Kst和Pmax可燃粉尘测试：他们是谁或什么？

在加工工业中，粉尘爆炸是一种严重危害。爆炸事件会导致土地、劳动力、资本的损失，在最糟糕的情况下，还会导致生命的损失。在这一页中，我们详细讨论了可燃粉尘Kst和Pmax试验的使用。

关于作者

Ashok Ghose Dastidar，博士MBA是化学工艺危害分析，易燃粉尘，液体和蒸汽爆炸和燃烧危害分析和静电危害分析的专家。作为一个行业专家，他的作品出现在众多期刊和出版物中，一直是23多个会议的特色礼拜者，在NFPA 664,61,484和654委员会，ASTM E27.05技术委员会和坐在论粉末和散装固体的编辑顾问和损失预防杂志。

历史

根据加拿大职业健康和安全中心的说法:可燃粉尘基本上是任何与空气混合时有着火和爆炸能力的细物质。可燃粉尘可以来自:

• 最坚固的有机材料（即糖，面粉，谷物，木材等）
• 许多金属（如铝、钛等）和
• 一些非金属无机材料（即玻璃纤维，碳，石墨等）

可燃粉尘是颗粒状固体，传统上定义为420-500μm或更小当悬浮在空气或氧化性大气中超过一定浓度范围时，无论颗粒形态如何，都会产生火灾或爆燃危险。

OSHA将可燃粉尘定义为“由不同颗粒或碎片组成的固体材料，无论其大小、形状或化学成分如何，当悬浮在空气或其他氧化介质中超过一定浓度时，会引发火灾或爆燃危险。”

当物料处于以下情况时，就会产生粉尘:

• 运送
• 处理
• 处理
• 抛光
• 地面
• 形状的

灰尘也由以下因素产生:

• 磨料爆破
• 切割
• 破碎
• 混合
• 筛
• 筛选干燥材料

湿物料加工过程中干燥残渣的堆积也会产生粉尘。基本上，任何产生或处理灰尘的工作场所都有潜在的风险。

就像所有火灾一样，当燃料（可燃粉尘）在氧气（空气）存在下暴露在氧气（空气）的热（点火源）时发生火灾，如下所示：

移除经典火灾三角形中的任何一个元素都可以消除火灾的可能性。

与火灾射击不同，粉尘爆炸需要两种额外的因素，例如限制和分散。

当灰尘受到干扰时，在合适的情况下存在严重爆炸的可能性。当悬浮在容器内的灰尘，房间或设备的灰尘被点燃时，可能会发生一次粉尘爆炸。当覆盖在地板或其他表面上的灰尘被破坏并抬起到空气中并被初级爆炸点燃时，可能发生次要（通常更强大的）爆炸。即使是一个非常少量的灰尘也会造成严重损坏。

灰尘会聚集在诸如椽、屋顶、吊顶、管道、裂缝、灰尘收集器和其他历史设备的表面。清洁是非常重要的，特别是在生产过程中产生灰尘的设施。如果某一事件发生，即使是非常少量的灰尘的积累也会造成严重的损害。

爆炸强度测试产生K_圣和P_最大值在实验室中测量的爆炸性特性的值
量化粉尘爆炸的严重程度。K_圣值决定可燃粉尘的压升正规化率和P_最大值值测量测试室中产生的最大爆炸超压。更简单地说，这些数据值会告诉您爆炸会产生多少压力以及爆炸将如何行驶。

可燃粉尘被分为四个等级;St0, St1, St2, St3。爆炸暴力的程度随着班级人数的增加而增加。零风险的材料(K_圣= 0)的爆炸是一个St0粉尘。所有其他粉尘都有爆炸的危险。即使是St1粉尘也能产生足够的能量，从而引发火灾，破坏设备的控制，或者炸毁建筑物的墙壁。谷物、糖、煤、聚氯乙烯、面粉等通常被认为是St 1级粉尘。事实上，一些最著名的粉尘爆炸案例研究来自St 1级粉尘:例如2008年帝国糖业爆发在格鲁吉亚，以及（历史上）在沃什伯恩工厂爆炸1876年。

