VOORWOORD. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 1

Transcriptie

1

2 VOORWOORD Bedrijven in de mengvoedersector worden geconfronteerd met het gevaar op stofexplosie. Elk bedrijf dient over dit onderwerp op elk moment te voldoen aan de geldende wetgeving. Sinds de inwerkingtreding van de Europese Sociale ATEX -richtlijn 137, zijn er nieuwe verplichtingen voor de werkgevers. Om de ondernemingen in staat te stellen deze regelgeving na te leven en om de bedrijven in de sector nog beter te beschermen tegen eventuele stofexplosies is door Nevedi in samenspraak met Bemefa en KVBM de Atex Handleiding 2005 gemaakt. Deze handleiding is in het najaar van 2010 volledig herzien. Nevedi is de volgende personen van haar Commissie Arbeid & Milieu zeer erkentelijk voor hun inzet en collegiaal ingebrachte expertise: - Alix van Erven (Arie Blok); - Allard Knook (CMS Derks Star Busmann); - Martin van de Vendel (Rijnvallei); - Heleen van Weele (Nevedi); - Peter Westerink (De Heus); - Maarten Wouters (Agrifirm). Deze handleiding is opgesplitst in drie documenten. Een eerste deel (A) behandelt theoretisch wat een stofexplosie is. Tevens wordt het wettelijke kader besproken in dit deel. Het tweede gedeelte (B) behandelt de zonering van de fabriek. Nevedi heeft in 2002 een ATEX handleiding ontwikkeld m.b.t. de zonering. Deze handleiding is in dit gedeelte verwerkt. Het derde gedeelte (C) behandelt de risicoanalyse. De verplichting tot het opstellen van een gevarenzone indeling en het opstellen van een explosieveiligheidsdocument is opgenomen in de Nederlandse Praktijk Richtlijn , juli Daar de industrie meer te maken heeft met stofexplosies dan met gas/dampexplosies komt in deze handleiding enkel de stofexplosieproblematiek aan bod. Bij het opstellen van de handleiding is gebruik gemaakt van de Nederlandse Praktijk Richtlijn NPR (Gevarenzone-indeling met betrekking tot stofontploffingsgevaar, juli 2008) van het Nederlands Normalisatie Instituut. Bedrijven die te maken kunnen hebben met gas/dampexplosierisico s (denk maar aan de opslag van licht ontvlambare vloeistoffen zoals aceton en brandbare gassen zoals acetyleen, of de laadstations voor batterijen waar tijdens het opladen het ontplofbare waterstofgas ontstaat) dienen uiteraard ook daaraan de nodige aandacht te schenken. De informatie in dit rapport wordt te goeder trouw gepubliceerd. Nevedi, Bemefa en KVBM aanvaarden geen verantwoordelijkheid noch aansprakelijkheid voor de eventuele directe of indirecte gevolgen die zouden kunnen voortvloeien uit het gebruik van dit document. Deze uitgave mag niet worden verveelvoudigd, in enige vorm of op enige wijze, of openbaar gemaakt worden zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgever. Het gebruik van deze uitgave is eveneens slechts toegestaan na uitdrukkelijke toestemming van de uitgever. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 1

3 FLOW-SCHEMA: PLAN VAN AANPAK EXPLOSIEVEILIGHEIDSDOCUMENT Ja Bekend met de theorie en wetgeving? Ja Is de fabriek gezoneerd? Ja Bent u in het bezit van een explosieveiligheidsdocument? Nee Nee Nee Neem deel A door Volg de werkwijze van bijlage I deel B Volg de werkwijze bijlage II van deel C Volg de werkwijze bijlage III van deel C H1 theorie H2 wettelijk kader I.1 Beschrijving productieproces I.2 Inventarisatie grondstoffen II.1 Stamkaart afdeling of III.1 Neem de checklijst organisatorische maatregelen door I.3 Inventarisatie Stofwolk II.2 Stamkaart arbeidsmiddel I.4 Inventarisatie Stofafzetting I.5 Overige gevarenbron(en) Gegevens voor Stamkaart III.2 Neem de vragenlijst door II.3 Plan van aanpak I.6 Maatregelen technische en organisatorisch I.7 Alternatieve maatregelen I.8 Motivatie en Beoordeling I.9 Gevarenzones I.10 Plattegronden en technische plannen Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 2

4 INHOUDSOPGAVE Voorwoord... 1 Flow-schema: plan van aanpak explosieveiligheidsdocument... 2 Inhoudsopgave... 3 DEEL A Theorie: Fundamentele begrippen omtrent stofexplosie WAT IS EEN STOFEXPLOSIE? DEFLAGRATIE EN DETONATIE PRIMAIRE EN SECUNDAIRE EXPLOSIES HYBRIDE MENGSELS EXPLOSIE EFFECTEN EXPLOSIEKARAKTERISTIEKEN Explosiegrenzen Karakteristieke temperaturen De maximale explosiedruk en de maximale drukstijgsnelheid De minimale ontstekingsenergie (MOE) Samenvatting belang van explosiekarakteristieken bij de risicobepaling ONTSTEKINGSBRONNEN Mechanische bronnen Thermische bronnen Elektrische bronnen Chemische bronnen Praktische betekenis van de ontstekingsbronnen bij de uitvoering van de risicobeoordeling PREVENTIE EN BESTRIJDING VAN STOFEXPLOSIES Voorkoming van stofexplosies Voorkoming van schade Beperking van de schade Keuze van de toe te passen preventie- en beheersmaatregelen Wettelijk KAder EUROPESE REGELGEVING NEDERLANDSE REGELGEVING NEDERLANDS BEVOEGD GEZAG Termen en Definties DEEL B De gevarenzone-indeling d.m.v. risicoanalyse INLEIDENDE BEGRIPPEN OMTRENT RISICOANALYSE DEFINITIE VAN DE VERSCHILLENDE GEVARENZONES IDENTIFICATIE VAN POTENTIËLE GEVARENBRONNEN Brandbaar stof - karakteristieken - concentratie Systematisch opsporen van de gevarenbronnen TOEKENNING VAN DE GEVARENZONEKLASSE De aard van de gevarenbronnen Ventilatie in de omgeving van de gevarenbron Schoonhuishouden Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 3

5 4.4.4 Flow-schema s ter bepaling van de zoneklasse AFMETINGEN VAN DE GEVARENZONEKLASSE De afmetingen van een stofwolk De afmeting van een stofafzetting Samenvattende tabel afmeting stofwolken en stofafzetting Zonering van aangrenzende ruimtes omwille van stofverplaatsing Flow-schema: plan van aanpak explosieveiligheidsdocument Bijlage I: zonering Figuur I.1. Bepaling van de zoneklasse als gevolg van opgewerveld stof, Figuur I.2. Bepaling van de zoneklasse als gevolg van een stofafzetting, Stappenplan DEEL C RISICOANALYSE ONTSTEKINGSBRONNEN EN MOGELIJKE GEVOLGEN ORGANISATORISCHE MAATREGELEN ALGEMENE TECHNISCHE MAATREGELEN Ontstekingsbronnen en hun doeltreffendheid Maatregelen bij niet-productietoestellen en installaties Risicoanalyses van productietoestellen en installaties EXPLOSIEVEILIGHEIDSDOCUMENT Flow-schema: plan van aanpak explosieveiligheidsdocument BIJLAGE II: RISICOANALYSE ONTSTEKINGSBRONNEN EN EXPLOSIEGEVAAR BIJLAGE III: Extra Informatie Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 4

