Een silo kent meestal geen bewegende delen en telt weinig instrumentaria. En toch is hij verantwoordelijk voor 20 procent van de stofexplosies. Hoe dan? Michel Vandeweyer van ISMA – specialist in het onderzoek naar de oorzaken van explosies – vertelt wat een silo zo gevaarlijk kan maken en wat je moet doen en vooral laten om een catastrofe te voorkomen.
Een stofexplosie in een silo kan uiteenlopende oorzaken hebben. Zo kan bij het vullen van een silo al de basis voor een stofexplosie worden gelegd. “Een silo ontvangt vaak grote hoeveelheden product, die met een hoge snelheid pneumatisch worden gelost”, vertelt explosion safety consultant Michel Vandeweyer van ISMA. “Deze hoge snelheid maakt dat het product – via een opening bovenin de opslag – ‘kegelvormig’ in de silo komt te liggen en daarbij behoorlijk ‘opgeladen’ is. Daarmee heb je twee belangrijke ingrediënten voor een bijzondere elektrostatische ontlading, de zogenaamde stortkegel-ontlading. Hoe krachtig die ontlading daadwerkelijk is, hangt af van verschillende factoren, waarbij de deeltjesgrootte en de silodiameter de belangrijkste zijn.”
Over ISMA
ISMA is gespecialiseerd in explosieveiligheid van installaties en processen. Het bureau wordt vaak betrokken bij het onderzoek naar mogelijke oorzaken van branden of explosies. Daarnaast bestaan de werkzaamheden uit het uitvoeren van explosierisicoanalyses en het berekenen van explosie-effecten. De medewerkers van ISMA zijn werkzaam in een brede waaier van industrieën en nemen deel aan verscheidene internationale werkgroepen. Sinds de start in 1984 zijn meer dan 5.000 installaties in verschillende industrieën door ISMA onderzocht.
Glij-ontlading
Naast de stortkegel-ontlading is er ook de glij-ontlading. Deze ontladingen zijn zo sterk (mogelijk meer dan 1.000 mJ) dat ze een stof-lucht mengsel eenvoudig kunnen ontsteken. In de silo zelf, maar ook in de kunststof toevoer, die veelal versterkt is met een metalen wapening. Aarden van deze wapening beschermt niet tegen glij-ontlading. Ook dient voorzichtig omgegaan te worden met het inwendig coaten van silo’s. Vandeweyer: “We hebben testen uitgevoerd die aantonen dat bepaalde coatings zeer sterk elektrisch isolerend zijn. Een gelaagde structuur van elektrisch geleidend en niet-geleidend materiaal in combinatie met bulkmateriaal, kan resulteren in een glij-ontlading.”
Risico-vergrotend: geïntegreerd stoffilter
Een belangrijke stofexplosie-veroorzaker bij silo’s is het in de silo geïntegreerde stoffilter. Michel Vandeweyer vertelt: “een ontstoffingsinstallatie brengt sowieso al de nodige risico’s met zich mee, maar geïntegreerd in een silo wordt de kans op een stofexplosie nog verder vergroot. De samensmelting maakt dat silo’s een flink aandeel hebben in de explosie-statistieken. Er zal met de integratie van het stoffilter een min of meer permanent aanwezige explosieve atmosfeer in de silo ontstaan. Zelfs wanneer het opgeslagen product eigenlijk te grof is of gemiddeld te weinig stof bevat voor een stofexplosie, zal het stoffilter zorgen voor een opconcentratie van de fijnste fractie. Wanneer om wat voor reden dan ook een ontstekingsbron in de silo komt of wordt gevormd, kan het stof tot ontsteking worden gebracht met alle gevolgen van dien.”
DEZE ARTIKELEN moet je ook even lezen:
- Jef Snoeys: ‘gevolgen stofexplosie zijn áltijd desastreus’
- ‘Spreek elkaar aan op onveilige situaties’
Voorkomen is beter…
Hoe zorg je ervoor dat de hiervoor omschreven risico’s niet uitmonden in een stofexplosie? Michel Vandeweyer: “allereerst is het zaak dat je je product kent. De mogelijkheid tot opladen kan eenvoudig worden bepaald. Zo kun je elektrostatische risico’s al met de nodige zekerheid uitsluiten. Ten tweede: beheers je proces. Wanneer je in je productieproces een ontstekingsbron kunt creëren ligt een explosie in de silo op de loer. Zorg voor goede, verzekerde dooraarding van geleidende componenten en vergeet hierbij zeker de mobiele componenten niet zoals vrachtwagens.” Waar het transportblowers betreft, benadrukt Vandeweyer dat deze frequent en correct moeten worden onderhouden. “En zet bij voorkeur vonkvrije blowers of een zuigtransport in. Een vonkenvanger bij een transportblower is zeker geen overbodige luxe. Ook broeiverschijnselen bij biomassa liggen vaak aan de basis van ernstige explosies die bovendien zeer moeilijk te doven zijn.”
Silodiameter verkleinen
Stortkegelontladingen kunnen volgens Michel Vandeweyer eenvoudig worden voorkomen door de silodiameter te verkleinen. “Dit hoeft niet zo letterlijk genomen te worden. Wanneer gebruik wordt gemaakt van aardingsstaven, wordt de afgelegde weg voor een stortkegelontlading al kleiner. Hierdoor hoeft deze minder energie te bevatten om deze vonkoverslag te produceren en is de silodiameter hiermee virtueel verkleind.” Glijontladingen voorkom je volgens Vandeweyer met het gebruik van anti-statische flexibele slangen en bij gecoate silo’s door het gebruik van een enigszins geleidende coating.
Breekplaten aanbrengen
Vaak kunnen niet alle ontstekingsbronnen of een explosieve atmosfeer met voldoende zekerheid worden uitgesloten. Al is de kans op een explosie klein, de gevolgen zijn enorm als die explosie er tóch komt. “Om deze reden is het verstandig silo’s uit te rusten met breekplaten of een zwakke dakconstructie. Doet zich toch het onverwachte voor, dan houd je de gevolgen zo onder controle.”
Explosie-beveiligingssystemen aanbrengen doe je niet zomaar. Het vereist een gedegen kennis. “Je moet rekening houden met uiteenlopende factoren. Is de silo bijvoorbeeld wel sterk genoeg om de restdruk na een explosie te weerstaan? En hoe voorkom je dat de explosie zich kan voortplanten via in- en uitlaten? En wat zijn de gevolgen voor de omgeving van een exploderende silo; denk aan vlamlengte en drukprofiel. Een gedegen procesrisicoanalyse met betrekking tot stof- en gasexplosies is essentieel om enerzijds de risico’s te inventariseren en deze anderzijds te beheersen. Verwacht het onverwachte.”
Bij de foto’s: Eind jaren 90 vond een stofexplosie plaats in de melkfabriek van Heino-Krause in het Overijsselse dorpje Heino. ISMA voerde vervolgens het onderzoek naar de oorzaak uit. De oorzaak was een niet-antistatische flexibel die een glij-ontlading veroorzaakte. Bij de explosie – zie de eerste foto – werd de silo midden-onder waarin de explosie plaatsvond evenals de complete voorgevel van het silogebouw volledig weggeslagen. Ook het dak van het lager gelegen gebouw werd weggeblazen. Op de tweede foto is de plek in de flexibel te zien waar de glij-ontlading is opgetreden. Deze was zo krachtig dat ze door het kunststof van de flexibel heen is geslagen.
