Dangers statiques à l’aide de contenants en vrac intermédiaires flexibles pour la manutention de la poudre

Laurence G. Britton
Département central de technologie de la recherche et de l’ingénierie
Section des technologies de génie chimique
Union Carbide Corporation

L’utilisation de FIBC augmente rapidement en raison principalement de l’amélioration de l’efficacité de la manipulation et de l’amélioration de la qualité du produit. Cependant, la sélection de la FIBC appropriée comporte de nombreux aspects, dont la sécurité est primordiale. De nombreux accidents se sont produits lors de la vidange des poudres inflammables des FIBC, avec et sans vapeurs inflammables en outre présents. En raison du mode de fonctionnement et de la vitesse de vidange, non seulement il y a une forte probabilité de génération statique, mais aussi une forte probabilité qu’un ou plusieurs opérateurs se trouvent dans la zone d’incendie flash en cas d’allumage. Outre le feu éclair produit par un nuage de poussière et/ou des vapeurs inflammables déplacées d’un récipient récepteur, une flamme peut dans certains cas se propager dans la FIBC, qui pourrait alors exploser. Cet article traite du problème de sélection de la FIBC, d’une série d’antécédents et de la documentation disponible. Étant donné qu’aucun incident de chargement de la FIBC n’est connu, le document se concentrera sur la vidange. En particulier, il convient d’apprécier que le ntial pote pour l’erreur de mise à la terre opérateur et némésis soudaine peut être très élevé.

Introduction

Les FIBC sont des contenants rectilignes flexibles construits en plastique tissé avec un revêtement approprié. Le FIBC typique est fait de polypropylène tissé avec un revêtement en polyoléfine, et a une capacité de 300-500 kg. Il existe diverses conceptions pour les arrangements de base de conteneur et de mise à la terre (le cas échéant), et de plus grandes capacités sont également disponibles. Les FIBC sont souvent éliminés après la première utilisation, tant pour des raisons de qualité que pour des raisons de dégradation possible des éléments de mise à la terre. Parmi ces derniers, mentionnons l’érosion des revêtements conducteurs aluminisés par le débit du produit et la flexion du bec, ainsi que la rupture des filaments métalliques pendant les cycles de chargement et de manutention. Les FIBC sont entièrement pliables pour un stockage facile et une fois utilisés peuvent être pliés à nouveau, d’où le nom « Flexible Intermediate Bulk Container ».

On savait dans les années 1970 que les contenants en plastique pour les poudres pouvaient être dangereux en raison de la formation de couches de charge semblables à des condensateurs à travers les murs pendant le remplissage. La contrecharge sur le mur extérieur peut apparaître, par exemple, par des décharges statiques à un cadre de support métallique. Blythe et Rougeâtre [1979] ont décrit la formation de décharges de brosses de propagation sur la paroi de 5 mm d’épaisseur d’un bac fourre-tout en polyéthylène rempli de granules de polypropylène grossiers (rayon de 1 mm). Les dimensions du bac étaient 1x1x2 mètres, donc il avait environ deux fois le volume d’un typique 300-500 kg FIBC. Un choc électrique sévère de l’ordre 1 Joule pourrait être ressenti par un employé atteignant dans le bac et court-circuitant le condensateur formé à travers les murs en plastique. Bien qu’elles ne soient pas pertinentes en l’espèce, ces rejets et moins énergétiques (brosse) pourraient également représenter un risque d’allumage. Ce cas ne se traduit pas directement aux FIBC typiques, qui ont des murs plus minces et sont généralement plus petits. Cependant, 1000 kg de FIBC sont disponibles avec des dimensions similaires, voire plus grandes, comme décrit par Dahn et al [1991] .

Les avantages de fibc incluent une manipulation plus efficace avec un avantage associé dans l’amélioration de la qualité du produit. En règle générale, 300 à 500 kg de produit peuvent être transférés en environ 30 secondes ou moins à partir d’un seul FIBC. Cela a des reculs évidents en termes de génération statique, et des revers moins évidents en termes de déplacement de vapeur inflammable d’un vaisseau récepteur ou d’entraînement de l’air dans son espace de vapeur inerte. Un opérateur se tient généralement à côté de la FIBC pendant la vidange, d’abord pour délier les cordes et plus tard pour secouer la poudre résiduelle. En cas d’allumage, l’opérateur est susceptible d’être dans une zone de flash-fire. En outre, une déflagration de poussière d’amendes résiduelles pourrait se propager dans la FIBC, qui pourrait exploser. La situation pourrait être exacerbée si de la vapeur inflammable pénètre dans la FIBC pendant le déchargement; l’omission de délier l’évent supérieur de la FIBC pourrait être un facteur contributif ici.

Il y a eu un certain nombre d’incendies impliquant des FIBC de diverses conceptions. Un des événements répétés a été que dans les quelques semaines ou les mois suivant le passage du transfert de sac au transfert de sac un incendie a eu lieu, souvent avec des brûlures à un ou plusieurs opérateurs. Il est essentiel de reconnaître les différences entre fibc et les transferts de volume plus petits des sacs ou des tambours en fibre. Pour commencer, la liste de vérification suivante peut être considérée comme suit :

• Les propriétés d’allumage de la poudre (comme son énergie d’allumage) ont-elles été déterminées?
• La dégradation du produit pendant la manipulation et le stockage pourrait-elle affecter ses propriétés d’allumage?
• Le client manipulera-t-il ou videra-t-il la FIBC dans une atmosphère inflammable?
• Si la conception sûre nécessite un FIBC 100% plastique à parois minces, cela fournira-t-il une barrière d’humidité adéquate pour le produit?
• Y a-t-il la possibilité de plaques humides sur des FIBC 100% plastiques agissant comme sources d’étincelles?
• Si la conception sûre nécessite un FIBC conducteur ou antistatique plus cher au lieu de 100% plastique, cela sera-t-il toujours rentable par rapport aux sacs ou aux tambours en fibre?
• Un FIBC conducteur ou antistatique contaminera-t-il le produit avec du carbone ou du métal?
• Le produit pourrait-il causer la dégradation des éléments conducteurs (acide résiduel, etc.)?
• Un FIBC conducteur ou antistatique peut-il être fourni avec une doublure 100% polyolefin appropriée ou une autre doublure compatible tout en étant sécuritaire?
• La conception de la FIBC et les limitations d’utilisation ont-ils été élaborées à partir d’essais appropriés?
• Existe-t-il un contrôle de la qualité adéquat pour s’assurer que la FIBC peut être correctement mise à la terre?
• Le point de mise à la terre est-il bien marqué et robuste?
• La FIBC conductrice ou antistatique a-t-elle des élingues conductrices pour atténuer les erreurs de mise à la terre de l’opérateur?
• Quels sont les problèmes de recyclage fibc associés aux éléments métalliques par rapport à d’autres types?

Conformément aux objectifs de l’AMC en matière de « soins responsables », les fournisseurs de produits des CCI devraient tenter de donner des conseils sur les pratiques de manutention, le cas échéant. Par exemple, si un client passe d’un FIBC 100 % plastique dans un solvant inflammable, et que des pratiques d’inerting appropriées ne sont pas utilisées, il y a une forte probabilité d’accident et de litiges dans un proche avenir. Les clients doivent être informés de la nécessité absolue de s’assurer qu’une mise à la terre adéquate est utilisée là où des atmosphères inflammables peuvent être présentes. Si des pratiques minimales de sécurité ne peuvent être établies, les fournisseurs devraient envisager de refuser de fournir dans les FIBC.

Termes utilisés

(1) FIBC 100% plastique. Les contenants en plastique rectilignes et rectilignes contenant généralement 300-1000 kg de poudre et disponibles dans une variété de styles. La conception typique comprend un tissage en polypropylène bidirectionnel ainsi qu’une face de polypropylène ou de film en polyéthylène d’épaisseur spécifiée sur l’un ou les deux côtés. Les contenants sont équipés de élingues en plastique renforcée pour le levage. Bien qu’ils puissent être purgés avant le remplissage, ils ne peuvent pas être mis à la terre et, comme d’autres FIBC, le flux de poudre pendant la vidange peut entraîner l’air ambiant dans l’équipement inerte.

(2) FIBC antistatique. Le tissu contient habituellement des fils conducteurs ou des surfaces aluminisées qui sont reliés électriquement à une ou plusieurs connexions à la terre. Les fils conducteurs peuvent fonctionner dans la direction de la chaîne ou de la trame, ou les deux. Des FIBC antistatiques ont également été produits avec des revêtements antistatiques topiques ou avec des systèmes non moulus de fils conducteurs isolés, qui limitent l’accumulation de charge par décharge de couronne et ont une capacité intrinsèquement faible.

(3) Entièrement conducteur. Les FIBC qui contiennent des charges suffisamment élevées de matière conductrice (généralement noir de carbone) pour rendre le plastique conducteur partout (les charges typiques sont discutées par Whitaker, 1989). Pour éviter la contamination du produit, de fines doublures non conductrices telles que la polyolefin 100% pourrait être incorporée si les tests révèlent que cela est sans danger.

(4) Inflammable. Dans ce document, le terme signifie « antique de déflagrer comme une suspension dans l’air, qu’il s’agisse d’un gaz, d’une vapeur ou d’une poudr ».

Types de décharge statique

Pour illustrer les niveaux d’énergie effectifs des types de décharge suivants, voir la figure 1.