6 DEEL A Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 5

7 1. THEORIE: FUNDAMENTELE BEGRIPPEN OMTRENT STOFEXPLOSIE Voor u deze handleiding kunt gaan gebruiken dient u te beschikken over een minimale kennis van het fenomeen stofexplosie. Reeds in de ATEX handleiding Nevedi 2002 werd een inleiding gegeven over het fenomeen stofexplosie. Deze handleiding is verwerkt in dit gedeelte. Met de ATEX handleiding 2002 is de eerste stap (zonering van de fabriek) gezet voor het maken van een explosieveiligheidsdocument. 1.1 WAT IS EEN STOFEXPLOSIE? Onder een explosie verstaat men in het algemeen een plotselinge, heftige uitzetting van energie die drukgolven in de omgeving creëert. De heftigheid van de explosie, de mogelijke gevolgen ervan en de maatregelen die men er tegen kan treffen zijn afhankelijk van de snelheid waarmee de energie vrijkomt. Naargelang de aard van de vrijgezette energie kan men twee belangrijke explosietypes onderscheiden, namelijk fysische en chemische explosies. Onder fysische explosies verstaat men explosies waaraan geen chemische of nucleaire reacties aan de basis liggen. Het meest gekende voorbeeld van een fysische explosie is het plots begeven van een drukhouder die met een samengeperst gas gevuld is. (BLEVE: Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion). Stofexplosies maken deel uit van de chemische explosies en ontstaan door snelle, exotherme chemische reacties tussen het stof en bijvoorbeeld zuurstof in de lucht. Voordat er een omgeving ontstaat die gunstig is voor een stofexplosie moet aan volgende voorwaarden voldaan zijn: - Er moet sprake zijn van een droge, niet vochtige, lucht; - Het poeder moet brandbaar zijn (afhankelijk van de minimale ontstekingsenergie); - Om de verbranding toe te laten, moet het stof zweven in zuurstofrijke lucht; - Het stof moet verspreid zijn in afmetingen van deeltjes die de voortplanting van de vlammen toelaten; - De concentratie aan zwevend stof moet binnen de limieten van de ontplofbaarheid liggen; - Het zwevend stof moet in aanraking komen met een ontstekingsbron die voldoende energie ontwikkelt. 1.2 DEFLAGRATIE EN DETONATIE In het algemeen bedraagt de verbrandingssnelheid bij stofexplosies enkele tientallen meters per seconde. Dergelijk type van ontploffing waarbij de verbrandingssnelheid kleiner is dan de snelheid van het geluid (340 m/s) wordt deflagratie genoemd. Bij een deflagratie blijven de snelheden dus subsoon en worden er drukgolven gevormd. De drukgolven planten zich echter veel sneller voort dan het vlamfront. De sterkte van de drukgolf wordt o.a. bepaald door de samenstelling van het brandbare stof, de concentratie van dat stof in het mengsel en de mate van omsluiting van de ruimte waarin de ontploffing plaatsvindt. Bij zogenaamde vrije explosies waarbij het exploderend volume niet begrensd wordt door wanden zijn de overdrukken meestal tot enkele tienden van een bar beperkt. Bij inwendige explosies wordt de drukopbouw mede bepaald door de aanwezigheid van wanden Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 6

8 die het exploderend volume volledig begrenzen en kunnen drukken gegenereerd worden tot 10 maal de begindruk. Wanneer de verbrandingssnelheid groter is dan de snelheid van het geluid spreekt men van een detonatie. De voortplantingssnelheid bij detonaties bedraagt 1 tot 10 km/s. Deze zeer hoge voortplantingssnelheid van de reactiezone geeft aanleiding tot supersone snelheden en de vorming van schokgolven. Het reactiefront en de schokgolf vallen ongeveer samen. In het algemeen zijn stofexplosies geen detonaties, omdat dit extreme begincondities vergt. Men kan aannemen dat stofexplosies in het beginstadium steeds van het deflagratie-type zijn, maar dat ze in bepaalde omstandigheden in een detonatie kunnen omslaan. Dit is bijvoorbeeld het geval wanneer één afmeting van de ruimte waarin de explosie zich voordoet veel groter is dan de andere zoals bij leidingen en kanalen met een lengte/diameter verhouding 50. De overdruk veroorzaakt door een detonatie kan zeer sterk oplopen (ca. 20 bar). Daarnaast komen detonaties, een enkele uitzondering daargelaten, alleen voor bij vaste en vloeibare explosieven. Het is in principe niet mogelijk om apparatuur te bouwen die tegen detonatie bestand is. Een detonatie, in tegenstelling tot een deflagratie, kan niet tijdig gedetecteerd worden. Detonaties moeten dan ook te allen tijde vermeden worden. 1.3 PRIMAIRE EN SECUNDAIRE EXPLOSIES Stofexplosies die veroorzaakt worden door ontstekingsbronnen worden primaire explosies genoemd. Deze explosies kunnen echter ook de oorzaak zijn van secundaire explosies. Doordat de drukgolf, die het vlamfront bij een deflagratie uitzendt, vooruit loopt op het vlamfront ontstaat er een tijdsinterval tussen het passeren van de drukgolf en de aankomst van het vlamfront. De vooruitlopende drukgolf zal neergezette stofdeeltjes doen opstuiven waardoor een nieuwe stofwolk ontstaat. Deze nieuwe stofwolk kan op zijn beurt ontstoken worden door het volgende vlamfront waardoor een secundaire explosie ontstaat. Secundaire explosies zijn meestal veel verwoestender dan de primaire explosies. 1.4 HYBRIDE MENGSELS Bijzonder gevaarlijk zijn de zogenaamde hybride mengsels die bestaan uit een combinatie van stof en gas. Zelfs wanneer uiterst geringe hoeveelheden van een brandbaar gas in een stofwolk aanwezig zijn is de ontsteking van dergelijke hybride wolk gemakkelijker en de explosie ervan heftiger dan die van de corresponderende stofwolk. Een voorbeeld waarop gelet dient te worden is een hexaan vrij verklaring. 1.5 EXPLOSIE EFFECTEN Over het algemeen wordt een onderscheid gemaakt tussen de directe en de indirecte effecten van een explosie. De directe effecten worden door de schokgolf van de explosie zelf veroorzaakt. Typische voorbeelden zijn trommelvliesscheuren en longschade bij de mens en de structuurschade aan woningen en installaties. Fragmentatie is een belangrijk indirect schademechanisme van een explosie. Fragmenten die afkomstig zijn van de explosiebron worden primaire fragmenten genoemd. Zij zijn weinig gevaarlijk op enige afstand van de bron, omdat de kans om door een dergelijk projectiel getroffen te worden uitermate klein is. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 7

