Stupeň rozmělnění pevné látky má podstatný vliv na požární nebezpečí látky. Snižuje teplotu vznícení, a tak se může stát, že látka v kompaktním stavu, za normálních podmínek nehořlavá, ve formě prachu velice dobře hoří a vybuchuje. Lze říci, že ve formě prachu hoří téměř všechny látky s výjimkou čistě anorganických, jako je dolomit, vápenec a další oxidy a soli kovů.

Ze samostatných prvků jsou nebezpečné prachy kovů jako hliník, který má největší rychlost narůstání tlaku a jednu z nejvyšších hodnot maximálního výbuchového tlaku, dále hořčík, případně titan, zirkon, železo a další.

Z nekovových prachů je nebezpečný prach síry, která má nízkou teplotu vznícení a sklon k tvorbě elektrostatických nábojů. Uhelný prach je nebezpečný výbuchem hlavně v dolech, výbušnost závisí na kvalitě uhlí a výbuch uhelného prachu bývá většinou následný po výbuchu metanu, který rozvíří uhelný prach a iniciuje ho. Samozřejmě rozvířený uhelný prach je výbušný i v jiných uzavřených technologiích.

Řada přírodních výbušných prachů je skoro neomezená. Veškeré organické prachy jsou výbušné, ať už vznikají jako nežádoucí produkt při zpracování nebo jsou hlavním produktem výroby. Je to senný a obilní prach, škroby a mouky, cukr, kakao, čaj, koření, tabák, kávoviny, sušené mléko, dřevěný a korkový prach, prachy vláknitých látek – lnu, bavlny, buničiny, koudele, konopí, juty. Jsou velmi náchylné k tvorbě elektrostatického náboje a mají nízké dolní meze výbušnosti. Patří sem i prachy vyráběných látek jako jsou mýdlové prášky, barviva, léčiva, výbušniny, tuhé uhlovodíky, plasty aj.

Prostředí s nebezpečím výbuchu hořlavých prachů je v prostoru, kde se může vytvořit nebezpečné množství výbušné směsi prachu se vzduchem. K výbuchu pak dochází přímým nebo nepřímým iniciačním zdrojem zapálení.

Aby se mohla vytvořit výbušná směs hořlavého prachu se vzduchem, musí být k dispozici dostatečné množství prachových částic. Nebezpečná koncentrace hrozící výbuchem se nazývá spodní mezí výbušnosti a určuje se v gramech rozvířeného prachu v daném prostoru (g/cm³).

V uzavřeném prostoru (zařízení) je nutno nezávisle na velikosti prostoru považovat za nebezpečné množství již 10 litrů výbušné směsi. V prostorách menších než 100 m³ se za nebezpečné množství považuje množství výbušné směsi tvořící desetitisícinu objemu prostoru (jen několik litrů). Přitom se za prostor s nebezpečím výbuchu nepovažuje celý prostor, ale jenom ta část prostoru, kde se může vyskytnout výbušná směs.

Horní mez výbušnosti se při bezpečnostních úvahách u prachů nepoužívá, protože provoz při koncentraci nad horní mez výbušnosti není možno považovat za bezpečný.

1. Jemnost prachu, která se udává velikostí prachových zrn. Čím je prach jemnější, tím vyšší je maximální výbuchový tlak a maximální rychlost narůstání výbuchového tlaku (brizance), a tím menší iniciační energie stačí k iniciaci prachovzdušné směsi. Částice o průměru větším než 0,5 mm již obecně nereagují výbušně.
2. Množství rozvířeného prachu – dolní mez výbušnosti (g/cm³), se zvyšující se koncentrací prachu roste výbuchový tlak a brizance výbuchu.
3. Koncentrace kyslíku v prostoru – větší koncentrace kyslíku znamená větší prudkost výbuchu. Při poklesu obsahu kyslíku pod “limitní obsah” již nemůže k výbuchu dojít.
4. Tlak v okamžiku iniciace (pracovní tlak) – s rostoucím tlakem se zvyšuje výbuchový tlak a brizance výbuchu.
5. Teplota směsi v okamžiku iniciace (pracovní teplota) – výbuchový tlak s teplotou klesá (zředění vzduchu). Rychlost narůstání výbuchového tlaku se mění jenom nepatrně. Snižuje se však spodní mez výbušnosti, minimální iniciační energie a limitní obsah kyslíku.
6. Vlhkost prachu – významné snížení výbušnosti nastává až při poměrně vysokém obsahu vody.
7. Příměsi inertních tuhých látek – významné snížení výbušnosti nastává až při poměrně vysokém obsahu inertních příměsí. K dosažení nevýbušnosti je někdy třeba až 80 hmotnostních procent příměsí inertních prachů.
8. Stav pohybu směsi (turbulence) – s rostoucí turbulencí se výbušnost zvyšuje, zejména podstatně roste brizance.
9. Velikost objemu nádoby (kubický zákon) – kubická nádoba je taková, kdy délka (výška) nádoby je menší než dvojnásobek jejího průměru. U kubických nádob platí, že s rostoucím objemem se rychlost narůstání výbuchového tlaku snižuje.
10. Tvar nádoby (výrobního zařízení) – v kubických nádobách je dosahováno tlaků až 1,3 MPa a rychlost šíření plamene do 500 m/s. V podlouhlých nádobách a v potrubí se může rychlost šíření čela plamene zvýšit až na detonační rychlost 2 000 m/s s radiálními tlaky až 3 MPa a osovými tlaky až 10 MPa.
11. Uspořádání nádob – výbuch v jednotlivé nádobě se chová jinak, než v případě, kdy jsou dvě nádoby spojeny potrubím (což se v praxi často vyskytuje). Při spojení se podstatně zvyšují výbuchové parametry.
12. Vytvoření hybridní směsi – prašná koncentrace za současného výskytu hořlavého plynu nebo páry hořlavé kapaliny. Hybridní směsi se mohou vyskytnout například při zvýšení teploty prachu a tím vývinu rozkladných plynů, nebo při vývinu vodíku z vlhkých kovových prachů. Hybridní směsi zvyšují výbušnost prachů (pod dolní mez výbušnosti jednotlivých komponentů směsi).
13. Větrání – větráním je možno ovlivnit množství plynů a par v prostoru a tím zabránit vytváření hybridní směsi.

