Domande frequenti sull'esplosione industriale

Nel loro insieme le misure di protezione contro le esplosioni sono il mezzo con cui si riduce il rischio di inneschi che possono dar luogo a esplosioni deflagranti con conseguenze dannose, dirompenti e/o costose, E attenuare gli effetti di tali esplosioni. Le misure di protezione contro le esplosioni includono:

• Prevenzione dell'esplosione - mediante prevenzione dell'innesco e/o controlli di processo;
• Contenimento delle esplosioni - affidandoci a una costruzione resistente alla pressione per garantire che non vi sia un'esplosione consequenziale, una fuga di fiamma esterna e una deformazione/rottura delle apparecchiature derivanti da un innesco nell'apparecchiatura di processo;
• Ventilazione anti-esplosione - dove, tramite progettazione, adottiamo misure per alleviare la sovrapressione dell'esplosione, in modo da mitigare il rischio di incorrere in danni strutturali dovuti a pressione e/o fiamme incontrollate/esplosione;
• Soppressione delle esplosioni - dove, tramite progettazione, rileviamo e sopprimiamo un'esplosione prima che si accumulino pressioni dannose o distruttive all'interno del processo, e quindi sopprimiamo la combustione residua dell'esplosione;
• Isolamento contro le esplosioni - dove, tramite progettazione, cerchiamo di ridurre al minimo la possibilità di propagazione delle fiamme/esplosione ad altre apparecchiature di processo collegate;
• Inertizzazione avanzata - dove, tramite progettazione, impieghiamo una concentrazione inerte di sostanza estinguente gassosa o in polvere prima dell'arrivo della fiamma nella posizione protetta.

Il risultato più estremo di qualsiasi innesco e conseguente esplosione all'interno dell'apparecchiatura di processo si verifica quando l'esplosione primaria non può più essere contenuta: l'impatto dell'esplosione e dell'espansione della fiamma nel complesso industriale o nell'edificio può portare alla formazione di strati di polvere ecc. che si aggregano in una nube di polvere esplosiva, dando luogo a un'esplosione secondaria di volume molto più grande all'interno dei confini del complesso industriale o dell'edificio. In tal modo si rischiano danni e conseguenze catastrofici. Le esplosioni secondarie sono un rischio costante in tutti i processi in cui la polvere può essere lanciata nell'aria se non viene adottata un'efficace protezione contro le esplosioni primarie.

Un'esplosione deflagrante può trasformarsi in una detonazione, dove il fronte di fiamma viene trasportato sull'onda d'urto se vengono soddisfatte determinate condizioni di pre-compressione (generalmente la conseguenza di accelerazioni di fiamma in lunghe tubazioni e condotti non protetti). L'obiettivo primario del progetto del sistema di protezione contro le esplosioni industriali di IEP Technologies sarà quello di ridurre al minimo il rischio della trasformazione in detonazione mediante appropriate misure costruttive di protezione dalle esplosioni.

Tutte le polveri combustibili possono formare nubi di polvere esplosiva se la concentrazione di polvere supera una certa soglia minima di polvere nota come limite inferiore di esplosione (LEL). In caso di dubbio, un campione rappresentativo deve essere sottoposto a test di laboratorio per stabilire se è esplosivo e per quantificare l'infiammabilità, l'esplosività e il limite inferiore di esplosione.

A volte, a condizione che esista un margine di sicurezza sufficiente tra la massima concentrazione operativa e la concentrazione LEL, E se si presume anche che il rischio di un'interruzione meccanica involontaria o di un altro meccanismo di guasto che potrebbe dar luogo alla formazione di una nube di polvere esplosiva sia ragionevolmente basso. La concentrazione LEL è specifica per il materiale di processo (i valori tipici sono compresi tra 10 e 100 g/m3) ed è ridotta ulteriormente in presenza di concentrazioni molto piccole di qualsiasi vapore infiammabile. Ma nella pratica industriale di solito tale aspettativa non può essere considerata come la principale misura di sicurezza contro le esplosioni.

Sebbene sia una buona pratica ingegneristica cercare di ridurre al minimo le fonti di innesco, non è possibile eliminarle completamente dalle condizioni operative standard e/o alterate. Il primo passo per ridurre la probabilità di una fonte di innesco consiste nel valutare l'energia minima di accensione (E min) del materiale di lavorazione. L'E min del prodotto determinerà se le fonti di innesco che si incontrano/prevedono più frequentemente (riscaldamento per attrito, scintille meccaniche, scariche elettrostatiche, ecc.) presentano un rischio di innesco e se dovrebbero essere considerati altri rischi di innesco (fulmine, arco elettrico, combustione senza fiamma, incendi esterni, ecc.). L'E min è specifica per il materiale di lavorazione e si abbassa a pochi millijoule in presenza di concentrazioni molto piccole di gas/vapori infiammabili. Il nostro Centro di ricerca sulla combustione può fornire dettagli sui test dell'E min.

