3.2. Пожароопасные и взрывоопасные классы пыли

Способность пыли взрываться и загораться является важным свойством и её надо учитывать. Пыль может взрываться тогда, когда она воспламеняющаяся и когда имеется достаточное количество кислорода (воздуха) или другого активного газа в месте взрыва и источник энергии, инициирующий взрыв (в виде движения, тепла, электрических явлений). Независимо от этого для возникновения взрыва необходимо, чтобы все эти факторы находились в известном отношении друг к другу. Это отношение изменяется в зависимости от степени измельчения пыли. Энергия, необходимая для возникновения взрыва, должна превысить определенное минимальное свое значение.

Сила взрыва зависит от многих факторов, например от состава пыли и величины ее частиц, образования продуктов сгорания. Температура воспламенения пылевого облака взаимосвязана с концентрацией пылевых частиц. Для каждой температуры существуют верхняя и нижняя границы опасной концентрации с точки зрения взрываемости.

Чем мельче частицы пыли, тем меньшая концентрация их может вызвать взрыв. Взрываемость пыли зависит от следующих факторов:

а) от большой дисперсности пылевых частиц; при размерах пылевых частиц выше определённой величины взрыв невозможен; даже если пылевые частицы таких размеров состоят из горючих материалов, они всё же действуют тормозяще на ход взрыва;

б) от формы пылевых частиц; воспламенение происходит тем легче, чем больше отношение поверхности к весу частицы (сферические частицы воспламеняются труднее, чем при неправильной форме);

в) от количества тепла, необходимого для испарения содержащейся пыли воды; чем меньше потребное количество этого тепла, тем легче происходит воспламенение;

г) от содержания золы и пыли; чем больше это содержание, тем труднее происходят воспламенение и взрыв;

д) от окисления полевых частиц, которое связано с верхней и нижней границей взрываемости (в зависимости от концентрации пыли); нижняя граница концентрации, необходимая для переноса воспламенения от одной пылевой частицы на другую, зависит от минимального расстояния между частицами пыли, а верхняя – от минимального количества кислорода, необходимого для взрыва.

Нормы строительного проектирования пыли делят на пожароопасные (группа Б), имеющие нижний концентрационный предел взрываемости выше 65 г/м³, и взрывоопасные (группа А), имеющие нижний предел взрываемости менее 65 г/м³. Кроме того, пыли делятся на четыре класса. Взрывоопасные пыли (группа А) делятся на два класса: с нижним пределом взрываемости до 15 г/м³ - класс I, с нижним пределом более 15 г/м³ - класс II. Пожароопасные пыли (группа Б) также делятся на два класса: с температурой воспламенения до 250 °С - класс III и с температурой воспламенения выше 250 °С - класс IV. 

По взрывоопасности пыли разделяются на 2 класса.

I класс - сухие с небольшим содержанием золы, которые при уносе в воздух легко воспламеняются и пламя распространяется уже при источнике тепла с низкой температурой. При сильном завихрении с определённой минимальной концентрацией мельчайших частиц они могут сами воспламеняться и образовать пламя, обеспечивающее температуру и давление, достаточные для взрыва. К этому классу относят самые опасные виды пыли - древесную, пробковую, сахарную, синтетических смол, мучную, солодовую, твёрдой резины, крахмальную, декстриновую, кожаную (синтетической и натуральной кожи), растительных волокон, серную, удобрений (натуральных и синтетических).

II класс - пыли с большим золосодержанием, которые в нормальных условиях не воспламеняются, а будучи унесены в воздух воспламеняются только при действии на них в течение длительного периода времени источника тепла с высокой температурой. При сильном завихрении и после превышения минимальной концентрации наиболее мелкие пылевые частицы могут ещё воспламеняться, создавая инициирующее пламя, которое может привести к пожару, но при этом слишком низкое давление делает невозможным сам взрыв. К пыли этого рода относят целлулоидную, цинковую, пыль некоторых синтетических смол, янтарную, сажу, некоторые мыльные порошки, некоторые лакокрасочные пыли, пыль какао.

Предельно допустимая концентрация пыли в г/м³, при которых существует опасность взрыва: для сахарной пыли - 17,5 г/м³; древесной – 12 г/м³; крахмальной – от 7 до 40 г/м³; мучной – 10 г/м³; хлопчатобумажной - 6,2 г/м³. Чем больше диаметр пылевых частиц, тем выше будет температура, при которой происходит воспламенение.

Например, ставшее модным на Тайване распыление разноцветной муки над участниками массовых мероприятий для получения красочных эффектов привело к тому, что 27 июня 2015 года в результате взрыва в аквапарке Formosa Water Parна на Тайване пострадали 519 человек и были погибшие. Состояние 194 человек было критическим и их поместили в реанимацию (ожоги более 50 % поверхности тела). Состояние 8 пациентов с ожогами тела более 80 % оценили как крайне тяжелое. Многие пострадавшие отравились окисью углерода СО.

Взрыв произошёл на танцполе при праздновании так называемого «Цветочного фестиваля». Его участники обмазывают себя разными порошкообразными красками, бросаются ими друг в друга и танцуют. По словам очевидцев, над танцполом нависло облако белого цвета, затем раздался хлопок и вспыхнуло пламя. Это облако быстро превратилось в огромный огненный шар. Многие получили ранения в при возникшей давке. Всего в клубе в это время было около тысячи человек, подавляющее большинство - местные жители в возрасте 20-30 лет.

Количество твёрдых веществ, из которых могут образовываться взрывоопасные пыли, очень велико, причём число их постоянно растёт, так как появляются новые вещества, пыль которых является воспламеняющейся. При этом уже известные вещества, которые ранее считались безопасными, в новых технологических процессах, при которых они соприкасаются с другими веществами или с определёнными источниками энергии, могут стать опасными.