Ronald L. Allen，硕士，PE, CSP，高级咨询工程师，Fauske & Associates, LLC
理解可燃粉尘的特点对于最终管理与材料相关的风险至关重要。但是，在提取和测试有效样品之前，有许多问题需要回答。错误可能导致浪费时间和金钱——或者更糟——错误的风险评估。这个博客提供了一个基本因素的简要概述。
1.谁应该进行测试?
虽然许多实验室可能声称有能力进行有害粉尘测试，但事实是，不是所有的实验室都有资格或经验做这样的事情。与ISO 17025认证的实验室合作，执行所需的特定测试，将确保高质量的结果。这些国际认可的实验室也有资源解释检测结果，并为他们的客户提供指导。
2.执行哪些测试？
一般来说，测试分为三类：
- 燃烧性筛选试验:通常被称为“去/不去”测试，这一初始筛选决定了颗粒是否“可爆炸”。如果材料被证明是“易爆”的，应完成附加的特性，以了解点火灵敏度和爆炸严重程度。
- 点火灵敏度测试:这些“点火前”测试是根据产生、处理、运输或储存粉尘的环境和可能存在的潜在风险来选择的。最常见的测试回答以下问题:
- 点燃灰尘需要多少能量？最低点火能量(MIE)测试对于确定灰尘是否可以由低能量源(如静电)点燃或是否需要更高能量源(如火花电机)点火至关重要。结果以毫焦耳(mJ)为单位报道。
- 多少物质必须悬浮在大气中才能支持点火?最低可爆浓度(MEC)测试通常与易燃气体和液体的低可爆水平(LEL)测试进行比较。结果以克每立方米(g/m3.)．
- 空气中的粉尘在什么温度下会自燃?最低点火温度云(MIT)测试确定空气中的粉尘何时会因接触高温物体(如烘箱表面、电机、过热轴承)或加热环境而着火。结果以摄氏温度报告。
- 分层粉尘在什么温度下会自燃?层着火温度测试(LIT)确定了当层状粉尘与受热表面(如烘箱表面、电机、过热轴承)接触时，何时会着火。结果以摄氏温度报告。
- 爆炸严重程度测试:这些“点火后”测试确定了当特定的粉尘在容器中被点燃时产生多少能量。在设计防爆设备(如泄爆板、化学隔离系统)以减轻涉及特定材料的爆炸影响时，需要测试结果。最常见的测试回答以下问题:
- 尘云爆炸产生的最大压力是多少?最大压力(P马克斯）在条（标准大气压）中报告并未归一化。
- 尘云爆炸产生的压力上升的标准化速度是多少?爆燃指数(K圣)的单位为bar-meters/second (bar-m/sec)。
3.样品是否应在“收到后”进行测试?
ASTM国际发布了一系列标准(E1226, E1515, E2019, E1491和E2021)，确定灰尘样品应如何测试爆炸性电位和特性。毫无例外，美国材料试验协会建议被测材料的粒径小于75微米，水分含量小于5%。在某些情况下，样品必须经过研磨、筛分和/或干燥以满足ASTM的这些建议。浆料的上浆和干燥往往比测试材料的“接收状态”产生更保守的结果。确保一致的粒径和水分含量产生一致的，可靠的结果需要指定防爆设备(例如，爆炸通风口，抑制系统)。的保守性质的建议测试好,干物质地址很多担心潜在的罚款积累在某些位置(如管道弯头,除尘器,内墙垃圾箱)过程中或细浮尘高架建筑表面焊接、管道/导管和灯具。
