Pericolul de incendiu si explozie a pricipalelor prafuri combustibile

Pericolul de incendiu si explozie a pricipalelor prafuri combustibile

1.FACTORII CARE INFLUENTEAZA APRINDEREA PRAFURILOR¹ SI PULBERILOR² COMBUSTIBILE

Cercetarile intreprinse asupra prafurilor si pulberilor combustibile au scos in evidenta dependenta combustibilitatii si pericolului de incendiu de anumiti parametri.

Printre acesti parametrii se citeaza: compozitia chimica,granulatia,grosimea stratului de pulbere,concentratia pulberilor si prafurile combustibile,presiunea mediului,compozita mediului,temperatura de aprindere,gradul de umiditate a aerului si indicele de explzivitate.

1.1.COMPOZITIA CHIMICA A PRAFULUI

Insusirile explozive ale prafurilor combustibile sunt determinate de compozitia lor chimica.Conform conceptiei clasice,pericolul de explozie este direct proportional cu continutul de oxigen.In prezent acest lucru este contestat,deoarece,pe de-o parte apar oxizi stabili in pulberi,care se comporta cu substante inerte,iar pe de alta parte,anumite grupe,cum este cea de nitro,sunt capabile sa declanseze aprinderi si in absenta oxigenului.Continutul de cenusa,respectiv de substante inerte,influenteaza negativ capacitatea de explozie,spre deosebire de componentii volatili combustibili in special cei care prezinta o caldura mare de ardere (metan,hidrogen).

Prin praf se intelege un material solid in particule cu dimensiuni destul de mici (de obicei sub 20 μ) pentru a fi antrenate in miscare sau pentru a sta un timp in suspensie in aer sau intr-un alt gaz.

Prin pulbere se intelege praful industriei obtinut prin una ori mai multe operatii de maruntire mecanica sau prin operatii mecanice,fizico-mecanice,ori chimice.

In prezentul capitol,se considere drept pulberi combustibile particulele care se obtin prin fabricatie,iar ca praf-particulele formate din alte cauze si dispuse in straturi sau existente in suspensie in aer.

1.2.GRANULATIA PRAFULUI (PULBERII)

In principiu,prafurile fine sunt mai explozive decit cele grosiere din cauza capacitatilor ridicate de aprindere a combustibilitatii mai rapide.Prafurile fine se turbioneaza mai usor si isi mentin mai bine starea de suspensie,care constituie un factor principal in declansarea exploziei.

Particulele sub forma neregulata si cu goluri in interior maresc pericolul de incendiu si explozie.

Marimea particulelor se exprima fie direct prin diametrul mediu,fie prin suprafata specifica libera la care aerul are acces,respectiv prin suprafata exterioara raportata la greutate.

Suprafata specifica libera se poate deduce din urmatoarea relatie:

S=6 ∙        P ;

γ∙0,5(d₈+d_i) 100

S – suprafata specifica libera [cm²/g];

γ – densitatea relativa [g/cm³];

d_s – marimea maxima a particulelor [cm];

d_i – marimea minima a particulelor [cm];

P – procedee in greutate ale fractiei respective.

Suprafata specifica a unor pulberi industriale a ajuns la valori cuprinse intre 50 si 100 m²/g,iar a altora a depasit aceste valori.

Acelasi ordin de marime il are majoritatea particulelor de praf din aer,ca de exemplu planctonul atmosferic,vizibil cu ochiu liber in razele soarelui,precum si numeroasele particule ale prafului cosmic.

Particulele de pulbere obtinute in industrie pot avea forma de graunte,lamele,ace sau fibre.

Marimea particulelor de praf influenteaza urmatorii parametrii a exploziei: punctul de aprindere (cind praful se afla in suspensie),limita de explozie si viteza de crestere a presiunii,respectiv presiunea maxima de explozie.

Praful dispersat in aer cade cu viteze diferite.

