Støveksplosjoner Presentasjonen er identisk med en artikkel som er trykket i Tidsskriftet Brannmannen Artikkelforfatter: Lars Brenden, «Brannmannen»

Støveksplosjoner er et forholdsvis sjeldent fenomen, men følgene av slike eksplosjoner kan bli enorme, og det er derfor nyttig å vite hva som forårsaker disse samt hvilke forholdsregler man bør ta. Det har i Norge vært mange tilfeller av støveksplosjoner siden krigen og disse har i flere tilfeller ført til store skader og tap av menneskeliv. En støveksplosjon vil inntreffe når en tilstrekkelig konsentrasjon av finkornet, brennbart materiale finfordelt i luft forbrenner. En støveksplosjon er i prinsippet en meget rask forbrenning av en støvsky.

Er denne innestengt i en beholder skjer en svært rask trykkstigning som kan sprenge beholderen. Skjer forbrenningen i en del av et større rom eller i friluft får man større eller mindre trykkbølger som sprer seg utover. Både et unormalt høyt trykk i en beholder og kraftige trykkbølger representerer en fare for omgivelsene. Betingelser som må være tilstede for at en støveksplosjon kan oppstå er: Støvet må være finfordelt og brennbart. Blant de materialer som kan forårsake en støveksplosjon er naturlige organiske materialer (mel, sukker m.m.), syntetiske organiske materialer, kull, torv, metaller (aluminium, magnesium, sink, jern m.m.)

Omfattende sekundær eksplosjon kan bli konsekvensen. Støvet må være virvlet opp i luft (eller annen oksiderende atmosfære). Støvskyen må ha en viss tetthet, i praksis kan man ikke se hand for seg. Støvet må antennes. Dette skjer ved at tilstrekkelig tennenergi tilføres. Generelt kan man si at alle oksiderbare (brennbare) materialer kan gi støveksplosjoner såfremt de foreligger i tilstrekkelig finfordelt form. Jo mindre kornstørrelse, jo større tilbøyelighet har det til å danne eksplosive blandinger med luft.

Metaller topper tabellen når det gjelder forbrenningsvarme. Forbrenningsvarme er et viktig parameter fordi den bestemmer den mengde varme som frigjøres under støveksplosjonen. I likhet med brennbare gasser finnes det en nedre og øvre brennbarhetsgrense.

Sekundære støveksplosjone Det er viktig å unngå sekundære støveksplosjoner som kan oppstå i det støv den primære eksplosjonen virvler opp. Trykkbølgen fra de primære eksplosjonen fører med seg og sprer et støvlag som deretter antennes av den primære flammen. Derfor utgjør støvlag i industrien en potensiell risiko for omfattende sekundære støveksplosjoner som må reduseres så mye som mulig. Oppvirvlingen av støv i en brannsituasjon kan også føre til uventede brannforløp forårsaket av støveksplosjoner. Brann i et industrilokale med mye støv eller støv i kanaler o.l. kan gi eksplosjonsartede brannforløp på grunn av trykkøkningen som kan oppstå i en brann.

Tennkilder I tillegg til en brennbar støvsky kreves en tilstrekkelig kraftig tennkilde. De vanligste tennkildene er: Glødebrann: Glødebrann i hauger av brennbart støv er meget livskraftig på grunn av varmelagringen som skjer samtidig som oksygenet kan nå glødepunktet på grunn av støvets porøsitet. Åpne flammer: En brennende fyrstikk utvikler nok tennenergi til å antenne brennbare støvskyer. Røyking er derfor forbudt der risiko for støveksplosjon foreligger. Varme overflater: Nødvendig overflatetemperatur for å antenne en støvsky er ca. 400-500 C.

Mekanisk påvirkning: Mekanisk påvirkning ved slag kan dels årsake at små fragmenter av et fast materiale rykkes løs og dels kan det skape varme overflater ved anslagsfeltet. Dette kan illustreres ved at en bolt faller ned i en silo under påfylling av mel eller liknende. Risikoen for antenning er imidlertid sterkt avhengig av metallet i bolten og anslagsenergien. Elektriske utladninger og lysbuer: Når pulver og støv håndteres og transporteres i industrien er det lett at en elektrisk ladning utvikles mellom støvet og prosessutstyr gjennom glidning, og statisk elektrisitet kan oppstå. Gnistenergien som kreves er liten, og avhenger av støvtype, støvets konsentrasjon samt støvets turbulens.

