Výroba polymerních materiálů - riziko iniciace hořlavého prachu elektrostatickým nábojem

33 SPEKTRUM 1/2022 Ing. Bc. Martin Vidlička prof. Ing. Karol Balog, Ph.D. VŠB-TUO, Fakulta bezpečnostního inženýrství Lumírova 13, 700 30 Ostrava-Výškovice [email protected] Abstrakt Článek pojednává o riziku výbuchu prachu při výrobě polymerních materiálů (směs polypropylenu a polyethylenu), kde iniciačním zdrojem je elektrostatický náboj. Podrobně se zabývá vysvětlením principu vzniku elektrostatických výbojů a možnostmi jejich vytváření se na vybraných pracovištích, spolu s návrhem opatření na eliminaci tohoto rizika. Klíčová slova Výbuch, elektrostatický náboj, hořlavý prach. Abstract This article deals with the risk of dust explosion in the production of polymeric materials (mixture of polypropylene and polyethylene), where an electrostatic charge is the source of initiation. It deals in detail with explaining the principle of electrostatic discharges and the possibilities of its creation at selected workplaces, together with the proposal of measures to eliminate the risk. Keywords Explosion, electrostatic charge, combustible polymer dust. Úvod Jedním z rizik, které mohou hrozit během výroby polymerních materiálů je i riziko požáru a následného výbuchu (nebo naopak), který je výsledkem iniciace hořlavého prachu elektrostatickým nábojem. Článek popisuje výše uvedené riziko na vybraném pracovišti mezinárodní společnosti vyrábějící směs polyethylenového a polypropylenového granulátu pro další použití v automotive průmyslu. Riziko může nastat v případě transportu vstupního materiálu z provozních sil do násypek v počáteční fázi výroby (část materiálu je sypána i ručně jeřábem z velkoobjemových vaků, viz obr. 2), kde je umístěn čistý vstupní materiál (obsah polypropylenu nebo polyethylenu je 100 %) nebo během přesypávání vyrobeného materiálu z produkčního sila do velkoobjemových pytlů v konečné fázi výroby, kde obsah obou polymerů ve směsi se pohybuje v rozsahu 70 až 80 % (obr. 1). Polyethylen i polypropylen patří do skupiny termoplastů. Termoplasty při vyšších teplotách přecházejí do formy vysoko viskózní kapaliny, kterou je možné tvarovat a jejich tvar je možno stabilizovat po jejím ochlazení. Výhodou je, že tento proces je opakovatelný, takže po dalším zahřátí je termoplast schopen opětovného plastického stavu a být opět tvarován. Směs polyethylenu a polypropylenu (spolu s dalšími přísadami, vesměs anorganického původu, pro pozměnění jejich vlastností, podle požadavku zákazníka) při prvním zahřátí je vyráběna ve formě granulí, které jsou poté u dalších výrobců využity pro finální tvar konečného výrobku pomocí vstřikovacích lisů (např. blatník u auta). Většina polymerů je elektricky nevodivá, ale při jejich vzájemném tření vzniká elektrostatický náboj, při kterém je možnost proskakování jisker a tím může docházek ke vzniku požáru. Polymery s měrným povrchovým izolačním odporem ρp > 104 Ω jsou obvykle považovány za elektricky vodivé, pokud mají měrný povrchový izolační odpor ρp > 104 Ω až ρp > 108 Ω jsou považovány za antistatické, a nad ρp > 108 Ω jsou považovány za izolační. Hodnota měrného povrchového izolačního odporu pro polyethylen je ρp = 1014 Ω a pro polypropylen ρp = 1013 Ω. Patří tedy mezi dobré elektrické izolanty. Pokud měrný povrchový izolační odpor má vysoké hodnoty, snadno se nabíjí elektrostatickou elektřinou, poněvadž se elektrostatický náboj nestačí odvádět dostatečně rychle [1]. Obr. 1 Provozní a produkční sila Polyethylenový a polypropylenový prach je hořlavý. Hořlavý prach má schopnost oxidační reakce doprovázené vývinem tepelné a světelné energie a může vznikat z hmoty obsahující více než 10 hmot. % látky schopné oxidace. V rozvířeném stavu má hořlavý prach schopnost prudké