Industriële stofexplosies vormen een ernstig gevaar dat zich in verschillende industriële omgevingen kan voordoen. Deze gebeurtenissen kunnen uitgebreide schade aan eigendommen, apparatuur en zelfs het leven van operators veroorzaken. Om het risico op stofexplosies te minimaliseren, moeten industriële fabrikanten de oorzaken, ontvlambaarheid van stof en de (ATEX) regelgeving en normen goed begrijpen die van toepassing zijn op industriële stofexplosies. In deze blog bespreken we verschillende stofexplosieveiligheidsonderwerpen, waaronder:
- Waardoor ontstaan stofexplosies in de procesindustrie
- Explosieveiligheid bij brandbare stoffen
- Waarom is explosieveiligheid belangrijk voor industriële fabrikanten
- Wat is ATEX?
- Hoe bepaal je de ontvlambaarheid van een industriële stof?
- Hoe meet je het potentiele gevaar van een stofexplosie?
- Hoe kan je de gevolgen van industriële stofexplosies verminderen
- De best mogelijke oplossingen om de effecten van stofexplosies te verminderen
Waardoor ontstaan stofexplosies in de procesindustrie
Stofexplosies kunnen in verschillende industriële omgevingen voorkomen. Deze gebeurtenissen worden meestal veroorzaakt door de ontsteking van een brandbare stofwolk in een afgesloten ruimte. Dit kan worden veroorzaakt door een aantal bronnen, waaronder vonken, open vuur of elektrische stromen. Bovendien kunnen stofexplosies in de procesindustrie ook optreden als gevolg van onjuiste stofafzuiging, ventilatie, ontoereikende onderdrukkingssystemen of de ophoping van stof op oppervlakken door gebrek aan bronafzuiging.
Het gebruik van standaard stoffilters resulteert vaak in onder- of overextractie als gevolg van ongebalanceerde emissiebeheersing. Vooral voor grotere sites en complexere productieprocessen zullen gestandaardiseerde oplossingen niet volstaan. De explosierisico’s zijn niet te overzien en het zou niet de eerste keer zijn dat het nieuws melding maakt van een chemische explosie, gevaarlijke meelstofbom of suikerstofexplosie.
Om het risico op een stofexplosie te verminderen, moeten fabrikanten maatregelen nemen om ervoor te zorgen dat potentiële ontstekingsbronnen worden geëlimineerd en dat er goede stofafscheidingssystemen met onderdrukkingssystemen aanwezig zijn.
Explosieveiligheid bij brandbare stoffen
Explosieveiligheid is essentieel voor de procesindustrie. Stofexplosies kunnen uitgebreide materiële schade veroorzaken als ze niet goed worden gecontroleerd of voorkomen. De eerste stap in de beheersing van stofexplosies is het identificeren van de potentiële ontstekingsbronnen in de omgeving. Dit omvat alle bronnen van warmte, vonken, open vuur of elektrische stromen. Zodra deze bronnen zijn geïdentificeerd, moeten fabrikanten stappen ondernemen om het risico op een stofexplosie te verminderen. Dit omvat het volgen van veilige werkmethoden, zoals het vermijden van activiteiten die stofwolken veroorzaken en het weghouden van brandbaar stof uit de buurt van ontstekingsbronnen. Weten hoe je een effectief stoffiltratiesysteem kunt selecteren, helpt ook bij een goede preventie van stofexplosies.
Waarom is explosieveiligheid belangrijk voor industriële fabrikanten
Het belang van stofexplosieveiligheid voor industriële fabrikanten kan niet worden overschat. Om het risico op een stofexplosie te verminderen, moeten fabrikanten de ATEX-richtlijn, de ontvlambaarheid van stof, begrijpen en passende maatregelen nemen om het risico op een stofexplosie te verminderen. Dit omvat het volgen van veilige werkmethoden, het installeren van de juiste ontstoffingssystemen en onderdrukkingssystemen. Daarnaast kan ventilatie en het regelmatig inspecteren van apparatuur op potentiële ontstekingsbronnen belangrijk zijn. Het belang van het selecteren van de juiste, ATEX Certified Equipment wordt vaak over het hoofd gezien.