Viteaza de cadere libera a particulelor de praf se poate calcula cu relatia:

V_ (γ-γ`)d²g

18η

V – viteza de cadere libera [cm/s];

γ – greutatea specifica a particulelor [g/cm³];

γ` - greutatea specifica a mediului,in g/cm³ (in majoritatea cazurilor aceasta este neglijata in raport cu cea a particulelor)

d – diametrul particulelor [cm];

g – acceleratia gravitatiei [cm/s²]

η – viscozitatea absoluta [N∙s/m²].

Viteza de cadere a particulelor depinde in principal de temperatura lor si greutatea specifica.In amestecurile de praf-aer are loc o separare a particulelor si la un moment dar,avem de a face cu amestecuri de praf-aer,care difera din punctul de vedere al concentratilor explozive.

In tabelul VIII.1.2.1. sunt date vitezele de cadere ale particulelor solide de greutate specifica egala cu 2g/cm³ si granulatie diferita,in functie de temperatura.

Tabelul VIII.1.2.1

Vitezele de cadere in aer la presiunea ambianta a particulelor solide de granulatie diferita in functie de temperatura lor

Deasupra depunerilor exista,in general,un amestec de praf-aer

1.3.GROSIMEA STRATULUI DE PRAF (PULBERE)

Insusirile explozive ale materialelor pulverulente sunt influentate uneori si de grosimea stratului.Acest lucru reiese si din tabelul VIII.1.3.1

Tabelul VIII.1.3.1

Influenta grosimii stratului asupra temperaturii de incandescenta a carbunelui

1.4.CONCENTRATIA PRAFURILOR (PULBERILOR) COMBUSTIBILE

Pericolul de explozie si incendiu apare cind exista in suspensie particule uscate fin divizate.Aceasta situatie apare cind praful se produce de exemplu in urma slefuirii,frecarii,ruperii incidentale,precipitarii chimice,pulverizarii etc. sau pe timpul unor procese tehnologice cum ar fi macinarea cerealelor,fabricarea pulberilor din material plastic,a pigmentilor de vopsea etc.

Pentru a se putea produce o explozie,praful trebuie sa existe in stare de suspensie si sa aiba o anumita concentratie.Concentratia minima de explozie a amestecurilor de praf-aer pentru majoritatea substantelor combustibile este in general cuprinsa intre 2,5 si 30 g/m³,iar cea maxima de ordinul miilor de grame care practic este foarte greu de atins.De exemplu,concentratia maxima pentru praful de zahar este de 13500 g/m³,iar a celui de carbune de 4200 g/m³.

In tabelul VIII.1.4.1 se dau limitele de explozie a celor mai intilnite prafuri combustibile.

Tabelul VIII.1.4.1

Limitele de explozie ale principalelor prafuri combustibile

O evaluare practica a concentratiei unui amestec praf-aer se poate face pe baza desitatii optice a amestecului.Cand de exemplu un bec de 25 W nu se mai vede la distanta de 2 m,amestecul de praf-aer,care se gaseste intre bec si ochi are o concentratie de aproximativ 40 g /m³.

1.5.PRESIUNEA MEDIULUI

La o concentratie sub 1000 g/m³ presiunea de explozie este dependenta de cea a mediului exterior.Limita inferioara de explozie scade,in functie de presiune de la 100 la 30 g/m³.Limita superioara de explozie este mai puternic influentata de presiune,datorita modificarii echilibrului chimic.

Variatiile de presiune modifica densitatea amestecului si deci au loc schimburi ale concentratiei prafului pe unitatea de volum.Daca,de exemplu,50 grame de praf,cu limita inferioara de explozie de 60 g/m³,sunt dispersate in 0,5 m³ aer la 10 kgf/m²,amestecul nu se gaseste in zona periculoasa,deoarece in conditii normale,concentratia ar fi de 10 g/m³.Daca insa sunt dispersate 25 de grame de praf in 0,5 m³ aer si o presiune de aproximativ 0,450 kgf/m² amestecul ce rezulta devine inflamabil,concentratia efectiva fiind de 83 g/m³.Cresterea presiunii duce la efecte de amploare,presiunea finala este mai mare,actionind in acelasi timp asupra procesorului de aprindere si de ardere a amestecului ca si asupra vitezei de propagare a flacarilor.

