ПОЛЕТАЕВ Николай Львович, д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник
143903, Московская обл., г. Балашиха, мкр. ВНИИПО, 12
РИНЦ AuthorID: 1093620
Nikolay L. POLETAEV, Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher
VNIIPO, 12, Balashikha, Moscow Region, 143903
RSCI AuthorID: 1093620
САЗОНОВ Михаил Сергеевич, кандидат техн. наук, старший научный сотрудник
650002, Кемеровская область — Кузбасс, Кемеровский г.о., г. Кемерово, ул. Институтская, 3, помещ. 1
РИНЦ AuthorID: 543411
Mikhail S. SAZONOV, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher
Institutskaya, 3, room 1, Kemerovo, Kemerovo Region — Kuzbass, 650002
RSCI AuthorID: 543411
КОПТЕВ Михаил Юрьевич, и.о. заведующего лабораторией борьбы с пылью и пылевзрывозащиты
650002, Кемеровская область — Кузбасс, Кемеровский г.о., г. Кемерово, ул. Институтская, 3, помещ. 1
РИНЦ AuthorID: 893607
Mikhail Yu. KOPTEV, Senior Researcher
Institutskaya, 3, room 1, Kemerovo, Kemerovo Region — Kuzbass, 650002
RSCI AuthorID: 893607
Введение. Пыль свинца в состоянии аэровзвеси имеет температуру самовоспламенения 710 °С и расчетное максимальное избыточное давление взрыва 400 кПа. В то же время аэровзвесь свинцовой пыли не взрывается при тестировании в 20-л камере с источником зажигания, имеющим энергию 2,5 кДж. Данные обстоятельства затрудняют ответ на вопрос о взрывоопасности свинцовой пыли в нормальных условиях обращения. В настоящей работе получены аргументы в пользу взрывобезопасности этой пыли при температуре 25 °С.
Свинцовая пыль и метод ее исследования. Пыль свинцового концентрата (d50 = 8,5 мкм, d90 = 36,6 мкм) с содержанием свинца не менее 99 % (масс.) исследована в 20-л взрывной камере Сивека с источником зажигания повышенной энергии (10 кДж).
Результаты. Взрывоопасность свинцовой пыли проявилась в диапазоне концентраций пыли от нижнего предела (500 г/м3) до верхнего предела (1500 г/м3). Во всем указанном диапазоне появление взрыва свинцовой пыли от опыта к опыту носило случайный характер. Максимальное избыточное давление взрыва составило ≈ 150 кПа, индекс взрыва Kst ≈ 2 бар ∙ м/с. В опытах со взрывом пыли восходящая ветвь зависимости давления в камере P от времени t имела две точки перегиба, в первой из которых достигался минимум, а во второй — максимум производной dP/dt.
Обсуждение и выводы. Результаты исследования свинцовой пыли имеют особенности, характерные для дисперсного материала, взрывобезопасного при нормальных условиях обращения: Kst < 45 бар ∙ м/с (Proust, Accorsi, Dupont, 2007); случайный характер проявления взрывоопасности в широком диапазоне концентраций пыли и двухэтапный характер развития взрыва (Полетаев, Сазонов, Коптев, 2024). Таким образом, вероятнее всего, исследованная пыль свинца взрывобезопасна. Наблюдение случаев ее взрыва обусловлено эффектом «overdrive» — предварительным нагревом аэровзвеси в опытах с использованием энергоемкого источника зажигания.
Introduction. Lead dust/air mixture has an ignition temperature of 710 °C and an estimated maximum explosion pressure of 400 kPa. At the same time, the lead dust/air mixture does not explode in a 20-litre chamber with an ignition source having energy of 2.5 kJ. These circumstances make it difficult to answer the question about the explosiveness of lead dust under normal handling conditions. In this paper, arguments in favour of explosion safety of this dust at a temperature of 25 °C are obtained.
Lead dust and method of its study. Lead concentrate dust (d50 = 8.5 microns, d90 = 36.6 microns) with lead content of at least 99 % (wt.) was studied in a 20-liter Sivek explosion chamber with an ignition source of increased energy (10 kJ).
Results. The explosion hazard of lead dust was manifested in the range of dust concentrations from the lower limit (500 g/m3) to the upper limit (1,500 g/m3). In the whole specified range, the occurrence of lead dust explosion from experiment to experiment was random. The maximum explosion pressure was 150 kPa, the explosion index Kst was 2 bar ∙ m/s. The explosion pressure dependence on time P(t) had two inflection points, in the first of which the minimum dP/dt was reached, and in the second point the maximum dP/dt was reached.
Discussion and conclusions. The results of the study of lead dust have features characteristic of a dispersed material that is explosion-proof under normal handling conditions: Kst < 45 bar ∙ m/s (Proust, Accorsi, Dupont, 2007); the random nature of the explosion in a wide range of dust concentrations and the two-stage explosion (Poletaev, Sazonov, Koptev, 2024). Thus, it is most likely that the investigated lead dust is explosion-proof. The cases of its explosion are due to the “overdrive” effect — airborne dust preheating in experiments using an energy-intensive ignition source.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.