9 Secundaire fragmenten, d.i. fragmenten die door de schokgolf gevormd worden zoals glasscherven en vallende dakpannen, vormen een veel belangrijkere bron van schade. Andere belangrijke indirecte effecten zijn: - Personen die zelf door de drukgolven omver- of weggeworpen worden; - Het uitbreken van brand; - Het ontstaan van secundaire explosies. 1.6 EXPLOSIEKARAKTERISTIEKEN Explosiegrenzen Niet alle mengsels van brandbaar stof en lucht zijn ontplofbaar. De concentratie van de stoflucht- mengsels moet binnen de ontplofbaarheidsgrenzen liggen. De laagste stofconcentratie waarbij het mengsel ontvlamt wordt de Lower Explosion Limit (LEL) genoemd. Beneden deze concentratie is het mengsel te arm aan stof om nog te kunnen ontvlammen. De OEL ligt voor heel wat stoffen tussen 10 en 30 g/m³. Ofschoon deze concentratie laag schijnt te zijn komt ze voor als een zeer dichte wolk. Dergelijke stofconcentraties komen zelden voor in de werkplaatsen van bedrijven. Stofexplosies kunnen zich vooral voor doen binnenin de procesuitrusting zoals maalmolens, mengers, zeven, drogers, filters, hoppers, silo s en pneumatische transportsystemen. Het explosiegebied van de meeste poeders bevindt zich tussen 40 g/m 3 en 4 kg/m 3. Dit gebied is niet alleen bepaald door de chemische samenstelling van het ontplofbaar stof, maar ook van onder meer de afmetingen en de fijnheid van de stofdeeltjes. Zelfs bij de laagste explosiegrenzen hebben stofwolken een hoge optische dichtheid. In de praktijk wordt de parameter OEL weinig gebruikt voor de beoordeling van explosierisico s. De concentratie in industriële installaties verandert soms drastisch door de niet-homogeniteit van het stof-luchtmengsel. Wanneer deze parameter toch gebruikt zou worden moet rekening gehouden worden met het feit dat de onderste explosiegrens daalt wanneer de temperatuur stijgt Karakteristieke temperaturen De term karakteristieke temperaturen heeft betrekking op temperaturen waarbij een stof onder welbepaalde omstandigheden een specifiek brandgedrag begint te vertonen. De glimtemperatuur (T glim ): Dit is de laagste temperatuur van een oppervlak waarbij de daarop gelegen stoflaag spontaan tot ontbranding komt. De T glim hangt af van de dikte van de stoflaag, omdat de stoflaag als een isolatiedeken zal optreden. Bovendien is de T glim afhankelijk van de omgevingstemperatuur. De T glim wordt zelden bereikt in normale gebruiksomstandigheden van toestellen in mengvoederbedrijven. De T glim van een stoflaag wordt bepaald door een stoflaag van 5 mm dik op een verwarmde plaat te plaatsen. De temperatuur van de plaat wordt geleidelijk verhoogd totdat een ontvlamming van de stoflaag wordt waargenomen. Een frequent optredend fenomeen is dat een stoflaag bij opwarming niet gaat smeulen, maar gaat smelten. Dit betekent dat de stof geen T glim heeft, hetgeen niet betekent dat de opwarming van de stoflaag ongevaarlijk zou zijn. Bij het smelten kunnen immers brandbare dampen vrijkomen die met de omgevingslucht een explosief mengsel vormen. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 8

10 De zelfontstekingstemperatuur van stoflagen: Dit is de temperatuur waarbij een stoflaag spontaan ontbrandt wanneer deze omgeven wordt door een warmtebron en lucht. De zelfontsteking is een gevolg van de zelfopwarming van de laag. Stoflagen ontsteken bij een lagere temperatuur dan stofwolken. De zelfontstekingstemperatuur van stofwolken (MOT): De zelfontstekingstemperatuur van een stofwolk is de minimale temperatuur van een heet oppervlak dat, wanneer er een stofwolk onder bepaalde omstandigheden langs geleid wordt, aanleiding geeft tot de ontsteking van de stofwolk. Merk op dat deze temperatuur niet gelijk is aan de temperatuur die in de stofwolk heerst. Samen met de T glim is de MOT van poeders mede bepalend voor de keuze van apparatuur en in het bijzonder voor de temperatuurklasse waartoe ze moeten behoren. Een stofwolk kan door de smeulende of brandende stoflaag ontstoken worden. Om dit te vermijden moet in de praktijk de oppervlaktetemperatuur van warme oppervlakken en elektrische toestellen 75 C beneden de glimte mperatuur van de stoflaag (met laagdikte die in de praktijk te verwachten valt) gehouden worden. De directe ontsteking van een stofwolk op een warm oppervlak of elektrische apparatuur kan worden vermeden als de temperatuur van het warme oppervlak beperkt blijft tot 2/3 van de MOT van de stofwolk De maximale explosiedruk en de maximale drukstijgsnelheid Een typisch tijdsverloop van de inwendige druk in een gesloten volume waarin een deflagratie plaatsvindt is weergegeven in figuur 1. Fig.1. Tijdsverloop van de inwendige druk in een gesloten volume (Arbeidsveiligheid nr.65 Stofexplosies, G. Huys,Kluwer Editorial, 23/03/1998) Wanneer het mengsel in het midden van een bolvormig volume ontstoken wordt, verkrijgt men de maximale druk wanneer het vlamfront de wand bereikt. Daarna zal de druk geleidelijk afnemen door warmteverliezen naar de omgeving. De maximale overdruk die tijdens het deflagratieproces bereikt wordt noemt men de explosiedruk P ex. De waarde van de explosiedruk kan gemakkelijk waarden van enkele bar bereiken. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn 137 9