1.6.COMPOZITIA MEDIULUI

Concentratia mediului influenteaza asupra presiunii de explozie.Prezenta gazelor inerte in spatii inchise in care se gasesc particule de praf combustibil in suspensie in aer micsoreaza pericolul de explozie si incendiu.Prin inlocuirea partiala a oxigenului din aer cu gaze inerte se ajunge la un volum minim de oxigen,la care pulberea nu mai poate exploda creindu-se asa zisa limita de inertizare.

1.7.TEMPERATURA DE APRINDERE

Aprinderea prafului depus pe suprafetele incalzite este posibila si la temperaturi mai scazute.Cu cit praful depus este mai fin,mai uscat si acumularea de caldura este mai mare,cu atit se aprinde la temperaturi mai scazute.Particulele foarte fine de praf se pot aprinde la o temperatura in jurul a 100˚C.Praful existent in incaperi inchise si incalzite in care temperatura este uniforma,se aprinde de regula la temperaturi mai joase decit cel depus pe suprafetele incalzite.

In general,temperatura de aprindere a prafului depinde de natura lui,de gradul de umiditate si de modul in care se gaseste depus (in straturi sau in suspensie in aer: tabelul VIII.1.7.1).

Tabelul VIII.1.7.1

Parametrii explozivi ai unor prafuri combustibile

In incaperi incalzite,cercetarile referioare la aprinderea prafului cu o granulatie mai mica de 0,063 mm asezata intr-un strat de 20 mm au stabilite urmatoare:

- praful de carbune de fag s-a aprins la 130˚C dupa 41 min;         

- praful de poliester intarit cu fibre de sticla s-a aprins la 230˚C dupa 41 min;

- praful de cauciuc dur s-a aprins la 140˚C dupa 60 min;

- praful de cacao s-a aprins la 180˚C,dupa 122 min.

Temperatura de aprindere a prafului de carbune in functie de grosimea stratului,folosindu-se suprafele incalzite la 200˚C,se arata in tabelul VIII.1.7.2

Tabelul VIII.1.7.2.

Temperatura de aprindere a prafului de carbune in functie de grosimea stratului

Praful in suspensie se aprinde la temperaturi mai ridicate.

Temperatura de aprindere pentru citeva prafuri in suspensie in aer,la o granulatie sub 0,64 mm se arata in tabelul VIII.1.7.3

Tabelul VIII.1.7.3.

Temperaturile de aprindere a unor prafuri in suspensie in aer

1.8.GRADUL DE UMIDITATE

Pe masura ce umiditatea atmosferica creste,aprinderea prafurilor se produce la temperaturi mai ridicate.Daca umiditatea atmosferica intra in reactie cu unele prafuri combustilbile,in urma careia se degaja gaze inflamabile,pericolul de explozie creste.Pericolul se micsoreaza pe timpul prezentei in atmosfera a unor particule de praf anorganic sau a unor gaze inerte ca azot,dioxid de carbon etc.

1.9.INDICELE DE EXPLOZIVITATE

Indicele de explozivitate este definit ca un produs intre sensibilitatea la aprindere si puterea exploziei.

Pentru praful de carbune,sensibilitatea de aprindere si puterea explozie sunt egale cu unitatea.Deci si indicele de explozie in acest caz este egal cu unitatea.

Presiunea dezvoltata in timpul exploziei creste liniar cu presiunea si gradul de turbulenta.O crestere a presiunii initiale cu o atmosfera conduce la o crestere de 75% a presiunii de explozie si cu 45% a raportului de crestere a presiunii in timp.

Avind in vedere indicele de explozivitate,exploziile de praf sunt clasificate conform tabelului VIII.1.9.1.

