Badanie właściwości wybuchowych pyłów nanomateriałów
Kierownik projektu:
dr inż. Wojciech Domański
Streszczenie projektu:
Celem zadania była ocena zagrożenia wybuchowego stwarzanego przez palne pyły nano-materiałów oraz zakwalifikowanie pyłów do odpowiednich klas wybuchowości. Szczegółowymi celami zadania było: opracowanie procedury do oceny parametrów charakteryzujących wybuchowość pyłów nanomateriałów oraz na podstawie ustalonych podczas badań wartości parametrów wybuchowości tych pyłów, opracowanie zaleceń niezbędnych do oceny ryzyka w miejscach pracy zagrożonych potencjalną obecnością atmosfery wybuchowej oraz przygotowanie materiałów informacyjnych.
Opracowano procedurę badawczą parametrów charakteryzujących wybuchowość pyłowych atmosfer wybuchowych (maksymalne ciśnienie wybuchu pmax, maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)max, stała pyłowa KSt, dolna granica wybuchowości DGW, minimalna energia zapłonu (MEZ). W procedurze do badań pmax, (dp/dt)max, KSt oraz DGW zastosowano 20-L komorę sferyczną, natomiast do badania MEZ - aparat MINOR 2. Zbadano parametry wybuchowości obłoków pyłu nano- i mikroaluminium, miedzi żelaza, sztywnej pianki poliuretanowej, sztywnej pianki poliuretanowej modyfikowanej nanorurkami węgla oraz nanorurek węgla.
W wyniku przeprowadzonych eksperymentów wyznaczono parametry charakteryzujące wybuchowości obłoku pyłów badanych materiałów podane w tabeli.
Zadanie 2.Z.03.Parametry charakteryzujące wybuchowości obłoku pyłów badanych materiałów
Lp.
|
Materiał badany
|
pmax [bar]
|
(dp/dt)max[bar ∙ s-1]
|
KSt[bar ∙ m∙s-1]
|
Klasa
|
DGW[g ∙ m-3]
|
MEZ[mJ]
|
1.
|
Mikroaluminium
|
8,3
|
1296
|
351
|
St 3
|
30
|
100 ≤ MEZ ≤ 300
|
2.
|
Nanoaluminium
|
8,0
|
1543
|
418
|
St 3
|
15
|
3 ≤ MEZ ≤ 10
|
3.
|
Mikromiedź
|
|
|
|
|
>1000
|
>1000
|
4.
|
Nanomiedź
|
|
|
|
|
>1000
|
>1000
|
5.
|
Mikrożelazo
|
0,9
|
44
|
12
|
St 1
|
250
|
>1000
|
6.
|
Nanożelazo
|
4,3
|
133
|
36
|
St 1
|
60
|
≤ 1
|
7.
|
Nano rurki węgla
|
3,7
|
255
|
69
|
St 1
|
|
>1000
|
8.
|
Sztywna pianka poliuretanowa
|
4,2
|
183
|
50
|
St 1
|
30
|
>1000
|
9.
|
Sztywna pianka poliuretanowa modyfikowana nanorurkami węgla
|
4,9
|
237
|
64
|
St 1
|
60
|
>1000
|
Pyły nanoalumnium oraz mikroaluminium są pyłami bardzo silnie wybuchowymi o stałej pyłowej większej od 300 bar·m·s-1, są więc pyłami klasy wybuchowości St 3.
Pyły nanożelaza oraz mikrożelaza są pyłami słabo wybuchowymi o stałej pyłowej mniejszej od 200 bar·m·s-1, są wiec pyłami klasy wybuchowości St 1.
Pyły nanomiedzi oraz mikromiedzi w warunkach prowadzonych badań nie uległy zapłonowi ani w 20-L komorze sferycznej, ani w aparacie MINOR 2.
Pyły obu badanych pianek należy zakwalifikować do klasy wybuchowości St 1 - pyły słabo wybuchowe.
W trakcie realizacji III etapu zadania przygotowano materiały informacyjne zamieszczone w serwisie internetowym CIOP-PIB oraz opracowano broszurę przeznaczoną dla służb bhp w przedsiębiorstwach, w których występuje zagrożenie potencjalne zagrożenie atmosferą wybuchową, oraz inspektorów PIP. Materiały informacyjne oraz broszura były oceniane i zweryfikowane na seminarium weryfikacyjnym.
Wyniki zadania przestawiono w 3 publikacjach w czasopismach naukowych oraz na 2 konferencjach o zasięgu krajowym.

Zadanie 2.Z.03. Zmiany maksymalnej szybkości narastania ciśnienia wybuchu obłoków pyłu: a) sztywnej pianki poliuretanowej, b) sztywnej pianki poliuretanowej modyfikowanej nanorurkami węgla
Jednostka:
Pracownia Bezpieczeństwa Chemicznego
Okres realizacji:
01.01.2014
– 31.12.2016