oxidační reakce mající charakter výbuchu a za určitých podmínek tento děj může přejít v detonaci. Pokud dojde k výbuchu hořlavého prachu, tak je vysoká pravděpodobnost smrti nebo těžkého úrazu přítomných pracovníků, poškození technologického zařízení působením tlaku. Technologické procesy s přítomností hořlavého prachu mají vysokou pravděpodobnost rizika výbuchu, pokud se prach vyskytuje v rozvířeném stavu a je k dispozici oxidační prostředek, což je nejčastěji vzduch. Pro vytvoření výbušné směsi hořlavého prachu se vzduchem, musí být k dispozici dostatečné množství prachových částic. Oblak rozvířeného prachu obvykle není homogenní, takže koncentrace může kolísat podle víření usazeného prachu. [2] Pro zapálení směsi je nutný iniciační zdroj. Elektrostatický náboj je schopen výbušnou prachovou směs iniciovat, tudíž pokud je výbušná prachová směs iniciována, je zde vysoká pravděpodobnost, že požár a následný výbuch bude přenesen potrubím do další částí technologie, a jedná se o zařízení pro akumulaci prachu z výroby (tkaninové filtry). Výroba polymerních materiálů - riziko iniciace hořlavého prachu elektrostatickým nábojem Production of Polymeric Materials - the Risk of Initiation of Combustible Dust by Electrostatic Charge 34 SPEKTRUM 1/2022 Pod názvem elektrický potenciál φ se rozumí fyzikální veličina charakterizující pole v určité vzdálenosti od zdroje. Charakterizována je podílem elektrické potenciální energie Ep kladného bodového náboje Qo podle výrazu: Rozdíl potenciálu mezi dvěma body elektrického pole v bodech φ1 a φ2 je vždy rovno napětí U mezi těmito body: a je také rovno práci, jenž je vykonána během přemístění náboje Qo z jednoho bodu do druhého podle výrazu: V případě, že látka je vodivá, existuje i fyzikální veličina intenzita proudového pole Epr, která je dána poměrem napětí U k délce vodiče l podle vztahu: Výše uvedená veličina je nazývána jako spád napětí. Pokud máme k dispozici pevné látky z různých materiálů, které jsou původně bez náboje a na potenciálu země a tyto látky přijdou do společného kontaktu, náboj se přenáší z jednoho materiálu na druhý. Když se materiály od sebe vzdálí, výsledný kladný náboj zůstává na jednom povrchu a výsledný záporný náboj na povrchu druhém. S velikostí kontaktních ploch se množství náboje zvyšuje. Další tření také zvyšuje efektivní kontaktní oblast a pokud se o sebe otírají dva vzorky ze stejného materiálu, nabíjení může být velice silné. Jakmile jsou dva materiály opačně nabity, elektrické pole se vyskytuje mezi nimi. Když se materiály poté navzájem vzdalují, pro překonání přitažlivých sil opačných nábojů musí být vykonána určitá práce a rozdíl potencionálů se lineárně zvětšuje se vzdáleností. Větší potencionální rozdíl se snaží přitahovat náboje zpět do libovolného bodu zbytkového kontaktu. Pokud jsou materiály nevodiče (nebo i jeden), nelze dojít k úplné rekombinaci a na oddělených materiálech část náboje zůstává a může jít pouze o malé množství náboje. Jestliže jsou povrchy v kontaktu, vzdálenost mezi náboji je velmi malá. Potenciál, který je generován při oddělování je schopen snadno dosáhnout mnoha kilovoltů. Indukce v elektrickém poli Indukované náboje jsou náboje nahromaděné na povrchu látky. Jakmile je vytvořena rovnováha statickým rozložením náboje, uvnitř vodiče je nulová intenzita elektrického pole, ale protilehlé části jsou opačně elektricky nabité. Jedná se o jev elektrostatické indukce. Podle Gaussovy věty elektrostatiky platí: kde veličina D se nazývá elektrická indukce. Elektrické pole se vyskytuje okolo každého nabitého předmětu. Vodič nebo disipativní materiál (materiál se střední rezistivitou nebo odporem, který leží mezi rozsahy pro vodivé a nevodivé materiály), který je zaveden do tohoto pole mění rozložení