Tabelul VIII.1.9.1

Clasificarea exploziilor

Se apreciaza ca in conditiile locului de munca,prafurile combustibile cu o granulatie cuprinsa intre 0,5 si 1 mm sunt neexplozive,daca au absorbit o anumita umezeala si in aer se gasesc unele substante inerte.

2.PRAFUL SI PULBEREA DE CARBUNE

Prin praf de carbune se inteleg particulele de carbune cu o granulatie sub 0,5 mm care pot fi antrenate de aer.Particulele mai mari se depun in apropierea sursei de formare,in timp ce cele fine sunt antrenate de curentii de aer sau de ventilatie si evacuare in atmosfera,iar in lipsa aerisirii ramin in stare de suspensie in spatiul incaperii respective.Viteza de depunere depinde de finetea particulelor.De exemplu,viteza de depunere a particulelor de 43 μ este de 6 m/min,iar particulele de 10 μ,vizibile,pentru a se depunde de la inaltimea de 1m au nevoie de 3 min.Particulele mai mici de 10 μ nu se depun in spatiul incaperi industriale.

Temperaturile de aprindere pentru cele mai diferite categorii de prafuri combustibile sunt aratate in tabelul VIII.2.1

Tabelul VIII.2.1.

Temperaturile de aprindere a unor prafuri de carbune

Praful de carbune depus pe diferite instalatii se poate aprinde de la scintei provenite din frecare,sudura sau taiere cu flacara si arde cu incandescenta.Praful de cocs sau de huila nu se aprinde de la scintei,insa sub actiunea de scurta durata a unei flacari el se aprinde si trece in stare de incandescenta,iar dupa indepartarea sursei,in cele mai multe cazuri,starea de incandescenta inceteaza.

Pe linga finetea granulatiei,asupra posibilitatii si usurintei formarii amestecurilor explozive influenteaza si continutul de gudron; cu cit acesta este mai mare,cu atit praful de carbune prezinta pericol mai accentuat de explozie.Praful care contine mai mult de 10% substante volatile se considera exploziv.La depozitarea prafului de carbune in silozuri,pericolul de explozie este marit de prezenta metanului care duce la micsorarea limitei inferioare de explozie.

Exploziile de praf de carbune se produc numai atunci cind nu sunt inlaturate depunerile si suspensiile de praf,curentii puternici de aer si sursele de aprindere.Temperatura care se dezvolta in timpul exploziei este destul de inalta,iar fenomenul exploziei are loc de obicei in trepte.In unele situatii prima treapta a exploziei de praf o constituie rabufnirea.Trecerea de la rabufnire la explozie are loc lin,insa odata cu explozia se declanseaza,se produc efecte mecanice foarte puternice.In cele mai multe cazuri,in urma rabufnirii se produc virtejuri formate din praful depus pe instalatii,masini,piese etc,care formeaza amestecuri explozive susceptibile la explozii in contact cu o sursa de aprindere de capacitate corespunzatoare.

In mine,exploziile prafului de aer carbune se propaga deseori de-a lungul galeriilor,cu atit mai mult cu cit viteza flacarilor si cresterea presiunii sunt mai puternice.

Propagarea exploziilor se face mult mai violent in galerii de mine decit la suprafata solului.O initiere puternica duce la raspindire rapida a flacarilor,putind aparea cresteri de presiune sub forma de unde de soc.Domeniul exploziilor puternice in galerii incepe la viteze ale flacarilor de 180 m/s.

Una dintre cele mai importante proprietati ale prafului de carbune o constituie tendinta lui spre autoaprindere in timpul depozitarii.Initierea si dezvoltarea fenomenului de autoaprindere se datoreste absortiei de oxigen din aer,care determina initial o autoincalzire si apoi trecerea in autoaprindere,in special cind caldura produsa de oxidare este evacuata insuficient.Indiferent de natura prafului de carbune,intensitatea absortiei de oxigen depinde,in mare masura de proprietatile sale fizice si chimice,precum si de o serie de factori externi,printre care cei mai influenti sunt: temperatura ambianta,inaltimea stratului de carbune depozitat,curentii de aer,condiitile meteorologice etc.

