Veelgestelde vragen over industriële explosies

Onder beveiligingsmaatregelen tegen explosies verstaan we de middelen die gezamenlijk worden ingezet ter beperking van het risico op ontstekingen die kunnen leiden tot deflagrerende explosies die schadelijke, ontwrichtende en/of kostbare gevolgen kunnen hebben EN die de gevolgen van deze explosies beperken. Beveiligingsmaatregelen tegen explosies zijn onder meer:

• het voorkomen van een explosie – door het voorkomen van ontstekingen en/of procesbewaking;
• het indammen van explosies – hierbij maken we gebruik van constructies die bestand zijn tegen druk om ervoor te zorgen dat er geen ontploffing, ontsnapping van vlammen of vervorming of breuken in de apparatuur optreedt als gevolg van een ontsteking in de procesapparatuur;
• het ontluchten van een explosie – hierbij ontwerpen we maatregelen die de overdruk van een explosie verminderen waardoor het risico op beschadigingen door de druk op constructies en/of de ongecontroleerde ontsnapping van vlammen of vuurkolommen wordt beperkt.
• het onderdrukken van explosies – hierbij maken we een ontwerp dat een explosie ontdekt en onderdrukt voordat er beschadigende of vernietigende druk in het proces wordt opgebouwd;
• het isoleren van explosies – hierbij maken we een ontwerp waarin de mogelijkheid tot uitbreiding van het vuur of de explosie naar gekoppelde apparatuur tot een minimum wordt beperkt;
• gevorderde vertragingstechnieken – hierbij maken we een ontwerp waarbij een concentratie van gas- of poederblusmiddel wordt ingezet die de vlam inert maakt voordat hij de beschermde locatie bereikt.

De ergste gevolgen van een ontsteking en de daaropvolgende explosie in verwerkingsinstallaties ontstaan wanneer de primaire explosie onbedoeld niet voldoende wordt ingedamd. De gevolgen van de uitbreiding van vlammen en ontploffingen naar het fabriekscomplex of -gebouw kunnen ertoe leiden dat onder andere stoflagen in een explosieve stofwolk worden gelanceerd en er in het fabriekscomplex of de omliggende gebouwen een secundaire explosie van veel grotere omvang plaatsvindt. Hierdoor ontstaat een risico op catastrofale schade en gevolgen. Secundaire explosies zijn een bijkomend risico in alle processen waarbij stof in de lucht terecht kan komen en er geen bescherming tegen primaire explosies is geïnstalleerd.

In bepaalde situaties vóór de compressie (meestal het gevolg van acceleraties van vlammen in lange, onbeschermde pijpleidingen en leidingnetwerken) kan een deflagrerende explosie veranderen in een detonatie, waarbij het vlammenfront door de schokgolf wordt voortgedreven. Toen het beveiligingssysteem tegen industriële explosies van IEP Technologies werd ontworpen, was het belangrijkste doel om het risico op een dergelijke regressie naar detonatie te minimaliseren met behulp van geschikte bouwkundige explosiebeveiligingsmaatregelen.

Alle brandbare stoffen kunnen ontvlambare stofwolken vormen wanneer de concentratie stof een bepaalde minimumconcentratie overschrijdt. Dit wordt de LEL (Lower Explosion Limit), oftewel onderste explosiegrens, genoemd. Als u twijfelt, kunt u ons een representatief monster van het product sturen zodat wij via laboratoriumtesten kunnen vaststellen of er kans op ontploffing is en kunnen wij berekenen wat de ontstekings- en ontploffingskansen en de onderste explosiegrens van het product zijn.

Soms, maar dan moet er voldoende veiligheidsmarge tussen de maximale concentratie in bedrijf en de LEL-concentratie zitten EN moet het risico op een onvoorziene mechanische onderbreking of andere storing, die kan leiden tot de vorming van een ontplofbare stofwolk, aanvaardbaar laag zijn. De LEL-concentratie is afhankelijk van het materiaal (de waarden liggen meestal tussen 10-100 g/m3) en wordt verder verlaagd wanneer er zeer kleine concentraties van ontvlambare dampen aanwezig zijn. In de industriële praktijk kan men hier beter niet op vertrouwen als belangrijkste beveiligingsmaatregel tegen explosies.

Hoewel in de bouwkunde geprobeerd wordt het aantal ontstekingsbronnen tot een minimum te beperken, is het niet mogelijk alle ontstekingsbronnen uit standaard en/of problematische bedrijfsomstandigheden te weren. De eerste stap bij het beperken van de mogelijke aanwezigheid van een ontstekingsbron is het onderzoeken van de minimale ontstekingsenergie (MIE) voor het materiaal dat wordt verwerkt. Met de MIE van het product wordt bepaald of de meer voorkomende of verwachte ontstekingsbronnen (wrijvingshitte, vonken van machines, statische ontlading enz.) een ontstekingsrisico vormen en of andere ontstekingsrisico’s (blikseminslag, elektrische vonkvorming, smeulende verbrandingsresten, externe branden enz.) moeten worden aangepakt. De MIE is afhankelijk van het materiaal dat wordt verwerkt en wordt tot enkele milli-joules verlaagd wanneer er zeer kleine concentraties van een ontvlambaar gas of ontvlambare damp aanwezig zijn. Het Combustion Research Center kan u meer informatie verstrekken over de MIE-testen