(1) Décharge de Corona

Les rejets de corona sont formés dans le champ divergent entre une surface chargée et un conducteur ayant un rayon de courbure inférieur à environ 3 mm. Ils se composent d’une succession rapide d’impulsions faibles et ont une énergie très faible et efficace. Dans les opérations de la FIBC, la couronne représente un moyen sûr de dissipation de charge. Seuls les matériaux très sensibles devraient être exposés à un risque d’inflammation.

(2) Décharge de brosse

Les rejets de brosse sont formés dans le champ divergent entre une surface chargée et un conducteur ayant un rayon de courbure supérieur à environ 3 mm. Ils peuvent être formés par frottement (tribocharging) une surface en plastique ou en introduisant du matériel chargé dans un récipient en plastique. Il a été démontré que les rejets de brosses transportent des énergies efficaces jusqu’à environ 4 mJ dans la mesure où elles peuvent enflammer des mélanges gaz-air avec des MIE jusqu’à ce [Glor 1981] niveau. Négligeant les explosifs primaires et d’autres matériaux sensibles qui ne seraient pas transportés dans les FIBC, l’allumage de la poudre par un rejet de brosse dans l’air n’a jamais été signalé. On croit que l’allumage de poudre peut être possible en présence de concentrations de gaz inflammables à une fraction du gaz LFL (nominalement à 1O-20% LFL). Ainsi, les mélanges hybrides où la concentration de gaz est inférieure à sa LFL peuvent être à risque. Cela comprend les poudres qui peuvent desorb solvants ou se décomposer lentement dans le stockage.

Note: Un certain nombre d’auteurs ont soulevé la possibilité d’allumage de poudres « sensibles » par ces décharges, bien que les expériences pour démontrer cela ont été uniformément négatif [Britton 1988] . Récemment, Schwenzfeuer et Glor [1993] ont enflammé la poussière de soufre en réorientant la charge d’une décharge de brosse à travers un trou d’étincelle contenu dans un tube d’allumage Hartmann. Cependant, bien que cette étincelle secondaire ait dissipé moins d’énergie que le total disponible à partir de la décharge originale de brosse, ses caractéristiques (telles que la densité d’énergie) ont été radicalement changées. Le processus d’allumage ressemblait à un cas pratique rapporté par Britton et Kirby [1989] , dans lequel un scénario probable impliquait la collecte de charge à partir d’un certain type de décharge de brosse et d’étincelles subséquentes provenant d’un support de câble mal moulu. Par conséquent, rien n’indique toujours que la poudre qui serait manipulée dans les FIBC devrait être directement à risque à cause des rejets de broussailles, à condition qu’il n’y ait pas de gaz ou de vapeur inflammable.

(3) Décharge de brosse de gonflage (également connue sous le nom de pile conique, maurer ou décharge de cône)

Il s’agit du type de décharge important observé pendant le remplissage du silo et des résultats lorsque la poudre dispersée et chargée « en vrac » dans le récipient et que sa charge est concentrée. Des éclairs de surface peu fréquents jusqu’à plusieurs pieds de long sont observés dans de grands récipients remplis de granules ou de granulés ayant une résistance en vrac supérieure à 1010 Ohm-m. [Glor 1987]. On pense que les brosses de gonflage ont une énergie efficace jusqu’à environ 10 mJ (selon la méthode d’essai utilisée pour établir mie pour la poussière concernée) et sont soupçonnés d’être responsables d’explosions de poussière fine dans les silos échoués. Cette constatation est basée sur des analyses d’explosions de silo où les objets non échoués et d’autres sources d’inflammation pourraient être éliminés en toute confiance. Une règle de base pourrait être que les poussières avec des MIE inférieurs au lycopodium (spore de lycopodium clavatum) devraient être considérées à risque de ces décharges. Cette approche évite certains des problèmes associés à la variété des méthodes d’essai mie actuellement utilisées. Britton [1992] a passé en revue les valeurs de MIE publiées pour le lycopodium variant de 2 mJ à environ 50 mJ selon l’équipement d’essai utilisé et la probabilité d’allumage en cause. Compte tenu de ces différences pour une poussière ayant des caractéristiques presque constantes, la référence à une « énergie efficace » maximale des décharges de brosse en vrac peut être trompeuse.

Les rejets de broussailles en vrac n’ont pas été signalés dans de petits contenants de la taille de 300 à 500 kg de FIBC, et un volume de gonflage supérieur à 1 m3 (35 pi3) a été théorisé pour être nécessaire [Rogers, 1991, Bruderer, 1992]. Dahn et coll. [1991] croient qu’une telle décharge pourrait avoir eu lieu pendant le remplissage de la FIBC à des taux élevés de charge. Toutefois, cela a été déduit plutôt qu’observé, et les FIBC étudiées par Dahn et coll. étaient exceptionnellement grandes, dont la hauteur de 2,6 mètres sur 1,6 mètre carré (capacité de 2 000 lb). Une autre considération est que le phénomène n’est observé qu’avec de la poudre relativement grossière au-dessus de 100 [Glor 1987] microns, et que ces particules seraient normalement trop grandes pour avoir un MIE inférieur à 10 mJ. Pour l’allumage, il faudrait préconiser des taux de charge exceptionnellement élevés pendant le remplissage FIBC et la poudre pour contenir principalement des particules grossières plus une fraction fine facilement enflammée. Les FIBC significativement supérieures à 1 m3 pourraient présenter un risque d’inflammation pour les poudres sensibles par l’intermédiaire de ce phénomène, bien qu’aucun historique de cas ne soit disponible.

(4) Décharge de brosse de propagation

Il s’agit d’une décharge très énergétique (énergie effective de l’ordre de 1000 mJ) produite lorsqu’une double couche électrique (condensateur) est produite sur une surface isolante. Il a été théorisé qu’il pourrait être produit pendant le remplissage FIBC, si la charge sur le mur du sac intérieur d’attirer un signe opposé de charge sur le mur extérieur (par exemple par décharge corona à un conducteur à proximité). La charge continue de s’accumuler de part et d’autre du mur jusqu’à ce que le mur isolant se décompose sous le champ électrique qui en résulte. Cela provoque une décharge latérale massive au point de perforation. Alternativement, la décharge peut être déclenchée par un stress mécanique au mur ou par l’approche d’une électrode de décharge. Il a été théorisé que la décharge pourrait également se produire sur le bec FIBC pendant la vidange. L’auteur a trouvé peu de preuves pour la production de tels rejets dans les FIBC, sauf comme rapporté par Blythe et Reddish [1979] et déduit par Maurer [1992] d’un examen des trous d’épingle et des motifs de poudre sur les FIBC utilisés.

Le phénomène est affecté par le taux de charge, la durée de charge, la résistance diélectrique du mur et l’épaisseur du mur. Les expériences de Glor [1989b] ont montré que si une couche de plastique a une tension de panne inférieure à 4 kV, les brosses de propagation ne peuvent pas être produites.

(5) Décharge d’étincelle

Les étincelles enflammeront les poudres en fonction de l’énergie stockée et du MIE de la poudre. Les mélanges hybrides sont particulièrement à risque de petites étincelles. Les sources d’étincelles sont les opérateurs et l’équipement non fondés, les FIBC non fondés et les FIBC échoués qui ont une discontinuité dans leurs éléments de mise à la terre. Des étincelles peuvent être possibles à partir de sources électriques telles que les chariots élévateurs et les treuils. Ils peuvent se produire directement à partir de la surface de la poudre conductrice chargée dans un FIBC en plastique. Cela peut être dû à une résistivité inhérente en vrac en poudre inférieure à 1 x 106 O.m [Rogers, 1991] ou peut-être à partir d’un produit humide. Enfin, des plaques humides à la surface d’un FIBC en plastique pourraient donner lieu à des étincelles par le biais de la charge d’induction (voir incident « » ci-dessous).

RÉSUMÉS DE CERTAINS INCIDENTS RÉCENTS

(Attention : En aucun cas un compte rendu tout à fait définitif n’est disponible et, par conséquent, les incidents sont discutés en termes de « scénarios » plutôt que de « causes ». Tous les incidents suivants de la FIBC se sont produits aux États-Unis entre 1988 et 1991).

(Incident A.1 : 1988)
Un FIBC antistatique a été utilisé pour transférer une résine de vinyle dans un réservoir de mélange de 6000 gallons contenant un mélange xylène-MEK. Le FIBC a été tissé en polypropylène avec un revêtement interne en polypropylène de 1 mil. Il était équipé de fils conducteurs minces fonctionnant dans le sens de la longueur à travers le bec et relié à un fil d’aluminium échoué nu et clip d’alligator. La FIBC a été hissée au-dessus du réservoir à l’aide d’un chariot élévateur et la résine a été déversée par un port circulaire sur un couvercle de réservoir à charnières.

Le réservoir a été inerte à 15 SCF/min avec du gaz de combustion (principalement C02) introduit par un débitmètre. Il n’y avait pas d’évacuation indépendante de la vapeur déplacée et le couvercle du réservoir n’était pas étanche au gaz.

L’exploitant a signalé que le fil au sol manquait à la FIBC, mais il a commencé à décharger la FIBC de toute façon. La partie articulée du couvercle du réservoir était ouverte, ce qui permettait à la vapeur de solvant de s’échapper librement dans la zone d’exploitation.