elektrického pole ve svém okolí a vytváří redistribuci nábojů v materiálu působením pole. Pokud je vodič od země izolován, tak přebírá potenciál závisející na poloze v poli, a díky tomuto potenciálu materiál je schopen vytvářet elektrostatický náboj. Jestliže je materiál v poli krátkodobě uzemněn, jeho potenciál je snížen na nulu, ale nerovnováha nábojů je zachována. Po odstranění elektrického Elektrostatický náboj Vznik elektrostatického náboje je obecně dán Coulombovým zákonem: veličiny Q1 a Q2 jsou bodové náboje, r2 je vzdálenost bodových nábojů od sebe a k je bezrozměrná konstanta úměrnosti: kde ε je permitivita prostředí, což je veličina charakterizující prostředí mezi bodovými náboji, které jsou sledovány. Pro libovolné diaelektrikum je dána hodnota relativní permitivity εr: ε0 je permitivita vakua. Vzhledem k tomu, že Coulombův zákon nepodává žádné informace o elektrostatickém poli, je zavedena další fyzikální veličina, intenzita elektrostatického pole Eel: Zdroje elektrostatického nabíjení Elektrostatický náboj je obvykle generován na materiálu mnoha způsoby, pro téma článku se jedná zejména o: • kontakt a tření; • indukce v elektrickém poli; • přenos náboje. Hlavním zdrojem elektrostatického náboje je ale triboelektrické nabíjení. Pokud dvě původně nenabité látky přijdou do kontaktu, dochází k přenosu náboje na jejich společném rozhraní. V případě, že vzduch obsahuje pevné částice a tyto částice se stanou při kontaktu a oddělení nabité, tak se vzduch jeví jako přenášející elektrostatický náboj. Během oddělení, každý povrch ponese další náboj o stejné velikosti, ale s opačnou polaritou. Kontakt a tření Kontaktní nabíjení se vyskytuje na rozhraní pevná látka / pevná látka. Vzduch není schopen tímto způsobem nabíjet jiné materiály. V případě, že vzduch obsahuje pevné částice, mohou být tyto pevné částice nabity kontaktem a díky těmto částicím může vzduch elektrostatický náboj přenášet. Během tohoto přenášení náboje Q v elektrickém poli s intenzitou E je nutno překonat sílu F = E ∙ Q, tudíž je vykonána určitá práce a náboj získává potencionální energii nazývanou elektrostatickou potenciální energií. Při přemisování bodového náboje Qo síly homogenního elektrostatického pole vykonají práci: Pro každý systém složeném ze dvou a více nabitých částic je možno přiřadit elektrostatickou potenciální energii Ep. Pokud nabitá částice Qo změní v systému svoji polohu, elektrostatická síla poté vykoná práci odpovídající změně potenciální energie ∆Ep. Dvojice bodových nábojů má v tomto případě elektrickou potenciální energii podle obecného vztahu: [ ] 12 2N e QQ Fk r ⋅ = ⋅ 1 4 k πε =⋅⋅ 0 r ε εε = -1 2 0 V.m 4 e el FQ EQr πε  = =  ⋅⋅ ⋅ [ ] J o E Q Er= ⋅⋅ [ ] 0 J 4 o p QQ Er πε ⋅ =⋅⋅ ⋅ [ ] V p o E Q ϕ = [ ] 12 VU Er ϕϕ −==⋅ [ ] W o W QU= ⋅ -1 V.m pr U El  =  -2 0A.s.m r Q E ED S ε εε  =⋅= ⋅⋅=  35 SPEKTRUM 1/2022 V průmyslových procesech může docházet často ke kontinuálnímu generování elektrostatického náboje, který se akumuluje na izolantech nebo na izolovaných vodičích (např. proudění prachového materiálu do izolované nádoby, pohyb osoby přes izolovanou podlahu). Na izolovaném vodiči je pak potenciál výsledkem rovnováhy mezi rychlostí dodávání náboje a rychlostí odvádění náboje. Potenciál vodiče je dán rovnicí: kde: Up potenciál na vodiči [V]; Up0 počáteční potenciál; R rezistence k zemi [Ω]; I proud [A]; t doba od začátku nabíjení [s]; C kapacita [F]. Maximálního potenciálu lze dosáhnout, pokud t >> R ∙ C podle vztahu: Up,max = I ∙ R. Rychlost odvádění náboje izolantů je značně zvyšována, pokud materiály absorbují atmosférickou vlhkost. Absorbovaná voda na povrchu náboje je hlavní příčinou povrchové konduktivity. Konduktivita se zvyšuje s množstvím absorbované relativní vlhkosti. Elektrostatické