چطور انفجار پودر رخ می دهد ؟

پودر قابل انفجار چیست ؟

هر ماده ی ریزی که در هنگام مخلوط شدن با هوا ، ایجاد انفجار یا احتراق کند را پودر انفجاری یا پودر قابل انفجار می گویند. موادی مثل :

بیشتر مواد جامد آلی مثل : شکر آرد دانه چوب

بسیاری از پودر فلزات

برخی از مواد غیر فلزی معدنی

برخی از مواد به صورت عادی قابل انفجار نیستند، ولی اگر در اندازه ی کوچکتری موجود باشند،پتانسیل خوبی برای انفجار دارند.
هر گونه فعالیت در محیط کار که باعث ایجاد پودر یا گردوغبار می کند باید از نظر ایجاد انفجار و احتراق بررسی شود .

مواد مستعد برای انفجار پودر

مطالعات تجربی نشان میدهد که در حدود ٪71جامداتی که در صنایع فرآوری میشوند و گرد و غبارهای حاصال از آنها قابل اشتعال هستند و زمانی که به صورت گرد و غبار ابری شکل در هوا پخش شوند میتوانند سبب انفجار پودر شوند. بسیاری از مواد قابل اکسایش و کاهش مانند گرد زغال ٬چوب اره و منیزیم میتوانند باعث انفجار پودر شوند. همچنین بسیاری از ذرات معمولی مانند آرد ٬شکر ٬شیرخشک ٬غلات و گرده های گیاهی توانایی ایجاد پودر انفجاری را دارند.

نمونه ای از مواد خطرناک که ممکن است انفجار پودری ایجاد کنند :

محصولات کشاورزی مثل سفیده تخم مرغ ،پودر شیر خشک ،ذرت ،شک ،آرد ،دانه سیب زمینی ،برنج

فلزاتی مثل آلومینیوم – برنز – منیزیم – روی

غبارهای شینیایی مثل زغال سنگ – گوگرد

گردهای داروسازی

چوب

پلاستیک

لاستیک

آفت کش ها

چه مکان هایی در معرض خطر انفجار پودر هستند ؟

آسانسورهای حمل دانه

واحدهای تولید مواد غذایی

واحد های تولید مواد شیمیایی( لاستیک سازی ها – پلاستیک سازی ها – داروسازی ها )

واحد های تولید مصنوعات چوبی

شرکت های تولید پودرهای فلزی

نیروگاه های ذغال سنگ

انفجار پودری چگونه رخ می دهد ؟

انفجار پودر زمانی رخ می دهد که پودرهای قابل احتراق در هوا ایجاد شده و به سرعت احتراق یابند که باعث ایجاد موج انفجار بسیار قوی می شوند. این اتفاق ممکن است در سیلوهای دانه ی غلات و کارخانه های پلاستیک سازی رخ دهد.
هر آتش سوزی به سه عنصر نیاز دارد که به مثلث آتش معروف است . این سه عنصر عبارت اند از :

1- سوخت برای سوزاندن

2- اکسیژن

3- منبع حرارت یا جرقه

برای ایجاد انفجار پودر به پنج عامل نیاز است :

1- پودر یا گرد قابل احتراق

2- غلظت مناسب از پودر

3- اکسیژن

4- فضایی محصور و بسته

5- یک منبع گرمایی یا جرقه

این پنج عامل در پنج ضلعی معروف به پنج ضلعی انفجار پودر گرد هم آمده اند .

در این نمودار ، اگر غلظت پودر خیلی کم باشد ، مقدار کافی از آن برای ایجاد احتراق در دسترس نیست و انفجار صورت نمی گیرد.

برای مثال برخی از پودرها قابلیت احتراق و افنجار خوبی دارند ، مثل پودر چوب و برخی دیگر هم به آسانی منفجر نمی شوند ، مثل پودر آلومینیوم .

پودرهای قابل انفجار دارای نسبت سطح به حجم بالایی هستند که به انفجار آنها کمک می کند. منبع جرقه می تواند یک سیگار روشن یا جرقه ی ناشی از حرکت یک یاتاقان و اصطکاک حرکت اجزای متحرک باشد . برخی پودرها در اثر خودمالشی و گرمای اصطکاک می توانند منفجر شوند .

در فرآیند انفجار پودر، پدیده ای بنام جوش زدگی Deflagration باعث ایجاد موجی با فشار بالا در هوا می شود . این موج می تواند پودرها و گردوغبار ساکن در فضا را به خود جذب کند و ابرغباری جدید و بزرگتری ایجاد کند که منجر به انفجار ثانویه که بسیار سهمگین تر از انفجار اولیه است ، شود .

در اثر انفجار پودر ، فرآیندهای احتراق به سرعت رخ می دهد که هوای گرم و محصولات گازی آتشسوزی مثل کربن دی اکسید ، فشار شدیدی در هوا ایجاد میکنند که می توانند دیوارها را منفجرکند و سازه ها را از بین ببرد.

براي رخ دادن انفجار پودر چه شرايطي لازم است ؟

شرایطی که برای وقوع انفجار پودر باید مهیا باشد :

1- پودر بايد قابل اشتعال باشد و درهنگام سوختن گرمای کافی رها کند.

2- پودر باید در هوا معلق باشد.

3- غلظت پودر باید بالا باشد.

4- یک منبع گرما یا جرقه در دسترس باشد.

