Zoneklassifikation i støvområder

Tekst: Bygningsingeniør Lars Vædeled Roed fra Brand- og Sikringstekniskinstitut (DBI) Illustration: Jane Nygaard fra 'Stregen'.

1. January 2010 | ATEX-direktiverne handler også om de støvede arbejdspladser.



BEMÆRK: Denne artikel er tidligere publiceret i TechCares magasin ATEX Fokus. Bladet er erstattet af denne hjemmeside.

------------------------

Selvom skyer af støv og pulvere er synlige, i modsætning til de fleste brandbare gasser og dampe fra brandfarlige væsker, er det ikke nødvendigvis lettere at foretage klassifikation af eksplosionsfarlige områder i forbindelse med støv. Dertil kommer, at der heller ikke har været den samme tradition (læs regler) for at foretage klassifikation af eksplosionsfarlige områder for støv som for brandbare gasser og dampe.

Det betyder, at mange er usikre på, hvordan og i hvilket omfang der skal klassificeres, når det handler om støv og pulvere. Med indførelsen af ATEX-direktiverne har myndighederne overordnet sidestillet eksplosioner pga. støv med eksplosioner i forbindelse med brandbare gasser og dampe. Det skyldes, at de på en lang række punkter udviser de samme eksplosionsegenskaber, som f.eks. antændelsesgrænser og eksplosionsovertryk, men der er også forskelle.

Eksplosionsfarlige områder skal klassificeres i zoner på grundlag af hyppigheden og varigheden af forekomsten af eksplosiv atmosfære. (Se fakta 1 herunder om relevante vejledninger og standarder på området). I denne sammenhæng er en eksplosiv atmosfære en blanding under atmosfæriske forhold af luft og brændbare stoffer i form af pulver eller støv, i hvilken forbrændingen efter antændelse breder sig til hele den uforbrændte blanding.

FAKTA 1 - RELEVANTE VEJLEDNINGER OG STANDARDER

Klassifikation af eksplosionsfarlige områder foretages med udgangspunkt i:

  • Beredskabsstyrelsens Vejledning af 30. juni 2003 om klassifikation af eksplosionsfarlige områder
  • DS/EN 60079-10-2, Elektriske apparater til brug i områder med brændbart støv – del 10: Klassifikation af områder, hvor brændbart støv er eller kan være til stede inklusive eksempler på disse.
  • DS/EN 1127-1: Eksplosive atmosfærer - Forebyggelse og beskyttelse mod eksplosion - del 1: Grundlæggende begreber og metodik.


Metode til klassifikation af eksplosionsfarlige områder

Klassifikation af eksplosionsfarlige områder med hensyn til støv og pulver sker efter samme principper som for brandbare gasser og dampe. I det følgende beskrives en systematisk metode til identifikation og klassifikation af eksplosionsfarlige områder på en virksomhed:

  • Identifikation af materialet
  • Potentielle udslipskilder
  • Udslipsgrad
  • Ventilation og rengøring
  • Zonetype
  • Udstrækning af zoner.


Identifikation af materialet

Det første, der skal undersøges, er, om der findes materialer, som, hvis de findeles tilstrækkeligt, er i stand til at danne en eksplosiv atmosfære. Et findelt materiale i form af fint pulver kan være en del af de produkter en virksomhed anvender eller fremstiller enten som råvarer eller som halv- og/eller helfabrikata, men det kan også være et affaldsprodukt fra produktionen i form af støv.

Materialer der kan danne en eksplosiv atmosfære omfatter:

  • Naturlige organiske materialer (alt hvad der har groet ude i naturen), som f.eks. støv fra korn, træ, sukker
  • Syntetiske organiske materialer (kunstigt fremstillet), som f.eks. plastik, kemikalier
  • Kul
  • Metaller, som f.eks. aluminium, zink, magnesium.


Støv defineres almindeligvis som partikler med en øvre partikelstørrelse på 0,5 mm. Partikelstørrelser over en vis grænse, afhængigt af det aktuelle materiale, giver normalt ikke anledning til støveksplosioner.

Grænsen ligger ikke fast, men er afhængig af en række faktorer. For organisk støv er grænsen ca. 0,5 mm. Består støvet af en blanding af partikelstørrelser, vil de finere dele være styrende for antændelsen, idet de fine fraktioner har en større reaktiv overflade og kræver mindre antændelsesenergi end de større fraktioner.

Eksplosionsintervallet beskrives som det koncentrationsområde, i hvilket støv kan eksplodere. Koncentrationen angives normalt i g støv pr. m3 luft. Den nedre eksplosionsgrænse er som regel beliggende i området 10-100 g/m3, men kan være lavere. Den øvre grænse er vanskelig at bestemme eksperimentelt og er i øvrigt uden større praktisk betydning, idet anlægssikkerhed hovedsageligt beror på begrænsning af støvtæthed.

