Veilig en gezond werken met chemicaliën Adviesnamiddag “Added Value” Plantin 14 maart 2007 Prof. Dr. Ir. Filip Verplaetsen
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Inhoud • • • • •
Brand vs. explosie Brand– en explosiekarakteristieken Demo’s Veilig en gezond drukken zonder alcohol? Besluit
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand vs. explosie • Wat is een explosie? Verwoestend? Zeer snelle brand? Knal?
Een explosie is een plotselinge, heftige vrijzetting van energie die gepaard gaat met de opbouw van drukgolven.
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand vs. explosie De vuur-/brand-/explosiedriehoek brandstof
oxidator
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
ontstekingsbron
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand vs. explosie
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Dampspanning van zuivere vloeistoffen – Partieeldruk van de dampen in het gasmengsel boven het vloeistofoppervlak – Druk die de dampen aannemen in een afgesloten volume wanneer enkel de stof aanwezig is – Is afhankelijk van de temperatuur (Clausius-Clapeyron) – Hoe groter de dampspanning hoe meer verdamping van vloeistof Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Dampspanning van mengsels – Voor ideale mengsels bepaald door wet van Raoult Pi = Yi Psat(T) Pi = Xi Ptot
Yi = (mol)concentratie in vloeistof Xi = (mol)concentratie in gas
– IPA Psat(20C)= 4,3 kPa dus concentratie in lucht bedraagt ongeveer 4,3 %
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Dampspanning van IPA / water bij 20 °C
IPA / 4,3 kPa
water / 2,3 kPa
0% 5% 10%
conc. IPA
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
100% Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Dampspanning van mengsels – 5 % IPA in water verdampt de helft minder snel dan 10 % IPA in water – Verdamping van het product is afhankelijk van luchtwisselingen boven vloeistofoppervlak en manier van opslaan (gesloten vs. open vat) – Vb.: 1000 liter per uur lucht boven een open IPA vat betekent ongeveer 44 liter gas per uur. Dit komt overeen met een verdamping van ongeveer 200 ml vloeistof per uur – Bij 5% IPA in water is dit slechts 10 ml verdamping per uur Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Vlampunt – flikkerpunt:
laagste temperatuur waarbij afgegeven dampen van een vloeistof in lucht ontstoken kunnen worden maar terug doven wanneer de ontstekingsbron wordt weggenomen
– vlampunt:
laagste temperatuur waarbij afgegeven dampen van een vloeistof in lucht ontvlammen en blijven branden
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Classificatie van brandbare vloeistoffen Klasse, Codex/VbF
vlampunt
voorbeeld
Benzeen zeer licht ontvlambaar, P1 / AI FP < 0°C BP < 35 °C Damp DC Methanol licht ontvlambaar, P1 / AI 0°C < FP < 21°C IPA Diesel, kerosine ontvlambaar, P2 / AII 21°C < FP < 55°C A45 Zware stookolie brandbaar, P3 / AIII FP > 55°C A325
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken ATMOSPHERIC EFFECTS OF IPA AND MAINTENANCE PRODUCTS IN OFFSET 4500
mbar Pa hPa -----------------------------0,01 1 0,01 0,1 10 0,1 1 100 1 10 1000 10
4300
4000
Vapour pressure (Pa)
3500 3000 < 21 °C
56 - 100 °C
21 - 55 °C
> 100°C
2500 2000 1500 1068 1000 400
500
200 50
10
< 10
0 Flash-point
IPA 12 °C
Solv AZ II 26 °C
A 45 42 °C
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
A 209 45 °C
A 325 62 °C
A 410 > 100 °C
A 510 >150 °C
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Brandbaarheids- / explosiegrenzen – min. en max. brandstofconcentratie in een mengsel dat, indien ontstoken, juist geen vlamvoortplanting toelaat – testmethoden:
buisopstelling (DIN, EN) gesloten reactievat (ASTM, EN)
• Relevantie – preventie door te werken buiten de grenzen vb: voldoende ventilatie, bewaking door explosiemeters, enz.