虽然对物料进行分级和干燥的优点是显而易见的，但对“作为接收”的颗粒进行测试也有价值，以了解如果没有发生颗粒分离/分类，物料在其特定的自然环境中会如何表现。在考虑点火灵敏度时，“按实际情况”的测试数据尤其有用。例如，根据美国材料试验协会(ASTM)的建议进行尺寸调整和干燥的材料可能最能代表除尘器内部可能存在的“最坏情况”粉尘特性，在这种情况下需要最保守的保护技术。但是，在该过程中从上游位置采集的相同材料的“作为接收”样品中，颗粒显示出更大的粒径和/或增加的水分含量，可能(例如)比已定标和干燥的样品具有更高的最低点火能(MIE)值。“已接收”样品中较高的MIE值可以证明在取样的过程中减少控制是合理的。例如，在除尘器工作时可能需要防静电鞋，因为那里的MIE值可能较低，但在记录了较高的MIE值的上游位置，可能不需要同样的预防措施。
许多公司选择两种方式来测试材料——研磨和干燥(如果需要的话)以及“到货”。
4.在哪里采取样品？
一般来说，建议从除尘器“脏”的一面取样，因为这种材料往往包括相对干燥的小颗粒。“最佳样本”取自除尘器，按优先顺序如下:
- 使用无火花的工具直接从除尘器过滤器或粉盒中刮除或清除物料。这种技术将增加收集细颗粒的概率。
- 如果不能直接从除尘器过滤器或粉盒中清除材料，在从一个干净的存储收集桶/容器中收集样品之前，“脉冲”除尘器。
- 如果可能，避免从灰尘收集桶/容器(例如，55加仑的桶)取样，除非桶/容器在产生脉冲取样前已被清空或清洗(见上文)。否则，该样品将包括从除尘器排放的材料的复合材料，该材料有可能包括可能低估该材料构成的风险的较大颗粒。由于它们的质量，较大的颗粒可能会“落”到收集滚筒/容器中，而没有被收集到过滤器或墨盒上。在这种情况下，筛分可以去除那些粗颗粒。
“升高的表面”为样品提供另一个优选的位置，因为较小的颗粒材料趋于上升，分散（AKA，“浮动”），并收集建筑钢，管道，管道和设备顶部。通常，需要垂直提升以安全地访问这些区域以进行采样目的。从升高的表面收集样品最适合于灰尘收集系统不存在的操作中。
在容器和管道系统的内壁上也可以找到相对干燥的、适合测试的小颗粒材料。
一般来说，样品的“年龄”并不重要。主要的例外是金属粉尘。由于金属粉尘的易爆特性可能被低估，如果样品材料被允许氧化，建议“新鲜材料”取样。这些“新鲜的样品”应该紧密密封，以防止水分进入，可能导致氧化之前的测试。
5.如何采取样品？
建议使用非火花设备（例如，天然刷毛刷，塑料抗静电铲，勺或灰尘平底锅）来收集样品。样品应采集以密封的塑料（例如，Ziploc）袋或其他密封的非导电容器收集。样本尺寸要求改变（100 - 1000克）取决于将进行的测试。ISO 17025 - 认证的实验室通常为客户提供采样指令，甚至可以提供测试套件。应该清楚地标记样品以确定他们所采取的位置。
6.如何运输样品？
运输可燃粉尘样品的实体应在运输样品前咨询DOT有害材料法规。对于大多数常见的小体积(如<1000克)颗粒样品，不需要警告标签或特殊的运输预防措施，但也有例外。收到样品的实验室必须有随样品发货的文件要求。
7.可燃粉尘取样的常见问题
- 未提交足够的样本量或样本量以完成所需测试(实验室应协助指导或提供试剂盒)
- 提交不完整的测试申请表格
- 未从适当位置采集样本(例如，从地板或易于获取的位置采集样本，这些位置的粒径较大且可能潮湿)
概括
准备和执行可燃粉尘取样和测试策略是一项可管理的任务，但对未被灌输的人来说可能是挑战。与ISO 17025实验室合作可以帮助解决有关术语和推荐做法的问题。更重要的是，这种来自认证实验室的专家建议最终可以帮助减少和管理风险。
欲了解更多信息，请联系罗恩·艾伦allen@fauske.co.m, 608-698-6105或Ashok Dastidar博士dastidar@fauske.com在630-887-5249。
