Warum sind Staubexplosionen gefährlich?

Der Schutz vor Staubexplosionen ist ein wichtiges Thema, wenn es um automatisierte Fördersysteme geht. Gemäß der OSHA-Definition von brennbar StaubexplosionenJedes brennbare Material kann in fein verteilter Form schnell brennen. Wenn ein solcher Staub in der richtigen Konzentration in der Luft schwebt, kann er unter bestimmten Bedingungen explosiv werden. 

Wenn wir wissen, dass 70% des in den verschiedenen Prozessindustrien gehandhabten Materials brennbaren Staub enthalten, ist klar, warum dieser ein großes Sicherheitsrisiko für Prozessanlagen darstellt. Den vom Safety Chemical Board gesammelten Daten zufolge kam es in den vergangenen 14 Jahren zu immer häufigeren Explosionen von brennbarem Staub, die schwere Schäden an Anlagen und Anlagen der Prozessindustrie verursachten und zahlreiche Todesopfer forderten. Einige der jüngsten Staubexplosionen in Amerika haben die Aufsichtsbehörden zum Handeln aufgefordert. Eine davon war die Titanexplosion in West Virginia, bei der drei Mitarbeiter ihr Leben verloren. Die andere war eine berüchtigte Zuckerexplosion in Georgia, die die Anlage völlig zerstörte und den Tod von vierzehn Menschen zur Folge hatte.

Tatsache ist, dass der letztgenannte Vorfall laut dem Bericht des Chemical Safety Investigation Board „völlig vermeidbar“ war. In diesem Bericht heißt es auch, dass dieser katastrophale Vorfall hätte vermieden werden können, wenn das Sicherheitsmanagement Maßnahmen zur Beherrschung der Staubexplosionsgefahr ergriffen hätte

Diese verheerende Zuckerexplosion veranlasste die Arbeitsschutzbehörde und die National Fire Protection Association, eine Reihe von Richtlinien und Sicherheitsstandards für brennbaren Staub zu entwickeln. Die Prozessindustrie muss diese Vorschriften einhalten, um ihre Mitarbeiter und Anlagen vor schweren Explosionen zu schützen. 

Fünf Faktoren, die zu einer Staubexplosion führen

Staubexplosionen treten auf, wenn fünf entscheidende Elemente, die ein Staubexplosions-Pentagon bilden, innerhalb der Verarbeitungsanlage zusammentreffen. Die Faktoren, die solche Explosionen begünstigen, sind:

• Brennbare Staubpartikel, also der Treibstoff der Explosion
• Sauerstoff
• Ausbreitung von Staubpartikeln – wenn angesammelter Staub in die Luft geschleudert wird und eine explosive Staubwolke bildet
• Zündquellen, die brennbare Staubwolken entzünden können 
• Enge Räume, in denen sich der Druck aufbaut, der in der Regel zu beschädigter Ausrüstung, zerstörten Einrichtungen und einem möglichen Struktureinsturz führt. 

Auch die Staubkonzentration ist ein wesentlicher Faktor, der zu einer Explosion führen kann. Nur bestimmte brennbare Staubkonzentrationen können zur Staubverpuffung führen. Wenn sich in einem geschlossenen Raum die minimale explosionsfähige Staubkonzentration in der Luft in der Nähe einer Zündquelle verteilt, kommt es zu einer gefährlichen Explosion. 

Diese Staubexplosion verläuft in zwei Stufen. Das Anfangsstadium ist eine primäre Staubexplosion, die im Inneren von Geräten wie Getreidesilos und Staubabscheidern auftritt. Sie ist nicht so intensiv wie die zweite Explosionswelle. Die schnelle Verbrennung von Staubpartikeln erhöht den Luftdruck und erzeugt eine Druckwelle, die Staubablagerungen in die Luft schleudern kann, wo sie entzündet werden, was zu einer Sekundärexplosion führt. 