Hvordan unngå eksplosjoner? En støveksplosjon er umulig hvis man fjerner en av forutsetningene som enhver støveksplosjon må ha, nemlig et brennbart, finfordelt materiale i oksygen med tilgang til tennkilde. I praksis er ikke dette så enkelt. Alle tiltak for å unngå støveksplosjoner kan grupperes etter hvilken forutsetning man ønsker å fjerne, og man får tre hovedprinsipper: Redusere brennbarheten av materialet: Et eksempel er bruk av kalkstøv i gruver for å redusere brennbarheten av kullstøvet som alltid finnes

Som regel er imidlertid arten av og egenskapene til stoffet man håndterer gitt og da er muligheten for å redusere brennbarheten små. Unngå blanding med oksygen: Blanding med oksygen kan unngås eller reduseres ved bruk av nitrogen, karbondioksyd eller inertgass. Ufarlig atmosfære kan bare opprettholdes inne i lukket apparatur, mens inn- og utmating må foregå i luft. Transportanlegg bør så vidt mulig være fylt av materialet.

Unngå mulighet for antennelse: Jording av alle apparatdeler er meget viktig og likeså bruk av ikke-gnistdannende materialer. Blande-, rør- og transportanlegg har imidlertid alltid en betydelig energikilde i driftmaskineriet. Utilsiktet utvikling av friksjonsvarme kan derfor oppstå hvis fremmedlegemer kommer inn ved lagerslitasje eller liknende.

Begrensninger av skader ved støveksplosjoner Det er etter hvert blitt klart at ved behandling av særlig eksplosjonsfarlige pulvere, må man foruten så langt praktisk mulig fjerne antennelsesmuligheter, også ta forholdsregler for å unngå personskader og å begrense materielle ødeleggelser. Man kan teoretisk bygge et apparatur som er så sterkt at det kan motstå det trykk som oppstår. Dette er imidlertid bare mulig ved mindre apparatur. En annen løsning som synes å være den mest nærliggende, er å utstyre apparaturet med avlastningsluker eller membraner og kanaler som leder trykket og flammene bort fra arbeidslokalene.

For å kunne ta standpunkt til de forskjellige tiltak som vil være aktuelle må man ha opplysninger om pulverets eksplosjonsegenskaper. Særlig gjelder dette trykkstigningshastigheter og maksimumstrykk. Arbeidstilsynet har utgitt heftet «Industrielle støveksplosjoner» med krav til utrustning i anlegg med risiko for støveksplosjoner.

Støveksplosjoner i Norge I Norge har det siden krigen vært en rekke større kjente støveksplosjoner. Den mest dramatiske inn traff på Dyno, Gullaug fabrikker i Lier i 1973. Her var det aluminiumsstøv i en prosessindustri som skapte eksplosjonen som drepte fem mennesker og forårsaket store materielle ødeleggelser. De fleste støveksplosjonene har inntruffet i kornsiloer.

En støveksplosjon i havnesiloen i Oslo i 1987 førte til at silotoppen av armert betong ble blåst av og en glødebrann oppsto i kornet. Vinduene i store deler av bygningen ble blåst ut, like ens mantlingen rundt store deler av transportsystemet. Heldigvis ble ingen mennesker skadet ved denne hendelsen.

Viktig å huske Ved ankomst til et skadested hvor det har vært en støveksplosjon eller man har mistanke om dette, bør man være oppmerksom på at bygningen kan være sterkt skadet, noe som kan forårsake risiko for ras eller sammenstyrtning av bygningsdeler. En innsats av brannvesenets mannskaper inne i en slik bygning må derfor vurderes meget nøye. Generelt i brannsituasjoner i industri som håndterer pulver bør man være forberedt på faren for støveksplosjoner, ikke minst sekundære støveksplosjoner som kan føre til et eksplosjonsartet brannforløp. Kilder: Dyno Industrier: Støveksplosjoner Rolf Eckhoff: Dust Explosions in the Process Industries.

Denne artikkelen kan også lese på Tidsskriftet Brannmannens hjemmeside www.brannmannen.no SLUTT