爆炸严重性测试将告诉您您的样本属于什么“St级”，这有助于指导服务提供商分析您的设备和设施。St类基于K_圣值如下：

ST0-K_圣值= 0

St 1 - K_圣小于或等于200巴-米/秒且大于0的值

St 2 - K_圣201和300 Bar-M / SEC之间的价值

St 3 - K_圣值大于300巴-米/秒

虽然可以找到许多典型粉尘的“爆炸”数据，但鼓励公司测试其特定粉尘的爆炸特性样本，因为现有数据过于笼统。相同材料的各种灰尘可以具有众异的不同特性，特别是与粒度，水分含量和形状有关。例如：

*请注意，本表中的数据仅供说明使用；请勿将数据用于设计目的

k越高_圣该值是指粉尘的“能量”越大，但这不会改变与K值较低的粉尘相关的危险_圣。事实上，一些最著名的粉尘爆炸案例研究来自St 1级粉尘。

爆炸严重性测试通常在20L球体中进行，因为它直接可扩展到1M³球体，这是用于测试可燃粉尘的原始仪器。1-M³腔室被认为是用于灰尘测试的“金标准”，可用于在实例中提供数据，其中有利于通过在20-L室中进行测试产生的结果。例如，如果材料产生k_圣值小于50 bar-m/s;测试值可能是过度驱动的结果。过度驱动是一种现象，当用于在20-L腔室中进行实验的点火源预热测试材料并在研究下烧毁尘云而没有真正产生真正的传播火焰。20-L腔室的另一个现象/限制称为“欠下”。这是当20-L室的墙壁抽出来自尘埃云爆炸的热量，从而部分地淬火燃烧的强度。

为什么Kst和Pmax测试重要吗?

在加工工业中，粉尘爆炸是一种严重危害。爆炸事件会导致土地、劳动力、资本的损失，在最糟糕的情况下，还会导致生命的损失。1980年至2005年间，普通工业至少发生281起可燃粉尘火灾和爆炸。在美国，这些事件已经造成至少119人死亡，718人受伤。2008年在帝国糖厂发生的致命事件导致14人死亡，多人受伤，这促使OSHA和NFPA对这一问题更加关注。

爆炸事件发生在广泛的行业，涉及多种可燃粉尘，包括:

• 谷仓
• 粮食生产
• 化学制造（例如，橡胶，塑料，药品）
• 木工设备
• 金属加工(如锌、镁、铝、铁)
• 回收设施(例如:纸张、塑胶、金属)
• 燃煤电厂

为了制定有效的缓解策略以防止此类事故的发生，必须确定所使用材料的危险风险特征。测试你的灰尘来确定K_圣＆P._最大值值是任何类型的设备或工艺安全设计的重要第一步。特别是，制造商使用这些值来验证保护系统的设计（例如适当的内务管理，火花检测，爆炸排气，爆炸抑制和爆炸遏制）。

在Imperial Sugar的案例中，糟糕的管理导致大量的糖和糖粉在整个设施中积累。过量的糖(通常是St1级粉尘)加上密闭且通风不良的传送带，引发了大规模爆炸，并导致多次二次爆炸。这些二次爆炸是由于爆炸破坏了沉淀的物质并形成了粉尘云，然后由最初的爆炸点燃。如此大量的糖在空气和分层中可以被认为是极易挥发的。如果按照常规的清洁政策和程序，根据糖的已知特性清除建筑物内堆积的糖尘，那么爆炸事件很可能就不会发生。

如何使用Kst和Pmax测试有效地

大多数公司寻求粉尘爆炸测试的两个原因 - 一，以获得专门用于安装/修改设备和两个的数据，以便合规目的。寻求设备或修改设备或过程变更数据的人们通常对“可以的糟糕是多么感兴趣？”方面并想知道k_圣和P_最大值它们的材料的价值观。其他人经常在敦促AHJ（具有管辖权的权威），例如OSHA，建筑检查员，保险公司，消防警例等正在寻求合规目的的数据。

爆炸强度(K_圣)根据ASTM E1226，在20-L试验箱内进行试验。其他爆炸性参数可通过在20-L燃烧室内测试确定。附加测试可包括ASTM E1515规定的最低爆炸浓度（MEC）和ASTM E2931规定的极限氧浓度（LOC）。20-L室中的爆炸性测试也可按照EN 14034方法进行。这些试验方法产生的数值提供了有价值的数据，有助于制定粉尘爆炸危险缓解策略。

