Výbuch prachu

Existuje pět nutných podmínek pro výbuch prachu:

• Je zde hořlavý prach
• Prach je rozptýlen ve vzduchu v dostatečně vysoké koncentraci
• Je zde oxidační činidlo (obvykle atmosférický kyslík)
• Je zde zdroj zapálení
• Prostor je uzavřený-a může být uzavřená budova

Zdroje prachuUpravit

Mnoho běžných materiálů, o nichž je známo, že hoří, může způsobit výbuch prachu, například uhlí a piliny. Kromě toho se může do nebezpečného oblaku prachu rozptýlit i mnoho jinak všedních organických materiálů, například obilí, mouka, škrob, cukr, sušené mléko, kakao, káva a pyl. Práškové kovy (např. hliník, hořčík a titan) mohou ve vzduchu vytvářet výbušné suspenze, pokud jsou jemně rozděleny.

Výbušný prach může vznikat při činnostech, jako je přeprava obilí, a obilná sila byla často násilně demolována. Při těžbě uhlí vzniká uhelný prach a podobně i v mlýnech na mouku vzniká v důsledku mletí velké množství moučného prachu. Obrovská exploze moučného prachu zničila 2. května 1878 mlýn v Minnesotě a zabila 18 dělníků v mlýně Washburn A a další čtyři v přilehlých budovách. Podobný problém se vyskytuje na pilách a dalších místech určených pro zpracování dřeva.

Od nástupu aditivní výroby (AM) na bázi kovových prášků v průmyslovém měřítku v roce 2010 roste potřeba více informací a zkušeností s prevencí výbuchů a požárů prachu ze stop přebytečného kovového prášku, který někdy zůstává po laserovém spékání nebo jiných metodách tavení. Například při obráběcích operacích navazujících na sestavení AM může být přebytečný prášek uvolněný z pórů v nosných strukturách vystaven jiskrám z řezného rozhraní. V současné době probíhají snahy nejen o vytvoření této znalostní základny v rámci odvětví, ale také o její sdílení s místními hasičskými sbory, které provádějí pravidelné kontroly požární bezpečnosti podniků ve svých obvodech a které mohou očekávat poplachy v obchodech nebo závodech, kde je nyní AM součástí výrobního mixu.

Ačkoli se nejedná vyloženě o prach, je známo, že částice papíru uvolňované při zpracování – zejména při válcování, odvíjení, kalendářování/řezání a řezání plechů – také představují nebezpečí výbuchu. V uzavřených prostorách papíren, které jsou vystaveny takovému nebezpečí, se běžně udržuje velmi vysoká vlhkost vzduchu, aby se snížila možnost výbuchu papírového prachu.

V pyrotechnice pro speciální efekty jsou lykopodiový prášek a nemléčná smetana dva běžné prostředky pro vytváření bezpečných, řízených ohňových efektů.

Pro podporu rychlého hoření se musí prach skládat z velmi malých částic s vysokým poměrem povrchu k objemu, čímž je společný nebo kombinovaný povrch všech částic velmi velký ve srovnání s prachem z větších částic. Prach je definován jako prášek s částicemi o průměru menším než přibližně 500 mikrometrů, ale jemnější prach bude představovat mnohem větší nebezpečí než hrubé částice z důvodu většího celkového povrchu všech částic.

KoncentraceEdit

Pod určitou hodnotou, dolní mezí výbušnosti (LEL), není prach dostatečný pro podporu hoření rychlostí potřebnou pro výbuch. Koncentrace hořlaviny na úrovni 25 % LEL nebo nižší je považována za bezpečnou. Podobně, pokud se poměr paliva a vzduchu zvýší nad horní mez výbušnosti (UEL), není dostatek okysličovadla, které by umožnilo pokračování hoření potřebnou rychlostí.

Stanovení minimální koncentrace výbušnosti nebo maximální koncentrace výbušnosti prachu ve vzduchu je obtížné a konzultace s různými zdroji může vést ke zcela odlišným výsledkům. Typické rozmezí výbušnosti ve vzduchu je od několika desítek gramů/m3 pro minimální hranici až po několik kg/m3 pro maximální hranici. Například LEL pro piliny byla stanovena v rozmezí 40 až 50 gramů/m3. Záleží na mnoha faktorech včetně typu použitého materiálu.

OxidantEdit

Typicky může být běžný atmosférický kyslík dostatečný pro výbuch prachu, pokud jsou přítomny i ostatní nezbytné podmínky. Za zvláště nebezpečné se považuje prostředí s vysokým obsahem kyslíku nebo čistého kyslíku a také silné oxidační plyny, jako je chlor a fluor. Také suspenze částic sloučenin s vysokým oxidačním potenciálem, jako jsou peroxidy, chlorečnany, dusičnany, chlorečnany a dichromany, mohou zvýšit riziko výbuchu, pokud jsou přítomny také hořlavé materiály.

Zdroje vzníceníUpravit

Existuje mnoho zdrojů vznícení a otevřený plamen nemusí být jediným zdrojem: více než polovina výbuchů prachu v Německu v roce 2005 byla z jiných než plamenných zdrojů. Mezi běžné zdroje vznícení patří:

• elektrostatický výboj (např. nesprávně instalovaný dopravní pás, který může fungovat jako Van de Graaffův generátor)
• tření
• elektrický oblouk ze strojů nebo jiných zařízení
• horké povrchy (např.např. přehřátá ložiska)
• požár
• samovznícení

Při vyšetřování po výbuchu je však často obtížné určit přesný zdroj vznícení. Pokud zdroj nelze nalézt, často se vznícení přičítá statické elektřině. Statický náboj může být generován vnějšími zdroji nebo může být generován vnitřně třením na povrchu samotných částic při jejich vzájemném střetu nebo pohybu kolem sebe

.