11 De explosiedruk is afhankelijk van de brandstofconcentratie. Immers wanneer deze concentratie kleiner is dan de onderste explosiegrens of groter dan de bovenste explosiegrens kan geen explosie optreden en is de explosiedruk gelijk aan nul. In het explosiegebied varieert de explosiedruk en bereikt een maximum bij een bepaalde brandstofconcentratie. Deze waarde noemt men de maximale explosiedruk P ex,max van de betrokken stof. Het is deze waarde die men in de literatuur terugvindt als explosiedruk. Wanneer de drukopbouw groter is dan 0,5 bar wordt het stof gecatalogeerd als explosief. Tijdens een explosie zal de druk niet plots oplopen tot de explosiedruk. Tussen het ogenblik van de ontsteking en het bereiken van de explosiedruk bestaat een punt waar de drukstijgsnelheid het grootst is. Dit is waar de raaklijn aan de drukcurve het steilst is. Dit is grafisch weergegeven in figuur 1. De maximale drukstijgsnelheid (dp/dt) max wordt gedefinieerd als de maximale drukstijgsnelheid die opgetekend kan worden over het volledige concentratiegebied. Het is een maat voor de heftigheid van een explosie en is in de praktijk meestal veel belangrijker dan de maximale explosiedruk (P max ). Uit proeven is gebleken dat de maximale drukstijgsnelheid afhankelijk is van de grootte van het volume waarin de explosie plaatsvindt. Dit verband wordt gegeven door de formule: ( dp/dt ) max = K / V 1/3 met : V = volume van de houder uitgedrukt in m³ K = een constante uitgedrukt in bar m/s, en die eigen is aan het brandbaar mengsel. Dit verband laat toe om de resultaten van kleinschalige proeven naar grotere volumes om te rekenen en vormt de basis van de explosiebeveiliging door drukontlasting en door onderdrukking. Met betrekking tot stofwolken spreekt men van de K ST- waarde waarbij ST staat voor het Duitse Staub.Op basis van de K ST -waarde worden brandbare poeders ingedeeld in vier zogenaamde explosieklasse, zoals weergegeven in tabel 1.1. Tabel 1.1: Indeling van poeders in explosieklasses volgens de Duitse norm VDI 3673 K ST -waarde in bar.m/s Explosieklasse Explosiesnelheid van de stof 0 0 niet explosief Tussen 0 en laag tot matig explosief Tussen 200 en hoog explosief Groter dan zeer hoog explosief Hierbij dient opgemerkt te worden dat zowel de maximale explosiedruk als de maximale drukstijgsnelheid afhankelijk zijn van de beginvoorwaarden (o.a. begintemperatuur, begindruk en de turbulentiegraad) bij de explosie: - Zowel de maximale explosiedruk als de K ST -waarde zijn rechtevenredig met de begindruk; - De maximale explosiedruk daalt bij een hogere begintemperatuur; de K ST -waarde kan zowel toenemen als afnemen bij een hogere begintemperatuur; - De turbulentiegraad heeft een zeer sterke invloed op de K ST -waarde. De proeven zijn echter zo ontworpen dat in de meeste praktijksituaties de turbulentiegraad niet hoger zal zijn dan in de proeven. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

12 Ook de deeltjesgrootte en de vochtigheidsgraad van het stof beïnvloeden de K ST -waarde. Vele organische poeders hebben een K ST -waarde van circa 100 bar.m/s. Bij de ontploffing van een dergelijk poeder binnen een volume van 1 m³ kan de explosiedruk (b.v. 10 bar) bereikt worden in ordegrootte van 100 ms. In een volume van 1000 m³ duurt dit slechts 10 keer langer. De meeste agrarische producten horen tot een lage stofexplosieklasse (K ST 1, laag tot matig explosief, voor een standaard monster met mediaandiameter <63µm) De minimale ontstekingsenergie (MOE) De ontstekingsenergie is de energie die men nodig heeft om een explosief mengsel tot ontsteking te brengen. De minimale ontstekingsenergie, MOE, is de hoeveelheid energie waarmee een mengsel over het volledige explosieve gebied net niet meer tot ontsteking kan gebracht worden. Voor vele stofwolken situeert de MOE zich tussen 1mJ en 1kJ. Deze energie kan op velerlei wijzen geleverd worden. De potentiële ontstekingsbronnen worden verder besproken. De minimale ontstekingsenergie is van een groot aantal factoren afhankelijk, waarvan de belangrijkste de korrelgrootte, de temperatuur en turbulentiegraad van de stofwolk en de vochtigheidsgraad zijn: - Bij korrelgroottes van 300µm en meer zijn poeders in suspensie niet meer tot ontsteking te brengen; - In het algemeen daalt de MOE bij toenemende temperatuur van de stofwolk; - In het algemeen daalt de MOE bij dalende turbulentiegraad van de stofwolk; - De MOE daalt bij een lagere vochtigheidsgraad. Door het toevoegen van een brandbaar gas aan een stofwolk kan de MOE sterk gereduceerd worden. Deze hybride mengsels blijken bovendien explosief te zijn bij stof- en gasconcentraties die onder de onderste explosiegrens liggen van het pure stof en gas. Vooral bij oplosmiddelbevattende poeders (b.v. ten gevolge van extractie) kan een hybride mengsel relatief eenvoudig ontstaan. Ook wanneer een stof gevoelig is voor zelfopwarming of broei kunnen broeigassen ontstaan die aanleiding kunnen geven tot een hybride mengsel. Op de website kan men de stofexplosiekarakteristieken van een 1600-tal stoffen uit de agrarische sector opzoeken Samenvatting belang van explosiekarakteristieken bij de risicobepaling De uitvoering van de risicobepaling van stofexplosies komt in principe neer op het beantwoorden van de vragen: - Wat is de kans van een stofexplosie? - Wat is de ernst van een stofexplosie? Bij het bepalen van de kans dat een stof-luchtmengsel tot ontploffing zal komen zijn o.a. volgende parameters van belang: - De glimtemperatuur van de stoflaag; - De zelfonstekingstemperatuur van de stoflaag en de stofwolk; - De minimale ontstekingsenergie. De mogelijke ernst van een stofexplosie is functie van de mogelijke explosiedruk en de drukopbouw in functie van de tijd. Hoe groter de druk en hoe langer de duurtijd van een stofexplosie des te groter zal de potentiële schade zijn. Volgende parameters zijn hierbij van belang: - De maximale explosiedruk; Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

13 - De maximum drukstijgingssnelheid; - De K ST- waarde van het poeder. 1.7 ONTSTEKINGSBRONNEN Een brandbare stofwolk zal slechts ontstoken kunnen worden door een ontstekingsbron met voldoende sterkte. De potentiële ontstekingsbronnen kunnen van mechanische, elektrische, thermische of chemische aard zijn. De belangrijkste ontstekingsbronnen bij stofexplosies zijn in dalende orde van belangrijkheid 1 : - Mechanische vonken; - Brandend materiaal; - Statische elektriciteit; - Vlammen; - Hete oppervlakken; - Spontane opwarming; - Lassen en verspanen; - Overige/onbekend; - Elektrische vonken. Hierna volgt een korte bespreking van de voornaamste ontstekingsbronnen. Zowel het ontstaan als het vermijden van de ontstekingsbronnen komen aan bod Mechanische bronnen Mechanische vonken: Mechanische vonken zijn hete deeltjes die vrijkomen tengevolge van het over elkaar schuren of het op elkaar slaan van daarvoor geschikte stoffen. Deze deeltjes kunnen voldoende energierijk zijn om ontplofbare stof-luchtmengsels te ontsteken of in afgezet brandbaar stof een smeulproces op gang te brengen dat vervolgens tot een ontsteking kan leiden. Belangrijke voorwaarde voor het ontstaan van mechanische vonken is een hoge relatieve snelheid tussen de twee elkaar rakende voorwerpen. De vonken kunnen ontstaan wanneer een metaal of steen in contact komt met een ander metaal, zoals : - Bij bewerkingen met mechanisch aangedreven gereedschap zoals boren, slijpen of schuren. Bij slijpen liggen de snelheden vele malen hoger dan bij boren waardoor ook veel meer mechanische vonken zullen worden opgewekt. De energie in vonken van slijpschijven is hoger dan de ontstekingsenergie van de meeste mengsels. Vonken bij het slijpen kunnen door waterkoeling vermeden worden. Bovendien moet de aandrijving van gereedschap dat gebruikt wordt in een explosiegevaarlijke atmosfeer explosieveilig uitgevoerd zijn, bij voorkeur pneumatisch. In geen geval mag normaal elektrisch handgereedschap met open collector gebruikt worden; - Wanneer vreemde voorwerpen in de installatie raken en daar in contact komen met snel bewegende onderdelen zoals de bladen van een ventilator. Vreemde voorwerpen kunnen voor een groot deel uit de installatie gehouden worden met magnetische, zwaartekracht- of pneumatische afscheiders, die eventueel kunnen worden gecombineerd met metaaldetectoren die de installatie stilleggen indien de aanwezigheid van vreemde voorwerpen wordt vastgesteld; - Bij het losraken van onderdelen in een draaiende machine zoals ventilatorbladen die in aanraking komen met de behuizing. Om te vermijden dat hierbij vonken ontstaan kunnen speciale niet-vonkende metalen tippen gebruikt worden; 1 J. Berghmans (oktober 1990). Ontstekingsenergie bij stofexplosies Technisch Dossier 83, NVBB. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

