Explozie de praf

O explozie de praf este un eveniment dăunător cauzat de o reacție violentă de ardere a unui praf combustibil , care are loc în prezența unor condiții particulare.

Factori declanșatori

Această intrare sau secțiune privind combustibilii nu menționează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citări din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor .

Pentagonul exploziei

Pentagonul exploziei

În analogie cu triunghiul de foc , care reprezintă condițiile de inflamabilitate (și, în consecință, de explozivitate) pentru combustibilii lichizi și gazoși, în cazul prafului ne referim la așa-numitul „ pentagon de explozie ”, care este aplicabil și în cazul explozii de gaze, vapori sau aburi. ^[1]

Cele cinci condiții reprezentate în pentagonul de explozii și necesare pentru a crea condițiile de explozivitate a prafului sunt: ^[2]

• prezența prafului combustibil;
• prezența comburentului în mediu (în general oxigen );
• prezența unei surse de aprindere (de exemplu, un aport suficient de căldură pentru a activa arderea);
• mediu limitat (de exemplu un container);
• amestecarea reactivilor.

Comparativ cu triunghiul de foc, doi factori suplimentari intervin în cazul unei explozii de praf, care sunt prezența confinării fenomenului și amestecul de combustibil și combustibil.

Intrând în mai multe detalii, explozivitatea unei pulberi este o funcție a mai multor factori:

• natura combustibilului: compoziția chimică și puterea calorică a pulberii; în special, pulberile metalice produc cele mai violente explozii;
• concentrația oxidantului: concentrațiile de oxigen peste 21% măresc viteza de explozie; pe de altă parte, arderea nu este susținută sub 10%;
• dimensiunea particulelor: reducerea dimensiunii particulelor crește suprafața de contact combustibilă, provocând presiuni mai mari și necesitând energii de aprindere mai mici;
• umiditate: tendința explozivă scade, atât datorită coeziunii particulelor, cât și datorită prezenței apei care îndepărtează căldura în timpul vaporizării acesteia;
• turbulență: facilitează amestecarea reactanților, dezvoltând o combustie mai rapidă și un front de flacără mai indentat;
• temperatura: pe măsură ce temperatura crește, umiditatea scade, crescând astfel viteza de reacție;
• presiune: un mediu precomprimat va crea o explozie mai violentă, deoarece presiunea maximă de explozie se va adăuga la presiunea pe care mediul de reacție o avea înainte de explozie;
• inerte: gaze sau solide (carbonați, cloruri ale metalelor alcaline sau alcalino-pământoase) în suspensie, care nu reacționează, scad căldura din reacție în măsura căldurii lor specifice; rezultă o presiune maximă mai mică de explozie și este necesară o energie de aprindere mai mare; efectul de inertizare este mai mare cu atât este mai mare căldura specifică a gazului inert; pentru pulberile metalice, care la temperaturi ridicate pot reacționa cu azotul și dioxidul de carbon, cele mai eficiente gaze inerte sunt argonul și heliul ;
• prezența gazelor inflamabile: când la sistemul combustibil combustibil se adaugă gaze sau vapori inflamabili, vorbim de „amestecuri hibride”; acesta este cazul uscării unui produs de sinteză care poate fi explodat de un solvent inflamabil; prezența acestui component scade limita inferioară de inflamabilitate a amestecului chiar și atunci când concentrațiile componentelor individuale sunt sub limitele individuale de inflamabilitate; în astfel de amestecuri se accentuează violența exploziei; în plus față de limita de inflamabilitate, temperatura de aprindere și energia minimă de aprindere suferă, de asemenea, o scădere.

Prafuri combustibile

Materialele combustibile din care pot proveni praful exploziv sunt:

• substanțe organice naturale (de exemplu cereale, zahăr, cărbune);
• substanțe organice sintetice (de exemplu, pesticide, materiale plastice);
• materiale metalice oxidabile (de exemplu, aluminiu, zinc, fier).

Influența dispersiei prafului

Explozia unei pulberi intim amestecată cu comburentul ca de obicei într-un nor suspendat poate exista dacă concentrația suspensiei este în anumite limite. Dacă densitatea este prea mare, căldura este total absorbită de particule fără ca mediul să beneficieze de ea, dimpotrivă dacă particulele sunt prea departe, aprinderea locală nu dezvoltă suficientă căldură pentru a acoperi distanța.