Praful de carbune provenit din carbunele proaspat prezinta o tendinta mai mare la autoaprindere,decit cel depozitat de mai multa vreme,aceasta datorindu-se expunerii indelungate la actiunea oxigenului din aer.Tendinta marita spre autoaprindere prezinta si praful de carbune in stare de bulgari.

Cu cit granulatia este mai fina,cu atit procesul de oxidare se produce mai usor.

3.PRAFUL DE LEMN

Particulele cele mai fine de praf de lemn pot forma cu aerul amestecuri explozive.Pericolul formarii acestor amestecuri creste daca praful depus este uscat si se turbioneaza.Particulele fine de praf se formeaza la masinile care folosesc viteze mari de lucru si inspecial la cele de slefuire.

Pericolul formarii unor amestecuri explozive nu este inlaturat chiar daca particulele fine de praf de lemn se amesteca cu altele mai grosiere sau chiar cu talas.

In cazanele de abur,ale caror focare sunt alimentate cu talas si praf de lemn,in anumite conditii este posibila producerea unor rabufniri.Cazurile cele mai frecvente apar la turbionarea in focare a prafului de lemn uscat sau a unui amestec de praf cu talas la venirea in contact cu flacara sau cu peretii incandescenti ai focarului.Rabufnirile in focare pot declansa explozii in buncare,cu efecte dinamice pronuntate.

Caracteristicile prafului de lemn care determina pericolul de incendiu se arata in tabelul VIII.3.1.

Tabelul VIII.3.1.

Caracteristicile prafului de lemn care determina pericolul de incendiu

Dintre toate prafurile de lemn,cel mai exploziv este cel cu dimensiunea particulelor sub 100 mμ.La aceasta dimensiune limita inferioara de explozie este de aproximativ 40 g/m³.

Presiunea maxima de explozie se inregistreaza la densitatea norului de praf de circa 300 g/m³.Pentru particulele cu dimensiunea de pina la 100 mμ,presiunea de explozie este de 4,1 – 4,8 kgf/cm².La o asemnea concentratie,praful de lemn prezinta cea mai mare capacitate de explozie.Forta exploziei dezvoltata in acest caz poate sa distruga utilajul si elementele de constructie.

Explozia se produce numai la un anumit raport intre temperatura sursei de aprindere si densitatea norului de praf,deoarece posibilitatea transferul de caldura de la un strat la altul este determinata de o anumita distanta critica intre particulele de praf.

Praful de lemn supus incalzirii timp indelungat la o temperatura de 100˚C se carbonizeaza si formeaza asa numitul carbune piroforic care in contact cu aerul se autoaprinde.

4.PRAFUL DE ZAHAR

Granulele cu dimensiuni de peste 0,25 mm nu sunt explozive.Cele cu dimensiuni sub 0,2 mm,care reprezinta 1-3% dintr-un amestec de praf de zahar se pot aprinde numai in cazul prezentei unei surse violente de aprindere.Energia unei scintei cu o lungime de 4mm nu este sufiecienta pentru a provoca o astfel de aprindere.Granulele de zahar de peste 0,2 m depuse pe instalatiile de transport sau pe peretii incaperilor nu favorizeaza propagarea exploziei.

Posibilitatea aparietiei de explozie in lant apare numai la granule sub 0,25 mm si la concentratii minime de 30 g/m³.

In incaperile mici,exploziile se propaga cu viteze de peste 200 m/s; presiunea de explozie pe pereti este relativ redusa.

