Jak mierzyć zakresy wybuchowości i eksplozywności?

Jak ocenić zakres obszaru wybuchowości?

Dolna Granica Wybuchowości (DGW) i Górna Granica Wybuchowości (GGW) stanowią zewnętrzne granice obszaru wybuchowości. Wyrażają one rozległość obszaru wybuchowości: GGW – DGW.

Brak wybuchu przy:

• Dolnej Granicy Wybuchowości (DGW) i wszystkich stężeniach poniżej tej granicy. Substancja palna znajduje się w dolnym obszarze wybuchowości.

Atmosfera jest zbyt uboga w paliwo. Silnik spalinowy dławi się. Innymi słowy: ilość produktu palnego nie wystarczy do zainicjowania spalania mieszanki gazowej przez źródło zapłonu.

• Górnej Granicy Wybuchowości (GGW) i wszystkich stężeniach powyżej tej granicy: górny obszar wybuchowości.

Atmosfera jest zbyt bogata w paliwo. Silnik spalinowy zalewa się. Zatem ilość produktu palnego jest zbyt duża w stosunku do ilości tlenu, aby zainicjować spalanie mieszanki gazowej.

DGW i GGW: stężenia niewybuchowe produktu łatwopalnego, stanowiące odpowiednio dolną zewnętrzną granicę i górną zewnętrzną granicę obszaru wybuchowości.

DGW < Stężenie Wybuchowe < GGW

Jak mierzy się ilość substancji wybuchowej w ATEX?

Przede wszystkim stany fizyczne materii warunkują jednostkę miary. Następnie wartości stężenia mierzone są w laboratorium w warunkach znormalizowanych; tj. w temperaturze 25° i pod ciśnieniem atmosferycznym 1 bar.

• Dla gazów i par łatwopalnych: stężenie wyraża się jako procent objętości produktu palnego w objętości ATEX (%)

Przykład: wodór. DGW: 4%. GGW: 75%.

• Dla pyłów palnych: stężenie wyraża się jako masa produktu palnego w objętości ATEX (g/m³).

Mierzy się raczej dolną granicę obszaru wybuchowości, zwaną Minimalnym Stężeniem Wybuchu.

Przykład pył cukru: DGW = CME: 25g/m³.

Szczególną wartością obszaru wybuchowości jest stężenie stechiometryczne (C_st), które jest jego optymalnym stężeniem w stosunku do stężenia utleniacza (tlenu), umożliwiającym całkowite spalenie obu reagentów. Przy tym stężeniu wybuchowość ATEX jest maksymalna.

Obszar wybuchowości i stężenie tlenu

Powstawanie ATEX określa się przez odpowiednią kombinację stężeń odpowiednio paliwa i utleniacza (tlenu). Jednak pracodawca odnosi się przede wszystkim do stężenia paliwa, aby zidentyfikować ryzyko ATEX. Ponieważ osiągnięcie obszaru wybuchowości zależy zazwyczaj od warunków eksploatacji. W tym sensie jest ono bardziej symptomatyczne dla ryzyka powstania ATEX niż stężenie tlenu. Ponieważ większość procesów operacyjnych odbywa się w atmosferze otoczenia, gdzie tlen jest utleniaczem o stałym stężeniu 21%.

Jednakże dokładna znajomość stężenia tlenu jest przydatna w niektórych sytuacjach przemysłowych. Na przykład, gdy w operacji stosuje się kilka rozpuszczalników utleniających, które emitują opary i mieszają się z powietrzem. Lub gdy proces wykorzystuje wysokie stężenia substancji wybuchowych w sprzęcie, który dopuszcza wtedy bardzo mało lub wcale tlenu.

Ewolucja zakresu obszaru wybuchowości w sytuacji przemysłowej

Obszar wybuchowości mierzy się w znormalizowanych warunkach temperatury i ciśnienia, ponieważ parametry te powodują jego zmiany. Te warunki laboratoryjne rzadko odpowiadają warunkom operacyjnym. Gdy temperatura wzrasta, obszar wybuchowości rozszerza się. Zatem ryzyko wzrasta, jeśli operacje odbywają się w temperaturach wyższych niż temperatura znormalizowana. Podobnie, gdy ciśnienie spada poniżej ciśnienia atmosferycznego, obszar wybuchowości kurczy się, aż do momentu, gdy znika. Niektóre operacje próżniowe wykorzystują tę właściwość, aby zapobiec ryzyku wybuchu. Inne czynniki wpływają na zakres wybuchowości: granulację substancji (w przypadku pyłów), wilgotność…