À ce stade, les comptes à ce stade différaient quant à savoir si l’incendie s’est produit immédiatement ou après que la FIBC ait été vide d’environ trois quarts. Quoi qu’il en soit, l’opérateur se tenait à quelques pieds du réservoir et s’est détourné lorsqu’il a observé un flash. Le côté de sa tête a été esspûlé, l’arrière de son cou a été brûlé et il a reçu des brûlures au 2e degré sur son bras droit. Le flash se trouvait à l’extérieur du réservoir et le contenu du réservoir n’a pas pris feu. L’exploitant a fait l’objet de mesures disciplinaires pour non-respect des procédures de sécurité. Après le deuxième incendie (A.2), il a volontairement démissionné en raison de l’appréhension du travail.

La source d’inflammation a été supposée être une étincelle de la FIBC non fondée pendant la vidange. Comme on savait que la résine de vinyle avait un MIE très élevé dans l’air, on pouvait supposer que la vapeur inflammable était un contributeur majeur au processus d’allumage. Bien que l’exploitant n’ait pas été mis à la terre, il n’a pas été considéré comme une source probable d’étincelle en raison de son emplacement. Étant donné que l’opération consistait à fabriquer de la laque pour les revêtements de boîtes, les chaussures antistatiques auraient probablement été inefficaces en raison de la possibilité d’un film de laque sur le sol autour du réservoir.

Les FIBC étaient utilisés à cet endroit depuis janvier 1988. Entre cet incident et le prochain (octobre), entre 70 et 80 lots ont été produits sans problème à l’aide de six FIBC par lot.

(Incident A.2 : 1988)
Cet incident était semblable à celui précédent, sauf que le FIBC a été conçu avec un revêtement en aluminium conducteur interne collé au polypropylène dans le bec. Cela a été relié à un onglet de mise à la terre externe à laquelle un clip de mise à la terre devait être connecté par l’opérateur.

Le FIBC a été suspendu au-dessus du réservoir comme avant, et après l’application du clip de mise à la terre le bec de décharge a été poussé à travers le port dans la manway réservoir de sorte qu’il s’étendait 10-12 pouces à l’intérieur du réservoir. Le cordon de tirage a ensuite été coupé pour ouvrir le bec et libérer de la résine de vinyle dans le réservoir. Le FIBC n’a pas été ouvert en haut pour évacuer le contenu et empêcher le prélèvement de vapeur dans la FIBC. À cette occasion, le débit a été retardé et l’opérateur a « soufflé » la FIBC pour libérer le flux. Dans les 10 secondes suivant le débit, un incendie éclair s’est produit. Défaut d’évacuer la FIBC n’a pas été considéré comme un facteur contributif car il n’y avait pas d’incendie ou d’explosion à l’intérieur.

L’opérateur se tenait près de la FIBC, mais ne l’a pas touché. Il a reçu des brûlures au 2e et au 3e degré à l’estomac et au visage et est entré dans une unité de brûlures. Bien que les têtes d’arrosage à 165 °F au-dessus du réservoir n’aient pas été actionnées, les palettes de sacs en résine de vinyle ont fait chanter leurs couches de papier extérieures à une distance de 20 à 30 pieds du réservoir. Bien que le couvercle à charnières ait été fermé, il n’y avait encore aucune disposition pour évacuer le gaz de purge ou l’air entraîné dans le réservoir par la poudre flo w. Un déplacement important de vapeur inflammable a donc eu lieu dans la zone d’exploitation.

Il a été signalé que le raccordement à l’échouement avait été correctement établi, bien que cela n’ait pas pu être complètement établi. Le clip de mise à la terre n’était pas disponible pour examen, mais il aurait pu être désactivé par l’accumulation de laque. Une erreur de fabrication de la FIBC causant une perte de continuité n’a pas pu être écartée puisque la FIBC impliquée a été détruite dans l’incendie.

(Incident B : 1989)
Une formulation d’herbicides organiques comprenant des particules de 6 à 8 microns a été fournie dans des FIBC 1000 lb et 100 % plastique par un fournisseur. Le FIBC a été soulevé par treuil et placé au-dessus d’une station de décharge pour s’écouler par gravité à travers une chute d’acier de 15 pieds de long et de 18 pouces de diamètre dans un bac à pesée avec un collecteur de poussière attaché.

En général, la FIBC devait être battue à l’aide d’une tige pour desserrer le matériau afin qu’il s’écoule hors de la FIBC. Dans l’étape suivante, l’ingrédient actif a été chargé à un récipient à mélange liquide. Il n’y avait pas de liquides inflammables impliqués.

Un employé a commencé à jeter un FIBC et comme il se détourna entendu un léger rugissement et sur le virage vu la FIBC vider extrêmement vite. Comme il se vidait complètement, il a vu un nuage de champignons de fumée autour de la FIBC, puis un mur de flammes voyageant très vite vers lui. Un deuxième employé à une vingtaine de pieds de là a entendu un grondement et, en tournant, a vu une boule de feu engloutir la zone de la station de décharge. Il a été frappé au sol par la vague de pression. Un troisième employé à une quarantaine de pieds de là a entendu une forte détonation et a vu un mur de flammes de 1O-15 pieds de haut rouler vers lui. Deux autres employés sur le plancher ci-dessous ont observé les événements.

Les deux premiers employés ont été grièvement blessés, l’un avec des brûlures au deuxième degré sur 22 % de son corps et l’autre libéré quelques heures plus tard pour des soins ambulatoires. Un autre employé a été brièvement hospitalisé par mesure de précaution pour une possible inhalation de fumée et de poussière. Des pertes ont également été subies en raison de dommages causés par l’incendie éclair à l’équipement et aux services publics, ainsi que de dommages structurels aux murs du bâtiment et aux conduits de ventilation en raison de la surpression.

Un scénario possible était que la FIBC ait pu être mouillée en raison de la pluie qui s’est déclarée dans le camion du fournisseur. Cela peut avoir créé un patch conducteur sur le FIBC capable de produire des étincelles. Pour poursuivre la discussion des scénarios d’incident, voir Incident « C » où le même matériel a été impliqué.

(Incident C : 1989)
La même poudre d’herbicide que dans le cas (B) était déchargée d’un FIBC 100% plastique par une station de décharge directement dans un bac à pesée. Il n’y avait pas de liquides inflammables impliqués. Une déflagration s’est produite après que la FIBC se soit vidée à un débit anormalement élevé. D’autres facteurs ressemblaient à l’incident B.

En raison de la présence de panneaux de rupture sur le collecteur de poussière et peut-être d’autres facteurs, il n’y a pas eu de dommages à la surpression comme dans l’incident B.

Un scénario initial impliquait une partie non fondée de la maison de sacs. Il y avait également un certain soupçon que les lots d’herbicides dans ce et l’incident « B » étaient exceptionnellement frais (jours plutôt que mois entre la synthèse et la consommation) et que cela pourrait expliquer unusua l comportement. Par exemple, les débits élevés observés plus un MIE exceptionnellement bas pourraient créer les bonnes conditions pour l’allumage statique. Comme l’herbicide était sujet à décomposition, la possibilité d’évolution du gaz et d’allumage du mélange hybride a été soulevée.

(Incident D : 1990)
Un récipient de mélange de toluène de 3000 gallons a été inerte avec de l’azote et le débit de toluène mesuré a été commencé. Peu après minuit, un opérateur a commencé à jeter le premier de plusieurs FIBC de 1500 lb de résine dans la voie de manœuvre ouverte (avant l’introduction des FIBC, ils avaient utilisé des sacs de 50 lb). Le FIBC a été accroché à un cadre sur un davit sur la manway et a été conçu avec des sangles de mise à la terre spéciales. Le fond avait une chute de 14 pouces étendu dans le manway de 20 pouces qui a été ouvert avec une cravate de libération rapide qui a permis FIBC vider en 20-30 secondes.

Une déclaration de l’un des employés blessés dit qu’il a vu des étincelles statiques à l’extrémité inférieure de la FIBC comme il floppé autour tout en déchargeant, puis il s’est retrouvé en feu.

Deux chargeurs ont subi des brûlures au deuxième et au troisième degré du visage et du corps. Les dommages causés sur le site comprenaient l’arc des murs de maçonnerie et une section du toit directement au-dessus du navire a été soufflée et un feu de toit a brûlé pendant 45 minutes. Des dommages mineurs ont été causés par le câblage et la tuyauterie de transfert, et de nombreuses fenêtres de la pièce ont été brisées.

L’enquête n’a pas permis de déterminer l’état de la connexion au sol sur la FIBC en raison des dommages causés par l’incendie, bien que les employés aient déclaré que la connexion avait été correctement effectuée.

La source apparente d’inflammation était la décharge statique entre la FIBC et la manway en raison d’une mauvaise connexion au sol ou d’un système de mise à la terre défectueux.

L’utilisation de la FIBC a été suspendue en attendant l’évaluation et l’enquête de l’OSHA. L’entreprise concernée a élaboré les recommandations suivantes pour prévenir la récurrence :

1. Exiger un système fixe de surveillance continue et alarmé pour assurer une atmosphère sans oxygène dans le navire.
2. Les buses d’entrée pour la charge de solvant dans les récipients doivent être orientées dans le quadrant opposé de la manway ouverte pour empêcher l’évacuation des vapeurs de la manway
3. Assurer la continuité de la connexion au sol entre la FIBC et le navire avec un système de raccordement au sol indiquant.
4. Réviser les procédures d’exploitation par lots pour exiger l’achèvement des ajouts de solvants et la reconfirmation de la couche de gaz inerte avant de commencer d’autres ajouts.
5. Assurez-vous que les procédures énumèrent les préoccupations en matière de sécurité liées à chaque étape d’exploitation.
6. Fournir un système de ventilation de taille appropriée pour les vapeurs déplacées provenant des ajouts de charge des solides.
7. Utilisez un système fermé lorsque vous alimentez uniformément les solides dans le navire.

