可燃粉尘危害分析和测试

危险的粉尘/可燃粉尘危害在工业中很常见,并且由于OSHA可燃粉尘而获得额外的曝光 国家重点计划(NEP) 由于帝国糖的致命事故而重新发布。 FOUSKE. &Associates,LLC(FAI)提供了与粉尘危险分析(DHA)相关的广泛服务,粉尘爆炸检测,防止和减轻可燃粉尘爆炸,粉尘燃烧和火灾危险。这些服务包括可燃粉尘测试,现场评估,OSHA和NFPA合规助理,审计准备,培训,点火源评估和通风调整计算。

我们的流程安全专业人员在各种行业提供客户,包括金属加工,木材/纸制品,农业,食品,纺织品,塑料,制药等行业。

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可燃粉尘控制需求
可燃粉尘控制

了解你的风险

在开发缓解策略的潜在危险,爆炸性或可燃粉尘时,通过确定其爆炸严重程度和点火敏感性来表征所讨论的材料的危险风险非常重要。

爆炸严重程度数据将确定是否存在爆炸危险,如果是,如果是,则可能是在点火敏感性数据的同时,基于材料如何响应热,火花,冲击和摩擦力来评估风险的概率。

FOUSKE.&Associates,LLC(FAI)提供以下NFPA,OSHA和NEP可燃粉尘评估(DHA)测试和服务,用于测定每个ASTM和欧洲EN方法的爆炸严重程度和点火敏感性:

nfpa.&OSHA可燃粉尘NEP DHA测试服务

爆炸严重程度测试 - (k英石  ,P最大限度 and dP/dt最大限度)

  • ASTME 1226 - 2010 - 确定设计保护措施所需的值,如脱液通风
  • EN14034 - 第1件:2004 - 最大爆炸压力的测定(P最大限度)灰尘云 - 第2部分:2006 - 测定爆炸压力升高的最大速率(DP / DT最大限度 ) of Dust Clouds

最小点火能量 - (mie)

  • ASTM E2019 - 用于空气中尘云的最小点火能量的标准试验方法
  • EN13821:2002 - 潜在的爆炸性环境 - 防爆和保护 - 尘埃/空气混合物的最小点火能量的测定

最小明显浓度 - (MEC)

  • ASTM E1515 - 识别将维持燃烧的尘埃云的最小危险浓度
  • EN14034-3:2006 - 粉尘云的爆炸特性的测定 - 第3部分:尘云下爆炸极限的测定

灰尘云的最小自燃温度 - (麻省理工学院)

  • ASTM E1491 - 确定灰尘云不会自燃的安全工作温度
  • EN50281-2-1:1999 - 用于存在可燃粉尘的电气设备 - 第2-1部分:试验方法 - 用于确定灰尘最小点火温度的方法

灰尘层的热表面点火温度 - (点亮)

  • ASTM E2021 - 识别粉尘层自热的危险工作温度
  • EN50281-2:1999 - 用于存在可燃粉尘的电气设备 - 第2-1部分:测试方法 - 用于确定灰尘最小点火温度的方法

限制氧气浓度 - (LOC)

  • 定义安全的氮惰性水平,以防止尘埃云爆炸
  • EN14034-4:2004 - 粉尘云的爆炸特性的测定 - 第4部分:尘云的限制氧浓度座的测定

在我们的最先进的灰尘测试设施中,测试完成了测试的现场17025指南。 

可燃粉尘危险基础,第1部分:GO / NO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GO-GAT-

可燃灰尘测试很多时候,在为客户进行灰尘和解释性测试报价时,我们被问到究竟是什么样/禁止测试?虽然我们提供测试服务列表,以确定每只ASTM(美国测试和材料协会),OSHA(职业健康)的粉尘样本的换挡危险&安全管理局,NFPA(国家消防局)和联合国(联合国),了解这项基本测试的基本测试可以持续解决您的安全需求。

为了“屏幕”在您的设施中进行灰尘的可能性,我们执行GO / No-Go筛选测试。基于ASTM E1226,“用于灰尘云的明显性的标准测试方法”,该测试是一种具有三种粉尘浓度的缩写爆炸严重性方法,以确定样品是否是明显的。该测试通常用测试“如所接收”测试的样品或用40目(420μm)筛网筛分,并使用一个5-KJ化学物点火器作为点火源。 [>需要100克(〜¼1b)小于420μm的样品]

 

 

在文章中: “如何收集和送出可燃粉尘样品进行测试”,我们讨论将样品放到实验室进行测试的简单步骤。请参阅上面的图表,描述了结果 为了 你的灰尘测试了。如果您的测试样本是“是的,它会爆炸”,则可以运行进一步的测试以确定爆炸的速度和严重程度(KST / PMAX测试),然后测试空气中的灰尘浓度会导致风险爆炸(MEC测试)。接下来,另一个测试可以确定火花是否会导致爆炸(MIE)测试。