Un'esplosione può propagarsi lungo i collegamenti tra serbatoi protetti. La propagazione dell'esplosione potrebbe provocare un'esplosione più grande (più intensa) in qualsiasi serbatoio collegato rispetto a quanto ci si potrebbe aspettare da un semplice innesco in quel serbatoio, per via della formazione di pressione, induzione di turbolenza ed effetti di innesco a getto di fiamma. Questi elementi di potenziamento dell'esplosione possono compromettere l'efficacia della protezione dalle esplosioni installata sul serbatoio collegato, a meno che non siano stati autorizzati come parte del progetto IEP del serbatoio. L'isolamento dell'esplosione è un metodo collaudato per ridurre il rischio di esplosioni molto grandi e può essere un requisito essenziale per ottenere una riduzione sufficiente del rischio tramite il sistema generale di protezione dalle esplosioni.

Si consiglia di considerare le caratteristiche di ciascuno. Si devono prendere in considerazione i vantaggi dell'opzione selezionata in termini di praticità, efficacia e riduzione dei rischi:
- l'area per ventilare un'esplosione in sicurezza (come regola empirica la dimensione della palla di fuoco ventilata probabilmente è pari a circa otto volte il volume del serbatoio che viene ventilato);
- la tossicità o l'impatto contaminante di una scarica ventilata;
- le conseguenze e i requisiti di mitigazione di qualsiasi incendio post-esplosione nel serbatoio;
- il tempo di ristrutturazione dopo un incidente di esplosione protetta e gli eventuali requisiti aggiuntivi sulla protezione antincendio e antideflagrante di qualsiasi connessione e serbatoio collegato a monte/a valle si combinano con fattori commerciali di costo, longevità e convenienza per prendere la decisione.

Poiché i criteri di valutazione della protezione dalle esplosioni vanno in funzione delle caratteristiche di esplosività dello specifico materiale di lavorazione, qualsiasi modifica del materiale di processo può influire sull'efficacia delle misure di protezione dalle esplosioni installate. Nei casi in cui i processi di produzione devono gestire una vasta gamma di materiali, in fase di progettazione è importante specificare sia i materiali più infiammabili che quelli più esplosivi. Alcuni operatori preferiscono specificare semplicemente una classe di esplosione, ad es. polvere organica limite ST1, e naturalmente i criteri di valutazione del sistema di protezione contro le esplosioni determinati si riferiranno a quel materiale limite. Possono prevalere fattori migliori di riduzione del rischio quando nella pratica operativa vengono trattati materiali meno esplosivi.

Nei casi in cui è previsto un materiale più esplosivo di una classe diversa, come un ibrido gas/polvere, sarà necessaria una revisione completa con possibile aggiornamento del sistema di protezione.

A volte - dipende dal carico di fuoco e dall'arresto delle strutture del processo da proteggere. Se è probabile che un'esplosione post-incendio venga alimentata da un elemento di ingresso dell'aria, ad esempio un filtro a sacco ventilato, si raccomanda di integrare una protezione antincendio post-esplosione come parte delle misure generali di protezione dalle esplosioni. Intento progettuale fondamentale di IEP Technologies sarà quello di mitigare le esplosioni, arrestare il processo e controllare ogni incendio post-esplosione in modo da ridurre al minimo i rischi di un successivo re-innesco a partire dall'evento primario.

Nel caso in cui incendi esterni o non collegati al verificarsi di un'esplosione primaria siano un rischio connesso, potrebbero essere necessarie misure aggiuntive, compresa la messa in sicurezza dei vigili del fuoco durante il loro intervento.

IEP Technologies specificherà una frequenza di manutenzione consigliata, che probabilmente dipende dalle componenti fisiche di protezione specificate, dal loro ciclo di lavoro e dall'ambiente operativo a cui è esposto il sistema. Si noti che qualsiasi riduzione della frequenza di manutenzione ridurrà di fatto il fattore di riduzione del rischio previsto del sistema di protezione antideflagrante installato.

I sistemi di protezione contro le esplosioni devono essere controllati e sottoposti a manutenzione in conformità con le raccomandazioni di IEP Technologies al fine di mantenerne le prestazioni indicate. Nella manutenzione sono inclusi la sostituzione programmata di tutti i componenti di sistema scaduti e i test di conformità/certificazione aggiornata delle componenti fisiche, come i serbatoi a pressione. A condizione che il sistema sia sottoposto a manutenzione come specificato, IEP Technologies non impone di norma un limite di durata del sistema, riconoscendo che nella pratica un sistema, o un suo componente, può diventare obsoleto, non conforme al codice aggiornato o comunque costituire un costo di riparazione superiore al suo valore di mercato.