粉尘可爆性是指粉尘在特定条件下能够发生爆炸的性质,这种爆炸可能造成严重的人员伤亡和财产损失。对粉尘可爆性的判定至关重要,有助于预防和控制粉尘爆炸的风险。以下是对粉尘可爆性判定的详细分析:
一、粉尘特性分析
粉尘粒径分布:粉尘的粒径分布对其可爆性具有重要影响。一般来说,粒径较小的粉尘更容易形成可燃粉尘云,从而增加爆炸的风险。通过测定粉尘的粒径分布,可以初步评估其可爆性。
粉尘化学成分:粉尘的化学成分决定了其燃烧性质和爆炸敏感性。例如,含有易燃成分的粉尘(如镁粉、铝粉等)具有较高的爆炸风险。通过化学分析,可以了解粉尘的成分,进而评估其可爆性。
粉尘水分含量:水分对粉尘的爆炸性能具有显著影响。一般来说,水分含量较高的粉尘不易发生爆炸,因为水分可以降低粉尘的燃烧速度和温度。测定粉尘的水分含量有助于评估其可爆性。
二、环境条件评估
温度:高温条件下,粉尘更容易发生爆炸。需要对工作场所的温度进行监测,以确保其处于安全范围内。
湿度:湿度对粉尘的爆炸性能具有重要影响。高湿度可以降低粉尘的燃烧速度和温度,从而降低爆炸风险。对工作场所的湿度进行监测和调控也是必要的。
氧气浓度:粉尘燃烧和爆炸需要足够的氧气。在密闭或通风不良的环境中,氧气浓度可能升高,增加粉尘爆炸的风险。对工作场所的氧气浓度进行监测和调控至关重要。
三、粉尘云形成与爆炸测试
粉尘云形成测试:通过模拟实际工作场所的条件,使粉尘悬浮在空气中形成粉尘云。观察粉尘云的形成过程和稳定性,可以评估粉尘的可爆性。
爆炸测试:在严格控制的环境条件下,对粉尘云进行点火测试,观察其是否发生爆炸以及爆炸的强度。这种方法可以直观地了解粉尘的可爆性,并为制定相应的安全措施提供依据。
四、测试判定标准与程序
目前,开展粉尘可爆炸性测试判定的依据标准主要为:
GB/T 3836.12-2019《爆炸性环境第12部分:可燃性粉尘物质特性试验方法》
ISO/IEC 80079-20-2-2016《Explosiveatmospheres–Part 20-2:Material characteristics–Combustible duststest methods》
VDI 2263.1-1990《Test methods for thedetermination of the safety characteristic of dusts》
ASTM E 1226-2012a《Standard test methodfor explosibility of dust clouds》
以GB/T3836.12-2019为例,可燃性粉尘判定的测试程序与测试要点如下:
样品取样和处理
试验通常需要500g样品,制样可能需要更多。
试验样品应能代表整个作业过程中出现的物质,通常选取Zui小颗粒粉尘,如工艺设备附近或者除尘器收尘处。
实验室收到的样品一般不能代表企业生产过程中Zui具代表性的粉尘,通常需要对试验样品进行预处理,包括研磨、筛选或干燥等。
可燃性粉尘判定应在标准环境温度(20±10)℃和标准大气压力80kPa~110kPa条件下进行试验,另有规定的情况除外。
测试判定流程
如果在1000℃时未发生点燃,则物质不是可燃性粉尘或可燃性飞絮。
如果在1000℃时发生点燃,则宜用20L球进行验证,确认物质是可燃性粉尘或不是可燃性粉尘。
如果有小于500微米的颗粒,则继续哈特曼管的试验,确定物质是否是可燃性粉尘。
如果Zui大爆炸压力大于等于点火器压力+30kPa,则物质是可燃性粉尘或可燃性飞絮。
则物质不是可燃性粉尘或可燃性飞絮,完成试验程序。
如果发生点燃,则物质是可燃性粉尘或可燃性飞絮。
如果不发生点燃,则继续进行20L球试验。
如果物质含有可燃性飞絮和粉尘,用哈特曼管继续试验程序,确定飞絮和粉尘混合在一起是否是可燃性粉尘。
如果物质仅含可燃性飞絮,用哈特曼管继续试验程序,确定是否是可燃性飞絮。
目视检查:对试验物质进行目视检查或使用显微镜检查,确定物质是否含有可燃性飞絮。
测定颗粒分布:如果物质不含可燃性飞絮,检查颗粒尺寸分布情况。
替代试验:如果没有足够的物质进行20L球试验,可用1000℃的GG炉作为替代试验。