A robbanás bekövetkeztének feltételrendszere

Ha az éghető anyagot homogénen egyesítjük az oxidálószerrel (például finom eloszlású porfelhőt hozunk létre), akkor az égési sebesség jelentősen megnő, és az égési folyamat akár 10 milliszekundumokon belül is befejeződhet.

Ez a jelenség felelős a széndarab elégetése és a szénporfelhő gyulladásával járó gyors égés közötti jelentős különbségért. Ha a harmadik feltételt – a gyújtóforrást – is biztosítjuk, akkor fennállnak a feltételek a tárolt energia gyors felszabadulásához, tehát a porrobbanáshoz. Zárt térben meghatározott körülmények között ez a gyors reakció általában 10-12 bar_g nyomásemelkedést okozhat (bár egyes porok ennél magasabb nyomás elérésére is képesek). Definíció szerint robbanásnak nevezzük azt az exoterm kémiai folyamatot, mely egy véges térfogatban következik be hirtelen és jelentős nyomásnövekedés kíséretében.

A porok robbanási tulajdonságai tehát lényegesen különböznek azoktól az anyagokétól, amelyekből képződnek. Ennek alapvető oka, hogy ugyanazon anyaghoz porképzéskor nagyságrendekkel nagyobb fajlagos felület tartozik, amely felületen az oxidáció intenzitása is lényegesen nagyobb, így egyetlen porszemcse felizzásakor láncreakció indulhat el.

A por-levegő és gáz-levegő rendszerek robbanásának minimumfeltétele a robbanóképes anyag, valamint oxidáló atmoszféra és egy gyújtóforrás egyidejű jelenléte. További követelmény, hogy a megfelelően apró részecskeméretű veszélyes anyag megfelelő koncentrációban álljon rendelkezésre. Ezen koncentráció-tartomány két végpontja az alsó és felső robbanási határ, melyen belül az anyag robbanóképes, ezen kívül pedig nem következhet be robbanás. Ezen öt körülmény egyidejű fennállása miatt a feltételrendszer elterjedt neve a „robbanási ötszög”. (2. ábra)

A „megfelelő koncentráció”, mint feltétel már előrevetíti azt a tényt, hogy az adott por fizikai-kémiai tulajdonságaiban jelentős eltérések tapasztalhatók attól függően, hogy akár lerakódott rétegben van jelen, vagy homogén porfelhőt alkot. A lerakódott por megfelelő hőmérsékletű felületen képes izzásba jönni vagy bomlani, míg az ezzel vagy meleg felülettel történő érintkezés által begyújtott porfelhő robbanhat. Az elsődleges robbanásveszély tehát lebegő porok esetén alakul ki, mert ilyenkor lehet jelen a robbanáshoz szükséges arányú éghető anyag – levegő keverék. A leülepedett por az esetleges izzáson felül óriási másodlagos veszélyt rejt magában, hiszen a takarítás, hirtelen légmozgás vagy egy robbanás a nyugvó port is felkeverheti.

A porfelhő számos esetben tartályokban, silókban vagy egyéb műveleti berendezésekben van jelen, amelyben az esetleges robbanás során hirtelen nyomásnövekedés következik be. Amennyiben ezek a porkezelő létesítmények nincsenek ellátva megfelelő védelemmel, a robbanás súlyos károkat tehet bennük.

A veszély mértéke, amelyet maga a robbanás hordoz magában, számos tényezőtől függ:

• Az éghető anyagok fizikai és kémiai tulajdonságaitól.

• A robbanóképes közeg nagyságától és körülhatároltságától.

• A környezet fizikai állapotától és állapotjelzőitől.

• Az építmények, tartószerkezetek és berendezések szilárdságától.

• A veszélyeztetett személyek által viselt ruházattól és védőfelszereléstől.

Kérdése van? Vegye fel velünk a kapcsolatot itt!