Home
BLIJF OP DE HOOGTE
Ontvang onze nieuwsbrief en digitale magazine
Uw adres wordt nooit aan derden doorgegeven.
Lees onze privacyverklaring.

       

ARTIKEL
Eigenschappen van stoffen Stofexplosies deel 2
Download dit artikel als pdf
Is uw adres bekend, dan wordt de pdf meteen geopend, anders krijgt u een link toegestuurd.
Ook ontvangt u onze volgende nieuwsbrief.

Eigenschappen van stoffen

Stofexplosies deel 2

Dit is het tweede artikel in een reeks over stofexplosies. In het eerste deel zijn de basisvoorwaarden belicht die noodzakelijk zijn voor het ontstaan van stofexplosies. Dit deel gaat over kengetallen van stoffen die van belang zijn voor het beoordelen van explosiegevaar. Ook de eigenschappen van ontstekingsbronnen komen in dit deel kort aan bod.

Gerelateerde expertise

Dit is het tweede artikel in een reeks over stofexplosies In het eerste deel zijn de basisvoorwaarden belicht die noodzakelijk zijn voor het ontstaan van stofexplosies Dit deel gaat over kengetallen van stoffen die van belang zijn voor het beoordelen van explosiegevaar Ook de eigenschappen van ontstekingsbronnen komen in dit deel kort aan bod Arnold de Rouw Stofexplosies deel 2 Eigenschappen van stoffen Dit is het tweede artikel in een reeks over stofexplosies In het eerste deel zijn de basisvoorwaarden belicht die noodzakelijk zijn voor het ontstaan van stofexplosies Dit deel gaat over kengetallen van stoffen die van belang zijn voor het beoordelen van explosiegevaar Ook de eigenschappen van ontstekingsbronnen komen in dit deel kort aan bod Om te bepalen of er gevaar voor stofexplosies is zijn een aantal kengetallen belangrijk Deze kengetallen zijn voor veel stoffen vastgelegd in tabellen De navolgende kengetallen worden experimenteel bepaald de grootte van de stofdeeltjes de smeultemperatuur de minimale ontstekingstemperatuur de minimale ontstekingsenergie de explosiegrenzen K STwaarde maximale explosiedruk en de vochtigheid Deeltjesgrootte De meest kritische eigenschap van een stortgoed om een stofexplosie te kAnnen veroorzaken is de grootte van de deeltjes Alleen deeltjes kleiner dan 05 mm zorgen voor stofexplosies De vaste stof moet dus voldoende fijn zijn om stofexplosies te kunnen veroorzaken Die stof hoeft niet altijd zo te zijn maar de fijne deeltjes kunnen een gevolg zijn van een bewerking Zoals een stuk hout dat niet geschikt is om stofexplosies te veroorzaken dat door schuren deels verandert in fijn stof waarmee wel een stofexplosie kan ontstaan Uitgebreide tabellen tonen verschillende karakteristieke eigenschappen bij verschillende deeltjesgroottes Een waarde die vaak voorkomt is de gemiddelde doorsnede Dit betekent dat 50 procent van de stofdeeltjes grover is dan de gemiddelde waarde en 50 procent fijner is Temperaturen en energie De smeultemperatuur van stof is de laagste temperatuur van een horizontaal oppervlak waarbij het daarop aanwezige stof gaat smeulen De dikte van de laag stof is hierbij gesteld op 5mm Door het opwaaien van smeulend stof kunnen stofexplosies ontstaan Voor elke stofsoort wordt de smeultemperatuur in OC vastgelegd De minimale ontstekingstemperatuur is Solids ProcessingNr 3 juni 201154 55Solids ProcessingNr 3 juni 2011 dat de vonken voldoende heet moeten zijn om als ontstekingsbron te kunnen fungeren Open vuur wordt direct geassocieerd met een ontstekingsbron Moeilijker wordt het met hete oppervlakken zoals lagers die aanlopen en daardoor oververhit raken Zeker als het lager niet zichtbaar is gemonteerd Veelal merkt men de oververhitting te laat op Motoren kunnen we