Porrobbanás

A porrobbanásnak öt szükséges feltétele van:

• Egy éghető por
• A por kellően nagy koncentrációban van eloszlatva a levegőben
• Egy oxidálószer (jellemzően a légköri oxigén)
• Egy gyújtóforrás van
• A terület zárt
• Az éghető por. épület lehet zárt terület

PorforrásokSzerkesztés

Sok közönséges anyag, amelyről ismert, hogy ég, porrobbanást okozhat, például szén és fűrészpor. Ezenkívül számos, egyébként hétköznapi szerves anyag is veszélyes porfelhővé oszlatható, például gabona, liszt, keményítő, cukor, tejpor, kakaó, kávé és pollen. A porított fémek (például az alumínium, a magnézium és a titán) a levegőben robbanásveszélyes szuszpenziót képezhetnek, ha finoman eloszlanak.

Robbanásveszélyes por keletkezhet olyan tevékenységekből, mint például a gabonaszállítás, és a gabonasilókat gyakran erőszakkal rombolták le. A szén bányászata szénport eredményez, és a lisztőrlőkben szintén nagy mennyiségű lisztpor keletkezik az őrlés következtében. Egy óriási lisztporrobbanás 1878. május 2-án elpusztított egy minnesotai malmot, amely 18 munkást ölt meg a Washburn A malomban és további négyet a szomszédos épületekben. Hasonló probléma fordul elő a fűrészüzemekben és más, fafeldolgozással foglalkozó helyeken.

A fémpor alapú additív gyártás (AM) ipari termelési méretű megjelenése óta a 2010-es években egyre több információra és tapasztalatra van szükség a lézeres szinterezés vagy más fúziós módszerek után néha visszamaradó felesleges fémpor nyomaiból származó porrobbanások és tüzek megelőzésével kapcsolatban. Például az AM-építés utáni megmunkálási műveletek során a tartószerkezetek porozitásaiból felszabaduló felesleges por a vágási felületről származó szikráknak lehet kitéve. Jelenleg nem csak az iparágon belüli tudásbázis kiépítésére, hanem annak a helyi tűzoltóságokkal való megosztására is folynak erőfeszítések, amelyek rendszeres tűzvédelmi ellenőrzéseket végeznek a körzetükben lévő vállalkozásokban, és akik számíthatnak a riasztások megválaszolására azokban az üzletekben vagy üzemekben, ahol az AM már a termelés részét képezi.

A feldolgozás – különösen a hengerlés, kitekerés, kalandozás/hasítás és a lapvágás – során kibocsátott papírrészecskék, bár nem kifejezetten por, szintén ismert, hogy robbanásveszélyt jelentenek. Az ilyen veszélyeknek kitett zárt papírgyári területeken általában nagyon magas levegő páratartalmat tartanak fenn, hogy csökkentsék a levegőben szálló papírpor robbanásának esélyét.

A speciális effektek pirotechnikájában a likopódiumpor és a tejmentes tejszínhab két gyakori eszköz a biztonságos, ellenőrzött tűzhatások előállítására.

A gyors égés elősegítése érdekében a pornak nagyon kis részecskékből kell állnia, nagy felület-térfogat aránnyal, ezáltal az összes részecske együttes vagy kombinált felülete nagyon nagy lesz a nagyobb részecskékből álló porhoz képest. A port olyan pornak tekintjük, amelynek részecskéinek átmérője kisebb, mint körülbelül 500 mikrométer, de a finomabb por sokkal nagyobb veszélyt jelent, mint a durva részecskék, mivel az összes részecske összesített felülete nagyobb.

KoncentrációSzerkesztés

Egy bizonyos érték, az alsó robbanáshatár (LEL) alatt nincs elegendő por ahhoz, hogy a robbanáshoz szükséges sebességgel támogassa az égést. Az LEL 25%-ának megfelelő vagy az alatti éghetőanyag-koncentráció biztonságosnak tekinthető. Hasonlóképpen, ha a tüzelőanyag-levegő arány a felső robbanáshatár (UEL) fölé emelkedik, akkor nincs elegendő oxidálószer ahhoz, hogy az égés a szükséges sebességgel folytatódjon.

A levegőben lévő porok minimális robbanásveszélyes koncentrációjának vagy maximális robbanásveszélyes koncentrációjának meghatározása nehéz, és a különböző források megkérdezése egészen eltérő eredményekhez vezethet. A levegőben a tipikus robbanásveszélyességi tartományok a minimális határérték esetében néhány tucat gramm/m3 -től a maximális határérték esetében néhány kg/m3 -ig terjednek. Például a fűrészpor LEL-értékét 40 és 50 gramm/m3 között határozták meg. Ez számos tényezőtől függ, többek között a felhasznált anyag típusától.

OxidálószerSzerkesztés

Tipikusan a normál légköri oxigén is elegendő lehet egy porrobbanáshoz, ha a többi szükséges feltétel is fennáll. A magas oxigéntartalmú vagy tiszta oxigénes környezet különösen veszélyesnek tekinthető, csakúgy, mint az olyan erős oxidáló gázok, mint a klór és a fluor. A nagy oxidációs potenciállal rendelkező vegyületek, például a peroxidok, klorátok, nitrátok, perklorátok és dikromátok részecskeszuszpenziója is növelheti a robbanás kockázatát, ha éghető anyagok is jelen vannak.

GyújtóforrásokSzerkesztés

A gyújtóforrások sokfélék lehetnek, és nem feltétlenül a nyílt láng az egyetlen: a 2005-ben Németországban bekövetkezett porrobbanások több mint fele nem lángforrásból eredt. Gyakori gyújtóforrások a következők:

• elektrosztatikus kisülés (pl. egy nem megfelelően felszerelt szállítószalag, amely Van de Graaff-generátorként működhet)
• súrlódás
• gépek vagy más berendezések elektromos ívkisülése
• forró felületek (pl.pl. túlhevült csapágyak)
• tűz
• öngyulladás

Egy robbanás utáni vizsgálat során azonban gyakran nehéz meghatározni a gyújtás pontos forrását. Ha a forrást nem lehet megtalálni, a gyújtást gyakran statikus elektromosságnak tulajdonítják. A statikus töltés keletkezhet külső forrásból, vagy keletkezhet belsőleg, a részecskék felületének súrlódása által, amikor azok egymásnak ütköznek vagy elmozdulnak egymás mellett.