Základní požárně technické charakteristiky a jejich význam v technické praxi

Z pohledu protipožární a protivýbuchové prevence

Z pohledu protipožární a protivýbuchové prevence

Z pohledu protipožární a protivýbuchové prevence tedy můžeme mezi požárně technické charakteristiky prachů zařadit tyto zkouškami zjištěné parametry:

• obsah popele, vody, prchavé hořlaviny, fixního uhlíku,
• střední velikost zrna,
• sypná hustota,
• výhřevnost,
• teploty vznícení,
• spodní meze výbušnosti,
• max. výbuchový tlak,
• max. rychlost nárůstu tlaků,
• třída výbušnosti.

Jednotlivé technicko bezpečnostní parametry potřebuje znát uživatel jak z hlediska technologického procesu - např. výhřevnost, z hlediska bezpečnosti - výbušnost, vzplanutí a vznícení a s tím souvisejících rizik při používání těchto paliv.

1.1. Spodní mez výbušnosti
Je definovaná jako nejnižší koncentrace směsi hořlavého prachu se vzduchem, při které je tato směs již výbušná.

Účel stanovení:
tato hodnota je velmi důležitá pro stanovení prostředí dle ČSN 33 2000-3 a ČSN 33 2330 a pro ochranu zařízení před nebezpečím výbuchu tím, že koncentrace hořlavého prachu ve vzduchu bude pod nebezpečnou koncentrací.

1.2. Teplota vznícení rozvířeného prachu
Je definována jako nejnižší teplota prostředí, při které dojde k samovolnému zapálení směsi plynných produktů rozkladu bez přítomnosti vnějšího zápalného zdroje.

Účel stanovení:
tato hodnota umožňuje posoudit možnost vznícení prachovzdušné směsi od horkých těles atd.

1.3. Teplota vznícení usazeného prachu
Je definována jako nejnižší teplota prostředí, při které dojde k samovolnému zapálení směsi plynných produktů rozkladu bez přítomnosti vnějšího zápalného zdroje.

Účel stanovení:
tato hodnota umožňuje posoudit možnost vznícení usazené vrstvy prachu od horkých povrchů. Někdy je tato hodnota využívána pro stanovení teplotní třídy pro nevýbušná elektrická zařízení.

1.4. Teplota žhnutí usazeného prachu
Je definována jako nejnižší teplota prostředí, při které dojde k trvalému žhnutí prachu.

Účel stanovení:
tato hodnota umožňuje určit nejnižší teplotu horkého povrchu, při kterém dojde k trvalému žhnutí prachu a tím i ke vzniku iniciačního zdroje případné prachovzdušné směsi. Tato hodnota rovněž umožňuje porovnání s teplotní třídou zařízení v nevýbušném provedení do prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých prachů.

1.5. Teplota vzplanutí usazeného prachu
Je definována jako nejnižší teplota prostředí, při které dojde působením vnějšího zápalného zdroje k zapálení směsi plynných produktů rozkladu.

Účel stanovení:
tato hodnota umožňuje určit nejnižší teplotu horkého povrchu, při kterém dojde přiblížením např. plamene k povrchu prachu k jeho vzplanutí.

1.6. Výbuchové parametry
Tvar výbuchové křivky, a tím také naměřené hodnoty s výrazně mění s koncentrací výbušné směsi. Nejvyšších hodnot výbuchového tlaku a rychlosti nárůstání výbuchového tlaku je dosaženo při optimální koncentraci Copt.. Tyto hodnoty nazývají:

Ukazatel výbuchu p_max je maximální tlak pro velký rozsah koncentracíreagujících složek.

Ukazatel výbuchu (dp/dt)_max je maximální rychlost nárůstu tlaku v závislosti na čase určená zkouškami.

Konstanta výbušnosti K je konstanta určující maximální rychlost nárůstu tlaku v závislosti na čase při výbuchu v objemu V, určená podle rovnice (Kubický zákon):

K = (dp/dt)_max . V^1/3

Hodnota výbušnosti K_max je maximální hodnota konstanty výbušnosti K určená zkouškami provedenými u velkého rozsahu koncentrací reagujících složek. Intenzita výbuchu se určí z hodnoty K_max. Optimální koncentrace je u plynů a par o málo vyšší než stechiometrická, u prachů je:

C opt = (2 až 3) * C stech

Se zvyšováním nebo snižováním koncentrace od C opt se výbuchový tlak i rychlost narůstání výbuchového tlaku snižují až k mezím výbušnosti LEL a UEL. Dolní a horní meze výbušnosti ohraničují rozsah výbušnosti. Mimo tyto meze není možné samostatné šíření výbuchu ve směsi. Dolní mez výbušnosti LEL představuje nedostatek hořlavé látky ve směsi s oxidačním prostředkem. Naopak horní mez výbušnosti UEL představuje nedostatek oxidačního prostředku ve směsi.. Tyto meze mají velký praktický význam, protože slouží zejména ke stanovení prostředí s nebezpečím výbuchu a tím k upozornění na hrozící nebezpečí.

Účel stanovení:
hodnoty ukazatelů výbuchu (výbuchových parametrů) jsou nezbytné pro kvalifikovaný výpočet a návrh prvků protiexplozní ochrany (membrány, ventily).

Časový průběh tlaku při explozi výbušné směsi v uzavřeném prostoru

1.7. Limitní obsah kyslíku
Je nejvyšší koncentrace kyslíku, při které již není prachovzdušná směs schopna explozivní reakce.

Účel stanovení:
znalost tohoto parametru má velký význam pro ochranu zařízení, technologie před nebezpečím výbuchu pomocí inertního plynu (N₂, CO₂, atd.).

1.8. Minimální iniciační energie E_min
Je energie jiskry, která je nutná pro zapálení prachovzdušné směsi, stanovuje se pro celou řadu koncentrací prachu ve vzduchu. S rostoucí iniciační energií se rozšiřuje rozsah výbušnosti, přičemž se zejména horní mez posouvá k vyšším hodnotám

Účel stanovení:
znalost této veličiny umožňuje vyloučit případný zdroj iniciace. Tento údaj je v praxi využíván zejména pro ochranu zařízení před elektrostatickými výboji. Pro prachovzdušné systémy se Emin pohybuje řádově v joulech.

1.9. Stanovení náchylnosti k samovznícení
Tato zkouška vypovídá o sklonech práškových materiálů při skladování se samovzněcovat.

Účel stanovení:
stanovení indukční doby, kdy dojde za určitých podmínek k samovznícení práškové hmoty. Zařazení materiálů do tříd pro dopravu dle předpisů RID/ADR.