Как да си направим бомба от захар

На 7 февруари 2008 г. четиринадесет работници загиват от изгарянията си в резултат на серия експлозии на прах от захар във фабриката Imperial Sugar в щата Джорджия, САЩ.

Прахът като фактор на работната среда притежава редица специфични свойства, които го правят уникален и различен от химичните агенти. Едно от свойствата, които често се подценяват като риск, е способността му при определени условия да се запалва и да експлодира.

Облак от прах от запалими материали има същото поведение като запалим газ, смесен с въздуха и в достатъчна концентрация може да се запали. В затворено пространство пък може да се взриви.

Ударната вълна от първоначалната експлозия може да запрати натрупалия се прах във фронта на разпространяващия се пламък, като резултатът е „вторична” експлозия далеч отвъд първичния прахов облак.

За да се получи прахова експлозия е необходимо едновременното възникване на няколко условия:

1. Прахът трябва да е запалим.
2. Прахът трябва да е във въздуха.
3. Прахът трябва да е в границите на експлозивност.
4. Праховите частички трябва да са в такъв размер, че да могат да разпространяват пламъка.
5. Средата, в която се е образувал праховият облак, трябва да е в състояние да поддържа горенето.
6. Трябва да има източник на запалване с достатъчна сила да инициира пламък.

Типични запалими прахове могат да възникнат от:

• естествени материали – дървесина, смоли, хартия, гума, захар, въглища, нишесте, брашно;
• синтетични материали – багрилни вещества, пластмаси, хексамин и на практика всички въглеродни съединения;
• неорганични съединения – сяра, желязо, магнезий, алуминий и титан.

Докато неорганичните минерални прахове не са запалими и затова се използват, например, във въгледобива за потискане на праховата експлозия.

Границите на експлозивност са долна и горна граница. Долната граница на експлозивност може да варира от 10 g/m3 до 500 g/m3. Най общо, за практически цели може да се приеме средна долна граница на експлозивност около 30 500 g/m3 за повечето запалими прахове.

Въпреки че изглежда доста ниска като концентрация в действителност прахов облак с такава концентрация прилича на много гъста мъгла.

Колкото до размера на праховите частички можем да запомним правилото

колкото по-фини са частичките, толкова по-голяма е вероятността да възникне експлозия.

Освен всички тези условия за да експлодира прахът е необходимо да има и източник на запалване.

Интересното е, че освен открит пламък, горещи повърхности, искри, статично електричество – все известни източници на запалване, прахът притежава и способността да се самозагрява и ако генерираната топлина не се разсейва, прахът може да достигне температурата на запалване.

Незабавният резултат е запалване на праха и последваща експлозия, ако се е образувал прахов облак.

Какво е необходимо да правим, за да не се стига до експлозия от прах?

• Повишаване на влажността на местата, където най-често има вероятност от възникване на експлозия, например определени части от вентилационните системи (циклони, филтри).
• Намаляване на нивата на кислорода до такива, при които е невъзможно да възникне експлозия чрез използване на инертни газови смеси.
• Използване на добри практики за почистване на работните места, подове, стени, както и спазване на всички правила по електробезопасност, огневи работи и др. при работа в условия, при които има опасност от възникване на експлозия.

Вижте изготвеното видео от U.S. Chemical Safety Board – независимата федерална агенция в САЩ за разследване на химични инциденти, в която се разглежда инцидента с експлозията на прах от захар и причините за него:

Снимка: US Chemical Safety Board