Zóna 20 – zahrnuje místa, kde se nebezpečné množství výbušné směsi prachu se vzduchem vyskytuje často nebo dlouhodobě (nejvíce nebezpečná zóna). Jedná se obvykle o vnitřní prostory zařízení (mlýnské stolice, míchací zařízení, sušárny, dopravní vedení, odlučovače, odsávací zařízení, sila atd.), v nichž se mohou často nebo dlouhodobě vytvářet výbušné směsi.

Zóna 21 – zahrnuje místa (uvnitř nebo vně zařízení), kde je nutno počítat s tím, že se při normálním provozu rozvířením usazeného prachu krátkodobě vytváří nebezpečné množství výbušné směsi. Sem patří obvykle prostory v okolí zařízení, v němž se pracuje s prachem. Prach uniká netěsnostmi nebo nedokonalou manipulací.

Zóna 22 – zahrnuje místa uvnitř nebo vně zařízení, kde je nepravděpodobné, že se při normálním provozu vytvoří výbušná směs. Vytvoří-li se výjimečně při normálním provozu výbušná směs, pak jen po krátkou dobu. Sem patří prostory, kde usazené vrstvy mohou způsobit vznik výbušné koncentrace při jejich náhodném rozvíření, nebo prostory, které nejsou zařazeny do zóny 21, nebo prostory, které navazují na zónu 21.

Lze-li zařízení nebo okolí zařízení označit jako zónu 20, 21 nebo 22, je nutno navrhnout vhodná preventivní opatření.

1. Odstranění nebo náhrada hořlavých látek méně hořlavými – náhrada hořlavých práškových plniv nehořlavými plnivy.
2. Částečná nebo úplná inertizace – vyplnění prostoru inertními plyny (N₂, CO_2, vzácné plyny), vodní párou, inertními prachy.
3. Omezení vytváření výbušného prostředí v okolí zařízení – odsávací zařízení zabezpečené proti výbuchu.

Zcela vyloučit iniciační zdroje zapálení rozvířeného prachu v zóně 20, v zóně 21 vyloučit iniciační zdroje vzniklé v důsledku zřídka se vyskytujících provozních poruch a v zóně 22 vyloučit iniciační zdroje, které se mohou vyskytnout za normálních pracovních podmínek.

Příklady iniciačních zdrojů výbušnosti prachů: horké povrchy, horké prostředí, samovznícení, elektrostatický náboj.

1. Konstrukce odolné výbuchovému tlaku (konstruované na tlak při výbuchu).
2. Konstrukce odolné výbuchovému rázu (jsou přípustné plastické deformace při výbuchu).
3. Odlehčení výbuchu (při výbuchu se otevře původně uzavřený prostor – membrány, klapky, ventily, odlehčovací komíny).
4. Potlačení výbuchu (detekce výbuchu v počátku a uhašení hasivem, samozhášecí zařízení).
5. Protiprůšlehová zařízení (k zabránění šíření výbuchu – ventily, šoupátka, klapky, rotační podavače a automatické rychlouzavírací ventily).

Čím zatím nahradíme chybějící obecně závazný platný právní předpis nebo ČSN v prevenci proti výbuchům prachů?

Základní povinnosti provozovatele prašných technologií:

TECHNICKÉ NORMY K TÉTO PROBLEMATICE ZDE

Související

Související témata Nehody, úrazy, havárie Obsluha, topiči Revizní technici