výboje K elektrostatickému výboji dochází, jestliže intenzita elektrického pole přesáhne průraznou hodnotu okolního vzduchu. V případě normálních podmínek je průrazná intenzita pole pro ploché povrchy nebo pro povrchy o velkém poloměru pro vzdálenost 10 mm mezi elektrodami přibližně 3 MV.m-1. Elektrostatické výboje mohou být definovány: Jiskrové výboje - Elektrický výboj mezi dvěma vodiči mající různý potenciál. Výboj bývá velmi rychlý a je doprovázen charakteristickým dobře slyšitelným praskáním. Bývá viděn například mezi prstem osoby a velkým kovovým předmětem. Rozdíl potenciálů mezi vodiči, který je nutný pro vytvoření pole přesahující elektrickou pevnost okolní atmosféry, je závislý na tvaru vodičů a vzdáleností mezi nimi. Výboje, které trvají delší dobu zvyšují pravděpodobnost iniciace hořlavých oblaků prachu. Korónové výboje - Pokud mají vodiče ostré hroty nebo hrany, koróna se může vyskytovat v případech, jestliže je takový vodič uzemněn a pohybuje se směrem k velmi nabitému tělesu, nebo se potenciál vodiče zvyšuje na vysokou hodnotu. Výboje vznikají, když lokální elektrické pole v blízkosti ostrého povrchu je velmi vysoké, takže přesahuje průraznou hodnotu. Korónový výboj je schopen také přenášet náboj na povrch nebo předmět. Hustota energie během korónového výboje je podstatně menší než při jiskrovém výboji, ale pokud je na hrotovém vodiči zvýšený potenciál, koróna je schopna přejít do jiskry mezi hrotem a dalším předmětem. Postupující trsové výboje - Vysoká hustota povrchového náboje, jenž je vyžadována pro nastartování postupujícího trsového výboje může být generována na místech, kde prachové částice naráží na stěny z vysoce rezistivního materiálu nebo na povlaky. Jedná se například o pneumatickou přepravu prachu pomocí trubek z materiálu o vysoké rezistivitě, nebo kovovými trubkami s vložkami z podobného materiálu. Kuželové výboje - Kuželové výboje se vyskytují, pokud je například do sila plněny granule s velkou rezistivitou (polypropylenový a polyethylenový granulát). Během plnění nabitých částic jako jsou plastové granule, dochází do sila pole od předmětu, výsledný náboj zůstává. Pokud je materiál nyní od země izolován a elektrické pole je odstraněno, materiál má k dispozici náboj pro vytvoření elektrostatického výboje. Po tomto procesu je vodivý předmět nabit elektrickou indukcí. Elektrostatický výboj z tohoto předmětu může být nebezpečný, například když se izolovaná osoba pohybuje v oblasti elektrostaticky nabitých materiálů. Přenos náboje vedením Kdykoliv nabitý předmět přijde do kontaktu s jiným předmětem, celkový náboj mezi nimi je sdílen v rozsahu jejich vodivosti a kapacity. Jedná se o vhodný zdroj pro elektrostatické nabíjení. Jako příklad může být uveden prach, dopadající nebo se usazující na pevné předměty. Vodivost je závislá na proudové hustotě j a intenzitě proudového pole Epr podle vztahu: Konstanta úměrnosti γ se nazývá měrná elektrická vodivost (konduktivita) pro daný kov a její jednotka je Ω.m-1. Převrácená jednotka elektrické vodivosti γ opět platí pro daný kov, nazývá se měrný elektrický odpor ρ (rezistivita) a je dán výrazem: Pokud je na různé vodiče přivedeno stejné množství náboje, tak jejich potenciál může být různý. V závislosti na geometrii vodiče se výsledný potenciál φ mění a je závislý současně na přítomnosti jiných nabitých těles Q, jenž se nacházejí v blízkosti vodiče podle výrazu: kde C se nazývá kapacita vodiče a má jednotku [F]. Kapacitu vodiče je možno zvětšit tak, že do jeho těsné blízkosti se umístí opačně nabitý vodič snižující jeho potenciál. Soustava izolovaných vodičů, které jsou od sebe odděleny dielektrikem (nevodivým prostředím) se nazývají kondenzátory. Kapacita kondenzátoru je dána výrazem: Pro deskový kondenzátor se