但是,如果您的GO / NO-GO-GO测试结果是什么?好吧,我们接下来看看它会使你的尘土层点燃的温度。为了在空气中找到灰尘云的最小自燃温度(MIT),麻省理工学院测试最低温度会导致尘埃云点燃。接下来,是LIT试验,其决定了灰尘层的热表面点火温度。最后,进行燃烧速率测试以确定灰尘材料将燃烧的速度。

所有这些测试都以GO / NO-GO-GO-RES测试开头。全面的DHA或过程危险分析(PHA)可以将您的测试结果应用于您设施的现实世界情景。更好地了解你正在处理的人,所以你可以安全地规划!另外,如果你有一个尘埃收集器,并不确定接下来要做什么,请阅读:“易燃粉尘变得简单”。

以下是用于粉尘解放性筛选的其他一些测试:

  • 可燃粉尘筛查筛选试验 - 基于VDI2263和UN 4.1燃烧试验。该测试是确定桩中的灰尘是否支持自我维持的火焰传播。 [>需要30克(〜1盎司)样品小于420μm;>如果测试金属粉尘,则需要300克(〜2/3磅)样品小于420μm]
  • Go / No-Go筛选+可燃防尘筛选包 - 两个测试都以串联运行为筛选包
  • 样品表征测试 - 包括测定样品水分含量和粒度分布[>需要30克样品小于420μm]
  • “难以点燃”解除性测试 - 如上所述,但用400 j点火源进行测试。 [>需要100克(〜¼1b)小于420μm的样品]

除非另有说明,否则在样本上执行灰尘测试,因为从您的设施收到(“如收到的”),如前所述。它可以筛选到小于420μm(40目) - OSHA和NFPA的“灰尘” - 以促进分散到尘云中。粒度可以根据样品广泛变化。
 
此外,请注意,每个ASTM的建议(以及一些NPFA要求);应在小于75μm且少于5%的水分下粒径测试样品。请注意,不符合ASTM /欧盟建议的方法中的测试材料可能会产生爆炸严重程度和爆炸敏感性数据,这些数据不被视为爆炸缓解设计的保守。

现场粉尘危险评估(DHA)

FAI可燃灰尘专家可以访问您的设施,以评估所有“粉末”材料的接收,储存,使用,处理和处理。 他们将评估现有的粉尘管理计划,处理实践,设备,火灾/爆炸抑制系统,警告装置和现场灭火功能。 在适当的情况下也将识别逃逸粉尘控制的可能性。 FAI可以提供以下服务: 

  • 对尘埃爆炸和火灾的事件调查
  • 评估与国家,地方和行业标准的遵守情况
  • 静电危害 - 例如接地和粘接问题
  • 爆炸危险风险减少建议
  • 识别粉尘采样点并收集样品以进行粉尘解释性测试

nfpa.and OSHA NEP Combustible Dust Compliance

  • 为OSHA可燃粉尘NEP检验准备,包括对检查员的问题的适当响应
  • 执行A. 过程危险分析(PHA) 遵守NFPA
  • NFPA和OSHA可燃粉尘NEP要求的文档综述
  • 测试服务以满足所有NFPA和OSHA可燃粉尘NEP要求
  • 进行员工培训以符合OSHA可燃粉尘NEP要求

额外服务

  • 新的或现有设备(美国和欧洲标准)的通风尺寸计算
  • 点火源评估(NFPA 654和77)
  • 电气区域设备分类(NFPA 499)
  • 将可燃粉尘危险管理整合到现有流程安全计划中 过程安全管理(PSM) 设施
  • 制定过程安全计划,以管理非燃烧粉尘危险PSM 设施

静电危险

鉴定材料的静电特性是评估与过程相关的危险时的重要步骤,特别是对于处理具有低点火能量的材料的危险。充电分离和积累是固有的问题 由工业运营产生 可燃灰尘测试和粉尘燃烧处理低导电性的粉末。这种电荷分离和积累是一个产品 在各种典型工艺操作期间颗粒材料运动期间发生的颗粒之间的摩擦和冲击。要识别材料的潜在静电危险,重要的是评估电荷分离和积累水平 在运输过程中发生,材料的电阻率以及可以耗散任何累积的电荷的速度。

我们参考这里的材料包括所有类型的 易燃危险 包括 可燃粉尘/粉尘危险, 易燃液体,易燃气体和易燃蒸气。防止粉尘爆炸和其他火灾危害是综合过程安全管理计划的基础。必要的可燃粉尘测试,液体易燃性测试 其他可燃性危险测试由每个工作环境的独特设置定义。 

流电流被定义为从带电材料流产生的电流。生成的流电流水平 取决于材料的静电特征和过程的性质。不幸的是,没有任何关系 在粉末的流电流与液体(1)的流动电流之间。在这些情况下,必须进行实验确定 识别可能在过程操作期间电荷累积导致的点火危险。来自这些类型的 实验 the 可以计算材料的电荷密度,然后可以将其与与工艺操作相关的典型电荷密度进行比较。 在处理非导电粉末的各种操作期间观察到的电荷密度范围列表如下所示。