Wat is ATEX?
ATEX is een afkorting voor ‘ATmosphere Explosible’. Ook wordt de naam ATEX gebruikt voor twee Europese richtlijnen (ATEX 153 en ATEX 114) met betrekking tot explosieveilige elektrische plaatsing en mechanische apparatuur. De ATEX-richtlijn, ook bekend als de ’94/9/EG-richtlijn’, is een reeks voorschriften van de Europese Unie die zijn opgesteld om de effecten van industriële stofexplosies te minimaliseren.
De ATEX-richtlijn bevat veiligheidseisen voor alle elektrische en niet-elektrische apparatuur die wordt gebruikt op Europese locaties waar explosieve atmosferen aanwezig kunnen zijn. Dit omvat gebieden of ‘zones’ met brandbaar stof, vloeistoffen of gassen. De ATEX-richtlijn wordt geïmplementeerd door het gebruik van certificeringen en testprocedures om ervoor te zorgen dat apparatuur is ontworpen en gebouwd om aan de veiligheidseisen te voldoen.
ATEX apparaten en systemen zijn vaak erg prijzig. Daarom is het voor veel spelers in de procesindustrie erg interessant om te kijken naar hoe de ATEX zone kleiner gemaakt kan worden. In het webinar ‘Reduceren Explosie Zonering’, bespreken we hoe JOA dankzij ‘Bron Eliminatie’ en ‘Bronafzuiging’ zorgt voor minder benodigde kosten voor ATEX apparatuur. De term ATEX duidt gevaarlijke stoffen aan zoals explosieven, maar ook stof. Het stelt eisen aan bedrijven die in deze omgevingen explosiegevaarlijke materialen hanteren of vervoeren. Het is logisch dat bedrijven verplicht zijn om haar werknemers te beschermen tegen dit explosiegevaar.
Hoe bepaal je de ontvlambaarheid van industrieel stof?
Om de ontvlambaarheid van stof te bepalen, moeten industriële fabrikanten eerst het classificatiesysteem voor brandbaar stof begrijpen. Het classificatiesysteem voor brandbaar stof is verdeelt in vier categorieën:
- Klasse 1 (verwijderbaar stof)
- Klasse 2 (niet-verwijderbaar stof)
- Klasse 3 (steriel stof)
- Klasse 4 (ontvlambaar stof).
Elk van deze categorieën heeft verschillende eigenschappen en kenmerken die bepalen hoe het zou reageren op een ontstekingsbron. Stof van klasse 1 is bijvoorbeeld het meest explosief, terwijl stof van klasse 4 het minst explosief is. Zodra een fabrikant het type stof heeft geïdentificeerd, kunnen de eerste stappen worden ondernomen om het risico op een stofexplosie te verminderen.
Hoe meet je het potentiele gevaar van een stofexplosie?
Er zijn veel parameters om de potentiële impact van een stofexplosie te evalueren. Deze parameters staan hieronder samengevat:
- Kst-waarde: gebruikt voor het meten van de maximale drukstijging of drukstijgsnelheid. Het meet de relatieve ernst van een stofexplosie
- Pmax: gebruikt om de maximale druk aan die ontstaat bij een explosie
- MIE & MEC: gebruikt voor de minimale energie (minimum ignition energy) die nodig is om te ontbranden en voor de kleinste hoeveelheid stofconcentratie (minimum explosible concentration) die nodig is om een explosie te veroorzaken
- MESG: Staat voor Maximum Experimental Safety Gap. Wordt gebruikt om ontvlambare gassen te classificeren.