vychází z Gaussova zákona elektrostatiky. Náboj jedné desky je uzavřen do Gaussovy plochy podle vztahu: Q = ε0 ∙ Epr ∙ S, kde S je plocha vodiče. Napětí mezi nabitými deskami je: U = Epr ∙ l, kde l je vzdálenost elektrod. Po dosazení vztahů, dostáváme: což je podobný vztah jako pro elektrický odpor R vodiče, resp. elektrickou vodivost vodiče G: Uchovávání náboje Po oddělení během procesu nabíjení se elektrostatické náboje rychle rekombinují přímo nebo přes zem, pokud tomu není vhodně zabráněno. V případě, že se náboj nachází na nevodiči, náboj se uchovává díky odporu (rezistanci) vlastního materiálu. Pro uchování náboje na vodiči se musí vodič izolovat od jiných vodičů a od země. Vzduch je za normálních podmínek nevodič a částice vytvářející oblaky prachu, mohou uchovávat svůj náboj po velice dlouhou dobu, bez ohledu na vodivost vlastních částic. Náboj je odváděn rychlostí, odpovídající odporům nevodičů v systému a kapacitám vodičů. -1 A.m pr jE γ  = ⋅  [ ] 1 .m ργ = Ω [ ] 12 F QQ CU ϕϕ = = − QC ϕ = ⋅ 0 0 pr pr ES Qs CU El l ε ε ⋅⋅ = = = ⋅ ⋅ [ ] [ ] S lS RG Sl ργ =⋅Ω =⋅ 01 tt RC RC pp U U e IR e −− ⋅⋅   = ⋅ +⋅⋅ −   36 SPEKTRUM 1/2022 Během gravitačního sypání jeřábem je z velkoobjemových vaků uvolňováno rovněž určité množství polymerního prachu vznikajícího otěrem během nakládky a přepravy, takže je zde rovněž možnost vytváření rizikových prachových oblaků polymerů. Velkoobjemové vaky nejsou provedeny v antistatické verzi. Prostor násypek je pro odvádění prachu vybaven podtlakovým odsávacím systémem, který prachové částice odvádí mimo prostor pracoviště pomocí potrubního systému do technických prostor výrobního závodu, kde je umístěn tkaninový filtr pro čištění a akumulaci prachu. Potrubní systém se skládá s nerezových trubek, ale jen od délky 0,5 m od vývodu z násypek; pro tuto část je zde použit tkaninový plastový rukáv. Potrubní systém a ani samotný tkaninový filtr není vybaven žádnou ochranou proti možnosti výbuchu nebo požáru. Produkční hala V produkční hale je umístěno šest produkčních sil, do kterých je výsledný produkt dopravován tlakovým vzduchem. Jedno ze sil lze vidět na obr. 1. Spodní část produkčního sila je vybaveno vážicím mechanismem, který po dávkách uvolňuje požadované množství materiálu. Vyrobený materiál se většinou nasypává do velkoobjemových vaků, jenž nejsou provedeny v antistatické verzi. Násypné hrdlo (obr. 3) je vybaveno odbočkou pro odvádění prachu. Jedná se o potrubní systém s pozinkovaných trubek, ale od odbočky do vzdálenosti cca 0,5 m je potrubí opatřeno flexibilní plastovou hadicí. Obr. 3 Plnění velkoobjemových vaků výstupním produktem Odsávané prachové částice jsou odváděny podtlakovým potrubním odsávacím systémem odváděny do technických prostor podniku, kde je umístěný tkaninový filtr pro čištění a akumulaci prachu. Velkoobjemové vaky a statická elektřina Velkoobjemové vaky pro sypké materiály jsou používány pro skladování prachů a granulátů. Obvykle jsou vyrobeny z polypropylenové tkaniny nebo z podobného pevného izolačního materiálu, který snese velkou zátěž. Elektrostatický náboj se vytváří během plnění a vyprazdňování a může se akumulovat na povrchu i na tkanině z kterého je vak vyroben, nebo na jiných jeho částech. V případě, že dojde k uvolnění náboje formou zápalného výboje, může dojít k iniciaci. Jsou zde možné jiskrové, trsové, kuželové a plazivé výboje. Podle charakteru a citlivosti výbušné atmosféry, která je přítomná během plnění a vyprazdňování velkoobjemových vaků, musí tyto vaky splňovat určité požadavky pro potlačení nebo eliminaci výboje. Velkoobjemové vaky jsou proto rozděleny do těchto typů: • Typ A - bez jakýchkoliv opatření proti hromadění statické elektřiny; • Typ B - konstruován pro předcházení vzniku jiskrových a plazivých