粉塵爆発の5つの必要条件を示す図

粉塵爆発には、5つの必要条件がある。

  • 可燃性の粉塵
  • 粉塵が十分高い濃度で空気中に分散している
  • 酸化剤(通常は大気中の酸素)がある
  • 着火源がある
  • 領域が限定されている ———————————————————————-

粉塵の発生源編集

1878 大工場災害のステレオグラフ描画

1921 オーストラリアのマリガン山鉱山災害 1921。

Aftermath of 2008 explosion at Imperial Sugar in Port Wentworth, Georgia, US

Manual Materials that are known to burn, such as coal and sawdust can generate a dust explosion.This cable drums were blown 50 feet (15 m) from its foundation after the coal dust explosion. さらに、穀物、小麦粉、でんぷん、砂糖、粉ミルク、ココア、コーヒー、花粉など、多くのありふれた有機物も危険な粉塵雲に飛散する可能性がある。 粉状の金属(アルミニウム、マグネシウム、チタンなど)は、細かく分割されると空気中で爆発性の懸濁液を形成する可能性があります。 石炭を採掘すると石炭の粉塵が発生し、製粉所では製粉の結果、大量の小麦粉の粉塵が発生する。 1878年5月2日、ミネソタ州のWashburn A製粉所で、粉塵の大爆発が起こり、18名の従業員と隣接する建物の4名が死亡した。 同様の問題は、製材所やその他の木工専用の場所でも発生します。

2010年代に工業生産規模の金属粉末ベースの付加製造(AM)が登場して以来、レーザー焼結やその他の融合方法の後に時々残る過剰な金属粉末の痕跡による粉塵爆発や火災を防止するための情報と経験を増やす必要性が高まってきています。 例えば、AM造形の下流で行われる機械加工では、支持構造の空隙から放出された余分な粉が切削界面からの火花にさらされる可能性があります。 地元消防署は、地区内の企業の火災安全検査を定期的に行っており、AM が生産構成の一部となっている店舗や工場でアラームに応答することが期待できます。

厳密には粉塵ではありませんが、加工中(特に圧延、繰り出し、カレンダー/スリット、シート切断)に発生する紙の粒子も爆発の危険性があることが知られています。

特殊効果の火工品では、リコポディウム粉末と非乳製品クリーマーが、安全で制御された火災効果を生み出す2つの一般的な手段です。

急速燃焼をサポートするには、ダストは体積比表面積の大きい非常に小さな粒子で構成されていなければならず、それによってすべての粒子の集合または結合表面積が、大きな粒子のダストと比べて非常に大きくなっています。

濃度編集

ある値(爆発下限界(LEL))以下では、爆発に必要な割合で燃焼を支えるのに十分な粉塵が存在しないことになります。 可燃物濃度がLELの25%以下であれば安全と判断される。 同様に、燃料と空気の比率が爆発上限(UEL)より高くなると、必要な速度で燃焼を継続させるための酸化剤が不足します。

空気中の粉塵の最小爆発濃度または最大爆発濃度の決定は困難であり、異なる資料を参照するとかなり異なる結果になることがあります。 空気中の典型的な爆発範囲は、下限が数十グラム/m3、上限が数キロ/m3です。 例えば、おがくずのLELは40~50g/m3と決められています。

OxidantEdit

通常、通常の大気中の酸素は、他の必要な条件も存在すれば、粉塵爆発をサポートするのに十分な場合がある。 高酸素または純酸素の環境は特に危険であると考えられ、塩素やフッ素のような強い酸化性ガスも同様である。 また、過酸化物、塩素酸塩、硝酸塩、過塩素酸塩、重クロム酸塩のような高い酸化力を持つ化合物の粒子状懸濁液は、可燃物が存在する場合に爆発のリスクを高める可能性があります

着火源 編集

多くの着火源があり、裸火が唯一のものである必要はない:2005年のドイツにおける粉塵爆発の半分以上は非火源からだった。 一般的な発火源としては、

  • 静電気放電(例:不適切に設置されたコンベヤベルト、これはファンデグラフ発電機のように機能することがある)
  • 摩擦
  • 機械やその他の装置からの電気アーク
  • 高温表面(例:.g. overheated bearings)
  • fire
  • self-ignition

However, it is often difficult to determine the exact source of ignition when investigating after an explosion. 発火源が見つからない場合、発火は静電気に起因することが多い。 静電気は外部より発生することもあれば、粒子同士が衝突したり移動したりする際に、粒子自体の表面での摩擦により内部で発生することもある