ПОЛЕТАЕВ Николай Львович, д.т.н., 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
Введение. Знание максимального размера dcr частиц, активно участвующих в процессе горения аэровзвеси, позволяет без огневых испытаний произвести классификацию отобранных на производстве дисперсных материалов по опасности взрыва. Для легковоспламеняющихся полимеров, в частности полиэтилена, dcr ≈ (150 ± 50) мкм (Hertzberg et al., 1982). При наличии в составе такого полимера вспучивающего компонента, кратно увеличивающего размер частиц при нагревании (далее — вспучивающего полимера), оценку его взрывоопасности вынуждены проводить экспериментально, обращая особое внимание на анализ правомерности полученных выводов.
Особенности объекта анализа. Рассмотрен вспучивающийся полимер, пыль которого по результатам стандартного исследования в 18,7-литровой камере была отнесена к взрывоопасной с максимальным давлением взрыва около 600 кПа. Сомнение в правомерности такого вывода обусловлено необходимостью двукратного увеличения энергии источника зажигания (до 5 кДж) для возбуждения взрыва аэровзвеси полимера.
Признаки взрывобезопасности и обсуждение результатов. Тщательный анализ результатов исследования вспучивающегося полимера выявил две особенности: случайное проявление взрывоопасности аэровзвеси в широком диапазоне концентрации пыли и наличие двух перегибов на восходящем участке зависимости давления во взрывной камере от времени в единичных опытах. Эти особенности по своим основным параметрам совпадали с теми, что встречаются у антрацита и меламина, проявляющих взрывоопасность при испытаниях в 20-литровой камере, но взрывобезопасных по результатам крупномасштабных испытаний в камере объемом 1 м3 с источником зажигания 10 кДж.
Выводы. Взрывоопасность рассматриваемой пыли вспучивающегося полимера в нормальных атмосферных условиях маловероятна. Взрывы в 18,7-литровой камере вызваны первоначальным нагревом аэровзвеси теплом горящего источника зажигания и частичного выгорания пыли. Окончательное заключение следует сделать на основании крупномасштабных испытаний.
Introduction. Knowledge the maximum size of the dcr particles actively involved in the combustion of dust/air mixture makes it possible to classify the dispersed materials selected in the production according to the explosion hazard without fire tests. For flammable polymers, in particular polyethylene, dcr ≈ (150 ± 50) microns (Hertzberg et al., 1982). If such a polymer contains a bulging component that multiplies the particle size when heated (hereinafter referred to as the bulging polymer), its explosion hazard must be assessed experimentally, paying special attention to the analysis of the validity of the conclusions obtained.
Features of the object of analysis. A bulging polymer is considered, the dust of which, according to the results of a standard study in an 18.7-liter chamber, was classified as explosive with a maximum explosion pressure of about 600 kPa. The doubt about the validity of this conclusion is due to the need to double the energy of the ignition source (up to 5 kJ) to initiate an explosion of the polymer air suspension.
Signs of explosion safety and discussion of the results. A thorough analysis of the results of the study of a bulging polymer revealed two features: the accidental occurrence of explosive air suspension in a wide range of dust concentrations and the presence of two inflection points in the ascending section of the pressure dependence in the blast chamber on time in single experiments. These features, in their main parameters, coincided with those found in anthracite and melamine, which exhibit explosive properties when tested in a 20-liter chamber, but are nonexplosive according to the results of large-scale tests in a 1 m3 chamber with an ignition source of 10 kJ.
Conclusions. The explosion hazard of the considered dust of a bulging polymer is unlikely under normal atmospheric conditions. The explosions in the 18.7-liter test chamber are caused by the initial heating of the air suspension by the heat of the burning ignition source and partial dust burning in the chamber. The final conclusion should be made based on large-scale tests.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.