14 - Bij het storten van materiaal in bunkers e.d.; - Bij aanlopers (ventilatoren, drijfriemen, transportbanden, elevatorbakken). Voor de evaluatie van het gevaar die bepaalde mechanische vonken inhouden moet men niet alleen de explosiekarakteristieken van het stof kennen maar ook de eigenschappen van de stof zelf. Wrijving: Wrijving is, in tegenstelling tot impactverschijnselen waarbij mechanische vonken kunnen worden gevormd, een proces van lange duur waarbij objecten tegen elkaar wrijven. Hitte wordt hierbij trapsgewijs geaccumuleerd. Gekende voorbeelden zijn: - Lagers, draaiende assen door afdichtingen; - Slecht uitgelijnde en gebroken machineonderdelen; - Verstopt raken en ontstoppen van materialen; - Foute afstelling van aandrijfeenheden, riemoverbrengingen; - Foute afstelling van transporteenheden (b.v. slippen van een transportband); - Wrijvingskoppelingen; - Mechanische remmen. De te treffen preventieve maatregelen situeren zich dan ook voornamelijk op het vlak van het plannen en uitvoeren van preventief en curatief onderhoud. Het verlagen van de snelheid en voorzien van temperatuurbewaking zijn andere mogelijke preventieve maatregelen Thermische bronnen Hete oppervlakken: Naast directe ontsteking van een stof-luchtmengsel door een heet oppervlak kan ook het stof dat in een laag op dat hete oppervlak is uitgezakt aanleiding geven tot vorming van een smeulnest dat vervolgens weer de ontstekingsbron kan zijn van het stof-luchtmengsel. Voorbeelden van hete oppervlakken die een ontstekingsrisico kunnen inhouden zijn: - Oppervlakken van hete apparaten zoals verwarmingen, drogers, verbrandingsmotoren, stoomleidingen, leidingen van thermische olie, schoorstenen en afgasleidingen; - Oppervlakken die zijn verhit ten gevolge van las-, soldeer- of slijpwerkzaamheden; - Onderdelen van machines die mechanisch opwarmen (breekmolens, mengmachines, maalinstallaties) of carters van machines opgewarmd door geleiding, onvoldoende gesmeerde bewegende onderdelen van toestellen (lagers, pakkingen); - Toestellen die de mechanische energie omzetten in warmte (wrijvingskoppelingen, remmen); - Oververhitte elektrische draden of stroomgeleiders door een overbelasting; - Warmgelopen elektromotoren, lampen, verwarmingsweerstanden, transformatoren, remmen e.d. De preventie van ontsteking van stof door hete oppervlakken wordt meestal gerealiseerd door de oppervlaktetemperaturen van objecten te beperken tot ongeveer 75 C beneden de T glim van stoflagen of tot 2/3 van de MOT van stofwolken waarbij de laagste van deze temperaturen weerhouden wordt. Beperking van de oppervlaktetemperatuur kan bijv. voorkomen worden door: - Isolatie van warme oppervlakken; - Beperking van de snelheid van draaiende onderdelen; - Temperatuurbewaking gekoppeld aan de sturing van bepaalde toestellen; - Opstellen en toepassen van preventieve onderhoudsschema s (smering). Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

15 Tevens kunnen uit veel organische stoffen, wanneer opgewarmd, brandbare gassen ontsnappen die gemengd met de omgevingslucht een ontplofbaar mengsel kunnen vormen. In zulke gevallen moeten de maatregelen bescherming bieden tegen zowel gasontploffingsgevaar als stofontploffingsgevaar. Open vuur en vlammen: Onder open vuur en vlammen worden verbrandingsprocessen verstaan die in direct contact met de omgevingslucht plaatsvinden. Dit kan bijvoorbeeld het geval zijn bij: - Vuurhaarden, kachels, waakvlammen, kaarsen, lucifers; - Werkzaamheden als lassen, snijbranden, solderen, bedekken van daken, afbranden van verf. Open vuur en vlammen kunnen te allen tijde explosies inleiden. De temperatuur en energie in een vlam zijn altijd hoger dan de MOT van een brandbare stof. Het vermijden van open vuur en vlammen is dus noodzakelijk. Dit kan o.a. voorkomen worden door een vergunning brandgevaarlijke werkzaamheden. Smeulen: Brandbaar opgehoopt stof kan onder bepaalde omstandigheden aanleiding geven tot inwendige verbranding en hoge temperaturen. Dit verschijnsel kan verklaard worden door de poreuze structuur van het stof. Door die poreuze structuur heeft zuurstof gemakkelijk toegang tot de oppervlaktedeeltjes van het stof en wordt de geleidbaarheid van de voortgebrachte hittelaag verlaagd. De hitte kan niet snel worden afgevoerd waardoor de temperatuur van het opgehoopte stof vrij snel stijgt. Komt deze smeulende stofzone in een stofwolk terecht dan kan een stofexplosie ontstaan. Door een gelimiteerde aanvoer van zuurstof kan een smeulende stofzone koolmonoxide en andere brandbare gassen ontwikkelen. Zo kan zich een explosief gasmengsel boven de stoflaag vormen. Wanneer nu een smeulende stofzone dit gasmengsel bereikt (bijv. bij het legen van een hopper) kan dit ontstoken worden. Door de gasexplosie kan het dak van de silo beschadigd worden. Hierdoor kan opgehoopt stof op bijv. een draagbalk verspreid worden en resulteren in een secundaire stofexplosie. Heel wat materialen zijn gevoelig voor spontane opwarming bij gewone omgevingstemperaturen. Zeer gevoelig zijn o.a. steenkool, zaagmeel, reactieve metalen en stof doordrenkt met plantaardige oliën. Spontane opwarming kan in zekere mate beperkt worden door: - Materiaal op te slaan in verschillende kleine ruimtes i.p.v. een grote ruimte; - Materiaal regelmatig te laten circuleren en de warmteafvoer te verbeteren; - Inertisering (inspuiten van een ruimte met inerte gassen zoals CO 2 en N 2 ); - Materiaal op te slaan bij verlaagde temperatuur; - Een temperatuur- of drukbewaking. Elektrische vonken: Elektrische bronnen Een elektrische vonk ontstaat als een stroomvoerend elektrisch circuit wordt onderbroken of als twee geleiders van verschillende potentiaal zo dicht bij elkaar worden gebracht dat de isolatiewaarde of doorbraakveldsterkte van de lucht tussen de geleiders overschreden wordt. In principe geeft iedere bediening van een elektrische schakelaar een elektrische vonk. Enkele andere potentiële bronnen van elektrische vonken zijn: - Relais; - Elektrische motoren of generatoren met koolborstels en sleepringen of commutatoren; - Schuifweerstanden; Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