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Standaardmeetopstellingen explosiegrenzen Buismethode
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Explosiebolmethode
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Relatie vlampunt - brandbaarheidsgrenzen FP = flashpoint
damp/lucht
pl ijn
AIT = auto ignition temperature
UEL
da m
LEL = lower explosion limit
concentratie
UEL = upper explosion limit
Brandbare mengsels
concentratie vloeistof
LEL
temperatuur
FP Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
AIT
temperatuur
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken
pl ijn
UEL
da m
concentratie
• IPA
12%
Brandbare mengsels
4,4% 2,0%
LEL
FP 12C 20C Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
AIT
temperatuur Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken
UEL
da m
pl ijn
concentratie
• IPA 10% in water
Brandbare mengsels
4,4% 2,0%
LEL
1,0% FP 12C 20C Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
> 50C
AIT
temperatuur Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • Minimale ontstekingsenergie – minimale sterkte van een elektrische vonk die in staat is om een brandbaar mengsel te ontsteken – < 1 mJ voor de meeste gassen en solventen – gevaar voor elektrostatische vonken • corona ontlading < 0.5 mJ • borstelontlading < 4 mJ • ontlading persoon > 10 mJ !!!
– oplossing: luchtbevochtiging
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Brand – en explosiekarakteristieken • OPGELET Dampvorming / brandbaarheid neemt toe – Wanneer contactoppervlak groter wordt • Absorberen vloeistof in vod of korrels • Vernevelen vloeistof
– Wanneer temperatuur toeneemt • Zie eerder
Probleem voor wasmiddelen (A325, A45) Demonstraties
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Gezondheidskarakteristieken • MAC-waarde Maximaal aanvaarde concentratie of Maximale arbeidsconcentratie De maximale concentratie van een gevaarlijke stof in de lucht waaraan een gezonde volwassene (werknemer) mag worden blootgesteld op de werkplek uitgaande van een blootstelling van 8 uur per dag en 40 uur per week zonder nadelige invloed op zijn gezondheid of die van zijn nageslacht. Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Gezondheidskarakteristieken AROMATIC AND NAPHTHENE FREE INK SOLVENT
TRADITIONAL WASHING FLUID (aromatic)
AROMATIC AND NAPHTHENE FREE WASHING FLUID
V.C.A. (vegetable cleaning agent)
IPA
Solv AZ II
A 45
A 209
A 325
A 410
A 510
VLAMPUNT
12°C
26°C
42°C
45°C
62°C
> 100°C
> 150°C
KOOKPUNT
82°C
117 - 165°C
158 - 180°C
145 - 200°C
180 - 217°C
235 - 270°C
+ 300°C
43
10,68
2
0,5
0,1
< 0,1
MAC-Waarde (ppm)
200
209
100
200
200
200
200
R.I.R.* (Relative Inhalation Risk)
215
51
40
10
2,5
0,5
< 0,5
DAMPDRUK
4
(20°C, mbar)
VAPOUR PRESSURE (mbar) x 1000 *
formula R.I.R.
: MAC-VALUE (ppm)
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Veilig en gezond drukken zonder alcohol ? • IPA in water van 10% naar 5% – Verlaagt brandrisico – Verlaagt gezondheidsrisico – Vermindert de verdamping / verlies van IPA – Vermindert de benodigde opslag IPA met de helft
• IPA volledig bannen? – Het risico wordt hierdoor niet verder verlaagd, want …
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Veilig en gezond drukken zonder alcohol ? • Andere solventen / reinigingsmiddelen houden ook risico’s in – Damp DC – A45 of A325 – Manier van gebruiken • Reiniging rollen • Gebruik van absorberende doeken • Opslag
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Besluit • Verlaging alcoholgehalte verlaagt het risico • Volledig bannen van alcohol sluit niet alle risico’s uit • Restrisico wordt immers bepaald door reinigingsmiddelen • Vooral de manier waarop deze worden gebruikt is hierbij belangrijk
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid
Laboratorium Industriële Veiligheid Departement Werktuigkunde, K.U.Leuven
Adinex NV Advies in explosieveiligheid