可燃灰尘测试 

1 r.a.曼奇尼,“使用(和滥用)粘接控制静电 点火危害,“工厂/运营进展(1月”(1月):24。 

识别材料的流电流和电荷累积,FaeSke&Associates,LLC(FAI)提供粉末 收费 test. 测试程序涉及将已知数量的材料倒在管道的倾斜部分。然后粉末离开管道,落下 进入法拉第杯。在测试期间,使用库仑计测量在法拉第杯中累积的电荷,并将粉末的流量记录在每次的质量上。然后可以使用该数据来近似材料的电荷密度。

可燃灰尘测试

为了进一步分类粉末,有必要评估材料的电阻率。这是按ASTM D257完成的。 a的电阻率 粉末受到粒度,表面污染水平和材料的填充密度,通常是完全不同的 比其纯固体形式材料的电阻率。高电阻率的粉末通常会慢慢地失去收费,即使 工艺设备正确接地。在某些情况下,这可以转化为耐热性差,可能导致潜力 火(2)。更重要的是,具有高电阻率和低电阻率的材料的不当处理可以产生危险场景。不足的 工艺设备的接地和粘接可导致高电荷累积。在某些时候,达到阈值和 charge breakdown occurs resulting in 静止 电力放电可能会点燃附近的易燃蒸气或可燃物 灰尘.

在FAI,我们遵循ASTM D257来评估材料的体积和表面电阻率。 可以通过测量粉末体积的相对面之间的电阻来确定体积电阻率。  然后,常见于欧姆米的材料的体积电阻率可以用于将材料作为导电,耗散或绝缘体分类。同样,可以通过略微修改测试程序来表征表面电阻率。表面电阻率的单位是每平方欧姆欧姆。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。用于表征基于这些参数的材料的范围如下所示。

可燃灰尘测试和粉尘燃烧

使用该方法在Pittsburgh粉煤样上进行的电阻率试验结果如下所示。

可燃灰尘测试和粉尘燃烧

另一个重要的静电特性是粉末的充电弛豫时间。这种物质在不同的材料中变化很大,并且即使材料的介电常数近似,也很难估计,因为它不遵循液体中的双曲线趋势。评估特定粉末的电荷衰减时间的正确方法是直接测量它。一旦获得了对给定粉末放宽的充电所需的时间,就会进行处理,因此工艺参数如 流量 或抱紧 时间, 可以进行调整,可以实现设备的适当接地和粘接,以减少在给定过程中累积的充电量。

在FAI,JCI 155电荷衰减测试单元用于测量粉末的电荷衰减。这款设备被编程为应用a 10千伏 电晕电荷到粉末样品,在充电后几乎立即暴露于场币。现场仪表测量初始充电所接收的材料以及放松所需的时间。报告衰减时间均为当样品上充电的时间放宽为其初始费用的37.9%(1 / e),并且收费所需的时间达到其初始值的10%。以下 从Pittsburgh粉煤样本的电荷衰减试验中收集的数据的绘图和概述。

粉尘管理服务和粉尘危险分析

粉尘管理服务和粉尘燃烧

从Pittsburgh粉煤上进行的测试,可以看出材料在粉末形式中非常电阻。处理该材料可能导致电荷累积,并且可以达到导致危险静电放电的条件。然而,通过利用该数据,可以通过实施过程设备的适当接地和粘接来最大限度地减少这种风险。数据还提供了如何调整过程参数以减少电荷的线索 建立 最终帮助努力创造一个安全的工作环境。

了解特定材料的静电特性的理解可以极大地有助于评估和减轻过程环境中的火灾和爆炸危险。有关评估静电危险的其他信息,请联系FAI [email protected] or 630-323-8750. 

参考

普拉特,托马斯H.静电点火火灾点火和爆炸。新的 约克: 美国化学工程研究所,2000。
Britton,Laurence G.避免化学操作中的静电点火危险

训练

我们的团队很乐意帮助您在理解技术问题,处理安全计划或审计,法规等方面的员工。 我们作为全面危害分析的一部分进行流程安全审核,并可以与您合作,以确保您的员工提供技能培训需求,包括: 

级别I - 差距分析
二级 - 培训& consulting
第三级 - 计划开发和实施

提供的部分服务列表:
•所有安全过程系统和监管要求的评论和升级
•VPP咨询
•所有操作,安全和维护程序的审核,评论和升级
•为完整性和有效性(从技术技能到专业发展)培训计划评估并升级
需要
•员工参与和处理安全信息的审查和升级您的计划元素,以获得有效性和​​完整性
•工作流程效果评估和升级
•整体组织发展(例如,动机,工作流程)
•减少压力
•评估沟通有效性

我们设计,自定义开发,并提供组织所需的任何特定培训材料。我们的顾问,工程师和技术专家可用于提供课堂,实验室或在职培训您的员工需求。此外,我们将协助识别和采购可用的市售培训材料。

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