16 - Sleepcontacten en stroomafnemers. Door storingen kunnen vonken ontstaan in elektrische apparatuur die tijdens normaal bedrijf geen vonken veroorzaakt zoals: - Smeltveiligheden; - Slechte contacten en onbedoelde onderbrekingen in stroomkringen; - Kortsluitingen en aardsluitingen. Als algemene preventiemaatregel geldt dat elektrische installaties zoveel mogelijk geweerd dienen te worden uit die delen van de installatie waar explosief stof aanwezig kan zijn. Wanneer dit niet mogelijk is zal aangepast, stofdicht materiaal moeten worden geïnstalleerd. Elektrostatische ontladingen: Statische elektriciteit kan op verschillende manieren ontstaan. De bekendste vorm is contactelektrificatie. Dit verschijnsel bestaat uit ladingsoverdracht indien twee verschillende niet geladen materialen eerst met elkaar in contact worden gebracht en vervolgens weer worden gescheiden. Het mechanisme van contactelektrificatie vindt bijvoorbeeld plaats bij transport van poeders door leidingen. Voorwerpen kunnen ook worden opgeladen door inductie. Indien een geleidend en geaard voorwerp wordt blootgesteld aan een elektrisch veld (dat aanwezig is rond een elektrisch opgeladen voorwerp) zal een tegenlading worden geïnduceerd op dit voorwerp. Deze vorm van opladen heet inductie. Ook mensen kunnen op deze wijze opgeladen worden. Personen worden alleen opgeladen als zij geïsoleerd opgesteld staan, bijvoorbeeld op niet geleidende schoenzolen of op een niet geleidende vloer. Als een opgeladen persoon een geaard of geleidend voorwerp nadert kan een vonkontlading ontstaan die voldoende energie (25 à 40 mj) bevat om een omringend stofmengsel te ontsteken. Op de eerste plaats dient men te zorgen voor geleidende vloeren. Er kunnen de volgende additionele maatregelen genomen worden om oplading van personen te voorkomen: - Dragen van geleidend schoeisel en kledij; - Niet verwisselen van kleding in een zone 20 of 21 (zie hoofdstuk 4 over zonering); - Alleen veiligheidshelmen dragen van niet oplaadbaar materiaal; - Alleen veiligheidshandschoenen dragen met een doorgangsweerstand van maximaal Voorbeelden van industriële activiteiten waarbij elektrostatische opladingen zich kunnen voordoen zijn: - Pneumatisch transport van poeders; - Bewegende transportband over rollen; - Lopen over isolerende vloeren; - Ledigen van papieren of plastic zakken zonder goed geaard te zijn; - Scheidingsprocessen onder invloed van de zwaartekracht (b.v. uitzakken van suspensies); - Mechanische processen met poeders (malen, zeven); - Oplading via ladingsoverdracht wanneer een opgeladen voorwerp met een niet opgeladen voorwerp in aanraking komt (stofwolken die een voorwerp treffen of er op neerslaan). Elektrostatische oplading op zich maakt statische elektriciteit nog niet tot een ontstekingsbron. Hiervoor is het noodzakelijk dat de lading voldoende accumuleert. Accumulatie van lading resulteert in een elektrisch veld met een toenemende veldsterkte. Boven een bepaalde waarde van deze veldsterkte, de zogenaamde doorslagveldsterkte, verliest een isolator of slechte geleider zijn isolerend vermogen. Er vindt een ontlading plaats Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

17 welke verschillende vormen en energie-inhouden kan hebben. De bekendste is de elektrostatische vonk. Een vonk ontstaat tussen twee geleidende materialen die een verschillende potentiaal bezitten. Fig.2. Grafische voorstelling van een elektrostatische vonk (Arbeidsveiligheid nr.65 Stofexplosies, G. Huys,Kluwer Editorial, 23/03/1998) Bij alle andere ontladingen zijn minder goed geleidende materialen betrokken waardoor tijdens de ontlading weerstandsverliezen optreden. De nettovonkenergie is daardoor lager dan de opgeslagen energie. Een andere soort ontlading is de borstelontlading. Voor dergelijke ontladingen is in de meeste gevallen een tegenvoorwerp in de vorm van een slechte geleider noodzakelijk. Dit kan een stofwolk zijn. Fig.3. Grafische voorstelling van een borstelontlading (Arbeidsveiligheid nr.65 Stofexplosies, G. Huys,Kluwer Editorial, 23/03/1998) Minder bekende vormen van elektrostatische ontladingen zijn de stortkegelontlading en de glij-ontlading. Als een poeder gestort wordt in een silo ontstaat een kegelvormige hoop die stortkegel genoemd wordt. Indien dit poeder bestaat uit slecht geleidend en hoog opgeladen materiaal kunnen stortkegelontladingen ontstaan van de geaarde silowand naar de top van de kegel. Deze ontstaan doordat aan het oppervlak van de stortkegel de doorslagveldsterkte van lucht wordt bereikt, waardoor zich ionisatiekanalen vormen op het oppervlak van de stortkegel. De sterkste stortkegelontladingen treden op bij het storten van grofkorrelig materiaal met een deeltjesgrootte van 1 tot 10 mm in aanwezigheid van fijn stof met een lage minimale ontstekingsenergie of in de aanwezigheid van gassen. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