(Incident E
: 1991) Une entreprise était en train de retravailler soixante 960 lb, 100 % plastiques FIBC remplis de produits qui n’avaient pas été conformes aux spécifications de viscosité en stock. Pour retravailler le matériau, il a d’abord été transféré des FIBC dans des fûts de fibre de 41 gallons. Pour vider un FIBC, il a été hissé sur une piste et déplacé sur une rangée de sept tambours en fibre sur le plancher de béton de la salle de chargement. Pendant qu’un opérateur travaillait le treuil, un second tenait deux tuyaux d’aspiration près du sommet de chaque tambour en fibre pour minimiser les fuites de poussière dans la pièce. Un troisième opérateur a réglementé le flux de la FIBC. Quarante FIBC ont été vidés avec succès et reconditionnés en fûts de fibre.

Au moment de l’incident, le 7e tambour en fibre était rempli et la FIBC était « soufflée » pour secouer la poudre résiduelle. Après avoir senti les vibrations et la chaleur, les trois opérateurs ont observé le matériau en feu dans le tambour de fibre. La flamme s’est propagée dans le FIBC par le bec et les trois opérateurs ont reçu des brûlures au 1er degré sur les mains et le visage, ainsi que le singeing des cheveux. Il n’y avait pas de vapeurs inflammables en cause.

En raison de plusieurs sources potentielles d’inflammation dans la région, il n’a pas été possible d’identifier la source d’inflammation avec certitude. Il était clair que le « puffing » de la FIBC lorsqu’il était presque vide créait un nuage de particules fines de poussière et il a été noté que l’humidité était faible au moment de l’incident. Les opérateurs et les tambours en fibre n’ont pas été mis à la terre et une étincelle peut avoir eu lieu entre l’opérateur tenant les tuyaux d’aspiration et le carillon supérieur non moulu du tambour de fibre. Les tuyaux d’aspiration étaient non conducteurs et les opérateurs ont signalé des chocs antérieurs de ces tuyaux. Enfin, les commandes de levage n’étaient pas d’une conception intrinsèquement sûre pour un environnement de poussière inflammable.

(Incident F : 1991)
Trois personnes ont été blessées dans une explosion de poussière lors du déchargement d’un additif d’un FIBC de 2000 lb. Un compte préliminaire a indiqué que tous les trois étaient dans l’état grave et subissaient la greffe de peau. Il n’y avait pas de vapeurs inflammables en cause.

On croit, mais non confirmé, que la FIBC était du type antistatique, contenant un certain type d’élément de mise à la terre. Un premier scénario faisant l’objet d’une enquête portait sur l’absence d’un échouement adéquat au moment de l’incident. Aucune autre information n’est disponible.

RÉSUMÉS LITTÉRAIRES

Les résumés de littérature suivants sont donnés chronologiquement.

Petino et Grelecki [1986] :

Les essais de vidange ont été effectués avec des prills en polyéthylène provenant de plusieurs conceptions de FIBC, l’objectif étant de sélectionner la conception donnant le plus faible potentiel apparent de bec comme déduit d’une lecture de champ électrique (3M « 703 » compteur statique). Les doublures aluminées et à la terre se sont avérées les meilleures, mais l’utilisation de la FIBC au-delà d’une opération de distribution n’a pas été recommandée en raison de l’usure de la doublure. La doublure aluminisée était plus efficace lorsqu’elle était appliquée sur le fond et le bec.

Britton [Union Carbide Unpublished 1989] :

Une série d’essais de vidange fibc a été exécuté dans des conditions très sèches (environ 10% d’humidité relative) à l’intérieur d’une grande chambre noire. Deux catégories de résine de vinyle et trois modèles FIBC (100% plastique plus deux types antistatiques) ont été utilisées. Image intensifiée photographie ainsi que des mesures électrostatiques et de poids-temps ont été effectuées pendant que les FIBC ont été vidés. Il a été constaté qu’avec les résines granulaires de vinyle très peu a été générée en raison apparemment de leurs excellentes propriétés de flux, permettant de « rat-holing » du produit à travers le bec. Cela a permis très peu de triboélectrification.

Les champs électriques les plus élevés pendant la coulée des FIBC 100% plastiques (100 kV/m) étaient moins que simplement hisser la FIBC du sol (200 kV/m). La charge maximale a eu lieu pendant les débits bas tels que lors de secouer un FIBC presque vide. Les inversions de polarité se sont produites en raison du changement de surface contactée pendant le débit pendant que le FIBC distendait.

La seule décharge observée (type d’étincelle) s’est produite lorsque les connexions au sol n’ont pas été délibérément effectuées sur des FIBC antistatiques. Un potentiel d’environ 10 kV a été atteint sur les éléments conducteurs dans les secondes suivant le débit lorsque l’échouement n’était pas présent sur certains des FIBC examinés, un manque de continuité a été constaté entre les éléments conducteurs et le point d’échouement fourni sur la FIBC.

Il a été recommandé d’utiliser des FIBC 100 % en plastique pour les poudres dans l’air, car les arrangements de mise au sol ne sont pas nécessaires et pourraient échouer, ce qui pourrait entraîner des risques d’étincelles. En présence de gaz inflammables, de vapeurs et de mélanges hybrides, les FIBC 100 % plastiques peuvent être dangereux en raison des rejets de brosses. En l’espèce, une FIBC tout à fait conductrice a été préférée à condition qu’il y ait eu l’assurance d’un échouement approprié. Idéalement, un système d’ajout de poudre fermé et inerte a été recommandé à la fois pour maintenir l’inertie du navire de réception et pour empêcher la vapeur inflammable d’entrer dans la zone de travail. Aucune recommandation n’a été faite concernant une tension de rupture maximale pour le matériau mural (voir Glor 1989b), puisqu’à ce moment-là il n’y avait aucune preuve que la propagation des décharges de brosse pouvait être produite pendant les opérations pratiques de la FIBC.

Glor [1989a] :

Les décharges de brosse peuvent normalement être évitées en maintenant la résistance de surface du plastique en dessous de 1011 Ohm. Dans la gamme 109-1011, les décharges de brosse Ohm peuvent être évitées dans toutes les conditions d’humidité sans avoir besoin d’échouement. Toutefois, cela ne tient que pour les sacs en plastique jusqu’à la taille de doublures bin pour les tambours standard de 55 gallons. Dans le cas des FIBC, le taux de charge plus élevé nécessite une résistance à la surface inférieure de < 108 Ohm, ce qui est inférieur au critère 109 Ohm auquel l’échouement doit être utilisé. Pour éviter les rejets de brosses des FIBC, ils doivent avoir une résistance au sol inférieure à 108 Ohm et être mis à la terre.

Figure 1 : Critère de Glor pour la propagation des brosses (schématique)

Épaisseur du film (micron)

Dans le passé, il avait été recommandé de ne pas facturer plus de 50 kg de poudre à un navire contenant du liquide inflammable. Il s’agissait d’empêcher les rejets d’un tas de poudre flottant chargé. Le critère est raisonnable pour les ajouts de sacs, qui sont normalement de 25 kg par sac. Toutefois, il est impossible de charger seulement 50 kg ou moins d’un FIBC, il est donc recommandé que le navire récepteur soit inerte à l’azote. Cela doit tenir compte de l’air entraîné avec la poudre. Étant donné que la FIBC se rendront dans une zone 1 de l’usine (environ la classe 1, div 1), le critère de résistance 108 Ohm donné ci-dessus s’applique toujours à un navire de réception inerte.

Glor [1989b] :

Un certain nombre d’études publiées précédemment par Ciba-Geigy ont été examinées. La contribution la plus importante a été la délimitation des conditions requises pour la formation des rejets de brosses de propagation. Il a été dit que ces rejets ont été observés à partir du mur d’un FIBC tout en étant remplis de matériel en vrac très chargé (peut-être en référence au document de Blythe et Reddish [1979] comme mentionné ci-dessus).

Le critère de Glor pour la propagation des décharges de brosses est devenu bien connu en Europe et a été appliqué à une variété de situations. La figure 2 montre la relation dérivée entre le potentiel du film et l’épaisseur de la couche pour la production de brosses de propagation. On voit également la tension de panne par rapport à l’épaisseur du film. Il est clair que le potentiel du film ne peut pas être au-dessus de sa tension de panne. Dans tous les cas, les brosses de propagation ne pouvaient pas être produites à des potentiels de film inférieurs à 4 kV, donc si les FIBC 100% plastiques sont sélectionnés pour avoir des tensions de rupture de mur inférieures à 4 kV, ils sont immunisés contre le phénomène de brosse de propagation. Ceci est indépendant de l’épaisseur réelle du mur indiqué dans la figure.