Større ændringer i tryk og temperatur bevirker ændringer af eksplosionsintervallet. Sammenholdt med Arbejdstilsynets grænseværdier for stoffer og materialer på arbejdspladser, som mht. til støv måles i nogle få milligram, er der altså i forhold til den nedre eksplosionsgrænse et stort spring.

Støv med et fugtighedsindhold over en vis grænse giver ikke anledning til eksplosioner. Denne grænse varierer fra ca. 15-30 vægt-%.

Potentielle udslipskilder

Ved identifikation af potentielle udslipskilder skal det vurderes, hvor der kan slippe støv ud. En udslipskilde kan være en åbning ind til et anlæg, eller det kan være indvendigt i anlægget, hvor støv er ophvirvlet. En særlig egenskab for støv i forhold til brandfarlige gasser og dampe er, at det kan aflejres som støvlag, der kan blive hvirvlet op til en støvsky eller give anledning til selvantændelse.

Større støvlag skal derfor også betragtes som en potentiel udslipkilde. Kortlægningen af potentielle udslipskilder bør endvidere indeholde en vurdering af, om anlæggene kan gøres tættere, så frigivelsen af støv til omgivelserne reduceres. Derved vil behovet for rengøring også kunne mindskes.

Udslipsgrad

Når udslipskilderne for en virksomhed eller anlæg er blevet identificeret, skal det afgøres, hvor hyppigt der forekommer udslip, hvilket betegnes ved udslipsgraden. Der anvendes en inddeling i 3 niveauer; kontinuerlig, primær og sekundær udslipsgrad, svarende til henholdsvis længerevarende, periodiske og sjældne udslip. Udslipsgraderne har direkte kobling til zonetyperne 20, 21 og 22.

Ventilation og rengøring

En måde, hvorpå de eksplosionsfarlige områder kan begrænses eller helt undgås, er ved hjælp af ventilation og rengøring. Etableres der f.eks. effektiv ventilation i forbindelse med et påslag, vil frigivelsen af støv til arbejdslokalet kunne begrænses væsentligt. Ventilation kan også være i form af aspiration fra transportanlæg til pulver, som f.eks. redleranlæg. Støvlag betragtes, som nævnt tidligere, som en potentiel udslipskilde, hvorfor omfanget af disse så vidt muligt bør kontrolleres ved regelmæssig rengøring.

Forhold, der fører til zone 20 i arbejdsområder, er ikke acceptable, hvorfor der i sådanne tilfælde skal etableres yderligere tiltag, hvilket f.eks. kan være ventilation.

Zonetype

Zonetype fastlægges ud fra udslipsgraden, som vist i fakta 2. I modsætning til eksplosionsfarlige områder som følge af brandfarlige gasser og dampe vil de eksplosionsfarlige områder i forbindelse med støv primært være at finde indvendigt i anlæg.

Støvet vil som oftest være til stede i større koncentrationer indvendigt i anlæg samtidig med, at det her er hvirvlet op, hvorimod brandfarlige gasser og dampe som regel først danner eksplosiv atmosfære, når de slipper ud fra lukkede anlæg. Det betyder også, at eksplosioner som følge af støv primært starter indvendigt i anlæg, og at eksplosioner pga. brandbare gasser og dampe starter uden for anlæg.

FAKTA 2 - UDSLIPSGRAD OG ZONETYPE

Udslipsgrad

Zone

Kontinuerlig

20

Primær

21

Sekundær

22


Udstrækningen af zoner

Indvendigt i anlæg vil udstrækningen af zonerne være begrænset af anlæggets fysiske adskillelse mod omgivelserne. Desuden vil f.eks. sektorsluser kunne fungere som afgrænsning mellem 2 forskellige zoner indvendigt i et anlæg.

Udstrækningen af de enkelte zoner 21 og 22 uden for anlæg, idet zone 20 normalvis kun forekommer indvendigt i anlæg, vil normalt være af størrelsesordnen 1 m, da støv, der slipper ud fra anlæg, hurtig vil miste dets bevægelsesenergi og pga. tyngdekraften aflejres som støvlag. Dette forhold er endnu en af forskellene mellem støv og brandfarlige gasser og dampe, som kan spredes over større afstande.

Den heri beskrevne metode til identifikationen af eksplosionsfarlige områder kan med fordel opstilles med et skematisk eksempel, som vist i fakta 3 herunder.

Fakta 3 Stov

 

< Tilbage til liste