Um dos perigos na produção industrial é a poeira combustível, que cria um ambiente potencialmente explosivo. As pessoas podem subestimar o seu perigo até que este provoque uma explosão com perda de vidas e destruição.
Vamos descobrir o que é a poeira combustível e como proteger o equipamento industrial e o pessoal do seu efeito negativo. Consideremos os parâmetros do seu risco de explosão.
O que é a poeira combustível
- As poeiras combustíveis (PC) são partículas sólidas com um tamanho nominal de 500 µm ou menos. Quando combinadas com o ar à pressão atmosférica e à temperatura normal, podem formar uma mistura explosiva. Exemplos: farinha de arroz e de trigo, especiarias, ácido ascórbico, alumínio.
- Partículas e fibras voláteis combustíveis (CVP) com as mesmas propriedades que as poeiras combustíveis, mas com dimensões superiores a 500 µm. Exemplos: algodão e polpa de algodão, rayon, viscose. HFO também se refere a "poeiras".
- Meio explosivo de poeiras - uma mistura de HF e/ou HLF com ar em condições atmosféricas, na qual uma chama auto-sustentada se propaga após a ignição.
A norma internacional IEC 60079-10-2:2015 separa os três termos:
Problemas de riscos de explosão de produtos no processo de produção
A poeira é um efeito secundário inevitável de vários processos tecnológicos. É gerada durante o processamento e transporte de madeira, metais ou matérias-primas vegetais; a produção de medicamentos a partir de ingredientes em pó. As misturas poeiras-ar são susceptíveis de explodir.
- amido
- algodão
- açúcar
- farinha
- leite em pó
- alho
- milho
- carvão vegetal
- lactose
- ácido ascórbico
- alumínio
- zinco
- fuligem
- polipropileno
Exemplos de produtos potencialmente explosivos:
As poeiras tornam-se perigosas se formarem uma nuvem com uma concentração de partículas combustíveis suficiente para criar um ambiente explosivo. Este problema é particularmente grave em espaços confinados.
As camadas de HP são perigosas sem criar uma nuvem quando em contacto com uma superfície aquecida ou uma fonte de calor. Podem auto-inflamar-se e provocar incêndios no equipamento.
Condições de explosão (pentágono)
As poeiras constituem sempre um perigo. Se um meio explosivo (mistura de HFO ou HLF com gases oxidantes) e uma fonte de iniciação (chama, descarga eléctrica, faísca) se encontrarem num espaço confinado, ocorrerá uma explosão. O processo é ilustrado na figura.
- a sua concentração tiver caído para o intervalo explosivo, por exemplo, se se tiver formado uma nuvem quando o equipamento for ligado após uma longa interrupção;
- existe oxigénio suficiente ou outro agente oxidante;
- entrou em contacto com a fonte do fogo.
Uma mistura poeira-ar explode quando se verificam várias condições:
Ocorrem frequentemente explosões primárias e secundárias. A explosão primária é causada por uma pequena quantidade de pó ou fibras combustíveis e expele outras partículas sólidas para o espaço. Estas, por sua vez, entram em contacto com o oxidante e a chama, provocando a segunda explosão, que é mais destrutiva e poderosa. O processo é rápido, pelo que a sequência nem sempre é visível.
Parâmetros de perigo de explosão do produto
A combustibilidade das poeiras indica a probabilidade de ignição, mas não a probabilidade de explosão. A probabilidade de explosão depende da tecnologia de produção do produto em causa.
A escolha da proteção contra explosões de poeiras depende dos parâmetros de risco de explosão das poeiras. Estes, por sua vez, são determinados por várias características, incluindo a dispersão e a concentração. A sua relação determina o risco de explosão da HP.
A dispersibilidadeé o grau de refinamento de um produto. Quanto mais pequenas forem as partículas, maior será a área de superfície total da substância. Por sua vez, isto afecta a atividade química e física da poeira, a sua dispersão no ar. As partículas mais pequenas reagem mais rapidamente com os agentes oxidantes e têm menos probabilidades de se depositarem na superfície.
A concentração éa relação entre a massa de pó e o volume de ar (g/m3). A temperatura de ignição está relacionada com este parâmetro. Cada tipo de HP tem o seu próprio intervalo de concentração explosiva, com limites superiores e inferiores.