thermisch beveiligen waardoor oververhitting gecontroleerd wordt en de oppervlaktetemperatuur binnen de gestelde grenzen blijft Bij lagers is deze controle niet direct voorhanden we gaan niet zo gauw elk lager van een temperatuuropnemer voorzien Zwerfstromen kunnen ontstaan door slechte of een onjuist aangebrachte aarding Het gevaar bij zwerfstromen is dat te dunne aarddraden om zwerfstromen te voorkomen te warm worden Een aarddraad kan daardoor veranderen in een ontstekingsbron Een goed aardingsconcept is in deze belangrijk Vonken die ontstaan door kortsluiting losse contacten vonkende schakelaars vormen ook een gevarenbron Deze gevarenbronnen zijn te controleren omdat ze vaak op bekende plaatsen ontstaan Toepassen van de juiste componenten is noodzaak Maar waar materialen door wrijving in staat zijn statische ladingen op te wekken is extra alertheid geboden Statische ladingen kunnen overal ontstaan De vonken moeten wel voldoende energie leveren om als ontstekingsbron te kunnen dienen De hoogte van de energie is afhankelijk van het materiaal en de vochtigheidsgraad De andere ontstekingsbronnen zoals blikseminslag en elektromagnetische straling komen minder vaak voor en deze worden verder buiten beschouwing gelaten Zuurstof Zuurstof is voor een explosie onontbeerlijk Zonder zuurstof geen explosie Hierin schuilt ook het probleem zuurstof is namelijk overal aanwezig Uit praktische overwegingen omdat het niet anders kan zal In de praktijk kan het voorkomen dat voor een bepaalde samenstelling van stoffen of voor onbekende stoffen geen waarden bekend zijn Voor het bepalen van de kengetallen van die stof is een daarvoor ingericht laboratorium of onderzoeksinstituut dan de aangewezen instantie Ontstekingsbronnen In het vorige deel zijn de acht ontstekingsbronnen genoemd en het procentuele aandeel van elk in stofexplosies Om een stofexplosie te kunnen veroorzaken moet de ontstekingsbron aan bepaalde voorwaarden voldoen de temperatuur dient hoog genoeg te zijn of de ontstekingsenergie is voldoende krachtig Mechanische vonken die bij slijpwerkzaamheden ontstaan leveren een groot aandeel in het ontstaan van stofexplosies De grafiek met ontstekingsbronnen in het vorige deel laat daar geen twijfels over bestaan Ongetwijfeld zijn er nog meer voorbeelden te noemen maar de essentie is geen gevaarlijke situaties te creeren De druktoename kan liggen tussen zes en tien bar dit is niet voor alle stoffen hetzelfde In de tabel Kengetallen staan de waarden die bij de verschillende stoffen horen Kengetallen Het al of niet geleidend zijn van een stof komt later in deze serie aan bod Vochtigheid speelt ook een rol want als de vochtigheid hoog is dan kan er geen stofwolk ontstaan vanzelfsprekend zal er dan ook geen explosie ontstaan Vochtig houden is dus ook een methode om stofexplosies te voorkomen De besproken kengetallen zijn voor een aantal verschillende stoffen in bijgaande tabel Kengetallen opgenomen De waarden in de tabel zijn richtwaarden en kunnen afwijken Bijvoorbeeld zaag of schuurstof heeft bij verschillende houtsoorten andere waarden Het valt op dat de smeultemperatuur in veel gevallen lager ligt dan de ontstekingstemperatuur Poeder suiker is in deze tabel een uitzondering zelden voor in de beschikbare tabellen Voor een goed begrip zijn de LEL en UELwaarde in bijgaande figuur weergegeven Het rode gebied is het explosiegevaarlijke gebied Als vuistregel kunnen we ervan uitgaan dat de onderste explosie grens ligt bij 002 tot 006 kgm3 lucht Voor de bovenste explosiegrens ligt deze waarde tussen 2 tot 6 kgm 