La unele fabrici de zahar s-au obtinut urmatoarele masuratori: la nivelul platformei rotative de incarcare in siloz,continutul de praf de zahar a fost de 312 mg/m³,cu structura granulometrica de: 63% de la 0-5 μ si 35% de la 5-10 μ.In interiorul turnului central continutul de praf al aerului a fost in medie de 70,8 mg/m³ cu 90% de la 0-5 μ,umiditatea relativa a aerului fiind de 39-40%.In sala de conditionare a zaharului s-a gasit un continut de 123 mg/m³,dimensiunile granulelor de 0-5 μ fiind de peste 90%,la o umiditate relativa a aerului de 43-59%.In celelalte incaperi,continutul de praf in aer a fost de 7-141 mg/m³,iar umiditatea relativa de 44-71%.Deci,in locurile studiate nu este pericol de explozie.Limita inferioara de explozie a prafului de zahar este de 20g/m³,dupa unele surse 17,5 g/m³.La limita superioara de explozie,practic nu se poate ajunge,ea avind valoarea de 135 g/m³ dupa unele surse 262 g/m³.

Presiunea care se formeaza in urma exploziei amestecului de praf de zahar-aer este de 4 kgf/cm²,ea crescind odata cu finetea si cu marimea suprafetei specifice a particulelor de praf,iar temperatura de explozie de 540-645˚C.Se considera ca sursa posibila de aprindere orice corp a carui temperatura depaseste 360˚C.Fenomenul de aprindere este influentat si de faptul ca prin incalzire la 135˚C se descompunea treptat,iar daca incalzirea este de durata,apare o pojghita de zahar topit,care se aprinde instantaneu in cazul unei oxidari intense.

Energia necesara pentru aprinderea pulberii de zahar variaza,in functie de granulatie si de alti parametrii,intre 10 si 16 mJ,ea fiind sub cea a scinteilor provocate de scurtcircuite.Pentru praful de zahar in urma descarcarilor electrostatice este neceasar un gradient de 60 kV/cm,iar acelui sub forma de nor-un gradient de minimum 10 kV/cm³.

Praful de zahar depus sub straturi prezinta pericol: de pe o parte,el poate izola sarcinile electrostatice urmate in conducte,masini etc. impiedicind conducerea electricitatii in pamint,iar pe de alta parte,creterea stratului de praf depus duce la dezvoltarea incendiului si exploziei,deoarece in acest caz exista posibilitatea alimentarii incendiului cu o cantitate mai mare de praf.

Praful de zahar in atmosfera poate da nastere la o serie de explozii in lant.

La limita inferioara de explozie a prafului de zahar (20 g/m³) vizibilitatea este de 1 m,iar la 50 g/m³ lumina data de o lampa de 25 W nu mai poate fi vazuta clar de la o distanta de 3 m.

Temperatura de aprindere a prafului de zahar este de 410˚C.

5.PRAFUL DE CEREALE SI DE FAINA

Marimea particulelor de faina prezinta oscilatii mai mici decit cea a particulelor de zahar,deoarece insasi tehnologia de fabricatie impune separarea pe marimi prin cerneri repetate.Particulele cu pericol de explozie au intotdeauna dimensiuni mai mici de 100 μ.Praful de cereale si de tarite este mai periculos decit praful de faina.In cazuri cu totul deosebite,faina proaspata de griu si de secara poate sa produca explozii si rabufniri.Pericolul de explozie a prafului de moara creste in lunile calduroase,cind particulele fine se usuca complet si scade pe vreme umeda. Intervalul de explozie al prafului de cereale si de faina,practic,este cuprinsa intre 20 si 2000 g/m³.

La 100 g/m³ s-a constat o presiune de explozie de 1,5 kgf/cm²,iar la 500 g/m³ de 2,8 kgf/cm².

Concentratiile de praf cele mai mari se produc,in general la insacuirea produselor finite si a deseurilor,scuturarea si repararea sacilor,incarcarea in vagoane a corpurilor straine,a taritelor si fainii,precum si silozurile de griu.

Temperatura de aprindere a particulelor de faina in suspensie este de 400-500˚C.