Een explosie kan zich via koppelingen tussen beveiligde installaties uitbreiden. Dergelijke verspreiding veroorzaakt vaak een grotere (intensievere) explosie in de gekoppelde installatie dan zou worden verwacht van een enkelvoudige ontsteking in die installatie, vanwege drukopeenhoping, opgewekte turbulentie en ontstekingseffecten in de vlam. Deze explosieversterkende factoren kunnen de doeltreffende werking van de in de gekoppelde installatie geïnstalleerde explosiebeveiliging in gevaar brengen, tenzij ze onderdeel zijn van het door IEP gemaakte ontwerp voor de installatie. Explosie-isolatie is een bewezen methode voor vermindering van het risico op dergelijke grotere explosies en kan kritiek zijn om voldoende risicovermindering van het algehele explosiebeveiligingssysteem te bereiken.

We raden u aan de voordelen van elke optie in overweging te nemen. Er moet rekening worden gehouden met de uitvoerbaarheid en de doeltreffendheid van de gekozen optie en de mate waarin hiermee het risico wordt beperkt;
- de ruimte om een explosie veilig te ontluchten (als stelregel is de ontluchte vuurbal meestal achtmaal zo groot als de installatie die wordt ontlucht);
- de toxiciteit of het besmettingsgevaar van een lading die wordt ontlucht;
- de gevolgen van een brand in de installatie na een explosie en wat er nodig is om deze gevolgen te beperken;
- de benodigde hersteltijd na een incident met een beveiligde explosie en de extra belasting (indien van toepassing) voor de brand- en explosiebeveiliging van gekoppelde installaties eerder of verderop in de keten, in combinatie met commerciële factoren als kosten, gebruiksduur en gebruiksgemak om een beslissing te nemen.

Aangezien de parameters voor de beveiliging tegen explosies worden bepaald door de explosieve eigenschappen van het aangegeven materiaal dat wordt verwerkt, zal elke wijziging van het materiaal waarschijnlijk gevolgen hebben voor de doeltreffendheid van de beveiligingsmaatregelen. Wanneer er meerdere materialen worden verwerkt, is het belangrijk om in de ontwerpfase aan te geven welke materialen het meest ontvlambaar en het meest explosief zijn. Sommige operators geven liever een explosieklasse aan, bijvoorbeeld de ST1-limiet voor organisch stof; in dat geval worden de parameters voor het explosiebeveiligingssysteem natuurlijk afgestemd op het materiaal van die limiet. Wanneer er in de bedrijfspraktijk materialen worden verwerkt die minder explosief zijn, kunnen factoren die het risico verder beperken een grotere rol spelen.

In gevallen waarin men van plan is een explosiever materiaal te gebruiken of een materiaal uit een andere klasse, zoals een hybride gas of stof, is een volledige evaluatie met mogelijke upgrade van het beveiligingssysteem noodzakelijk.

Soms. Dit hangt af van de vuurbelasting en de mogelijkheden om de installaties van het beveiligde proces uit te schakelen. Als er kans is op een brand na een explosie die wordt gevoed door binnenstromende lucht, bijvoorbeeld in een filter van een ontluchte zak, wordt doorgaans aangeraden de beveiliging tegen brand na een explosie op te nemen in de algemene veiligheidsmaatregelen tegen explosies. De ontwerpen van IEP Technologies zijn normaal gesproken gericht op het beperken van explosies, het uitschakelen van het proces en het controleren van mogelijke branden na een explosie, zodat het risico dat de primaire explosie opnieuw ontvlamt tot een minimum wordt beperkt.

Als er een bijkomend risico bestaat op externe branden, of branden die geen verband houden met de primaire explosie, kunnen er aanvullende maatregelen nodig zijn, waaronder de noodzaak om rekening te houden met de veiligheid van brandweerlieden.

IEP Technologies stelt een aanbevolen onderhoudsfrequentie vast, die meestal afhangt van de opgegeven beveiligingsapparatuur, de gebruiksduur ervan en de bedrijfsomstandigheden waaraan het systeem wordt blootgesteld. Een lagere onderhoudsfrequentie zal er de facto toe leiden dat de bedoelde risicoverlagingsfactor van het geïnstalleerde explosiebeveiligingssysteem lager wordt.

Om te blijven voldoen aan de genoemde prestatieparameters moet het explosiebeveiligingssysteem conform de aanbevelingen van IEP Technologies worden gecontroleerd en onderhouden. Dit onderhoud omvat de geplande vervanging van alle componenten van het systeem die het eind van hun levensduur hebben bereikt en het testen op compliance of het opnieuw certificeren van de hardware, zoals drukvaten. Mits het systeem wordt onderhouden zoals aangegeven, stelt IEP Technologies doorgaans geen limiet aan de levensduur ervan, waarbij wel geldt dat een systeem of een component in de praktijk verouderd kan raken, niet langer kan voldoen aan strengere codes of anderszins niet op een betaalbare manier te repareren kan zijn.