Note pratique : Application du critère de 4 kV

En ce qui concerne l’évitement des décharges de brosse de propagation en utilisant le critère de 4 kV de Glor décrit ci-dessus, cela peut être peu pratique pour les produits sensibles à l’humidité et à d’autres effets dégradatifs. Une tension de panne de 4 kV exige que l’épaisseur du revêtement soit limitée à environ 1 mil et cela ne sera généralement pas suffisant pour fournir une bonne barrière d’humidité. Étant donné que le bec reçoit la charge la plus élevée et qu’il est plié en expédition, il semblerait possible d’appliquer le critère de 4 kV uniquement au bec dans de tels cas. Cependant, ce n’est généralement pas agréable au processus de fabrication FIBC.

Un problème connexe est de savoir si le critère de 4 kV doit être strictement respecté, ou s’il pourrait être dépassé en toute sécurité dans certains cas. Il a été observé qu’il y a une région de transition sur laquelle les rejets sont faibles [Luttgens 1992] et donc pas un risque d’inflammation pour de nombreuses poudres dans l’air. Il est plus facile de dire qu’à faire d’appeler à des tests dans cette « zone grise », puisque l’auteur n’est pas au courant d’observations directes de la propagation des décharges de brosse lors de la vidange des FIBC, quelle que soit leur épaisseur de mur. L’énergie effective des rejets produits à partir d’échantillons de tissus dans des conditions de laboratoire serait difficile à déterminer et la pertinence serait en tout cas discutable si des méthodes de tarification irréalistes étaient utilisées.

Un troisième problème est que le critère de 4 kV n’est généralement pas donné en ce qui concerne une méthode d’essai pour la tension de panne. Non seulement l’essai doit employer un champ uniforme, mais cela doit être impressionné par une zone prescrite de tissu. En outre, la valeur varie selon la position et un échantillon représentatif doit être prélevé. Puisque la couche externe FIBC est un tissage, il pourrait être considéré comme nécessaire seulement pour tester le revêtement intérieur. C’est parce qu’un tissu contenant des trous d’air réguliers tels que des trous d’épingle ne supportera pas les densités de charge de surface élevées et donc les conditions nécessaires pour propager des brosses. Toutefois, si elles sont testées en série (telles qu’elles sont utilisées dans la FIBC), les deux couches donneront une tension de panne plus élevée que la seule doublure, en partie en raison de l’espacement supplémentaire. Si le critère est utilisé dans le cadre d’une spécification FIBC, il est essentiel de préciser les conditions exactes de l’essai.

Le test recommandé par Ciba-Geigy [communication privée de R. Bruderer] est une variante de DIN 53481, sauf que dans cette application DC plutôt que la puissance ac est utilisé. Ciba-Geigy utiliser un modèle FUG HCN 35-35000 générateur à haute tension, bien que tout générateur DC approprié peut être utilisé. La géométrie d’essai est toutefois critique.

L’échantillon est placé sur une électrode de base circulaire (sol) de 75 mm de diamètre. Le périmètre supérieur de base a un rayon de courbure de 3 mm, en contactant l’échantillon. L’électrode à haute tension comprend une électrode de 25 mm de diamètre, ayant un poids total de 674 gm portant sur l’échantillon et le périmètre inférieur ayant un rayon de courbure de 3 mm (ces bords arrondis empêchent le contact de bord pointu avec le spécimen et favorisent des champs électriques uniformes). La haute tension est exercée sur l’échantillon d’essai pendant une période de 10 à 20 secondes afin de déterminer si la panne se produit (un dispositif indiquant un courant approprié peut être utilisé).

Un échantillon de 20 cm x 20 cm ne mesure pas plus de 3 mm d’épaisseur pour vérifier la tension de panne. D’après l’expérience de Ciba-Geigy, les FIBC construits avec des bandes en polypropylène-tissu avec un revêtement intérieur mince répondront aux exigences de type B (voir classification sous Bruderer 1992) à condition que le FIBC ne soit pas équipé d’un sac intérieur isolé supplémentaire ou de doublures épaisses.

Wilson [1989] :

Le comportement de déchargement d’étincelle a été étudié pour 1 m3 FIBC construits de 100% polypropylène ou polypropylène contenant des fils conducteurs. Étant donné que ces derniers FIBC ne sont pas uniformément conducteurs, le mécanisme de réduction de la charge par threads a été considéré comme une combinaison de conduction, d’induction et de décharge de couronne. Autrement dit, une charge située près d’un fil peut aller au sol par conduction à travers le tissu au fil, tandis qu’une charge située plus loin est entravée par la haute résistance du tissu, mais son effet peut encore être neutralisé en induisant un signe opposé de charge sur le fil (induction). Si l’effet inductif est assez grand, le fil perdra la charge par décharge corona même si le fil n’est pas connecté au sol. Il a été constaté que bien que l’effet corona peut limiter la tension sur les FIBC non moulus de ce type, 2-3 kV est nécessaire pour induire la décharge corona et le potentiel FIBC reste toujours au-dessus de cette gamme quel que soit la conception de tissage de fil.

Deux conceptions utilisant des fils conducteurs ont été testées. Dans un cas, les fils circonscrits la FIBC espacées à intervalles de 20 mm et n’étaient pas interconnectés. Ainsi, la FIBC n’a pas été conçue pour être mise à la terre. Dans le deuxième cas, les fils étaient interconnectés aux coutures de la FIBC et l’échouement était nécessaire. Les mesures ont montré que la capacité des fils simples était de 32 pF et que celle des fils interconnectés était de 259 pF. Cette dernière valeur est supérieure à la capacité typique d’une personne (100-200 pF).

Les essais d’allumage ont montré que les FIBC en polypropylène à 100 % pouvaient donner des décharges de broussailles capables d’enflammer des vapeurs de solvant communes dans l’air (les spécimens de tissu circulaire de 20 cm de diamètre étaient chargés négativement et les décharges de broussailles en tirer à l’aide d’électrodes échouées de différents diamètres).

Les étincelles provenant de fils isolés simples pouvaient enflammer l’hydrogène dans l’air au-dessus de 2 kV, mais le méthane dans l’air ne s’enflammait pas jusqu’à 5,5 kV. Il a été conclu que les vapeurs de solvants courants (avec des MIE semblables au méthane) ne seraient pas enflammées par des décharges de broussailles ou d’étincelles provenant de FIBC contenant des fils isolés. C’est parce que pendant les essais de vidange de poudre, un maximum de seulement 3,5 kV pourrait être généré sur ces FIBC en raison des pertes de décharge corona. 3,5 kV est beaucoup trop faible pour les rejets de brosses et moins que les 5,5 kV nécessaires pour les étincelles capables d’enflammer l’air méthane. Cela implique qu’il n’y aurait aucun risque d’utiliser ce type de FIBC non moulu dans la plupart des atmosphères de gaz/vapeur inflammables.

Des étincelles provenant de matrices de fil interconnectées pouvaient enflammer le méthane dans l’air au-dessus de 5 kV et des essais de vidange de poudre ont montré que jusqu’à 6 kV pouvaient être générés sur le système de fil non moulu. Par conséquent, ce type de FIBC ne pouvait pas être utilisé en toute sécurité sans fondement dans les atmosphères de vapeur inflammables typiques.

Rogers [1991] :

L’article a d’abord examiné les différents types de décharge possibles des FIBC et a suggéré que 10 mJ est l’énergie maximale efficace d’une décharge de brosse en vrac (aucune référence à la méthode d’essai mie). Ce domaine du document était en accord général avec d’autres opinions contemporaines. Ensuite, les avantages et les dangers des FIBC antistatiques ont été discutés. Articles:

Les premières conceptions de FIBC antistatiques impliquaient des systèmes de fils métalliques tissés dans le tissu. Ceux-ci ont introduit des dangers supplémentaires en brisant et formant occasionnellement des lacunes d’étincelle. Les fils de polypropylène recouverts d’un antistatique ont montré la dégradation au fil du temps et le revêtement pourrait s’infiltrer dans le produit causant la contamination. Une autre conception utilisant une doublure métallique mince de papier d’aluminium a été montrée dans des essais pour être enclin à casser la doublure pendant le pliage, menant à de grandes zones conductrices isolées et générant des décharges dangereuses d’étincelle. Le type le plus efficace de FIBC a été déclaré être un type de polypropylène contenant des fils conducteurs. Cependant, il ya un grand nombre de variations sur cette conception de base.

Les différents modes de neutralisation des charges par des threads conducteurs ont été discutés. La discussion a été très similaire à celle faite par Wilson [1989] .

ICI a effectué des essais sur une conception particulière de la FIBC à l’aide de fils conducteurs et a montré qu’à condition que la charge n’était pas grande, un gaz inflammable avec MIE de 0,2 mJ ne pouvait pas être allumé même si la FIBC n’était pas fondée. On a considéré que les densités de charge « importantes » se produisaient lors de l’usinage de matières polymères ou dans le transport pneumatique. Le tissage du fil conducteur était crucial pour obtenir ce résultat, et les fils devaient dépasser la surface du tissu. Cette constatation a été comparée aux travaux antérieurs de Wilson et d’autres. L’importance de permettre la défaillance de mise à la terre a été soulignée, ce qui suggère que cela soit fourni par l’équipement de remplissage ou de vidange plutôt que par fixation manuelle. Les travaux d’ICI ont été rapportés plus tard dans le Journal of Electrostatics [Nelson et coll., 1993].

En résumé, certains modèles FIBC contenant des fils conducteurs peuvent être utilisés en toute sécurité sans mise à la terre, mais seulement si un nombre spécifique, l’espacement, la résistance, la capacité et la conception de tissage est adopté. Le dernier rapport disponible [Nelson et coll., 1993], implique que d’autres tests à grande échelle sont encore nécessaires pour le vérifier.

