工贸企业是否存在粉尘爆炸风险,开展粉尘爆炸性测试是最为重要的技术判定手段。目前,开展粉尘爆炸性测试的依据标准主要为GB/T 3836.12-2019《爆炸性环境 第12部分:可燃性粉尘物质特性试验方法》、ISO/IEC 80079-20-2-2016《Explosive atmospheres–Part 20-2: Material characteristics – Combustible dusts test methods》、VDI 2263.1-1990 《Test methods for the determination of the safety characteristic of dusts》和ASTM E 1226- 2012a 《Standard test method for explosibility of dust clouds》。
图1 粉尘爆炸性测试的依据标准
以国家标准GB/T 3836.12-2019《爆炸性环境 第12部分:可燃性粉尘物质特性 试验方法》为例,可燃性粉尘判定的测试程序与测试要点如下:
➤ 样品的取样和处理
(1)试验通常需要500g样品,如果需要制样,可能需要更多;
(2)试验样品应能代表整个作业过程中出现的物质,通常选取最小颗粒粉尘,如工艺设备附近或者除尘器收尘处;
(3)实验室收到的样品一般不能代表企业生产过程中最具代表性的粉尘,因此通常需要对试验样品进行预处理,包括研磨、筛选或干燥等。
➤ 测试的条件
可燃性粉尘判定应在标准环境温度(20±10)℃和标准大气压力80kPa~110kPa条件下进行试验,另有规定的情况除外。
➤ 测试的流程
(1)目视检查
对试验物质进行目视检查或使用显微镜检查,确定物质是否含有可燃性飞絮:
——如果物质含有可燃性飞絮和粉尘,用哈特曼管继续试验程序,确定飞絮和粉尘混合在一起是否是可燃性粉尘;
——如果物质仅含可燃性飞絮,用哈特曼管继续试验程序,确定是否是可燃性飞絮。
(2)测定颗粒分布
如果物质不含可燃性飞絮,检查颗粒尺寸分布情况:
——如果没有小于500微米的颗粒,则物质不是可燃性粉尘;
——如果有小于500微米的颗粒,则继续哈特曼管的试验,确定物质是否是可燃性粉尘。
图2 测定可燃性粉尘或可燃性飞絮特性的流程
图3 确定能够形成爆炸性粉尘环境的试验流程
(3)哈特曼管点燃试验
a)如果发生点燃,则物质是可燃性粉尘或可燃性飞絮;
b)如果不发生点燃,则继续进行20L球试验
1.哈特曼管粉尘爆炸筛选装置
2. 20L球粉尘爆炸测试系统
3. GG炉测试装置
图4 可燃性粉尘判定试验装置
(4)20L球燃爆试验
a)如果最大爆炸压力大于等于点火器压力+30kPa,则物质是可燃性粉尘或可燃性飞絮;
b)反之,则物质不是可燃性粉尘或可燃性飞絮,完成试验程序。
(5)如果没有足够的物质进行20L球试验,可用1000℃的GG炉进行试验作为替代办法:
a)如果在1000℃时未发生点燃,则物质不是可燃性粉尘或可燃性飞絮;
b)如果在1000℃时发生点燃,则宜进一步用20L球进行验证,确认物质是可燃性粉尘或不是可燃性粉尘。
要点提示:
(1)如果经过试验判定为可燃性粉尘,则企业应按照涉爆粉尘的相关要求进行管理,在满足国家法律法规、标准规范的基础上,还需要持续关注粉尘爆炸风险,开展粉尘涉爆风险分级管控和隐患排查治理,全面落实《工贸企业粉尘防爆安全规定》(应急管理部令第6号)的相关规定和要求。
(2)如果经过试验判定为非可燃性粉尘,当企业生产工艺物质发生变化时,建议企业重新选取生产工业过程中最具代表性的粉尘进行检测,以进一步确定其燃爆性质。
(3)企业取样送检的试验样品应具有代表性,代表企业整个生产工艺过程中最危险的物质。例如,在可能形成粉尘云的工艺段取样(粉碎、切割、气力输送管道、除尘器等)。按照标准规定,如果送检试样不能代表生产过程中的物质,实验室预处理制样适用于最不利条件。
(4)为落实《工贸企业粉尘防爆安全规定》(应急管理部令第6号)第七条关于粉尘爆炸风险辨识评估和管控的规定,企业可结合不同生产工艺单元的具体情况开展基于粉尘燃爆特性参数风险分析与评估的结果来采取安全、科学、经济的防控措施。