výbojů; k akumulaci náboje na hromadě. Pole z tohoto náboje vykazuje odpudivé síly vůči podobně nabitým částicím dopadajícím na hromadu. Gravitační síly na částice působí proti těmto odpudivým silám, takže dochází ke zvyšování hustoty náboje materiálu na hromadě. Pokud nabité částice dopadají dále na hromadu a intenzita elektrického pole dosáhla průrazné hodnoty pro vzduch v této oblasti, dochází k výbojům ve směru k vodivým stěnám uzemněného sila [3]. Plazivé výboje - Plazivé výboje mohou vznikat během procesů silného nebo opakovaného nabíjení izolovaných vrstev, nebo povlaků, jenž jsou umístěny na vodivých plochách. Může k němu dojít například během manipulace prachu s vysokou rezistivitou pneumatickou dopravou při plnění velkoobjemových vaků [4]. Výboje z osob - Osoba izolovaná od země může snadno získávat a uchovávat elektrostatický náboj. Izolace od země souvisí s podlahovou krytinou nebo obuvi. Mechanismů způsobující nabíjení osob je celá řada např. chůze po podlaze, manipulace s plasty, pobyt v blízkosti nabitých předmětů atd. V případě, že se elektrostaticky nabitá osoba dotkne vodivého předmětu, může dojít k jiskrovému výboji v místě kontaktu [3]. Popis technologie Jak již bylo řečeno v úvodu, rizika iniciace výbušného prachu z výroby polymerů může nastat na těchto pracovištích: • násypky, a to během transportu vstupního materiálu z provozních sil; • produkční hala během přesypávání vyrobeného materiálu z produkčních sil do velkoobjemových vaků v konečné fázi výroby. Násypky Na pracovišti násypky je vstupní materiál (polypropylen, polyethylen) sypán do násypných sil dvěma způsoby: • pneumaticky, potrubním systémem z provozních sil umístěných na venkovním prostoru mimo pracoviště (obr. 1). Jedná se o většinu zpracovávaného materiálu; • gravitačně pomocí jeřábu, ale jedná se o menší část zpracovávaného materiálu. Obr. 2 Násypná sila na pracovišti Vstupní materiál z provozních sil je dopravován do provozu násypek (jedná se o dvě násypná sila, určené pouze pro vstupní materiál), pneumaticky, tlakovým vzduchem s tlakem 2 bar a potrubím o průměru 100 mm, které je vyrobeno z pozinkovaného plechu. Odbočky jsou plastové. Potrubní rozvod od provozních sil do násypných prostor je cca 30 m. Během přepravy, plastový granulát vytváří otěrem určité množství prachu. Další polymerní prach se nachází v provozním silu během přepravy cisternovým vozidlem a při dopravě z cisterny do provozního sila, který je prováděn rovněž tlakovým vzduchem. Při přepravě je horní část násypky opatřena ochranným víkem, aby vstupní materiál neunikal mimo prostor. 37 SPEKTRUM 1/2022 vzniká, během výroby polymerů se jedná o každodenní jev. Je sice fakt, že mnohé z účinků elektrostatické elektřiny jsou neškodné, nebo pouze nepříjemné, když nás to tzv. kopne, ale mimo to, elektrostatický náboj může také vést k nebezpečným situacím. Výbuchy a požáry hořlavého prachu během zpracování plastů sice nepatří mezi časté případy, nicméně i během výroby a zpracování polymerních materiálů existují určitá rizika, o kterých bychom měli vědět. Současně s tím je nutné dodržovat základní bezpečnostní pravidla, které by každý provozovatel tohoto odvětví průmyslu měl znát a samozřejmě i vyžadovat, aby všichni jeho zaměstnanci tyto pravidla dodržovali. Použitá literatura [1] DUCHÁČEK, V.: Polymery, výroba, vlastnosti, zpracování, použití. 3. vyd. Praha: Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, 2015, 276 s. Vysoká škola chemicko-technologická v Praze. ISBN 978-80-7080-788-0. [2] DAMEC, J.: Protivýbuchová prevence. 