Diese sekundären Explosionen folgen schnell auf die erste und sind heftiger und zerstörerischer, was zu katastrophalen Schäden und Todesfällen führt. Die Größe der Staubpartikel kann zur schnellen Ausbreitung des Feuers während der Explosion beitragen. Feinstaubpartikel sind gefährlicher, da sie sich leicht in der Luft verteilen können und eine größere Oberfläche haben, wodurch sie leicht entflammbar sind. Die NFPA-Studie zeigte, dass eine Staubmenge von der Dicke einer durchschnittlichen Büroklammer ausreichte, um verheerende Explosionen auszulösen. 

Die Sicherheitsstandards für brennbaren Staub der National Fire Protection Agency

Die NFPA hat diesen Standard entwickelt, der im September 2015 in Kraft trat und sich auf die Maßnahmen konzentriert, die zur Kontrolle der Gefahren durch brennbaren Staub erforderlich sind. Dieser Standard betont die Staubbrennbarkeit Richtlinien und die Bedeutung des Brand- oder Staubexplosionsschutzes in der Prozessindustrie. Einer der Gründe, warum solche Explosionen so gefährlich sind, liegt darin, dass in einer Vielzahl von Prozessindustrien brennbarer Staub vorhanden ist, der ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellt. Einige dieser Prozessindustrien sind: 

• Landwirtschaft, Düngemittel-, Getreide-, Tabak- und Lebensmittelindustrie
• Holz- und Papierverarbeitung, Möbel-, Textil- und Formenbau
• Petrochemische Industrie, Herstellung pharmazeutischer Komponenten
• Kunststoffverarbeitungs- und Recyclinganlagen
• Kohle abbauen

Wie oben erwähnt, sind etwa 701 TP3T Stäube explosionsfähig. Auch nicht explosive Materialien können explosiv werden, wenn sie mit ausreichenden Konzentrationen an organischem Staub oder Metallstaub vermischt werden. 

Hier sind einige NFPA-Standards im Zusammenhang mit der Gefahrenkontrolle durch brennbaren Staub:

• Minimieren Sie den flüchtigen explosiven Staub und verhindern Sie, dass er aus Verarbeitungsgeräten und Lüftungssystemen austritt. Geschlossenes röhrenförmiges Schleppkabel und Scheibe  Fördersysteme, wie Kabelförderer mit ihre völlig geschlossene Rohre können bei der Staubkontrolle und -entfernung von großem Nutzen sein. 
• Installieren Sie ein Staubsammelsystem und führen Sie eine regelmäßige Überwachung durch, um sicherzustellen, dass es ordnungsgemäß funktioniert.
• Erkennen und identifizieren Sie alle verborgenen Oberflächen innerhalb der Anlage, die gefährliche Staubablagerungen enthalten.
• Legen Sie einen Zeitplan für die Reinigung aller Bereiche fest, in denen sich brennbarer Staub ansammeln kann, und halten Sie sich daran.
• Verwenden Sie Reinigungsmethoden, die in der Nähe von Zündquellen keine Staubwolken erzeugen. Vermeiden Sie außerdem Reinigungsmethoden mit Druckluft.
• Platzieren Sie Druckentlastungsventile nicht in der Nähe von Gefahrenbereichen mit brennbarem Staub.
• Führen Sie ein umfassendes Staubkontrollprogramm mit regelmäßigen Inspektionen, Tests, Reinigungsarbeiten und Kontrollinitiativen zur Staubgefahr durch.

Versuchen Sie außerdem, die Geräte von anderen Geräten zu isolieren. Wenn es zu einer solchen Explosion kommt, führt dies zu einer Flammenausbreitung durch die Rohrleitungen in andere Teile der Anlage. Daher ist es wichtig, Explosionen zu isolieren, damit die Flamme nicht auf die angrenzenden Geräte übergreifen kann. Falls die Explosion in einem Staubabscheider im Freien stattfindet, stellen Sie sicher, dass sie sich nicht über die Rohrleitungen in die Verarbeitungsanlage ausbreitet und die Arbeiter gefährdet.

