过程中电荷积累可能引起的着火危险。从这些类型的 实验 的 charge density of a material can be calculated which can 的n be compared to typical charge densities associated with process operations. 下面显示了在处理非导电粉末的各种操作中观察到的电荷密度范围的列表。

可燃粉尘测试 

1 R.A. Mancini,“使用(和滥用)用于控制静电的键合 着火危险,“植物/操作进展(1998年1月)7(1):24。 

To identify 的 streaming current 和 charge accumulation of a material, 福斯克&Associates,LLC(FAI)提供了粉末 可充电性 测试。 测试过程包括将已知数量的材料倒入管道的倾斜部分。粉末然后离开管道,掉落 放入法拉第杯。在测试过程中,使用库仑计测量法拉第杯中积累的电荷,并以质量/时间为基础记录粉末的流速。然后,可以使用此数据来估算材料的电荷密度。

可燃粉尘测试

为了进一步分类粉末,有必要评估材料的电阻率。这是根据ASTM D257完成的。 a的电阻率 粉末取决于材料的粒径,表面污染程度和堆积密度,通常差异很大 比纯固体形式的材料的电阻率高。高电阻率的粉末通常会非常缓慢地失去电荷,即使 处理设备已正确接地。在某些情况下,这可能会导致散热不佳并导致潜在的 起火(2)。更重要的是,对具有高电阻率和低电阻率的材料的不当处理会产生危险的情况。不足 处理设备的接地和邦定会导致大量电荷积累。在某个时候,达到了阈值, charge breakdown occurs resulting in 静态的 可能会点燃附近的易燃蒸气或可燃物的放电 尘土.

在FAI,我们按照ASTM D257评估材料的体积和表面电阻率。 可以通过测量一定体积粉末相对面之间的电阻来确定体积电阻率。  然后可以使用通常用欧姆表表示的材料的体积电阻率将其分类为导电,耗散或绝缘的材料。同样,可以通过稍微修改测试程序来表征表面电阻率。表面电阻率的单位是欧姆/平方。正方形是指材料的任何正方形几何形状,无论是平方米,平方英尺还是平方厘米。基于这些参数表征材料的范围如下所示。

可燃粉尘测试与粉尘燃烧

使用此方法在匹兹堡粉煤样品上进行的电阻率测试结果如下所示。

可燃粉尘测试与粉尘燃烧

另一个重要的静电特性是粉末的电荷弛豫时间。此属性在不同的材料之间变化很大,并且即使估算材料的介电常数也很困难,因为它不遵循液体中的双曲线趋势。评估特定粉末电荷衰减时间的正确方法是直接对其进行测量。一旦获得了电荷对于给定粉末松弛所需的时间的理解,过程参数例如 流量 或举起 时间, can be adjusted 和 proper grounding 和 bonding of equipment can be implemented to reduce 的 amount of charge that accumulates during a given process.

At FAI, a JCI 155 Charge Decay Test Unit 是 used to measure 的 charge decay of powders. This piece of equipment 是 programmed to apply a 10千瓦 电晕会使粉末样品带电,带电样品实际上在充电后立即暴露于现场仪表中。场计测量接收到的物料的初始电荷以及松弛所需的时间。报告了衰减时间,包括样品上的电荷松弛至初始电荷的37.9%(1 / e)所花费的时间以及电荷达到其初始值的10%所花费的时间。下面 a plot 和 概要 of 的 data collected from a charge decay test conducted on a sample of Pittsburgh pulverized coal.

粉尘管理服务和粉尘危害分析

粉尘管理服务和粉尘燃烧

从对匹兹堡粉煤进行的测试中可以看出,该材料呈粉末状时具有很高的电阻性。处理该材料可能会导致电荷积聚,并可能达到导致有害静电放电的条件。但是,通过利用这些数据,可以通过对过程设备进行适当的接地和粘接来最小化这种风险。该数据还提供有关如何调整工艺参数以减少电荷的线索 建立 最终帮助建立安全的工作环境。

了解特定材料的静电特性可以极大地帮助评估和减轻过程环境中的火灾和爆炸危险。有关评估静电危害的其他信息,请联系FAI,网址为: [email protected] 或630-323-8750。 

参考文献

普拉特(Thomas H)。《火灾和爆炸的静电点火》。新 约克: 美国化学工程师学会,2000年。
Britton,Laurence G.避免化学操作中的静电着火危险

训练

我们的团队很乐意帮助您的员工培训有关技术问题,过程安全计划或审核,法规等方面的知识。 我们执行过程安全审核,作为全面危害分析的一部分,并且可以与您一起确保以多种方式向您的员工提供技能培训需求,包括: 

一级-差距分析
二级-培训& consulting
第三级-计划制定与实施

提供的部分服务清单:
•审查和升级所有安全过程系统和法规要求
•VPP咨询
•审核,审查和升级您的所有操作,安全和维护程序
•对培训计划的完整性和有效性进行评估(从技术技能到专业发展),并在以下方面进行升级
需要
•审查和升级您的计划元素,例如员工参与度和过程安全信息,以确保有效性和完整性
•工作流程有效性评估和升级
•总体组织发展(例如,动机,工作流程)
•减轻压力
• Evaluations of 的 effectiveness of communication

我们设计,定制开发并提供贵组织所需的任何特定于现场的培训材料。我们的顾问,工程师和技术专家可为您的员工提供教室,实验室或在职培训。此外,如果有的话,我们将协助确定和购买可商购的培训材料。

可燃粉尘测试

灰尘可燃吗?
马上去查

下载流程图