管理粉尘爆炸危害| 2019-10-07 | PCI杂志

简单地说，粉末喷涂是将带静电的干粉颗粒涂在带电的导电(金属)物体上，然后加热将粉末固化到被涂物体上。粉末涂料材料通常由电绝缘树脂(热固性或热塑性聚合物)和颜料组成。与(湿式)涂料相比，粉末涂料的优点包括涂层的持久性和重复使用过量喷涂的粉末的能力。今天，粉末涂料应用于各种行业，包括汽车、家电和建筑。

然而，应该注意的是，通常用于粉末涂料应用的粉末是易爆的，这意味着如果分散在空气中并受到点火源，就能够产生粉尘爆炸。无论是在喷粉操作过程中，还是在下游的粉尘收集系统中，都可能形成可爆炸的粉尘云。当然，如果有点火源存在，可能会发生粉尘爆燃或爆炸。在粉末涂层操作中，一个典型的点火源是被涂层的未接地金属物体无意中产生的静电火花。因此，显然必须采取有效的预防措施来控制风险，保护员工、承包商、公众和设施免受火灾和爆炸的影响。

在过去的几十年里，美国国家消防协会(NFPA)发布了许多规范和标准，以帮助行业评估和控制粉尘火灾和爆炸。尽管这些出版物非常有用，但在某些需求的一致性和适用性方面也造成了一些混乱。

NFPA 652:可燃粉尘基础标准旨在巩固所有可燃固体的最佳通用实践，而不考虑行业和粉末/粉尘类型。NFPA 652还指导用户使用适当的NFPA行业或商品特定标准，对于粉末涂料行业，该标准是NFPA 654“可燃颗粒固体的制造、加工和处理中防止火灾和粉尘爆炸的标准”。

本文将讨论2019版NFPA 652的要求，并提供一些实际措施，以控制与可燃粉末的处理、加工和存储相关的粉尘闪光火灾和爆炸危险。

沙尘云闪火和爆炸的条件

当下列情况同时出现时，必须预料到粉尘云闪燃(爆燃):

一种浓度超过其最小爆炸浓度(MEC)而形成云的可燃粉末。(需要有足够的粉尘含量和足够小的颗粒尺寸来支持火焰的传播。)
充足的氧化剂，空气中的氧气通常会提供。
有足够能量的点火源。

应该注意的是，条件1和2通常至少在任何粉末/灰尘处理、转移、混合、喷洒或集尘操作的某个时刻出现。同时存在的高能点火源可能会导致粉尘云闪火。如果点火发生在一个封闭的工艺容器或房间/建筑物中，则会产生足够的压力，使密封外壳破裂并引起粉尘爆炸事件。

NFPA 652的要求

NFPA 652的预期生命安全、任务连续性和减少火灾蔓延和爆炸目标如下:

在疏散、重新安置或避难所需的时间内，合理保护不在火点附近的居住者不受火灾影响;
合理防止山火、爆炸造成严重伤害;
合理保护邻近物业及公众免受火灾、山火或爆炸的影响;
将损害限制在确保设施的持续任务、生产或操作能力达到所有者/经营人可接受的程度的水平;
防止或减轻可能导致相邻建筑物、隔间、外壳、财产、存储、设施的结构元件或紧急生命安全系统故障的火灾和爆炸。

为了实现这些目标，NFPA 652要求可能存在可燃粉尘的设施的所有者/运营商应对以下问题负责:

测定材料的可燃性和易爆性(允许/不允许)。值得注意的是，Go/No-Go -顾名思义-只能提供在适当条件下粉尘是否可燃(会燃烧)或可燃(爆燃)的信息。目前还无法确定是否容易点火或爆炸的严重程度。NFPA 652允许可燃性或易爆性(Go/No Go)的确定基于工艺或历史设施数据或公开数据的代表性样品的实验室分析-只要数据是当前材料和工艺条件的代表性数据。人们也可以假定一种材料是可爆炸的，而不用进行实验室分析。但是，没有以前的事故不得作为认定颗粒物不可燃或不爆炸的依据。
进行DHA (Dust Hazard Analysis)分析。DHA是一种系统的评估，用于识别和评估在处理或处理可燃/易爆粉末的过程或设施中潜在的粉尘火灾、山火和爆炸危险。DHA必须由具有处理和处理可燃颗粒固体相关危险的专业知识的人员进行。
对于现有流程，业主/运营商应安排DHA在2020年9月前完成。对于超过原成本25%的新建或改造，DHA应作为项目的一部分完成。最后，DHA必须至少每五年进行一次审查和更新。
管理已识别的火灾、山火和爆炸危险。设施的业主/操作员应负责管理已确定的火灾、山火和爆炸危险，考虑到建筑和设备设计、内务、点火源控制、个人防护设备、粉尘控制、防爆、防护、隔离和防火。

