Dammexplosion

Det finns fem nödvändiga villkor för en dammexplosion:

• Ett brännbart damm
• Dammet är spritt i luften i tillräckligt hög koncentration
• Det finns ett oxidationsmedel (vanligtvis atmosfäriskt syre)
• Det finns en tändkälla
• Området är avgränsat. en byggnad kan vara en inneslutning

Källor till dammEdit

Många vanliga material som är kända för att brinna kan ge upphov till en dammexplosion, till exempel kol och sågspån. Dessutom kan många annars vardagliga organiska material också spridas till ett farligt stoftmoln, t.ex. spannmål, mjöl, stärkelse, socker, mjölkpulver, kakao, kaffe och pollen. Pulveriserade metaller (t.ex. aluminium, magnesium och titan) kan bilda explosiva suspensioner i luften om de är finfördelade.

Explosivt damm kan uppstå vid verksamhet som t.ex. transport av spannmål, och spannmålssilos har ofta rivits våldsamt. Brytning av kol leder till kolstoft, och mjölverkstäder har likaså stora mängder mjölstoft som ett resultat av malning. En gigantisk explosion av mjölstoft förstörde en kvarn i Minnesota den 2 maj 1878 och dödade 18 arbetare vid Washburn A Mill och ytterligare fyra i intilliggande byggnader. Ett liknande problem förekommer i sågverk och andra platser som ägnar sig åt träbearbetning.

Sedan den industriella produktionsskaliga metallpulverbaserade additiva tillverkningen (AM) kom igång på 2010-talet finns det ett växande behov av mer information om och erfarenhet av att förebygga dammexplosioner och bränder från spåren av överflödigt metallpulver som ibland blir kvar efter lasersintring eller andra smältningsmetoder. Vid maskinbearbetning efter AM-tillverkningen kan till exempel överskottspulver som frigörs från porositeter i stödstrukturerna utsättas för gnistor från skärgränssnittet. Det pågår ansträngningar inte bara för att bygga upp denna kunskapsbas inom industrin utan också för att dela den med lokala brandkårer, som gör regelbundna brandskyddsinspektioner av företag i sina distrikt och som kan förvänta sig att svara på larm vid verkstäder eller fabriker där AM nu är en del av produktionsmixen.

Och även om det inte i egentlig mening rör sig om damm, så är det känt att papperspartiklar som avges under bearbetningen – särskilt vid rullning, avrullning, kalandrering/skärning och skärning av ark – också kan utgöra en explosionsrisk. I slutna pappersbruksområden som utsätts för sådana faror hålls ofta en mycket hög luftfuktighet för att minska risken för luftburna explosioner av pappersdamm.

I pyroteknik för specialeffekter är lykopodiumpulver och mjölkfri gräddfil två vanliga medel för att åstadkomma säkra, kontrollerade brandeffekter.

För att stödja en snabb förbränning måste stoftet bestå av mycket små partiklar med ett högt yt-volymförhållande, vilket gör att den kollektiva eller kombinerade ytan för alla partiklar blir mycket stor i jämförelse med ett damm av större partiklar. Damm definieras som pulver med partiklar med en diameter på mindre än cirka 500 mikrometer, men finare damm utgör en mycket större fara än grova partiklar på grund av den större totala ytan hos alla partiklar.

KoncentrationRedigera

Under ett visst värde, den nedre explosionsgränsen (LEL), finns det inte tillräckligt med damm för att understödja förbränningen med den hastighet som krävs för en explosion. En koncentration av brännbart ämne på eller under 25 % av LEL anses vara säker. På samma sätt, om förhållandet mellan bränsle och luft ökar över den övre explosionsgränsen (UEL), finns det inte tillräckligt med oxidationsmedel för att förbränningen ska kunna fortsätta i den takt som krävs.

Det är svårt att bestämma den lägsta explosiva koncentrationen eller den högsta explosiva koncentrationen av damm i luft, och att konsultera olika källor kan leda till helt olika resultat. Typiska explosivitetsområden i luft är från några tiotal gram/m3 för den lägsta gränsen till några kg/m3 för den högsta gränsen. Exempelvis har LEL-värdet för sågspån fastställts till mellan 40 och 50 gram/m3. Det beror på många faktorer, bland annat vilken typ av material som används.

OxidationsmedelRedigera

Typiskt sett kan normalt atmosfäriskt syre vara tillräckligt för att stödja en dammexplosion om de andra nödvändiga förutsättningarna också föreligger. Miljöer med hög syrehalt eller rent syre anses vara särskilt farliga, liksom starkt oxiderande gaser som klor och fluor. Även partikulära suspensioner av föreningar med hög oxidationspotential, såsom peroxider, klorater, nitrater, perklorater och dikromater, kan öka risken för en explosion om brännbara material också är närvarande.

TändkällorRedigera

Det finns många tändkällor, och en naken låga behöver inte vara den enda: mer än hälften av dammexplosionerna i Tyskland 2005 hade sin grund i andra källor än flammor. Vanliga antändningskällor är:

• elektrostatisk urladdning (t.ex. ett felaktigt installerat transportband, som kan fungera som en Van de Graaff-generator)
• friktion
• elektrisk ljusbåge från maskiner eller annan utrustning
• varma ytor (t.ex.t.ex. överhettade lager)
• eld
• självantändning

Det är dock ofta svårt att fastställa den exakta antändningskällan när man undersöker efter en explosion. När en källa inte kan hittas, tillskrivs antändningen ofta statisk elektricitet. Statiska laddningar kan alstras av externa källor eller alstras internt genom friktion på partiklarnas egna ytor när de kolliderar eller rör sig förbi varandra

.