- TLayer: meet de dikte van de stoflaag die nodig is voor een explosie
- T5mm: De minimumtemperatuur die nodig is om een bepaald stof te laten ontbranden
- Pred: bepaalt de maximale drukstijging die tijdens een explosie kan worden geproduceerd
Alle bovenstaande termen worden gebruikt om het potentieel voor een stofexplosie te evalueren en om de meest effectieve mitigatiestrategieën te identificeren. Bovendien kunnen ze allemaal worden bepaald door middel van testen of door wiskundige modellen. Door deze parameters te begrijpen, kunnen industriële fabrikanten stappen ondernemen om het risico op een stofexplosie te verminderen en de veiligheid van hun machines en personeel te waarborgen.
Wat is een Kst-waarde?
De afkorting staat voor: ‘K’, een wiskundige afkorting voor een constante en ‘st’ staat voor ‘staub’ – het Duitse woord voor stof. De Kst-waarde is een internationaal overeengekomen snelheid van drukstijging. Het is een van de parameters die de mogelijke ernst van een stofexplosie uitdrukt. Dat betekent dat verschillende poeders/stoffen verschillende explosierisico’s hebben. Dit kan worden berekend met behulp van de fomule:
Kst = (dP/dt)max * V1/3 .
We classificeren poeders in groepen, ook wel ‘St-klassen’ genoemd, als volgt:
Poeder Classificatie | Kst Waarde [bar.m/s] [bar .m/s] | Toelichting |
St0 | 0 | Niet explosief |
St1 | 1-200 | Zwakke explosie |
St2 | 201-300 | Sterke explosie |
St3 | >300 | Zeer Sterke explosie |
Wat is PMax-waarde?
Pmax is de maximale druk (P) die kan worden geproduceerd door een stofexplosie. Het is een kritieke parameter voor de veiligheid van stofexplosies, omdat de omvang van de druk die door een explosie wordt geproduceerd, kan leiden tot uitgebreide schade aan apparatuur.
PMax-waarden worden bepaald door middel van testen of door wiskundige modellen te gebruiken om de explosieve druk van een stofwolk te voorspellen. Bij het ontwerpen van systemen voor stofexplosieveiligheid is het belangrijk om rekening te houden met de PMax-waarde van het stof om ervoor te zorgen dat het systeem geschikt is.
Zodra een explosie begint, wordt warmte geproduceerd die leidt tot een toename van de druk. Pmax wordt daarom gemeten door een materiaal te dispergeren in een bolvormige testkamer van 20 liter. De Pmax-waarde wordt gemeten met de fundamentele onveranderde vergelijking: PMAX = (tJ – tA).
Wat is MIE &MEC?
Minimale ontstekingsenergie (Minimal Ignition Energy) is de minimale energie die nodig is om een stofwolk te ontsteken. MIE is een belangrijke factor voor de veiligheid van stofexplosies, omdat het wordt gebruikt om het potentieel voor een stofexplosie te evalueren en de meest effectieve ontstekingspreventiemethoden te identificeren. MIE kan worden gemeten met behulp van verschillende testmethoden en is belangrijk voor het begrijpen van de ontvlambaarheid van een stof.
MEC staat voor ‘Minimum Explosive Concentration’. Dit heeft betrekking op de kleinste hoeveelheid stof in de lucht die kan ontbranden om een explosie te veroorzaken. Deze waarde wordt ook vaak LEL (Lower Explosive Limit) genoemd. Deze informatie kan gebruikt worden om preventieve methodes tegen stofexplosies te ontwikkelen.
Wat is MESG?
De ‘Maximum Experimental Safety Gap’ is een gestandaardiseerde meting van hoe gemakkelijk een gasvlam door een smalle opening gaat die wordt begrensd door warmte absorberend metaal. De MESG classificeert ontvlambare gassen voor het ontwerp of de selectie van elektrische apparatuur of vlamdovers in explosiegevaarlijke omgevingen. Veel voorkomende voorbeelden van brandbare gassen zijn Acetyleen, Waterstof, Ethyleen en Propaan.
