Värmekonsekvenser vid pölbrand - i gemensam cisterninvallning

Transkript

1 EXAMENSARBETE 2009:129 Värmekonsekvenser vid pölbrand - i gemensam cisterninvallning Anton Dahlgren BRANDINGENJÖRSPROGRAMMET Luleå tekniska universitet Institutionen för Samhällsbyggnad Avdelningen för Geoteknologi 2009:129 ISSN: ISRN: LTU - DUPP--09/ SE

2 Värmekonsekvenser vid pölbrand i gemensam cisterninvallning Anton Dahlgren Institutionen för samhällsbyggnad Avdelningen för Geoteknologi Luleå tekniska universitet

3

4 Förord Detta arbete är det avslutande examensarbetet på brandingenjörslinjen vid Luleå tekniska universitet (LTU). Arbetet omfattar 15 poäng vilket motsvarar 10 veckors heltidsstudier. Rapporten är gjord för Celanese Emulsions AB i Perstorp. Uppdraget var att se över vilka konsekvenser en brand i den gemensamma cisterninvallningen får. Jag vill tacka personalen på Celanese för deras engagemang och välvilja under dessa 10 veckor. Ett extra tack till Ronny Andersson, Bernd Demuth och Dina Menergi på Celanese för information och handledning i arbetet. Vill även tacka personalen på FSD:s kontor i Malmö för all hjälp i ämnesspecifika frågor beträffande brand. FSD har även tillhandahållit relevant litteratur och avancerade temperaturberäkningsprogram under arbetets gång. Tillsist vill jag tacka min handledare på LTU, Hans Mattsson som handlett mig i utformningen av rapporten. Malmö 9 november 2009 Anton Dahlgren i

5 ii

6 Sammanfattning Celanese Emulsions har genomfört en riskanalys över en brand i deras tanklager för flytande råvaror. I riskinventeringen sågs ett behov av att fördjupa analysen inom vissa områden för att tydligöra vilka konsekvenser en pölbrand kan ge. Denna rapport avser att utreda värmekonsekvenserna av en pölbrand i en gemensam cisterninvallning. Området som studeras är en invallning av sju cisterner innehållande olika kemikalier. Sannolikhetsberäkningar för läckage och antändning inom cisternområdet är gjorda utifrån Celanese Emulsions egna beräkningsmodeller. Modellerna bygger på studier som är utformade för cisternområden med likartade verksamheter som Celanese Emulsions i Perstorp. Tiden för antändning av de utsatta cisternerna har beräknats fram med hjälp av en förenklad metod, som bygger på ett antagande där gas/luftblandningen ovanför vätskan alltid är inom brännbarhetsområde. Den kritiska tiden för cisternen blir när termisk tändpunkt uppnås på den övre cisternplåtens innersida. Strålningseffekten från branden är beräknad på olika avstånd. Beräkningarna är gjorda med avseende på utsänd strålning, luftens transmissionsförmåga och synfaktorn för de olika avstånden. Strålningsresultaten för de olika distanserna har sen applicerats på en områdeskarta för industriområdet i Perstorp för att tydliggöra värmestrålningsnivåerna för det aktuella området. Resultaten av beräkningarna visar att läckage som leder till antändning inom cisternområdet sker 1,4 gång per år. Kritiska tiden för cisternerna är sekunder. Strålningseffekten från den beräknade pölbranden är 161 kw/m 2. Vid en radie på 20 meter är strålningen 43 kw/m 2 vilket ger med 100 % sannolikhet för andra gradens brännskador efter 20 sekunder. Strålningsnivåer för säker utrymning under en kortare tid kan ske på nivåer upp till 10 kw/m meter ifrån pölbranden är strålningen 8 kw/m 2 och snabbare utrymning kan ske på detta avstånd. Celanese har sin uppsamlingsplats 100 meter ifrån branden bakom en kontorsbyggnad, uppsamlingsplatsen anses vara säkert placerad. Vidare studier och arbeten utifrån denna rapport bör vara att se över utrymningsrutinerna och göra en inventering av känsligt material i närheten av cisternområdet samt att göra del invallningar inom området för att minska strålningseffekten. iii