1. vyd. Ostrava: Sdružení požárního a bezpečnostního inženýrství, z.s. 2005, 188 s. ISBN 80-86111-21-0. [3] ČSN IEC/TR 61340-1 Elektrostatika - Část 1: Elektrostatické jevy - Principy a měření. [4] ČSN CLC/TR 60079-32-1 Výbušné atmosféry - Část 32-1: Návod na ochranu před účinky statické elektřiny. • Typ C - konstruován pro předcházení vzniku zápalných jisker, trsových a plazivých výbojů, při vyprazdňování a plnění musí být uzemněn; • Typ D - stejně jako typ C, ale bez nutnosti uzemnění. Diskuse Nebezpečí výše uvedených manipulací spočívá v tom, že prach vznikající třením granulátu je extrémně náchylný na statickou elektřinu, umí totiž vytvářet elektrostatický náboj a tím může docházek k jiskrovým, postupujícím trsovým nebo kuželovým výbojům, které byly popsány výše. Kromě toho má velmi nízkou iniciační energii, která leží v rozmezí 0,001 J až 10 J. V podstatě všechny pevné hořlavé materiály vytvářejí výbušnou atmosféru, pokud jsou jemně rozptýleny ve vzduchu. Jestliže jsou částice prachu menší než 0,5 mm a koncentrace prachu se pohybuje v rozsahu výbušnosti, nebezpečí výbuchu je možné. Pro většinu organických prachů se nebezpečná koncentrace pohybuje od 20 g.m-3 do několika kg.m-3. Nebezpečí výbuchu je nejvyšší pro velmi jemné prachy. Minimální iniciační energie pro hořlavé prachy, které jsou usazeny na povrchu je několikrát nižší, než když jsou rozptýleny ve vzduchu. Z tohoto důvodu je nebezpečí vznícení hořlavého prachu elektrostatickým nábojem vyšší, jestliže je prach usazen ve vrstvě než u prachu, který je rozvířen ve vzduchu [4]. První riziko iniciace hořlavého prachu polymerů elektrostatickým nábojem vzniká, během sypání vstupního materiálu z velkoobjemových vaků do prostoru násypek a sypání výsledného produktu z produkčního sila do velkoobjemových vaků. Měřením bylo prokázáno, že ve velkoobjemových vacích po nasypání výsledného produktu byl potenciál pohybující se od 5 000 V do 8 000 V. Podobné množství potenciálu se může vyskytovat i ve vacích obsahující vstupní materiál, takže v případě vytvoření výbušné atmosféry hořlavého prachu je iniciace elektrostatickými výboji možná, včetně možnosti výboje z osob během manipulace se zařízením. Pro zabránění tohoto rizika, by bylo výhodné nahradit velkoobjemové vaky typu A, za velkoobjemové vaky typu C nebo D. V případě pneumatické dopravy vstupního materiálu z provozních sil do násypek přes potrubí je vytvářeno velké množství elektrostatického náboje. Dopravovaný materiál a také všechny části potrubního systémy se mohou silně elektrostaticky nabíjet, takže riziko výbojů je zde také. Pro vyřešení tohoto problému je nutné uzemnění a pospojování elektricky vodivých částí, poněvadž jde o nejúčinnější způsob pro vyloučení nebezpečí od statické elektřiny. Zejména se jedná o pospojování tkaninových a plastových pohyblivých přívodů od vstupních hrdel násypných systémů. Tím je vyřešen nejčastější problém, což je hromadění nábojů na vodičích a prakticky je veškerá energie uvolněna v jediné jiskře proti zemi nebo jinému vodiči. Také je nutná pravidelná kontrola uzemňovacích vodičů odpovědnými pracovníky, protože často bývají spojovací a uzemňovací vodiče poškozeny manipulací s materiálem. Pokud by ale k výbuchu hořlavého prachu došlo, maximální výbuchový tlak a maximální rychlost výbuchového tlaku bude přenesena potrubím do zařízení pro čištění a akumulaci prachu (tkaninový filtr), kde je možnost další exploze s podstatně vyšší brizancí. Pro tento případ by bylo vhodné vybavit tkaninový filtr zařízením pro zabránění přenosu plamene a výbuchového tlaku, popřípadě zařízením pro odlehčení výbuchu. Závěr Článek se soustředil na riziko vzniku požáru a následného výbuchu hořlavého prachu na vybraných pracovištích během výroby polypropylenového a polyethylenového granulátu, jenž je iniciován elektrostatickým nábojem. I když statická elektřina je známá přibližně 2 500 let, dopady na lidstvo byly shledány v podstatě nedávno. Elektrostatický náboj v průmyslu běžně