Darüber hinaus fallen bestimmte Vorgänge, bei denen Staub entsteht, wie z. B. Strahlen, Schleifen oder Stoßen, unter die OSHA-Anforderungen.

Kontrolle der Zündquellen

Um die Zündquellen unter Kontrolle zu halten und dieses entscheidende Element aus dem Staubexplosions-Pentagon zu eliminieren, müssen Sie:

• Sorgen Sie für eine ordnungsgemäße Installation, Klassifizierung und Wartung aller elektrischen Geräte und Leitungen. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Ausrüstung dem neuesten Stand entspricht Normen der elektrischen Sicherheitstechnik.
• Kontrollieren Sie statische Elektrizität durch den Einsatz von Erdungsdrähten oder -stangen.
• Rauchen und offenes Feuer am Arbeitsplatz verbieten oder einschränken.
• Begrenzen oder isolieren Sie Funken oder Reibungsquellen.
• Begrenzen Sie den Kontakt zwischen heißen Oberflächen oder Heizsystemen und brennbarem Staub.
• Integrieren Sie Funkenfänger oder Funkenfallen in alle Staubabscheiderkanäle.

Schadensbegrenzung bei Staubexplosionen

Für den Fall, dass es zu solchen Explosionen kommt, stellen Sie sicher, dass Sie über eine vorbereitete Strategie verfügen, um die negativen Auswirkungen zu mildern und den durch diesen schwerwiegenden Sicherheitsvorfall verursachten Schaden zu kontrollieren.

• Trennen Sie die Staubexplosionsgefahr auf die effizienteste Art und Weise. Halten Sie Abstand zur Arbeitsumgebung und isolieren Sie es, indem Sie nach Möglichkeit Barrieren anbringen.
• Verpuffungsentlüftung installieren.
• Installieren Sie Druckentlastungsventile an den entsprechenden Geräten.
• Setzen Sie Zündquellenerkennungssysteme und Löschgeräte ein.
• Installieren Sie nach Möglichkeit eine Staubexplosionsschutzanlage.

Sorgen Sie für einen angemessenen Arbeitnehmerschutz

Auch wenn diese Strategien und Standards zur Verhinderung von Staubexplosionen die Gefahr von Staubexplosionen verringern können, können sie Arbeitnehmer, die Brandherden und Explosionen durch brennbaren Staub ausgesetzt sind, nicht ausreichend schützen. 

Einige Arbeitgeber sind immer noch der Meinung, dass das Tragen von Helmen, Schutzhandschuhen sowie Gehör- und Augenschutz eine ausreichende persönliche Schutzausrüstung für Arbeitnehmer ist, die mit gefährlichen Materialien umgehen. Andererseits persönliche Schutzausrüstung wie schwer entflammbare Kleidungsstücke und ARC-Schutzkleidung bietet ausreichenden Schutz bei gefährlichen Staubexplosionen.

Da die Arbeitnehmer den Gefahren am nächsten sind, müssen sie über eine angemessene Explosionsschutzschulung verfügen, um Explosionsrisiken zu erkennen und deren Eintritt zu verhindern. Mitarbeiter sollten außerdem dazu ermutigt werden, möglicherweise riskante Arbeitsbedingungen zu melden.

Staubexplosionsschutz

Explosionen von brennbarem Staub sind gefährliche Sicherheitsvorfälle, die Prozessanlagen zerstören können, was zu erheblichen Verlusten an Menschenleben und wirtschaftlichen Folgen führen kann. Durch die Einhaltung der beschriebenen Sicherheitsstandards beherrschen Sie die Zündquellen und die Staubkontrolle und stellen so sicher, dass Ihre Mitarbeiter über einen ausreichenden Staubexplosionsschutz verfügen. Wir sind stolz darauf, führend im Bereich sanfter Fördermethoden zu sein Staubförderer ist Ihre beste Wahl, um das Risiko einer Staubexplosion beim Transport von bröckeligem Material zu verringern.