18 Fig.4. Grafische voorstelling stortkegelontlading (Arbeidsveiligheid nr.65 Stofexplosies, G. Huys,Kluwer Editorial, 23/03/1998) Glijontladingen kunnen optreden tussen een geleidende elektrode en een sterk gepolariseerde kunststoffolie. Een folie is gepolariseerd indien ze aan beide zijden sterk tegengesteld opgeladen is. De polarisatie van een folie vindt plaats wanneer tegen of dichtbij een geladen en slecht geleidende folie een geaarde geleider wordt geplaatst. Als een sterk gepolariseerde folie wordt benaderd door een geaard voorwerp ontstaat er een borstelontlading tussen de folie en het geaarde voorwerp zeer hoge energie-inhoud. Glijontladingen zullen alleen ontstaan in processen waar een zeer hoge wrijving optreedt zoals bij het pneumatisch transport van poeders. Fig.5. Grafische voorstelling van glij-ontlading (Arbeidsveiligheid nr.65 Stofexplosies, G. Huys,Kluwer Editorial, 23/03/1998) Ten slotte bestaat ook nog de bliksemontlading. Er wordt echter aangenomen dat bliksemachtige ontladingen niet optreden in apparatuur op industriële schaal. Elektrostatische ontladingen kunnen als ontstekingsbron optreden bij stof-luchtmengsels en hybride mengsels wanneer de bij de ontlading vrijkomende energie groter is dan de MOE van het brandbaar mengsel. In onderstaande tabel 2 is een overzicht opgenomen van de verschillende elektrostatische ontladingsvormen en hun potentieel als ontstekingsbron voor stof-luchtmengsels. 2 A.Debeil (mei 1998). Risicoanalyse aangaande stofexplosie in mengvoederbedrijven en maalderijen. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

19 De omvang van de te nemen maatregelen is sterk afhankelijk van de ontstekingsgevoeligheid van het betreffende stof/lucht mengsel dat ter plaatse kan voorkomen. De belangrijkste, eenvoudigste en meest gebruikte preventiemaatregel die in de praktijk wordt toegepast is het elektrostatisch aarden en doorverbinden van geleidende delen van de installatie. Soms kan het ook voorkomen dat niet-geleidende voorwerpen met de aarde verbonden moeten worden. In de meeste gevallen kan dit niet gerealiseerd worden met een metalen aardverbinding. Men kan dan bijvoorbeeld: - Geleidend materiaal inbrengen; - Geleidende vulstoffen toevoegen; - De voorwerpen met geleidende verf bestrijken. Merk op dat bij poeder transportsystemen het bestrijken met geleidende verf en het omwikkelen met gaas sterk af te raden is, omdat dan aan de binnenzijde van de leiding gevaarlijke glij-ontladingen kunnen optreden. Tabel 1.2: Overzicht van de elektrostatische ontladingen en hun potentieel als ontstekingsbron Type ontlading Vonk Beschrijving Ontlading tussen 2 geleiders die op verschillende potentiaal staan (dus 1 niet of onvoldoende geaard) Vb. opgeladen persoon Energieinhoud in mj tot ( 25 à 40 mj ) Potentiële ontstekingsbron voor stof-luchtmengsel Sterk Corona Zone rond puntige geleiders < 1 Weinig waarschijnlijk Borstel Ontlading tussen geleider en < 4 à 5 MOE zal bepalend zijn een niet geleider Stortkegel Slecht geleidend poeder (weerstand > Ohm.m) in een geaarde silo (*) < 25 Minder sterk Glij Bliksem: Zoals bij pneumatisch transport van poeder door een geaarde of geleidende leider voorzien van een dunne niet geleidende coating tot 3000 Sterk (*) De sterkste stortkegelontladingen treden op bij het storten van grofkorrelig materiaal met een deeltjesgrootte van 1 tot 10 mm in aanwezigheid van fijn stof met een lage MOE. Met onderstaande formule kan de vrijkomende energie bij een stortkegelontlading berekend worden E = 5,22 x D 3,36 x d 1,462 ( mj ) met D = diameter van de silo in m d = mediaan deeltjesgrootte in mm Opmerking : voor kunststofsilo s moet de diameter verdubbeld worden Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

20 Bliksem is uiteraard een voor de hand liggende ontstekingsbron van explosies. Bovendien kan een blikseminslag zeer grote elektrische spanningen, zogenaamde overspanningen, veroorzaken in geleiders. Door geleiding kan deze overspanning verplaatst worden tot ver buiten de directe invloedssfeer van de blikseminslag. Daar kan een elektrische overslag in de vorm van een vonk plaats vinden die een explosie of brand kan veroorzaken. De beschermingsmaatregelen tegen bliksem kunnen onderverdeeld worden in uitwendige en inwendige bliksembeveiliging. De uitwendige bliksembeveiliging bestaat uit een opvanginrichting, afgaande leidingen en een aardingssysteem. De opvanginrichting zorgt ervoor dat de bliksem opgevangen wordt voordat hij het object raakt. De afgaande leidingen zorgen ervoor dat de bliksemstroom buiten het object om naar de aarde wordt geleid. Het aardingssysteem zorgt er tenslotte voor dat de bliksemstroom zich goed in de bodem kan verspreiden Zwerfstromen: Zwerfstromen zijn gelijkstromen die zich onbedoeld door de aarde en door metalen constructies bewegen. De belangrijkste oorzaken van zwerfstromen zijn: - Nabijheid van andere kathodische beschermingssystemen; - Elektrisch lassen (wanneer de massaklem niet in de onmiddellijke nabijheid van de lasplaats is aangebracht); - Wisselstroombronnen (hoogspanningstrajecten, laagspanningsinstallaties, enz.); - Verstoringen van het aardmagnetische veld. Zwerfstromen kunnen voor een deel over een uitgestrekt object lopen. Op de plaats waar deze stromen het object weer verlaten kan zware corrosie ontstaan. Dergelijke vorm van corrosie die veroorzaakt wordt door een elektrische stroom die door een object loopt wordt elektrochemische corrosie genoemd. De stroomsterkte van zwerfstromen kan zeer hoog zijn. Bij het onderbreken van de stroomkring waarin de zwerfstroom loopt zal dit leiden tot vonkvorming. Op deze wijze vormt een zwerfstroom een potentiële ontstekingsbron. Een veel toegepaste voorkomingmaatregel is de leidingen en opslagtanks die onderhevig kunnen zijn aan elektrochemische corrosie uit te rusten met een kathodische bescherming. Ten slotte kunnen ook elektromagnetische straling in het optische gebied (3x10 11 Hz tot 3x10 15 Hz), in het radiofrequentiegebied (10 4 Hz tot 3x10 12 Hz) en ioniserende straling ontstekingsbronnen vormen. B.v. laserstraling, zonlicht, UV-straling Chemische bronnen Open vuur en smeulende stoffen, die reeds besproken werden bij de thermische bronnen, zijn in feite beide chemische reacties tussen een brandstof en zuurstof waarbij warmte vrijkomt. Men spreekt van exotherme reacties. Een minder bekende exotherme reactie is de zogenaamde zelfverhitting. Onder zelfverhitting wordt de ontsteking verstaan die optreedt zonder tussenkomst van een vreemde ontstekingsbron zoals een mechanische vonk of heet voorwerp. Zelfverhitting zal in de praktijk optreden bij stoffen die bij lage temperatuur al voldoende warmte produceren en die bovendien die warmte slecht naar de omgeving kunnen afstaan, zoals wanneer de stof in grote hoeveelheden is opgeslagen en thermisch goed is geïsoleerd. Volgende types kunnen onderscheiden worden: Broei: dit is een reactie die kan optreden in vaste stoffen van organische oorsprong. Wanneer dergelijke materialen worden opgeslagen in grote hoeveelheden onder enigszins vochtige omstandigheden kunnen micro-organismen een exotherme reactie veroorzaken. Door die reactie kan het materiaal lokaal verhit worden tot maximaal 75 C. Boven deze temperatuur sterven de organismen af maar kan een gewone Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