7 Abstract Celanese Emulsions has conducted a risk analysis of a fire in the area were they have their tank storage of liquid materials. The risk analysis showed some areas that need deeper analysis of the consequences of a pool fire. This report intends to investigate the thermal consequences of a pool fire in an area containing seven tanks in one single dike. The seven tanks store various chemicals. Probability of leak and ignition in the tank area is analysed with Celanese Emulsions own calculation methods. The model is designed for tank areas that operates in the same type of business. The time for ignition of the affected tanks was calculated using a simplified method. The approach is based on an assumption that the gas / air mixture above the liquid always is in the flammable range. Critical time for the tanks will be attained when the fire point is reached on the internal sheet metal of the upper part of the tank. Radiation effects from the fire are estimated at various distances. The calculations are made for radiated emissions, air transmission and configuration factors for the different distances. Radiation results for the different distances are then applied to a district map for the industrial park in Perstorp, this is done to explain the heat radiation levels in the area. The results of the calculations in the tank area showed that leakage which leads to ignition has the probability to happen 1,4 every year. Critical time for the tanks is seconds. Radiation effects from the estimated pool fire are 161 kw/m 2. At a radius of 20 meter is the radiation 43 kw/m 2 which gives a 100% probability of second-degree burns after 20 seconds. Radiation levels for safe evacuation during a short period can be 10 kw/m 2. At a distance of 60 meter from the pool fire the radiation is 8 kw/m 2. Faster evacuation can be done at this distance. Celanese has a meeting point behind an office building, 100 meters away from the fire. This is considered to be a safe place. Further studies on the basis of this report should be to review evacuation procedures, make an inventory of sensitive material in the area of the tanks and make the dike area smaller so that the radiation effects can be reduced. iv

8 Teckenförklaringar och klargörande av begrepp Detta avsnitt ger förklaring till de olika ord och begrepp som används i rapporten. Boiling Liquid Expanding Vapor Explosion (BLEVE) BLEVE uppstår om brännbar substans, under tryck, i vätskeform, plötsligt strömmar ut i luften och antänds. Utströmningen kan bero på att tryckbehållaren utsätts för brand från utsidan. Brännbarhetsområden Ångorna från ett ämne är brännbara i luft vid en viss koncentration. Undre brännbarhetsgräns (UB) anger den lägsta koncentration gas blandad med luft måste ha för att kunna antändas. Övre brännbarhetsområde (ÖB) anger den högsta koncentration gas blandad med luft kan ha för att antändning skall ske. Någonstans mellan UB och ÖB finns det ideala brännbarhetsområdet (IB) där miljön är idealisk för antändning. Termisk tändpunkt Den lägsta temperatur vid vilket ett ämne kan antändas utan inverkan från låga eller annan tändkälla. Toxiska utsläpp Ämnen som sprider sig och är hälsoskadliga för människor och miljö. Polymerisation Vid en polymerisation sker en kemisk reaktion mellan molekyler. Reaktionen är exoterm vilket leder till temperaturhöjning. Monomerer Utgångsmolekylen vid en polymerisation där resultatet blir en polymer. Strålningsenergi Den energi som strålar ut ifrån ett objekt, W/m 2. Fire Safety Design (FSD) FSD är ett konsultbolag som har mer än 30 års erfarenhet av funktionsbaserat brandskydd. Statens Provningsanstalt (SP) SP är ett internationellt ledande forskningsinstitut inom byggbranschen. Ett av deras profilområden är inom brand, risk och säkerhet. Relativ luftfuktighet Andelen vattenånga i förhållande till den maximala mängden vattenånga vid aktuell temperatur. v

9 vi

10 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Syfte Uppgift Frågeställning Avgränsningar Objektbeskrivning Verksamhet på Celanese Cisternparken Konstruktion Olycksscenario Metod Sannolikhetsbedömning av läckage och antändning Strålningsenergi Strålningsberäkning Förbränningshastighet Flamhöjden Flamtemperatur Kritisk tid för cisternerna Temperaturökning över vätskenivån Temperaturökning under vätskenivå Brännbarhetsområden Omgivningens påverkan av strålningen Utstrålad strålning Atmosfärisk transmissionsförmåga Synfaktorn Exponeringskonsekvenser Resultat Sannolikheten för läckage och antändning Strålningseffekt för varje ämne Kritisk tid för cisternerna inom invallningen Brännbarhetsområde Kritisk tid Strålningspåverkan under vätskenivån Strålningspåverkan på omgivningen Diskussion/Analys Förslag på åtgärder och vidare studier Referenser BILAGA A - Cisternpark... 1 BILAGA B- Beskrivning av cisternerna och dess kemiska innehåll... 1 BILAGA C- Strålningsberäkningar... 1 vii

