静電気による金属粉じん爆発災害の動向と事例

産業安全研究所の山隅氏の報文がネット配信されていたので紹介する。
記載内容（抜粋）は下記。

数年前、ＡｌとＭｇの合金（マグアル合金）を材料とする電子機器用部品の加工工程で粉じん爆発が多発した。
その後、大きな災害は起きていないが、この合金は益々需要が伸びる傾向にあるので、依然として予断を許さない状況にある。
そこで、金属粉じんの危険性と静電気の関連について、事例とともに解説する。

□平成元年から１３年までの金属粉じん爆発事例１１件を一覧表で紹介。

□そのうち、教訓的内容を含んだ２事例について詳しく解説。

出典ＵＲＬ■■■

2011/11/04 (Fri) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)

粉じん爆発防止の考え方

（2010年7月18日　旧ブログ掲載記事）

 

粉じん爆発を防止する基本は、なんといっても、粉じんが舞い上がるような環境を作らないことです。

そのためには、粉を取扱っている現場では設備のシール状態を強化すること、また、床や柱の上、ダクトの中などに溜まっている粉を定期的に清掃しておくことが大切です。

 

一方、粉じんが舞う恐れがある場所付近の着火源管理も大切です。

具体的には、粉じんが舞う恐れのある場所に現にどのような着火源があるか、あるいは、非定常状態時に予想されるかを把握したうえで、その着火源の排除に努める、といった対策をとっておいたほうがよいでしょう。

 

それらに加え、粉じん爆発の原理から考えると、粒を大きくして熱の伝わり方を悪くするとか、不活性物質を混ぜてそれに熱を吸収させるといった対策も、また、効果が期待できるものです。

 

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)

活性炭であっても莫大なエネルギーが付与された場合は粉じん爆発の危険性がある （修正１）

※2010年7月16日　旧ブログ掲載記事

→2021年3月3日　タイトルともども全面修正

 

粉じん爆発の原理から考え、従来は、活性炭のように可燃性の揮発分を含んでおらず、ガス化もしない粉は粉じん爆発しない、と言われていました。

 

しかし今では、莫大なエネルギーが付与された場合には粉じん爆発することが知られています。

 

 

（２０２１年３月３日　修正１　；全面修正）

 

読者の方からコメントを頂戴したことを機に、記事の内容を再吟味した結果、全面修正することにいたしました。

再吟味状況は下記を参照ください。

 

 

＊＊＊＊＊＊＊

2021年3月2日、元記事に関し、読者の方から、活性炭の最小着火エネルギーについて教えてほしいというコメントが書き込まれました。

コメント欄で返信するには長すぎるので、本文に追記する形で回答します。

 

（返信）

 

静電気安全指針2007で活性炭の粉じん爆発データを確認しましたが、最小着火エネルギー（ＭＩＥ）のデータ（右から２列目）はありませんでした。

褐炭だと、平均41μｍでＭＩＥ160mjといったデータはあるのですが・・・。

 

その他にデータがないか調べたところ、以下の報文の末尾に「１ｍ３試験装置において約1.8ＫＪ以下の着火エネルギーでは活性炭を爆発させることはできなかったが・・・」という記述がありました。

ただ、平均粒径は数10μｍと、元記事に記したような超微粒子ではありませんでした。

https://www.jniosh.johas.go.jp/publication/doc/rr/RR-94-8.pdf

 

当該記述、また数10年前までは粉じん爆発は起きないと言われていた点から考えると、私見ではありますが、活性炭のＭＩＥは、一般の粉じんの数10～数100ｍｊといったオーダーではなく、その千倍万倍あるいはそれ以上といった、かなり大きな値ではないかと思います。

 

 

（反省）

 

2010年に書いた元記事は、上記報文の著者である松田氏から、おそらくは1990年～2000年ごろに教えていただいたことを、その後の研究の進展を確認しないまま、書いてしまったものです。

 

考えてみれば、静電気安全指針2007版を見た時点で、考えを新たにしておくべきでした。

 

よって、本文ならびにタイトルを、この機をとらえ、全面変更いたしました。

 

（参考；元記事は下記）

『活性炭は超微粒子のみ粉じん爆発危険あり』

粉じん爆発の原理から考え、従来は、活性炭のように可燃性の揮発分を含んでおらず、ガス化もしない粉は粉じん爆発しない、と言われていました。

しかし、最近の研究によれば、超微粒子状態の活性炭は粉じん爆発を起こす恐れがある、ということです。

超微粒子状態になれば、粉であってもガスの分子と同じ挙動を示すということかもわかりません。

 

 

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Comment(1)

粉じん爆発は二次爆発のほうが恐ろしい

（2010年7月16日　旧ブログ掲載記事）

 