Wat is T-Layer?
De laagdikte (‘T’ Laag) is de dikte van de stoflaag die nodig is om een stofexplosie te laten plaatsvinden. TLayer is een belangrijke parameter voor de veiligheid van stofexplosies, omdat het wordt gebruikt om het potentieel voor een stofexplosie te evalueren en de meest effectieve mitigatiestrategieën te identificeren. TLayer kan worden bepaald door middel van testen of door middel van wiskundige modellen.
Wat is T5mm?
T5mm is de minimumtemperatuur waarbij een stofwolk zal ontbranden. T5mm is een belangrijke parameter voor de veiligheid van stofexplosies, omdat het kan worden gebruikt om het potentieel voor een stofexplosie te evalueren en de meest effectieve ontstekingspreventiemethoden te identificeren. T5mm wordt meestal bepaald door middel van testen of door wiskundige modellen.
Wat is Pred?
Verlaagde druk, of ‘Pred’ is de maximale snelheid van drukstijging die kan worden geproduceerd door een stofexplosie. Pred is een belangrijke parameter voor de veiligheid van stofexplosies, omdat het kan worden gebruikt om het potentieel voor een stofexplosie te evalueren en de meest effectieve onderdrukkingsmethoden te identificeren. Pred wordt meestal bepaald door middel van testen of door wiskundige modellen.
Hoe kan je de effecten van industriële stofexplosies verminderen
Om het risico op een stofexplosie te verminderen, moeten industriële fabrikanten de oorzaken, ontvlambaarheid van stof en de codes en normen die van toepassing zijn, begrijpen. Dit omvat de volgende acties:
- veilige werkpraktijken / housekeeping
- het installeren van de juiste stofafzuig-, ventilatie- en onderdrukkingssystemen, afgestemd op uw behoeften
- het regelmatig inspecteren van apparatuur op potentiële ontstekingsbronnen.
Door deze richtlijnen te volgen en zich te houden aan de ATEX-richtlijn, kunnen fabrikanten de effecten van industriële stofexplosies verminderen. Lees meer over Hoe een effectief industrieel ontstoffingssysteem te selecteren.
Bepaalde stofdeeltjes hebben meer kans om te ontbranden dan andere, en het begrijpen van het brandbaarheidsclassificatiesysteem kan fabrikanten helpen het type stof waarmee ze te maken hebben te identificeren en weloverwogen beslissingen te nemen als het gaat om stofexplosieveiligheid. Door de oorzaken van stofexplosies te begrijpen en passende maatregelen te nemen om het risico op een stofexplosie te verminderen, kunnen industriële fabrikanten ervoor zorgen dat hun gebouwen veilig zijn en hun personeel wordt beschermd.
De best mogelijke oplossingen om de effecten van stofexplosies te verminderen
Met de juiste apparatuur en een uitgebalanceerd afzuigsysteem, afgestemd op de vereisten van uw locatie, kunt u veilig werken om mensen en activa te beschermen. Verminderde blootstelling van de toediener en naleving van de veiligheid moeten bovenaan de prioriteitenlijst van elke fabrikant staan.
Naast explosieveiligheid zijn er nog vele andere redenen om prioriteit te geven aan effectieve stofbehandeling. Naast een gezonde werkomgeving leidt effectieve stofafzuiging ook tot minder klachten en afstoting.
In 25 jaar tijd is JOA Air Solutions uitgegroeid tot de meest vertrouwde partner in explosieveiligheid voor de grootste fabrikanten wereldwijd met de meest complexe processen. Onze oplossingen omvatten:
- Bronverwijdering: Preventie van de opbouw van brandbaar stof
- Verminderde explosiezonering
- Housekeeping Solutions: Centrale stofzuigsystemen
- Bron extractie
- Industriële stoffilters
Door voor JOA te kiezen, bent u verzekerd van een duidelijke datagedreven aanpak, lagere operationele kosten en voorspelbare resultaten met procesgaranties.