Explosif
On qualifie d'« explosive » la propriété d'une substance ou d'un mélange de substances à libérer brusquement de l'énergie dans certaines conditions. Cette transformation d'énergie se produit très rapidement et s'accompagne d'une forte augmentation de la pression, d'un dégagement de chaleur et souvent de la formation de flammes. Les déclencheurs typiques sont l'inflammation par des étincelles, des flammes, des surfaces chaudes, des chocs, des frottements ou des décharges électrostatiques.
Dans le contexte des procédés techniques, on parle d'atmosphères explosives lorsque des gaz, des vapeurs ou des poussières inflammables forment un mélange inflammable avec l'air. Pour de nombreuses poussières organiques (par exemple la farine, le sucre, l'amidon, les plastiques ou les principes actifs pharmaceutiques), même de faibles proportions en suspension ou en couche peuvent provoquer des explosions de poussière en présence d'une source d'inflammation. Des paramètres tels que l'énergie minimale d'inflammation, les limites inférieure et supérieure d'explosivité, la pression maximale d'explosion et la vitesse d'augmentation de la pression sont déterminants à cet égard.
Dans et autour des mélangeurs, des installations de transport et de remplissage, l'évaluation des risques d'explosion est particulièrement importante. En effet, des produits pulvérulents, de l'air et des sources d'inflammation potentielles (étincelles mécaniques, roulements chauds, composants électriques, décharges électrostatiques) peuvent se trouver à proximité les uns des autres. Toutefois, une atmosphère explosive n'est présente que si la concentration, la teneur en oxygène et la température se situent dans une plage critique.
La maîtrise technique des risques d'explosion comprend, par exemple, la prévention des atmosphères inflammables (par exemple par inertisation), la limitation des émissions de poussière, une mise à la terre efficace et une compensation de potentiel pour éviter les étincelles électrostatiques, l'utilisation d'équipements électriques appropriés, une protection constructive contre les explosions (par exemple, décompression et suppression des explosions) ainsi que des mesures organisationnelles. Lors de la planification et de la conception des processus de mélange, il convient donc de vérifier si le produit concerné ou le mélange produit-air doit être classé comme explosif et quelles mesures de protection sont nécessaires.
Les limites de concentration sont souvent utilisées pour décrire un mélange explosif de gaz, de vapeur ou de poussière dans l'air. Une notation simple est la suivante :
c_untere_EG ≤ c_Stoff ≤ c_obere_EG
- c_substance : concentration de la substance inflammable dans l'air
- c_untere_EG : limite inférieure d'explosivité (LIE)
- c_obere_EG : limite supérieure d'explosivité (OEG)
Dans les considérations relatives à la sécurité, on utilise souvent un paramètre technique de sécurité, appelé K_ST (pour les poussières) ou K_G (pour les gaz). Pour les poussières, une relation fréquemment mentionnée est la suivante:
K_ST = (dp/dt)_max · V^(1/3)
- K_ST : constante d'explosion de poussière [bar·m/s]
- (dp/dt)_max : augmentation maximale de la pression dans le réservoir [bar/s]
- V : volume du récipient d'essai [m³]