Determinarea limitelor de inflamabilitate (sau exploziv) ale pulberilor prezintă probleme deoarece, în timp ce gazul este alcătuit din particule de dimensiuni moleculare, în cadrul unui eșantion de pulbere pot exista porțiuni cu granulometrie diferită care, datorită acțiunii forței de greutate, poate formează zone de concentrație diferită în același nor. Acest lucru face dificilă determinarea limitelor de inflamabilitate, în special a concentrației maxime de exploziv.

Intervalul de inflamabilitate al unei pulberi (concentrațiile sunt exprimate în general în g / L sau mg / cm ³ ) este mult mai larg decât cel al unui gaz și este aproximativ între 10 mg / L și 6 g / L.

Efectele exploziei

Explozia este o combustie rapidă într-un spațiu restrâns, în care reacția chimică nu are timp să elibereze toată energia produsă sub formă de căldură, deci o parte substanțială a energiei este eliberată sub formă de energie sub presiune, care în la rândul său, generează deplasarea aerului înconjurător la viteze foarte mari, cu riscuri pentru lucrurile și persoanele din vecinătate.

Violența unei explozii este în general măsurată prin următorii parametri:

• presiunea maximă dezvoltată;
• rata creșterii presiunii.

Evenimente dezastruoase

Reprezentare stereoscopică a dezastrului din 1878 din Minnesota.

Urmările exploziei de praf de la rafinăria de zahăr Port Wentworth , Georgia .

Mai jos este o listă cu câteva explozii de praf care au dus la consecințe mai mult sau mai puțin dezastruoase:

• 14 decembrie 1785 - explozie de făină într-un depozit din Torino ; a fost prima explozie de praf cunoscută; ^[3]
• 2 mai 1878 - explozie de făină într-o moară de lângă Minneapolis ( Minnesota ); 18 muncitori au murit; ^[2]
• 7 noiembrie 1887 - explozie de făină la Hameln ( Saxonia Inferioară ); aproximativ 30 de decese; ^[3]
• 1965 - explozie de praf într-o fabrică de materiale plastice din Masterton ; 4 morți; ^[4]
• 1982 - explozie de zahăr la Boiry-Sainte-Rictrude ( Franța ); ^[3]
• Martie 1982 - explozia unui siloz care conține orz și malț la Metz ( Franța ); ^[3]
• 11 decembrie 1995 - explozie de pulbere de nailon într-o uzină textilă din Methuen ( Massachusetts ); 37 muncitori răniți; ^[2]
• 1 februarie 1999 - explozie de praf de cărbune în Dearborn, Michigan , la o uzină Ford Motor Company ; 6 morți și 36 răniți; ^[2]
• 16 iulie 2007 - explozie de făină la Molino Cordero di Fossano (CN); 5 morți;
• 7 februarie 2008 - Explozie de zahăr la rafinăria de zahăr Port Wentworth , Georgia deținută de Imperial Sugar ; 14 morți și 38 răniți. ^[5]
• 17 martie 2008 - explozia unei fabrici de depozitare și măcinare a cerealelor în Lumut ( Perak ); 4 morți și 2 răniți; ^[6]
• Noiembrie 2010 - explozie de pulberi de aluminiu într-o fabrică pentru fabricarea jantelor pentru motociclete; 8 răniți; ^[7]
• 31 ianuarie 2011 - Explozie de praf de Gallatin lângă Nashville, Tennessee , într-o uzină de pulbere de oțel din GKN Hoeganaes; un muncitor a murit; ^[8] în același an (29 martie și 27 mai) au urmat alte două evenimente de explozie de praf la aceeași uzină, care au dus la moartea a 5 muncitori în total. ^[8]

Notă

Bibliografie

• Dante Melito, Riscul electric la locul de muncă. Cu CD-ROM , Maggioli Editore, 2008, ISBN 88-387-4757-1 .
• P. Cardillo, ghid pentru studiul și evaluarea exploziilor de praf.
• J. Barton, Explozie, prevenire și protecție a prafului.
• FP Lees, Prevenirea pierderilor în industriile de proces.

Elemente conexe

• Explozie
• Praf

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre explozia de praf

Portalul Catastrofelor

Portalul chimiei