应注意的是，应允许进行具有管辖权的当局(AHJ)可接受的文件化风险评估，以取代NFPA 652的规定要求，以确定建筑物的设计水平和保护功能、设备保护、火源控制和防爆。

建立书面安全管理制度。NFPA 652要求业主/运营商建立书面管理系统来操作他们的设施和设备，以防止或减轻可燃性粉尘火灾、爆燃和爆炸。这些书面管理体系包括操作程序和实践、培训、事件调查和员工参与。书面的管理体系要求应适用于新的和现有的设施和工艺。

对合规

管理粉尘云闪现火灾和爆炸危险包括:

粉末的数据收集。与从文献来源获得的数据相比，对来自你们工厂的代表性样品进行的特定测试提供了最高的数据置信度。值得注意的是，回收的过喷粉末由于粒径较小，可能比原始粉末具有更高的点火灵敏度和爆炸严重性。粉末涂料应用需要考虑的典型测试/数据包括:

易爆性筛选(放行/不放行)- astm e1226。
如果是Explosible (Go)，那么:

容易点火?

最低点火能量(尘云)- ASTM E2019

最低点火温度(尘云)- ASTM E 1491

最低点火温度(灰尘层)- ASTM E2021

热不稳定性

爆炸的效果?

最大爆炸压力- ASTM E1226

最大压力上升速率- ASTM E1226

控制易燃物质浓度?

最小爆炸浓度- ASTM E1515

避免/控制爆炸性粉尘云(燃料)。处理设备/喷雾室表面的灰尘积聚可能导致毁灭性的一次和二次粉尘爆炸。在可能的情况下，应该通过有效的清洁来防止过多的灰尘积聚。
火源的消除/控制。必须识别和控制在正常和可预见的扰动条件下可能存在的点火源。常见的点火源包括热源、摩擦和撞击火花、电弧和火花、静电放电。任何旨在将这些点火源的着火风险降至最低的研究应包括:

对工厂内所有金属(导电)物品进行接地。当连接/接地系统为全金属时，连续接地路径的电阻应小于10欧姆。
对于可能存在爆炸性粉尘云或任何最小点火能量(MIE)小于30mJ的可燃气氛的场所，操作人员必须充分接地。静电耗散鞋与导电或静电耗散地板一起使用，总电阻在1兆欧姆至100兆欧姆之间，提供了一种控制和耗散人体静电的方法。
在可能存在爆炸性环境的地点使用适当的额定电气设备和装置。这是通过根据国家电气规范(NFPA 70)第500条的要求进行危险区域分类来实现的。第500条的意图是防止电气设备为可点燃的气氛提供点火手段。
定期检查和维护设备，防止机械故障。

防止爆炸的后果。如果仅凭防爆措施(识别和避免火源或避免爆炸性粉尘云环境)不能将粉尘云爆炸的风险降低到可接受的水平，则必须考虑防爆措施。必须指出的是，除采取一切合理步骤减少尘埃云形成/扩散的可能性并排除潜在的火源外，还应考虑采取防爆措施。防爆措施包括:
- 根据NFPA 68:爆燃排气指南，将爆炸排气到安全的地方。
- 根据NFPA 69:防爆系统标准注入抑爆剂进行抑爆。
- 防爆结构的安全壳(基于ASME锅炉和压力容器规范，第VIII节，第I部的设计)。
- 防爆隔离(机械或化学)，以防止爆燃在连接的设备和/或工作区域之间传播。