3 lucht De golvende grenswaarden laten zien dat stofwolken niet homogeen zijn Het gebied met een hoge stofconcentratie dient altijd te worden vermeden Om vanuit die situatie een veilig gebied te verkrijgen dus onder de onderste explosie grens moet altijd een explosiegevaarlijk gebied worden doorlopen Dit is een situatie die niet de voorkeur geniet Explosiekracht en explosiedruk De KST waarde is populair gezegd een aanduiding van de explosiekracht van een luchtstofmengsel waarbij de afkorting ST staat voor stof Er bestaat een indeling in vier klassen Elke klasse heeft zijn specifieke drukopbouw bij een explosie en geeft in principe weer hoe heftig een explosie van die stof zal zijn Concreter uitgedrukt de K ST waarde geeft de maximale stijgsnelheid per tijdseenheid van de druk weer in een gesloten bol met een volume van 1m 3 uitgedrukt in bar msec In formule vorm dPdTmax V13 KST bar m sec1 Tijdens een stofexplosie in een gesloten omgeving zoals een silo ontstaat een hoge druk Ook deze maximale druk P MAX is voor elke stof bepaald Een silo moet deze druk wel kunnen weerstaan om de laagste temperatuur om een stofluchtmengsel te kunnen ontsteken De ontstekingstemperatuur wordt bepaald door een verticaal oppervlak te verhitten Het stofluchtmengsel wordt in contact gebracht met deze plaat en de temperatuur waarbij dit mengsel ontsteekt is de minimale ontstekingstemperatuur uitgedrukt in OC De minimale ontstekingsenergie is de kleinste hoeveelheid energie die nodig is om een stofluchtmengsel te kunnen ontsteken Deze waarde wordt de MIE genoemd Dit is een afkorting van Minimum Ignition Energy De minimale ontstekingsenergie wordt bepaald met een elektrische ontlading tussen twee elektroden Deze waarde wordt uitgedrukt in mJ Stofconcentratie Een belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van stofexplosies is de juiste verhouding tussen stof en lucht Is de concentratie stof in het mengsel zeer laag dan is een explosie niet mogelijk Neemt de concentratie stof toedan zal op een zeker moment de onderste explosiegrens worden bereikt Er ontstaat dan een explosiegevaarlijk gebied Voor elke soort stof is deze waarde experimenteel bepaald Dit punt is de onderste explosiegrens en wordt aangeduid met LEL Lower Explosion Limit Neemt de mengverhouding toe dan wordt de bovenste explosiegrens bereikt De stofconcentratie ligt dan heel hoog Het betekent dat er boven deze grens heel weinig zuurstof tussen de stofdeeltjes aanwezig is onvoldoende voor een stofexplosie Dit punt wordt aangeduid met UEL en is een afkorting van Upper Explosion Limit Zowel de LEL als de UELwaarden worden uitgedrukt in kgm 3 De UEL waarde komt g Dit artikel is afkomstig uit Solids Processing Benelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media Kengetallen De K ST waarde Eigenschappen van stoffenVEILIGHEID in bepaalde situaties zuurstof vervangen kunnen worden door een inert gas Stof en een ontstekingsbron kunnen dan wel aanwezig zijn maar zullen nooit tot een reactie komen Bij alles wat in dit deel en de komende delen behandelend gaat worden omrent stofexplosies nemen we heersende atmosferische condities als uitgangspunt Deze condities zijn de luchtdruk die ligt tussen 80 kPa 08 bar en 110 kPa 11 bar De omgevingstemperatuur ligt tussen 20 OC en 40 OC Omdat de ons omringende lucht niet voor 100 procent uit zuurstof bestaat maar slechts een zuurstofgehalte heeft van circa 21 procent plus of min een procent wordt dit criterium aangenomen De proeven voor het bepalen van de karakteristieke eigenschappen van stof zijn