Quanto mais pequenas forem as partículas combustíveis, menor é o seu conteúdo que pode provocar uma explosão. Existe também uma dependência da forma das partículas. As partículas esféricas oxidam mais lentamente do que as partículas irregulares.
- de dispersibilidade;
- formas de partículas;
- o teor de humidade do GP;
- gama de concentrações explosivas;
- do teor dos retardadores de chama.
O risco de explosão dos GP depende de:
Não existem guias prontos para os riscos de explosão dos pós numa determinada produção, porque estes dependem de várias condições. Para conhecer os riscos, são necessários testes laboratoriais profissionais. Nos testes ATEX.CENTER, as amostras de HP são inflamadas e explodidas em condições controladas. Todo o processo é medido e analisado.
Avaliação do risco de explosão do produto
- Ensaios de poeiras.
- Auditoria de segurança contra explosões de instalações e equipamentos.
Para conhecer os riscos de uma produção individual, são efectuados dois procedimentos:
A classe de explosão das poeiras geradas no processo de produção pode ser determinada através de ensaios laboratoriais. Isto determinará a escolha do sistema de proteção contra explosões para o equipamento. É possível selecionar o sistema de proteção contra explosões sem realizar um ensaio de explosão de poeiras com base nos dados de referência disponíveis, mas no caso de um grande volume de requisitos de proteção contra explosões de poeiras, a seleção do sistema de proteção contra explosões será imprecisa. É como selecionar o tratamento de um médico sem um exame.
Os especialistas medem e calculam os seguintes indicadores-chave para determinar os parâmetros de risco de explosão:
LIE - limite inferior de concentração de propagação de chama por mistura ar-ar. Indica a concentração mínima da mistura poeira-ar para a combustão.
ICPD - limite superior de concentração da propagação da chama numa mistura ar-ar. Quanto maior for a gama de NCPP e ICPP, mais explosiva é a mistura poeira-ar.
Pmax - pressão máxima aquando da explosão.
(dP/dt)max é a taxa máxima de aumento da pressão de explosão.
Kst - índice de gravidade da explosão de combustão (índice de perigo de explosão)..
Ver quadro para as classes de risco de explosão dos GP.
| Classe | Valor Kst, bar*m/s | A força da explosão | Exemplos de substâncias |
|---|---|---|---|
| St0 | 0 | Não | Poeiras de soldadura |
| St1 | 0-200 | Fraco | Leite em pó; açúcar; zinco |
| St2 | 200-300 | Forte | Celulose, PMA |
| St3 | a partir de 300 | Muito forte | Pós de titânio e magnésio |
Para determinar Kst e Pmax, é necessária uma "explosão controlada". Isto só pode ser efectuado com segurança em condições laboratoriais. Fazemo-lo nos nossos parceiros, os principais institutos europeus de explosões.
A auditoria ajuda a identificar e a assinalar os locais nas instalações de produção onde se verificam acumulações de SH; clarifica o volume e a natureza da formação da mistura poeiras-ar - permanente ou temporária. Estas zonas são classificadas de acordo com o grau de perigo. Isto é necessário para determinar as áreas onde a proteção contra explosões deve ser instalada.
É preferível que uma auditoria seja efectuada por uma organização especializada, como a ATEX.CENTER. As acumulações de pó nem sempre podem ser encontradas visualmente, porque também podem estar dentro do equipamento. Por este motivo, a auditoria é realizada por especialistas em proteção contra explosões, juntamente com o pessoal técnico do cliente responsável pelo processo específico.
Acções em caso de perigo de explosão do produt
- Se possível, evitar a formação de camadas e acumulações de produto;
- eliminar as fontes de ignição;
- se necessário, fornecer ao pessoal vestuário resistente ao fogo;
- instalar sistemas de proteção contra explosões quando não for possível eliminar completamente os GP.
O proprietário do processo deve desenvolver e aplicar medidas de proteção das pessoas e do equipamento:
A ATEX.CENTER oferece uma gama completa de serviços para a proteção da produção contra explosões. Efectuamos testes SE, realizamos auditorias, desenvolvemos medidas de proteção para si, se necessário, oferecemos soluções e fornecemos o equipamento necessário. O nosso centro de peritos é um parceiro oficial da RSBP spol. s r.o., o principal fabricante europeu de sistemas de proteção contra explosões.
Pode encomendar um projeto chave-na-mão de proteção contra explosões de misturas poeiras-ar ou trabalhos individuais.