风险程度可以从时刻变为时刻，日常和过程来改变。由于引入了新工艺，可以创建额外的危险，在内务器中暂时失效，或由不正确的接地引起的静电放电。核对变更需要持续警惕和管理，以确定可能导致潜在安全问题的工厂的条件。因此，确保您的测试策略和维护计划始终审查并保持最新，因此非常重要。

如何KST和PMAX测试会影响我吗？

从本质上讲，任何产生或处理粉尘的设施或场所都有潜在的风险，并且可以从描述其粉尘特性中获益。

对于正在研究新工艺或配方的化学工程师来说，如果使用了干原料，那么了解材料的特性可以使工作更安全、更有效。来自爆炸测试的数据可以帮助工厂或安全经理或负责升级现有除尘系统或计划投资新系统的工程师。此外，从EHS的角度来看，了解工作区域的易挥发性集尘的爆炸性，可以为确定安全的粉尘控制过程和设备(如真空吸尘器等)以及处理过程设备内部存在的粉尘危害提供有价值的数据，从而补充卫生要求。

的专家Kst和Pmax测试

Fauske & Associates, LLC因其在描述、评估和减轻可燃粉尘爆炸和火灾危害方面的专业知识而获得认可。认识到每一个灰尘和客户的情况都是不同的，我们一直为我们的能力感到自豪，为他们在独特的处理环境中面临的复杂问题提供数据驱动的解决方案。通过与客户密切合作，我们确保了解他们的流程，并根据他们的需求推荐和沟通适当的测试，以及我们的建议的可靠理由。

我们有机会，帮助降低尘埃危害的风险。我们提供帮助的一个领域是当材料对静电火花极其敏感，而客户需要帮助确定最佳安全战略。我们已经看到了对静电反应的材料，其能级为1 MJ。当你走过地板并在门旋钮上行走时提供一些角度，这是一个大约30 MJ的能量，这比点燃我们已经测试的一些粉末的能量，这是一个更强大的30倍。在这些情况下，我们可以提供现场援助，以便通过提供如何正确处理材料的选择来查找减少静电构建机会的区域。

偶尔，我们有客户对结果感到惊讶。例如，在我们推荐测试客户的一个实例中，客户坚持认为他们的材料不是一种可燃问题。这位客户使用与我们的许多客户相同的理由说，“我们从未出现过问题。”在这种情况下，材料是干草，他们被要求通过管辖权（AHJ）的权威来获得其材料进行过解析。客户认为大粒径和高水分含量在解释性方面使材料成为了非问题。然而，在处理过程中，大多数材料具有倾向于将较小的颗粒分解并在过程中失去一定程度的水分。结果，通常认为“典型粒度和水分含量”可能不会真正代表在过程中断开的材料。在这种情况下，发现该材料是明显的，并且客户已经意识到需要重点关注适当的灰尘收集和安装爆炸保护。

我们可以提供帮助

作为危险粉尘领域的专家，我们认识到，在制定适当的可燃粉尘缓减战略时，有许多可变因素需要考虑。因此，我们努力为客户提供最好的数据，使他们能够就工艺安全做出明智的决定。

FAI在粉尘爆炸性/可燃性测试方面处于领先地位，提供一系列与表征、预防和减轻可燃性粉尘爆炸和火灾危险有关的服务。除了实验室测试，教育培训和现场咨询服务也是客户经常要求的。

FAI的实验室能力提供每次ASTM和欧洲（CEN）标准的测试，包括爆炸严重性测试等常见测试 - （k_圣P_最大值和（dP/dt）max）、最小点火能量（MIE）、最小爆炸浓度（MEC）、尘云的最小点火温度（MAIT）、粉尘层的最小点火温度（LIT）和极限氧浓度（LOC）。这些标准是NFPA可燃粉尘规范以及OSHA可燃粉尘国家重点项目（NEP）的基础。

对我们的能力证明我们已经让客户让我们知道他们已经与过去的其他实验室合作，并找到有人与其项目交谈并不是一项容易的任务，并承认我们在服用时提供的价值了解他们的项目并建议一个最适合他们特定需求的行动方案的时间。

有关我们如何协助您实施可燃粉尘计划的信息，请联系我们在这里。