Intr-un depozit de faina pericolul de explozie se poate constata practic,dupa vizibilitatea existenta.Astfel,in momentul cind nu se mai vede la o distanta de peste 1 m,in conditii de iluminatie normala,inseamna ca s-a depasit limita inferioara de explozie.

Prezenta de picaturi de ulei mareste pericolul de incendiu,usurind aparitia unor autoaprinderi la temperaturi scazute de 200-230˚C.

Sursele cele mai frecvente care pot genera explozii in industria moraritului le constituie caldura degajata prin frecarea lagarelor masinilor la mersul in gol al valturilor si scinteile formate in urma patrunderii corpurilor metalice in valturi.Majoritatea exploziilor sunt insotite de incendii.

Electricitatea statica generata de frecari la curelele de transmisie reprezinta,de asemenea,sursa a numeroase incendii si explozii.S-au inregistrat tensiuni de 13000 V la curelele valurilor cu latimea de 130 mm.Situatii similare se produc la instalatiile de transport pneumatic,daca conductele metalice nu sunt legate la pamint.

6.PRAFUL DE AMIDON

Praful de amidon dupa unii specialisti este mai putin exploziv decit cel de faina,el avind limita inferioara de explozie de 22 g/m³,la o umiditate relativa sub 8%,particulele fiind in marea majoritate sub 60 μ.

Amidonul de orez,dat fiind continutul lui relativ mare de cenusa,este mai putin periculos decit amidonul de griu sau cel de porumb.

Dupa pericolul de explozie,si incendiu pe care il prezinta,s-a stabilit urmatoarea succesiune a felurilor de amidon: de porumb,de griu,de orez,de secara si cartofi.

7.PRAFUL DE MATERIALE PLASTICE

particulele de materiale plastice in stare fin divizata in suspensie de aer,in anumite concentratii,prezinta pericol de explozie.In general,particulele sub 77 μ prezinta cel mai mare pericol de explozie,intervalul de explozie fiind destul de larg.

Temperaturile degajate in urma exploziilor amestecurilor de praf de material plastic – aer sunt mai scazute decit cele de gaze; de asemenea viteza de ardere si cea de crestere a presiunii sunt mai reduse,deoarece arderea particulelor constituie o reactie de suprafata.Explozia prafului fin (sub 10 μ) se produce ca si la gaze.

In tabelul VIII.7.1 sunt dati indicii de pericol de explozie pentru unele prafuri combustibile din materiale plastice.In general se folosesc pulberi de materiale plastice in amestec cu pigmentii.Aceste amestecuri sunt adesea topite apoi macinate,pina la obtinerea unei pulberi fine ale carei dimensiuni pot ajunge la 180 μ.

Pulberile de materiale plastice,datorita suprafetei lor specifice foarte mari,reactioneaza puternic cu oxigenul din aer.Ele se topesc inainte de a ajunge la incandescenta.

Tabelul VIII.7.1

Indicii pericolului de explozie pentru unele prafuri materiale plastice

Prafurile plastice incalzite pot degaja gaze de pirogenare combustibile,care formeaza cu aerul amestecuri explozive.In cazul unei incalziri excesive,practic,toate pulberile plastice degaja gaze inflamabile.Punctul de pirogenare indica temperatura la care se degaja o anumita cantitate de gaze,incit amestecul acestora cu aerul se poate aprinde.

8.PRAFUL DE TEXTILE

Praful de textile este format,aproape in majoritatea cazurilor,din particule foarte fine.Intr-un gram de praf de bumbac,exista,de exemplu,peste 3.000.000 particule mai mici de 50 mμ.

Particulele fine se sedimenteaza cu o viteza redusa (0,003-50 cm/s) si cu o miscare uniforma.Viteza de sedimentare a particulelor mai mici de 5 mμ este independenta de greutatea specifica.

Particulele fine de textile in suspensie in aer raman nemiscate timp de aproape 24 h.