5- جو باید دارای اکسیژن باشد.

6- یک محوطه ی محصور و بسته باید در دسترس باشد.

رطوبت مواد هم بر خطر انفجار اثر دارد. گردوغبار خشک حاوی رطوبت در حدود 5 درصد است. گردوغبارهای خشک به اندازه ی پودرهای ریز برای ایجاد انفجار خطرناک هستند. رطوبت درون یا روی سطح مواد باعث افزایش سرعت انتشار شعله می شود.

اقدامات پیشگیرانه

از بین بردن

در صورت امکان از سطوح افقی (مانند شاخه های پنجره ، تیرها ، اتصالات نور و غیره) که گرد و غبار در آن جمع می شود ، خودداری کنید. مناطقی “پنهان” را که گرد و غبار می توانند درآن جمع شوند ، از بین ببرید. برای تمیز کردن سطوح از جاروها یا شیلنگ های هوا فشرده استفاده نکنید. فقط از خلاء برای جمع آوری گرد و غبار استفاده کنید .

فقط از سیستم جمع آوری گرد و غبار استفاده کنید که برای از بین بردن یا کنترل گرد و غبار قابل احتراق طراحی شده است. استفاده از اکثر فن های معمولی گرد و غبار را از زمين بلند مي كند، ذرات گرد و غبار را وارد هوا می کند و اوضاع را بدتر می کند.

جايگزين كردن

برای به حداقل رساندن تجمع گرد و غبار و راحت تر کردن نظافت ، سقف های صاف و سایر سطوح را نصب کنید .

مهندسي

با استفاده از یک جمع کننده ی مناسب در محل های تولیدکننده ی پودر و گردوخاک ، از پخش شدن پودر جلوگیری کنید. استانداردها و کدهای مورد نیاز را هنگام نصب این سیستم ها دنبال کنید. از تجهیزات الکتریکی و تهویه مناسب استفاده کنید. تمام تجهیزات مکانیکی و برقی را در تعمیر مناسب نگه دارید. الکتریسیته ساکن را تحت کنترل خود نگه دارید ، که شامل اتصال و زمین تجهیزات نیز می شود. تمام تجهیزات باند شده و زمینی را به طور مرتب بررسی کنید تا اطمینان حاصل شود که اوراق قرضه در وضعیت خوبی قرار دارد. وسایلی را که ممکن است پوشیده شوند (مانند یاتاقان ها) بررسی کنید زیرا ممکن است گرما ایجاد کرده و به منبع احتراق تبدیل شوند. شعله های باز ، جرقه ها ، اصطکاک ، منابع گرما و دیگر منابع احتراق را از بین ببرید .

مدیریتی

برنامه کنترل گرد و غبار و پودر قابل احتراق را تدوین و پیاده سازی کنید که مشخص کند چند بار بازرسی ها انجام می شود و چگونه گرد و غبار کنترل می شود. برای فعالیتهایی مانند جوشکاری و برش ، یک سیستم اجازه کار داغ ایجاد کنید. برای از بین بردن یا کاهش منابع احتراق ، یک برنامه کنترل احتراق تهیه کنید. منابع احتراق را از مناطق گرد و غبار دور نگه دارید و از کنترل های مناسب استفاده کنید. به همه کارمندان در مورد گرد و غبارهای قابل احتراق ، خطرات و نحوه کمک به آنها در از بین بردن خطر آتش سوزی و انفجارها آموزش دهید. در فواصل منظم گرد و غبار را بازرسی کنید. برنامه خانه داری را تنظیم کنید که گرد و غبار را مرتبا از بین می برد.
هنگام تمیز کردن گرد و غبار از تجهیزات و تکنیک های مناسب استفاده کنید. برای به حداقل رساندن ابرهای گرد و غبار باید مراقب باشید و فقط از خلاء تأیید شده برای گرد و غبار استفاده کنید. به طور مرتب ماشین ها ، مجاری و سیستم های تهویه گرد و غبار را بازرسی کنید. به موقع تعمیر یا تمیز کنید .

طبقه بندی مناطق دارای خط انفجار پودری

Zone20 : به مناطقی گفته میشود که یک اتمسفر قابل انفجار شامل مخلوطی از هوا و ذرات پودر قابل احتراق به صورت دائم یا بیشتر اوقات در آن موجود باشد.

Zone21 : به مناطقی گفته می شود که یک اتمسفر قابل انفجار شامل مخلوطی از هوا و پودر قابل احتراق به ندرت در شرایط نرمال فرآیندی در آن ها وجود دارد .

Zone22 : به مناطقی گفته می شود که یک اتمسفر قابل انفجار شامل مخلوطی از هوا و پودر قابل احتراق در شرایط غیرنرمال فرآیندی برای مدت کوتاهی در آن ها وجود دارد .

نمونه ای واقعی از انفجار رنگ پودری

در 7فوریه Kronen Zeitung ، 2019 از انفجار رنگ پودری در تأسیساتی در باومگارتنبرگ اتریش خبر داد.
شرح حادثه :
هنگامی که یک کارگر 37ساله کیسه ای از گرانول های رنگ را درون دستگاه مخلوط کردن رنگ خالی کرد ،
یک انفجار پودر همراه با جت شعله ای رخ داد.

این انفجار باعث فروریختن قسمتی از ساختمان کارخانه شد.

منابع :