惠州可燃性粉尘云爆炸性测试 爆炸下限检测

一、粉尘爆炸性测试相关标准

目前粉尘爆炸性测试相关的标准主要有以下三个标准。

德国标准vdi 2263 第1部分(1990)：粉尘安全特性测试方法(test methods for thedetermination of the safety characteristic of dusts)

iso/iec 80079-20-2(2016): 物料特性-可燃粉尘测试方法(material characteristics– combustible dusts test methods)

美国材料与试验协会标准astm e1226-19(2016)：粉尘云爆炸性标准测试方法(standard test methodfor explosibility of dust clouds)。

本文将基于以上三个标准解释如何判断粉尘是否具有爆炸性。

二、粉尘爆炸性判定

在改进的哈特曼管中(如图1-3所示)采用感应电火花(15kv电压)进行测试，如果测试粉尘发现火焰传播，则认为是爆炸性粉尘。如果测试粉尘未发现火焰传播，则需要在20l球形容器(如图1-4所示)内进一步测试。

在20l球形容器内进行测试，使用1-2kj的点燃能量进行测试。粉尘爆炸性判定标准：

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力大于0.5barg，则判定为爆炸性粉尘。

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力小于0.5barg，则判定为非爆炸性粉尘。

标准中并未明确规定如果在点燃补偿后测试的*大压力正好为0.5barg如何进行判定。

1.在改进的哈特曼管中采用感应电火花(15kv电压)进行测试，如果测试粉尘发现火焰传播，则认为是爆炸性粉尘。如果测试粉尘未发现火焰传播，则进行第2步的测试，且认为粉尘的*小点火能大于1j。

2.在改进的哈特曼管中采用加热盘管进行测试(温度大于1000℃)。如果测试粉尘发现火焰传播，则认为是爆炸性粉尘。如果测试粉尘未发现火焰传播，则进行第3步的测试，且认为粉尘的*小点火能大于10j。

3.在20l球形容器内进行测试，使用2kj的点燃能量进行测试。粉尘爆炸性判定标准：

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力大于等于0.3barg，则判定为爆炸性粉尘。

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力小于0.3barg，则判定为非爆炸性粉尘。

c.美国材料与试验协会标准astm e1226-19(2016)：

astme1226-19中目前并未使用改进的哈特曼管的进行粉尘爆炸性筛选测试，采用的是20l球形容器，可以采用5kj或者10kj的点燃能量，但建议采用10kj的点燃能量。

粉尘爆炸性判定标准：

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力大于等于1barg，则判定为爆炸性粉尘。

在点燃后，如果补偿后测试的*大压力小于1barg，则判定为非爆炸性粉尘。

三个标准中都建议如果对20l球形容器的测试结果不确定，则在1m3的容器内进一步测试。但是考虑到成本及耗时，很少采用1m3的容器进行测试。

粉尘爆炸性判定

我们将以上三个标准的粉尘爆炸性判定标准汇总于下图1-5中。假设某粉尘爆炸性筛选测试结果为0.4barg(对应的粉尘浓度为500mg/m3)，则按照astme1226-19和vdi2263为非爆炸性粉尘，但是按照iso/iec80079-20-2标准为爆炸性粉尘。再假设某粉尘爆炸性筛选测试结果为0.6barg(对应的粉尘浓度为1000mg/m3)，则按照astme1226-19为非爆炸性粉尘，但是按照vdi2263和iso/iec80079-20-2标准为爆炸性粉尘。因此我们在判断粉尘是否具有爆炸性时需要注意所应用的测试标准的不同。

2.虽然三个标准中给出了粉尘爆炸性的判定标准，但是粉尘爆炸性影响因素很多，如粒径、温度等，很难通过单一的爆炸超压或者爆燃指数kst判定粉尘是否具有爆炸性。例如，某些粉尘(如铁粉、烟草)在特定的生产条件下测出的kst可能只有10-20bar·m/sec，但是同样发生过导致人员死亡的安全事故。因此我们不能简单的通过爆炸超压或者爆燃指数kst判定粉尘不具有爆炸性，在特定的条件下粉尘也会发生爆燃。

总结

粉尘是否具有爆炸性很难通过一个单一的标准(如爆炸超压/爆燃指数kst)进行简单判定，需要结合其它参数以及生产条件系统性地判断以合理评估粉尘爆炸风险。

化工行业涉及的粉尘绝大部分为可燃粉尘，从经济有效性角度是否有必要对于所有粉尘进行粉尘爆炸性筛选测试值得我们进一步探讨，我们也可以通过公开可以获得的数据初步判断粉尘是否具有爆炸性。