Ebadat et Cartwright [1991] :

Des expériences ont été menées avec 100% de polypropylène FIBC et deux types de FIBC contenant des fils conducteurs. La portée des travaux d’essai et les résultats ont pratiquement dupliqué [1989] Wilson, bien que ce dernier ne soit ni mentionné ni discuté.

Dahn et al [1991] :

Des expériences menées dans un FIBC 100% plastique de dimensions de 2,6 m de haut sur 1,6 m carré ont montré que pendant le chargement avec 2200 lb de poudre de haute résistance il y avait une chute soudaine de la force du champ au-dessus du tas de poudre lorsque le FIBC était à moitié plein. Ceci a été pris comme preuve pour une décharge de brosse de gonflement, puisque le champ était mesuré au-dessus du centre du tas. Certaines preuves théoriques ont également été citées que le rayon FIBC était assez grand pour permettre à ce phénomène de se produire. Dans des expériences distinctes de tribochargement « chute inclinée », il a été démontré que la poudre avait un rapport charge-masse exceptionnellement élevé (2 μC/kg) par rapport aux autres poudres testées (généralement 0,2 à 0,6 μC/kg).

Les conclusions de la présente référence sous-estiment le résultat expérimental en ce qui concerne l’encrage des rejets de brosses. Il aurait peut-être été possible de conclure qu’il semble possible que des décharges de broussailles en vrac apparaissent pendant le chargement de grands FIBC à des taux de charge élevés. Cela suggère que l’allumage pourrait être possible lors du chargement de poudres facilement enflammées ou pour les poudres grossières contenant une fraction d’amendes facilement enflammées.

On a recommandé que même les FIBC à la terre ne devraient pas être utilisés en présence de solvants ou de vapeurs inflammables.

Figure 3 : Classification Glor-Bruderer

Bruderer [1992] :

Ce document était semblable à celui précédent par Glor [1989b] avec quelques documents supplémentaires. Une version révisée a été publiée plus tard [Bruderer 1993] .

1. Il est peu probable que les décharges de broussailles en vrac soient peu probables si le vrac de poudre est limité à un nominal^{de 1} m 3 (35 pi^3).
2. La propagation des décharges de brosse ne se développera pas si la tension de panne du mur du sac ne dépasse pas 4kV. Cela a été confirmé dans un certain nombre de tests.
3. Toutes les poudres ayant mie inférieure à 10 J (10000 mJ) sont considérées comme explosives.
4. Des atmosphères de vapeur inflammables sont attendues si un liquide est présent avec un point d’éclair inférieur à 55°C.
5. Les poudres dans les FIBC doivent avoir un contenu de solvant inférieur à 1wt%.

En ce qui concerne la figure 3, les FIBC de type « A » (sans éléments de mise à la terre et sans tension de rupture des parois), ne s’appliquent qu’aux poudres non explosives (comme les granulés ou les oxydes métalliques) dans des environnements non inflammables. Type  » B  » FIBC avec la tension de panne maximale de 4 kV sont adaptés dans les environnements « poudre seulement ».

Le type universel « » FIBC contient une résistance globale maximale au sol de 100 MO de n’importe quel point au sol, y compris les élingues. Il nécessite au moins un onglet de mise à la terre clairement marqué. La concentration de solvant de la poudre doit être limitée à 1 wt% ou moins.

Luttens [1992] :

Cet article traitait de la propagation des décharges de brosse comme un risque majeur d’allumage de la poudre des FIBC. Les FIBC électriques conducteurs devraient avoir une résistance au sol à moins de 108 Ohm à partir de chaque point. La mesure utilise une électrode circulaire de 5 cm de diamètre. Dans le cas des FIBC 100% plastiques, l’ionisation au-dessus de la poudre chargée peut transférer la charge aux parois intérieures et divers mécanismes (y compris l’ionisation) peuvent transférer une contre-charge électrique à l’extérieur du tissu, créant une double couche électrique (condensateur) à travers le mur. De cette façon, une grande partie de la charge transférée au FIBC réside dans la double couche murale.

Des descriptions ont été données des trous d’épingle et des motifs de poudre trouvés sur les FIBC usagés qui étaient indicatifs de la propagation des rejets de brosse. Le matériau fondu sur le côté intérieur des trous d’épingle était une indication supplémentaire de panne électrique. Ce type de décharge considéré comme la seule source d’inflammation réaliste pour les poudres et les trous d’épingle ont en outre été considérés comme une source de contamination pour les poudres stériles. Les rejets d’étincelles des personnes n’étaient pas considérés comme suffisamment énergiques pour enflammer les poudres.

(l’auteur ne partage pas cette dernière opinion avec le Dr Luttgens)

Si le mur a une tension de panne de 4 kV ou moins, la propagation des décharges de brosse ne se produira pas. 4 kV est capable de perforer un film de 30 microns de polyéthylène, donc cette épaisseur de polyéthylène est sans danger pour la doublure du tissage extérieur poreux des FIBC en polypropylène. Si la tension de panne dépasse légèrement 4 kV (par exemple, un mauvais contrôle de la qualité dans l’épaisseur du revêtement), aucun danger d’allumage de poudre ne se posera puisque les décharges sont faibles près de leur tension de déclenchement minimale.

Lorsque les FIBC sont utilisés dans des atmosphères inflammables de gaz/vapeur, deux approches peuvent être utilisées pour éviter les rejets de broussailles :

1) Traitements antistatiques des deux côtés du tissu

2) Tissage des fils conducteurs dans la chaîne et le remplissage

Si les FIBC de l’un ou l’autre type sont réutilisés, ces systèmes peuvent être compromis. Les traitements antistatiques peuvent use, dissoudre ou contaminer le produit. Les fils conducteurs peuvent se briser et créer un risque accru de décharges d’étincelles. Il incombe à l’utilisateur de s’assurer que les FIBC sont électrostatiquement sûrs et sont mis à la terre de manière fiable.

Un protocole de sélection pour les FIBC en termes de produit et d’environnement est donné, ce qui est à peu près le même que les critères Glor-Bruderer donnés ci-dessus. La seule mise en garde supplémentaire est dans le cas des revêtements flexibles en forme, qui seront toujours trop épais pour répondre au critère de 4 kV et doivent donc être conducteurs.

Wurr [1992] :

Ce document préconisait une conception FIBC particulière (ECOTAINER LF) par la société de Wurr (EUREA). Il a ouvert en passant en revue les lacunes des traitements antistatiques topiques, qui ont limité l’utilisation de FIBC à un aller-retour. Le problème traditionnel de la rupture des fils conducteurs a été considéré, et une solution partielle a été donnée pour augmenter la résistance de traction en tournant des fibres d’acier dans des fils de polyester ou de polyamide. Ces fils ont ensuite été tissés dans la chaîne ou la trame. Cependant, cela a introduit un problème de recyclage puisque la FIBC contenait du métal.

Un fil de polypropylène conducteur (PP) très élastique a été préconisé pour éviter ces problèmes. L’élasticité ( > 40%) des fils chargés de noir de carbone ont dépassé celui des tissus fibc en polypropylène typiques (18-22%). Les fils ont été tissés en chaîne et trame avec un treillis de moins de 20 cm2, qui répondait aux dispositions « conductrices » de DIN 53482 (résistance testée avec une électrode de 5 cm de diamètre de sorte que cette électrode touchera toujours un fil conducteur). Des fils supplémentaires ont assuré un système entièrement conducteur, y compris le bec et les élingues. La conception comprenait des certificats d’essai pour chaque FIBC et des connexions au sol bien marquées. La < résistance 108 Ohm au sol s’est avérée possible à partir de tous les points de la FIBC. Les tests ont montré 104 Ohm typique.

Pour les produits alimentaires de qualité (FDA), où le contact avec le noir de carbone est interdit, les tests ont montré qu’une doublure en polyéthylène blanc de 20 microns était capable de se dissiper statique dans ce type de FIBC. EUREA a mené

essais prouves pour prouver que plusieurs trajets (70 cycles avec capacité de surcharge) n’ont pas causé de dégradation des propriétés conductrices des threads PP chargés de carbone.

Codes de pratique publiés

Des recommandations concernant l’utilisation de la FIBC ont été publiées par la British Standards Institution dans BS 5958 (1991). La norme fixe les MIE en poudre en dessous desquels l’échouement du personnel doit être utilisé, et en dessous de laquelle les FIBC en plastique à 100 % ne devraient pas être utilisés pour la manipulation de la poudre dans l’air. Ces limites mie sont respectivement de 100 mJ et 25 mJ en utilisant la méthode d’essai décrite dans BS 5958. La première restriction est très conservatrice, puisque le personnel est peu susceptible d’être jamais de telles sources d’inflammation énergétique. Dans ce dernier cas, la Norme affirme que les rejets qui se produisent lors de l’utilisation de FIBC 100% plastiques peuvent enflammer des poudres avec mie inférieur à 25 mJ. L’auteur suppose qu’il s’agit de la possibilité de gonflage des brosses pendant le remplissage fibc, puisque l’allumage de poudre par décharge de brosse (comme à partir des surfaces du sac) n’a pas été démontré. En raison de la diversité des conceptions FIBC et le développement de nouveaux concepts tels que la tension de fil corona-limitée, la tentative large de décrire les limitations de FIBC dans BS 5958 est de peu d’utilité pratique.