一次爆発とは、空気中に漂っている粉じん雲そのものが爆発すること、二次爆発とは、一次爆発で発生した爆風によって付近に溜まっていた粉が舞いあがり、その粉じん雲に着火して爆発することです。

 

過去の事故を検証すると、一次爆発による被害よりも二次爆発による被害のほうがケタ違いに大きいかったことが少なからずありますので、一次爆発の防止はもちろんのこと、二次爆発の防止にも気を配っておく必要があります。

 

二次爆発を防止するには、現場に溜まっている粉を定期的に清掃しておくことが大切です。床や梁、桟はもちろんのこと、ダクトなどの中も定期的に清掃しておくことが望まれます。

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)

粉じん爆発特性に影響を及ぼす諸因子

（2010年7月12日　旧ブログ掲載記事） 

違う物質であれば、粉じん爆発のしやすさ、激しさといった特性が異なるのは当然ですが、同じ物質であっても、さまざまな因子により、爆発特性は違ってきます。
以下、代表的な因子について説明します。 

1.粒径　

粒径は、小さければ小さいほど爆発しやすく、大きければ大きいほど爆発しにくくなります。
どのくらい以下になれば爆発するようになるのか、その境界を明確に区切ることはできませんが、一般的には、平均粒径が４００～５００ミクロン以下になれば、爆発する可能性が出てくると言われています。　　　　　
また、同じ平均粒径であっても、微粉の割合が多い粉ほど爆発しやすく、逆に大きな粒子の割合が多い粉は爆発しにくくなります。 

２．粒子の形状

　同じ物質が球状になっている場合と金平糖状になっている場合とを考えると、後者のほうが空気と接触する面積が大きいため、爆発しやすくなります。
したがって、たとえば、粉の製造方法を変えたことで粒子の形状が極端に変化した・・・といった場合には、変化後の粉の粉じん爆発特性を評価し直しておいたほうがいいかもわかりません。 

３．成分　

粉じん爆発の原理上、可燃性揮発分が多く含まれている粉ほど、爆発しやすくなります。その割合は、粉の種類や揮発分の種類によって大きく違ってきますが、文献に数点掲載されているデータから推察すると、１～１０％以上といったところではないでしょうか。
一方、不活性物質や水分は燃焼を抑制する効果がありますので、多く含まれているほど爆発しにくくなります。これも、粉などの種類などによって、爆発しにくくなる割合は大きく違ってきますが、数点のデータから推察するに、超概略の目安としては、不活性物質で３０～６０％以上、水分で１０～４０％以上といったところではないでしょうか。

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)

粉じん爆発のメカニズム

（2010年7月9日　旧ブログ掲載記事）

 

爆発とは、音を伴なって急激に圧力が解放されること、と定義されています。

また、そういった急激な圧力を発生させる原因の一つに、モノが急速に燃えるといったことがあります。

粉じん爆発といっても、なにも特別な現象ではなく、これと同じことが起きているにすぎません。

 

そのメカニズムについて説明しますと、まずは雲状に粉が舞っているところに着火源が発生し、その着火源のまわりにある粉に熱が伝わって、それらの粉が加熱されます。

次に、その加熱された粉から可燃性ガスが発生し、そのガスに火がついて燃えます。

そして、そのガスが燃えた時の熱によって、さらに隣にある粉が加熱され、可燃性ガスが発生して、燃えます。

こういった具合に、次から次へと粉がガス化し燃焼していく急激な連鎖反応が起きる、これが粉じん爆発が起きるメカニズムなのです。

 

したがって、粉じん爆発を起こしやすい粉とは、①可燃性であり、②熱が伝わりやすく、③ガス化しやすい、④あるいは可燃性の揮発分を多く含んでいる粉、ということになります。

 

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)

粉じん爆発の概要

（2010年7月7日　旧ブログ掲載記事）

 

可燃性の粉が飛散して高濃度の粉じん雲が形成され、かつ、その粉じん雲に着火させるだけのエネルギーを持つ着火源が付近に発生すれば、粉じん爆発が起こります。

 

粉じん爆発は、可燃性の粉であれば、それが何であれ、起こる可能性があり、たとえば普段、家庭で使っている小麦粉も、一見、爆発とは無縁なようですが、バーナーのような強力な着火源があれば、爆発することがあります。 

 

粉じん爆発を起こしやすい粉か起こしにくい粉かは、一般的には、爆発下限濃度や最小着火エネルギーで評価可能です。ただし、そういったデータは、粒径分布や粒の形状、水分や揮発分の含有量、粉じんが飛散した場合の実際の濃度分布など、多くの因子に左右されますので、既存のデータを参考にする時は、目安として捉えておいたほうがよいでしょう。

 

2011/04/11 (Mon) 【粉塵爆発】　基礎知識 Trackback() Comment(0)