Substancje wybuchowe w postaci pyłu
„Wybuchowe w obecności pyłu” oznacza właściwość drobnych cząstek stałych polegającą na tworzeniu wybuchowych mieszanek pyłowo-powietrznych. Warunkiem koniecznym jest wystarczająco mała wielkość cząstek oraz określone stężenie pyłu w powietrzu. Źródło zapłonu może spowodować zapłon mieszanki. Następuje szybkie spalanie wraz ze wzrostem ciśnienia.
Wiele proszków organicznych i nieorganicznych wykazuje właściwości wybuchowe. Przykładami są cukier, mąka, pył drzewny, tworzywa sztuczne, metale i materiały stosowane w bateriach. Decydujące znaczenie mają wielkość ziaren, wilgotność, zawartość tlenu oraz turbulencja.
W inżynierii procesowej substancje pyłowe podatne na wybuchy klasyfikuje się zgodnie z normami ATEX i EN. Istotnymi parametrami są wartość Kst, maksymalne ciśnienie wybuchu oraz minimalna energia zapłonowa. Możliwe środki ochronne to uziemienie, odpylanie, inertyzacja, odciążenie ciśnienia wybuchowego oraz konstrukcyjna ochrona przeciwwybuchowa.
W przypadku materiałów sypkich podatnych na wybuch pyłowy istnieje kilka podstawowych wzorów inżynierskich, które stosuje się w normach, ekspertyzach oraz przy projektowaniu urządzeń. Wiele z tych parametrów pochodzi z badań wybuchowości przeprowadzonych w 20-litrowym aparacie kulistym lub w 1-metrowym zbiorniku sześciennym i zostało ustalonych empirycznie.
Kst = (dP/dt)max⋅ V1/3
- Wartość Kst (wskaźnik wybuchowości pyłu)
- (dP/dt)max to maksymalny wzrost ciśnienia
- V to objętość próbki
Wartość Kst ustalona w ten sposób jest znormalizowana niezależnie od objętości i umożliwia porównanie pyłów. Wyróżnia się następujące klasy wybuchowości pyłów:
- St 0: Kst = 0 (nie wybuchowe)
- Zakres 1: 0–200 bar·m/s (np. mąka, cukier)
- St 2: 200–300 bar·m/s
- St 3: > 300 bar·m/s (np. aluminium, magnez)