ook onder deze condities uitgevoerd Atexrichtlijnen Nog even kort een uitleg Atex is het acroniem van twee Franse woorden ATmospheres EXplosible Er zijn twee richtlijnen namelijk de Atex 95 en de Atex 137 Het begrip Atex 95 is een benaming waarmee de officiele richtlijn 949EC wordt bedoeld Deze economische paragraaf die ook wel de Fabrikanten richtlijn wordt genoemd wil fabrikanten verplichten om te voldoen aan de gestelde eisen voor materiaal dat toegepast kan worden in een explosiegevaarlijke omgeving Daarnaast moet hij de eisen voor alle EUlanden gelijk maken Het beoogde doel is het wegnemen van handelsbelemmeringen tussen de lidstaten Hij vereist dat al het materieel is voorzien van een markering waaruit blijkt dat het geschikt is om te worden toegepast in een explosiegevaarlijk gebied Deze aanduiding dient vast op het apparaat te worden aangebracht De AtexRichtlijn werd van kracht op 1 maart 1996 en is verplicht per 1 juli 2003 Producten die voldoen aan de Atexrichtlijnen zijn te herkennen aan het communautaire merkteken Voor de fabrikant betekent dit bepalen van het toepassingsgebied opstellen van een gebruikershandleiding samenstellen van een technisch dossier een verklaring van overeenstemming uitgeven het aanbrengen van de verplichte Ex en CEmarkering met de verplichte symbolen en merktekens Het begrip Atex 137 is een benaming waarmee de officiele richtlijn 199992EC wordt bedoeld Deze richtlijn wordt ook wel de sociale of installatierichtlijn genoemd De richtlijn is per 1 juli 2003 in werking getreden en is per 1 juli 2006 verplicht Hij maakt onderdeel uit van het Arbobeleid van een onderneming De gestelde eisen zijn minimum eisen en zijn een verplichting voor de werkgever Ze verplichten de werkgever om op die plaatsen waar explosiegevaar heerst een risicoinventarisatie en evaluatie uit te voeren in het kort aangeduid met RIE Op basis van de daaruit voortvloeiende bevindingen dienen de nodige maatregelen te worden getroffen Het beoogde doel is om de veiligheid en de bescherming van de werknemers te waarborgen Opleiding vormt een belangrijk onderdeel hiervan Dit betekent voor de werkgever risicobeoordeling uitvoeren gevarenzoneindeling maken doelmatig preventieve maatregelen treffen ter voorkoming en of beperking van explosies geschikte explosieveilige arbeidsmiddelen in zones toepassen instructies geven aan werknemers en het opstellen van een Explosie Veiligheids Document EVD Gebieden die als explosiegevaarlijk gebied zijn gekenmerkt zijn te herkennen aan een geel waarschuwingsbord met zwarte tekst EX Beide richtlijnen volgen elk hun eigen weg en komen uiteindelijk bij elkaar in de in gebruik zijnde installatie zie de flowchart Atex 95 versus Atex 137 Conclusie In dit deel zijn de kengetallen voor het ontstaan van stofexplosies besproken en de eigenschappen van stof die hierbij een belangrijke rol spelen Met deze wetenschap als basis kunnen we aan de slag om stofexplosies te voorkomen Allereerst zullen we in het volgende deel de zoneindeling gaan behandelen Daarna komen de mogelijke beveiligingsmethoden aan de beurtn Arnold de Rouw is naast salesengineer bij PepperlFuchs freelance trainer auteur en vertaler op het gebied van explosieveiligheid Solids ProcessingNr 3 juni 201156 Solids Processing Benelux wwwsolidsprocessingnl Vezor Media Flowdiagram
PROCES MEDIA
Solids Processing Fluids Processing MB Maintenance SchuettgutPortal
Ontvang onze nieuwsbrief
Nieuwsbrief archief
Volg ons
Linked
MAGAZINE
Abonneren
Service en contact
ContactDisclaimerPrivacyAdverterenLogin controlpanel