Programme d’essais multi-entreprises

Gibson [1992] a invité des entreprises américaines à s’impliquer dans un programme d’essais européens sur la conception et l’utilisation de FIBC (Gibson est consultant auprès du UK Board of Trade and Industry et du British Material Handling Board). Une proposition a été émise à la CEE pour le financement d’un programme d’essai fibc. Cela a reçu le soutien des associations de fabricants FIBC du Royaume-Uni et d’Europe.

La proposition reconnaissait que 70 à 80 % des poudres utilisées dans l’industrie sont combustibles et que la FIBC est capable de produire un nuage relativement important. L’allumage de cela pourrait provoquer des explosions secondaires plus destructrices. Il est rarement possible d’appliquer des techniques normales de prévention des explosions aux opérations de vidange fibc, et au lieu de cela, les sources d’inflammation doivent être éliminées.

Les objectifs du programme d’essai étaient de déterminer les dangers statiques associés à la construction et à l’utilisation de la FIBC et d’éviter les restrictions inutiles à l’utilisation. Les FIBC offrent des avantages par rapport aux fûts et aux sacs en ce qui a trait à la toxicité et à la protection de l’environnement. On a dit que le programme d’essai était plus précieux que ceux des fabricants individuels parce que ces derniers se limitent à des produits spécifiques et ne mèneraient pas à des lignes directrices. Le programme de recherche donnerait lieu à des lignes directrices sur la conception sécuritaire de la FIBC, quantifiait les niveaux de risque dans le fonctionnement réel et mènerait aux lignes directrices et aux normes internationales. Quatre sujets à étudier ont été proposés :

• méthodes de construction pour les FIBC
• l’incendiosité des rejets des FIBC
• niveaux statiques générés dans les opérations industrielles
• préparation de lignes directrices pour la construction et l’utilisation sécuritaires des FIBC

Conclusions

Considérations générales relatives à la conception de fibc

(1) Un problème avec plusieurs conceptions de FIBC antistatique est la défaillance possible du système de mise à la terre, qui peut conduire à des étincelles dans la région du bec. Cela est extrêmement dangereux lors du chargement dans une atmosphère inflammable, puisque des étincelles peuvent être produites dans la zone inflammable du port de remplissage. Les défaillances peuvent être dues à des défauts de fabrication, à une erreur de l’opérateur ou à la désactivation du clip de mise à la terre par des accumulations non conductrices telles que la laque ou les gencives. Ce problème peut être atténué en étendant la région antistatique aux élingues, de sorte qu’avec une installation appropriée, les FIBC seront automatiquement mis à la terre via le système de levage. Il est nécessaire de s’assurer que les pneus en caoutchouc des chariots élévateurs et les discontinuités semblables au sol sont soigneusement évalués à l’avance, et qu’un système d’indicateurs au sol positif pourrait être envisagé. Un critère d’échouement recommandé par Ciba-Geigy est une résistance maximale de 100 megohm au sol à partir de n’importe quel point sur la FIBC (en utilisant l’électrode d’essai prescrite).

• Les FIBC antistatiques contenant un film métallisé (comme un revêtement en polypropylène aluminé sous vide) présentent des avantages particuliers pour réduire la transmission de l’humidité et de la vapeur. Toutefois, la perte de mise à la terre est particulièrement grave en raison de la capacité relativement élevée du système et de la dissipation minimale de charge par décharge corona comme cela se produit avec les fils conducteurs fins. En outre, l’application partielle du film (bec seulement, ou bec plus plancher seulement) ne fait rien pour les propriétés statiques des murs FIBC restants.
• Les FIBC antistatiques contenant des systèmes de fils conducteurs s’avèrent les plus populaires en Europe. Avec certaines conceptions de fil isolés, la charge sur le tissu est limitée par la décharge corona, même si le système de fil n’est pas à la terre. Il a été constaté que cela réduit considérablement les potentiels, bien que la décharge ne puisse pas être maintenue en dessous de 2-3 kV et que le potentiel devienne auto-limitatif à un peu au-dessus de cette valeur. Il existe des preuves que les vapeurs de solvant communes dans l’air ne seront pas enflammées par certaines conceptions de fils isolés, bien que l’hydrogène et d’autres gaz sensibles puissent être enflammés. Avec des conceptions de fils interconnectés, les FIBC nécessitent une mise à la terre dans des atmosphères de gaz/vapeur inflammables.
• Des instructions de mise à la terre importantes et évidentes devraient être imprimées sur le mur de la FIBC afin que les opérateurs ne relient pas les agrafes de mise à la terre à des anneaux métalliques ou à d’autres pièces jointes sur les systèmes d’élingage, et cetera, comme cela a été rapporté [communication privée de R. Mancini].

(2) Les FIBC entièrement conducteurs sont supérieurs à la plupart des types antistatiques, car les discontinuités dans l’arrangement de mise à la terre interne ne devraient pas être possibles. Le plastique conducteur peut facilement être appliqué aux élingues pour donner un système entièrement conducteur. Des problèmes de mise à la terre opérationnelle subsistent, mais sont un peu moins probables en raison de la continuité électrique des élingues et du système de levage. Si la mise à la terre manuelle est nécessaire, un terminal très robuste et bien marqué devrait être fourni. Pour l’utilisation critique al dans les atmosphères inflammables, un système d’indicateurs au sol positif pourrait être envisagé.

• Deux problèmes avec les FIBC entièrement conducteurs sont la compatibilité (et éventuellement l’approbation de fda) de l’additif conducteur et le coût. Le premier pourrait être abordé par une doublure intérieure compatible et mince à condition que les tests montrent que c’est sûr. Bien que ce dernier puisse être réduit par une utilisation multiple, cela pourrait avoir un impact négatif sur la qualité du produit.

(3) Dans de nombreuses applications, les CCI (300 à 500 kg) plus petits devraient être plus sûrs que les FICS plus gros (jusqu’à environ 1 000 kg). Ces derniers introduisent la possibilité d’en vracer les décharges de brosse pendant le chargement, que la FIBC soit mise à la terre ou non. D’autres problèmes tels que les nuages de poussière, l’entraînement d’air et les explosions de FIBC peuvent être amplifiés par la plus grande capacité.

(4) Tous les types de FIBC ont la capacité d’entraîner des quantités importantes d’air avec la poudre pendant la vidange. Cela peut produire des volumes localement inflammables dans des contenants inertes et déplacer également la vapeur inflammable du récipient, surtout si le tuyau d’aération du réservoir est sous-dimensionné. Idéalement, lorsque des atmosphères inflammables sont présentes, il convient d’envisager l’utilisation d’une trémie intermédiaire et d’une vanne rotative, telles que décrites par l’ESCIS. [1988] Ce dernier système peut être équipé d’un approvisionnement en gaz inerte distinct.

Mise à la terre de l’opérateur

1. Les opérateurs non solés utilisant des FIBC 100% plastiques risquent particulièrement d’être chargés par induction de la grande surface adjacente de plastique chargé. Notez que des champs électriques de plus de 1000 kV/m ont été signalés à proximité de grands FIBC de ce type [Dahn 1991] . Cela peut créer un risque d’allumage en poudre en raison des étincelles de l’opérateur au sol (notez que les FIBC 100% plastiques ne doivent pas être utilisés dans des environnements inflammables de gaz/vapeur). Il n’y a pas d’accord général sur le MIE des poudres à risque. La norme britannique 5948 recommande l’échouement du personnel pour les poudres avec MJE de moins de 100 mJ. Shell recommande que cela soit fait si le MIE d’une poudre est inconnu ou est inférieur à 50 mJ [Walmsley 1992] . L’auteur estime que le critère des 50 mJ est plus raisonnable en raison des hypothèses très prudentes adoptées par le comité britannique des normes.
2. Les opérateurs doivent être mis à la terre dans des environnements de gaz/vapeur inflammables, que les FIBC soient utilisés ou non. La zone pour laquelle l’échouement est obligatoire peut être spécifiée de la même manière que la classification électrique, et d’autres zones définies pour par la circulation.
3. Le meilleur type de système d’échouement du personnel dépend du type d’opération, car si un mauvais entretien ménager ou laque entraîne des planchers contaminés, les chaussures conductrices ou antistatiques ne fonctionneront pas. Pour les environnements propres, des appareils tels que le Legge « Heelstat » ont fait leurs preuves puisque contrairement aux chaussures antistatiques, ils n’ont pas à être portés exclusivement par une seule personne. L’opérateur à terre « ntistatique » devrait avoir une résistance totale au sol dans la gamme 105-108 Ohm (y compris le plancher). Des résistances plus faibles dans la gamme « conductrice » < (105 Ohm) ne sont nécessaires que pour les gaz sensibles et pourraient introduire un risque de choc du personnel provenant de l’équipement alimenté en cas de défaillance. La plupart des dispositifs pour la mise à la terre du poignet ou de la jambe ont une résistance intégrée 1 megohm pour éviter de tels chocs.

Aspiration

1. L’aspirateur est souvent utilisé pour vider les FIBC. Il est recommandé d’utiliser des tuyaux d’aspiration conducteurs pour éviter à la fois l’allumage de poudres inflammables et les chocs de nuisance du personnel. Ces tuyaux sont fabriqués à partir de plastique conducteur et ne sont pas enclins à donner des risques de choc ou des décharges incendives du tissu, qui peuvent se produire avec des tuyaux non conducteurs. Bien qu’il n’y ait pas de risque d’allumage avec des granulés dans l’air, des tuyaux conducteurs pourraient être spécifiés pour éviter les chocs de nuisance.

