Maksymalna szybkość narastania ciśnienia
Każda substancja nie tylko charakteryzuje się tym, jakie maksymalne ciśnienie wybuchu osiąga, ale również jak szybko to ciśnienie przyrasta. Są bowiem substancje, dla których przyrost ciśnienia jest bardzo gwałtowny, ale występują też takie, dla których przyrost ciśnienia patrząc na poniższy wykres, wydaje się być łagodny. Część osób wyciąga na tej podstawie błędny wniosek, że pyły o niskim Kst są mniej groźne.
Szybkość narastania ciśnienia w czasie wyraża się poprzez stałą wybuchowości K [m*bar/s]. Dla gazów stała K przyjmuje postać Kg, natomiast dla pyłów Kst. Przykładowe wartości stałej Kst dla pyłów możemy zobaczyć w tabeli poniżej. Jak widać jej wartość dla różnych pyłów może się znacząco różnić.
Dla ułatwienia doboru zabezpieczeń przeciwwybuchowych, pyły na podstawie parametru Kst zostały podzielone na trzy klasy wybuchowości. W ten sposób możliwy jest dobór zabezpieczenia przeciwwybuchowego nie dla konkretnego Kst, a dla jednej z trzech klas wybuchowości. To znacznie uprościło proces doborowy, niemniej z czasem pojawił się jeden znaczący problem. Opisaliśmy go w żółtej ramce poniżej.
Ze względu na powyższe podkreślamy bardzo mocno — współczynnik Kst czy też klasa wybuchowości St mówi nam, jak szybko będzie przyrastać ciśnienie wybuchu. Czas ten jest jednak mierzony w milisekundach. Jakie więc ma znaczenie, czy aparat zostanie rozerwany w czasie jednego, czy dwóch mrugnięć okiem?
Parametr Kst jest istotny tylko i wyłącznie z punktu widzenia doboru zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Ma on wpływ na wymaganą szybkość ich zadziałania oraz rozmieszczenie.
Aby porównać prędkość rozwoju wybuchu dla różnych klas wybuchowości pyłów, warto obejrzeć poniższy film. Jak można zauważyć, nawet pyły należące do klasy St1, które błędnie są określane mianem mało wybuchowych, prowadzą do powstania silnej i gwałtownej eksplozji.
Na filmie przedstawiliśmy wybuchy przestrzenne. Gdyby doszło do nich w zamkniętym urządzeniu ciśnienie w jego wnętrzu rosłoby do osiągnięcia maksymalnej wartości lub do rozerwania jego obudowy. Co więcej, nie ma żadnej korelacji między szybkością narastania wybuchu z maksymalnym ciśnieniem wybuchu. Oznacza to, że pył o niskim lub bardzo niskim Kst może osiągać wysokie maksymalne ciśnienie wybuchu. Przykładem może tu być kakao, którego klasa wybuchowości, to St1. Mimo to jego maksymalne ciśnienie wybuchu może wynieść nawet 9 bar nadciśnienia.
Źródło: HAZEX