In inteprinderile de profil,praful de bumbac se poate gasi sub forma de aerosoli cind particulele sunt mici si in cantitate redusa si depus local pe masini si in jurul lor,acestea fiind relativ in cantitati mari.In industria textila locurile cu cel mai mare pericol de explozie sunt canalele de evacuare a prafului,de unde se poate transmite si in alte spatii.

9.NEGRUL DE FUM

Particulele de negru de fum au o suprafata specifica foarte mare (1 g de negru de fum are o suprafata de 10 pina la 250 m²),motiv pentru care procesul de oxidare pe unitatea de volum poate fi destul de intens.In aceasta situatie,din cauza transmisiei slabe a caldurii se poate ajunge la autoaprindere,fenomen care mai este accelerat si de existenta unor compusi piroforici sau de descompunere incompleta a materiei prime carbonice,care este absorbita la suprafata particulelor de negru de fum.

Autoaprinderea negrului de fum este consecinta actiunii reciproce dintre suprafata carbonului si oxigenul din aer.Cea mai mare activitate o au atomii de carbon care au libere legaturile de valenta.

Daca temperatura pe timpul procesului tehnologic este de 270-300˚C,autoaprinderea este posibil sa se produca dupa 5-10 min.

10.PRAFUL DE SULF

Sulful fiind divizat,produs in decursul macinarii si pulverizarii,este periculos la explozie.Sulful se deosebeste de majoritatea prafurilor combustibile intilnite in industrie prin aceea ca prezinta un punct de inmuiere relativ scazut si un punct de aprindere oarecum redus.

In functie de puritate,sulful se topeste la temperatura de 119˚C sau la o temperatura mai redusa.

Temperatura de aprindere a norilor de praf de sulf este mai mare de 119˚C.

Praful de sulf macinat „fractiunea 150 mμ”,in stare de suspensie in aer,are limita inferioara de explozie 17,6 g/m³.

Prin adaugare de praf inert de caolin,in proportie de 65%,amestecul nu prezinta pericol pina la concentratia de 176 g/m³.

Sulful formeaza amestecuri explozive cu substante oxidante ca azotati,clorati,perclorati.

11.PRAFURI SI PULBERI COMBUSTIBILE FOLOSITE IN INDUSTRIA CHIMICA SI FARMACEUTICA

In industria chimica si farmaceutica se folosesc pulberi,care datorita proprietatilor lor combustibile,prezinta pericol de incendiu si explozie cind nu se respecta masurile de prevenire a incendiilor pe timpul depozitarii si manipularii.Unele dintre aceste prafuri si pulberi se aprind usor,chiar de la un chibrit cum este de exemplu acetatul de celuloza (temperatura de aprindere 320˚C),altele se descompun prin incalzire si marea majoritate formeaza amestecuri explozive cu intervalul de explozie cuprins intre 5 si 192 g/m³.

Una din cauzele cele mai frecvente este descarcarea electrostatica.Ea poate sa produca pana la 40% din totalul incendiilor si exploziilor provocate in mediile praf-aer de materiale plastice.

Mai in detaliu,caracteristicile care determina pericolul de incendiu si explozie,pentru principalele pulberi (prafuri) de substante chimice folosite in industria chimica si farmaceutica,se arata in anexa 2.

12.COMBATEREA EXPLOZIILOR DE PRAFURI COMBUSTIBILE

Exploziile de prafuri combustibile pot fi inlaturate daca se iau urmatoarele masuri: eliminarea amestecului exploziv,eliminarea surselor de aprindere si suprimarea exploziilor incipiente.

Singura cale,universala aplicabila,este aceea de a se insista asupra intretinerii si bunei organizari a locului de munca,evitandu-se prezenta prafurilor combustibile in stare libera.

Daca praful este un produs secundar nedorit,o ventilatie fortata il poate indeparta din zonele cu pericol de incendiu si explozie.

O solutie eficace este aceea de a se lucra sub limita inferioara de explozie a prafului.Acest lucru nu este atit de simplu pe cit s-ar parea la prima vedere,din cauza necunoasterii la toate substantele a limitei inferioare exacte de explozie.