21 oxidatie de temperatuur verder doen stijgen tot het materiaal daadwerkelijk gaat smeulen. Onder andere steenkool, hooi en melkpoeder kunnen dit gedrag vertonen. Oxidaties: oxidaties treden vooral op bij opgeslagen poeders waarbij smeulnesten gevormd worden die bij omscheppen van de poederhoop een mogelijke ontstekingsbron kunnen vormen voor stof-luchtmengsels die bij dat omscheppen ontstaan. Pyrofore stoffen zijn stoffen die bij contact met lucht spontaan ontbranden zelfs wanneer er sprake is van een goede warmte afgifte. Reden daarvoor is het snelle verloop van de chemische reactie bij lage temperaturen. IJzersulfide en fijn aluminiumpoeder zijn voorbeelden van pyrofore stoffen. Ontleding: ontledingsreacties kunnen een ontstekingsbron vormen wanneer bij de ontleding warmte vrijkomt. Stoffen die bekend staan om hun gevaar van ongecontroleerde ontledingsreacties zijn b.v. peroxides en ethyleen Praktische betekenis van de ontstekingsbronnen bij de uitvoering van de risicobeoordeling Het vermogen van een ontstekingsbron om een ontsteking te veroorzaken hangt af van de eigenschappen van de aanwezige substanties, met name de minimale ontstekingsenergie (MOE) en de minimale ontstekingstemperatuur (MOT). Men moet voor elke ontstekingsbron nagaan in welke mate deze zich kan voordoen en ze op de volgende manier classificeren: - Ontstekingsbronnen die continu of vaak kunnen voorkomen bij de normale werking van toestellen; - Ontstekingsbronnen die in zeldzame omstandigheden kunnen voorkomen ten gevolge van functiestoornissen in toestellen; - Ontstekingsbronnen die in zeer zeldzame situaties kunnen voorkomen ten gevolge van zeldzame defecten. Indien men niet kan evalueren of een ontstekingsbron kan voorkomen is deze volgens de norm NEN-EN :2007 NL permanent aanwezig. Een korte beschrijving van de energie-inhoud van de belangrijkste ontstekingsbronnen. Hete oppervlakken (veroorzaakt door wrijving, slippen en andere storingen): Om ontsteking te voorkomen moet de temperatuur van het warme oppervlak: - lager zijn dan circa 75 C beneden de glimtempera tuur van de stoflagen; - én 2/3 van de ontstekingstemperatuur van de stofwolken zijn (MOT). Rekening houdend met bovenvermelde veiligheidsparameters betekent dit dat de oppervlaktetemperatuur van elektrische apparaten en de temperatuur van andere warme oppervlakken beperkt moet blijven tot maximaal : C in de mengvoederbedrijven C in de maalderijen Vlammen en hete gassen: vlammen, ongeacht hun grootte, worden tot de actiefste ontstekingsbronnen gerekend en zijn dus altijd relevant. - Elektrische vonken: zijn doorgaans relevant. - Mechanische vonken ( impactvonken, slijpvonken en wrijvingsvonken): - Veroorzaakt door mechanisch aangedreven gereedschap (boren,slijpen), door vreemde voorwerpen, door het losraken van onderdelen, door het storten van materiaal in bunkers en silo s, door verspanende bewerkingen zijn doorgaans relevant; - Veroorzaakt door vallende werktuigen zijn enkel relevant bij stof met een zeer lage MOE; Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn

22 - Veroorzaakt met door handkracht gedreven gereedschap (scheppen, hakken, hameren, zagen) zijn alleen relevant als MOE < 0,25 mj (er is wel gevaar voor gloeikernen in stoflagen). Uiteraard zal de relevantie afhangen van de snelheid v van bewegende onderdelen: - v < 1 m/s: geen ontstekingsgevaar; - 1 < v < 10 m/s: ontstekingsgevaar zeer waarschijnlijk, maar het hangt af van de veiligheidsparameters van de betrokken stoffen; - v > 10 m/s : ontstekingsgevaar in alle gevallen. In de zogenaamde Debeil studie (Risicoanalyse aangaande stofexplosie in Mengvoederbedrijven en Maalderijen) wordt gesteld dat er geen gevaar is op vonkvorming bij het loskomen van de metalen bekers van een elevator indien de snelheid van de elevator maximaal 2,5 m/s bedraagt. 1.8 PREVENTIE EN BESTRIJDING VAN STOFEXPLOSIES In de Arbeidsomstandighedenbesluit hoofdstuk 3, paragraaf 2a, artikel 3.5a t/m/ 3.5f is de sociale ATEX-richtlijn geïmplementeerd. Daarin staat vermeld dat het de verplichting is van de werkgever technische en/of organisatorische maatregelen te nemen ter voorkoming van en bescherming tegen explosies volgens volgende grondbeginselen: - Het voorkomen van het ontstaan van explosieve atmosferen; - Het vermijden van de ontsteking van explosieve atmosferen; - Het beperken van de gevolgen van een explosie. Deze preventiemaatregelen kunnen betrekking hebben op: - De organisatie van de onderneming met inbegrip van de gebruikte werk- en productiemethodes; - De inrichting van de arbeidsplaats; - De keuze en het gebruik van arbeidsmiddelen en van collectieve en persoonlijke beschermingsmiddelen en van werkkleding; - De toepassing van een aangepaste veiligheids- en gezondheidssignalering; - De bekwaamheid, de opleiding en de informatie van alle werknemers, met inbegrip van aangepaste instructies; - De noodprocedures Voorkoming van stofexplosies Om een stofexplosie te kunnen veroorzaken moeten tegelijkertijd op dezelfde plaats aanwezig zijn (ook wel genoemd de branddriehoek): - Een brandbare stof in fijn verdeelde vorm; - Een oxidatiemiddel (in het algemeen zuurstof uit de omgevingslucht); - Een ontstekingsbron die de nodige energie kan leveren voor het initiëren van de oxidatiereactie. De preventie van stofexplosies zal dan ook bestaan uit ervoor te zorgen dat minstens één van deze elementen ontbreekt. Binnen de apparatuur zullen dergelijke preventieve maatregelen vaak niet uitvoerbaar zijn. Buiten de apparatuur komen preventieve maatregelen, die gericht zijn op het voorkomen van de aanwezigheid, het afzetten of opwervelen van brandbaar stof alsook het regelmatig verwijderen van afgezet stof, wel in aanmerking. Nevedi handleiding 2005 ATEX-richtlijn