Poudres dans les atmosphères de gaz/vapeur inflammables (y compris les poudres humides de solvant)

1. Il peut être dangereux d’utiliser des FIBC de tout type en présence de gaz et de vapeurs inflammables à moins que l’atmosphère inflammable ne soit correctement contrôlée. Les types 100% plastiques donnent des dangers de brosse qui ne peuvent être évités, plus la possibilité de gonfler les brosses et même de propager des brosses. Leur effet inductif sur les conducteurs non échoués et les personnes dans les environs (risques d’étincelles) est plus important que d’autres types de FIBC. Ils peuvent également donner des risques d’étincelle s’ils ont des taches humides sur le tissu. Les FIBC antistatiques et conductrices peuvent être mis à la terre pour prévenir les rejets statiques. Toutefois, tout défaut de fabrication ou toute erreur opérationnelle dans l’établissement d’un échouement pourrait être désastreux. Les dommages causés par l’allumage, l’incendie et l’opérateur présentent des probabilités inacceptables pour une seule défaillance, en particulier lorsque la FIBC se décharge dans un réservoir liquide inflammable.
2. Les dangers pourraient en principe être considérablement atténués par l’utilisation de FIBC conductrices qui sont fondées par des élingues conductrices. Alternativement ou en outre, des indicateurs au sol peuvent être utilisés sur un terrain indépendant appliqué manuellement. Une formation approfondie du personnel et des essais du système de mise à la terre seraient essentiels. Cela introduit le problème de conseiller les clients sur l’utilisation sécurisée FIBC.
3. Des expériences menées par Wilson [1989] ont suggéré qu’une certaine conception antistatique FIBC incorporant des fils conducteurs isolés séparés par 20 mm supprimerait avec succès les décharges de brosse tout en étant incapable de stocker suffisamment d’énergie d’étincelle sur les fils pour enflammer les vapeurs de solvant communes dans l’air, même si la FIBC n’est pas fondée. Toutefois, cette conclusion était fondée sur des essais de vidange produisant un taux de charge particulier qui pouvait être partiellement neutralisé par la décharge de couronne des fils. À un taux de charge plus élevé, une tension plus élevée aurait pu être générée, et la généralité du résultat est incertaine.
4. Les expériences d’ICI [Rogers, 1991, Nelson et coll., 1993] appuient celles de Wilson. Il est prouvé que certains FIBC antistatiques contenant des fils isolés peuvent être intrinsèquement plus sûrs à condition que des caractéristiques précises de conception soient adoptées pour le numéro de fil, l’espacement, la résistance, la capacité et le tissage, et que les mélanges de gaz anormalement sensibles ne soient pas impliqués. Le développement récent de fils de polypropylène conducteurs (noir de carbone chargé) a amélioré la fiabilité des FIBC antistatiques du point de vue de la rupture du fil. EUREA revendique une conception fiable qui peut répondre aux exigences de la FDA en raison d’une doublure mince PE vierge.

Poudres dans l’air seulement

1. En raison du risque d’erreur de mise à la terre, il est préférable de sélectionner un FIBC 100% plastique pour la manipulation des poudres sèches seule. Cela élimine les risques d’étincelles de la FIBC elle-même. Les décharges de brosse du tissu ne peuvent pas enflammer les poudres et ne sont pas un problème. Il subsiste des problèmes en raison du gonflement des pinceaux du produit pendant le chargement, de la propagation des brosses pendant le déchargement et des sources d’étincelles diverses.
2. Il peut y avoir une certaine taille de FIBC au-dessus de laquelle l’allumage de poudre peut être possible pendant le chargement par le phénomène de décharge de brosse de gonflage, sans gaz/vapeur inflammable présent. Cette possibilité n’a pas été reconnue auparavant en ce qui concerne la taille de la FIBC, qui n’est normalement pas considérée comme une variable. Jusqu’à ce que l’on en sache plus, on suppose que cette possibilité n’existe pas pour les FlBC en dessous d’environ 1,5 m3 de volume (jusqu’à environ 500 kg) et pourrait apparaître comme la capacité de la FIBC augmente à environ 1000 kg. Elle ne concerne que l’allumage de particules fines dont le MIE est nominalement inférieur à celui du lycopodium (clavatum) ou des poudres plus grossières contenant une fraction d’amendes importantes avec un MIE nominalement inférieur à celui du lycopodium. Comme nous l’avons vu dans le texte, cette approche évite certains des problèmes associés à la variété des méthodes d’essai mie actuellement utilisées.
   • Étant donné que ce phénomène ne se produit qu’en vrac de gros tas de poudre chargée, l’allumage pendant le grand remplissage de FIBC > (1,5 m3) avec des poudres sensibles pourrait être effectué après avoir gonflé la FIBC avec de l’azote plutôt que de l’air. La vidange ultérieure des poudres sensibles à un système inerte pourrait par la suite être faite. Notez qu’il n’y a pas d’antécédents connus d’allumages via ce mécanisme.
3. À condition que les décharges de broussailles de gonflage soient évitées à l’aide de flbcs plus petits, des dangers peuvent encore exister en raison de la propagation des brosses et des étincelles, qui peuvent à la fois enflammer les poudres dans l’air. Le premier peut être évité en spécifiant une tension maximale de panne de 4 kV pour le mur FIBC. Les étincelles peuvent être évitées par l’échouement de l’opérateur et de l’équipement, et le stockage des FlBC à sec de sorte que les taches humides ne peuvent pas agir comme sources d’étincelles.
   • Une méthode d’essai spécifique est nécessaire pour l’application du critère de 4 kV. Le critère énoncé habituellement dans la documentation ne précise pas clairement comment effectuer le test. En outre, alors que certains auteurs n’appliquent le critère qu’au revêtement FIBC (en supposant que le tissage extérieur soit poreux), la référence est habituellement donnée au mur FIBC (tissage extérieur plus revêtement).
   • Le critère de 4 kV ne peut pas être appliqué rigoureusement aux poudres qui nécessitent des barrières d’humidité supérieures, puisque l’épaisseur du revêtement est généralement limitée à environ 1 mil. En raison de l’apparition de décharges faibles pour des tensions de panne un peu plus élevées, il pourrait être possible d’utiliser des revêtements plus épais, mais il s’agit actuellement d’une zone « grise » puisque l’énergie effective de ces rejets est difficile à évaluer expérimentalement.
   • En ce qui concerne la propagation des rejets de brosses des FIBC, il est significatif que ces rejets n’aient pas été signalés à la suite d’un grand nombre de tests expérimentaux de vidange de poudre qui ont été effectués. Cela suggère que la décharge se produit rarement. Un autre point est que les preuves existantes pour de telles décharges (comme nous l’avons vu) se trouvent dans l’observation de trous d’épingle dans les becs des FIBC usagés. Il faut déterminer si ceux-ci étaient effectivement dus à la propagation des brosses et non pas de minuscules taches minces dans les becs permettent la panne à une certaine tension inférieure, peut-être 2-4 kV. Si le phénomène ne se produit pas en fait, un domaine de préoccupation majeur avec 100% plastique FIBC peut être rejeté.

Poudres non inflammables

1. Ceux-ci comprennent granulés et certains grossiers granulaires combustibles materia ls, plus toute poudre identifiée comme non combustible. Pour le transfert d’air, ils doivent normalement être manipulés dans des FIBC 100% plastiques.
2. Ces poudres peuvent créer un danger statique dans les atmosphères de gaz/vapeur inflammables de la même manière que les poudres inflammables. La différence essentielle est que le gaz / vapeur doit être au-dessus de son LFL, plutôt que d’une fraction de celui-ci Aussi, la charge du personnel et les risques de choc sont similaires.
3. Un risque possible de manipulation grossière de granules et de granulés dans l’air est le choc du personnel sur les côtés d’un FIBC 100% plastique, en particulier pendant ou peu de temps après le remplissage. Si cela se produit, il pourrait être corrigé en utilisant le critère de 4 kV pour la tension de rupture du mur. D’autres mesures telles que l’électrode de décharge interne décrite par Blythe et Rougeâtre [1979] seraient normalement peu pratiques en raison de l’absence d’une ouverture disponible une fois que le bec de remplissage est serré.

Impact sur la qualité du produit de la statique

1. Si la tension de rupture d’un revêtement est dépassée, une décharge statique peut produire un trou d’épingle. L’apparition de trous d’épingle dans les revêtements FIBC pourrait avoir un impact significatif sur la qualité du produit, en particulier pour les produits qui sont hygroscopiques ou autrement sensibles à l’humidité. Des trous d’épingle peuvent également être formés pendant le remplissage des fourre-tout de fibre doublé en plastique.
2. Lorsque ce phénomène est suspecté, l’examen des revêtements de conteneurs usagés pourrait être effectué. Si des trous d’épingle sont trouvés, des tests pourraient être effectués pour déterminer leur effet sur le taux de perméation de l’humidité ou sur une autre mesure. Les remèdes possibles pourraient inclure des modifications au système de remplissage pour réduire la triboélectrification, l’augmentation de l’épaisseur du revêtement ou l’utilisation d’un système de neutralisation approprié près du point de chargement.

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