Badanie właściwości wybuchowych pyłów nanomateriałów

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 p_max, maksymalna szybkość narastania ciśnienia wybuchu (dp/dt)_max, stała pyłowa K_St, dolna granica wybuchowości DGW, minimalna energia zapłonu (MEZ). W procedurze do badań p_max, (dp/dt)_max, K_St 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

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