11 viii

12 1 Inledning 1.1 Bakgrund Celanese Emulsions industrier i Perstorp betraktas som farlig verksamhet enligt lagen om skydd mot olyckor (SFS 2003:778) och lyder under den högre kravnivån enligt sevesolagstiftningen (MSB 2009). I företagets handlingsprogram för att undvika allvarliga kemikalieolyckor ingår krav på omfattande riskanalyser. Våren 2009 genomfördes en riskanalys för brand i deras tanklager för flytande råvaror. Analysen visade att det fanns behov av att göra en mer djupgående analys över hur lagertankarna och omgivningen runtomkring påverkas av en pölbrand. En fördjupning inom området gör att olycksscenariot blir tydligare och de nuvarande nödlägesrutinerna kan utvärderas bättre. 1.2 Syfte Syftet för uppgiften är att klargöra vilka konsekvenser en pölbrand i gemensam cisterninvallning får. Företaget där studien genomförs är Celanese Emulsions AB i Perstorp, beskrivning av företaget finns under avsnitt Uppgift Uppgiften går ut på att bestämma vilken kemikalie som ger den största värmekonsekvensen vid brand, fastställa den kritiska tiden innan närliggande cisternen antänds eller exploderar samt att utvärdera den befintliga samlingsplatsens placering. 1.4 Frågeställning Denna rapport skall besvara följande frågeställningar; - Hur stor är sannolikheten för att ett läckage och en antändning kan ske vid cisternområdet i den gemensamma invallningen? - Vilket ämne ger störst strålningseffekt? - Vilken är den kritiska tid då omgivande cisterner påverkas negativt av branden? - Hur mycket påverkas cisterntemperaturen av polymerisationen? - Är samlingsplatsen rätt placerad för personalen inom området? 1.5 Avgränsningar I rapporten har nedanstående avgränsningar gjorts; - Arbetet kontrollerar inte om cisternparken uppfyller dagens lagkrav för hantering av brandfarliga vätskor. - Det görs ingen studie över toxiska utsläpp. - Strålningsberäkningar och påverkan från branden görs endast mot cisternerna i den gemensamma invallningen och inte mot andra cisterner i området. 1

13 1.6 Objektbeskrivning Celanese Emulsions AB ligger inom Perstorp Industripark. I parken finns det internationella företag, serviceföretag, fritidsanläggningar och restaurang. Perstorps räddningstjänst finns i direkt anslutning till parken. Här har man kompetens och materiella resurser till att ta hand om eventuella olyckor inom industriområdet (Perstorp, 2009). En överblick över industriparken och dess verksamheter ses i Figur 1. Figur 1 Verksamheter inom Perstorps industripark (Perstorp, 2009) 2

14 1.6.1 Verksamhet på Celanese Celanese Emulsions AB är ett högteknologiskt kemiföretag som tillverkar vattenbaserade plastemulsioner för färg-, lim-, pappers- och textil/non-wovenindustrin. Företaget ingår i Celanesekoncernen som har industrier i flera länder. Verksamheten i Perstorp har ca 90 anställda och omsätter ca 600 Mkr/år. Plastemulsioner är bindemedel som ger olika egenskaper beroende på vad slutprodukten skall användas till. Vid försäljning till färgindustrier ger emulsionen egenskaper så att färgen adeherar väggen och ger den yta som beställaren efterfrågar. Emulsioner till pappersnäsdukar skall ge egenskaper som mjuk och hållbar. Vid tillverkningen av emulsioner bildas små polymerisationspartiklar av monomerer och vinylacetat suspenderat i vatten. Beroende på vilken egenskap kunden söker tillsätts olika monomerer (Menergi, 2009). Industriområdet för Celanese Emulsions Norden AB kan ses i Figur 2. Figur 2 Celanese Emulsions industri i Perstorp (Andersson, 2009) 3

15 1.6.2 Cisternparken Cisternparken består av 10 cisterner, se Figur 3. Invallningen av cisternerna är 20 cm hög, se Figur 4. Av dessa 10 cisterner befinner sig sju inom en gemensam invallning. En av dessa sju cisterner är tom medan de andra innehåller olika kemikalier. I bilaga A ges en beskrivning av cisternerna och dess kemiska innehåll. För att ämnena i cisternerna skall vara mindre reaktiva är stabilisatorer tillsatta. Stabilisatorernas uppgift är att förhindra polymerisation vid låga temperaturer som kan uppnås varma sommardagar (Bernd, 2009). Området kring cisternerna är ex-klassat vilket innebär att all utrustning är tillverkad för att användas i en miljö där det finns en explosionsrisk. Utrustningen är konstruerad så att den inte avger någon energi som kan antända de explosiva gaser som möjligen finns inom cisternområdet (Arbets- och miljöhygien AB, 2009). Figur 3 Cisterner i den gemensamma invallningen (Celanese, 2009) Figur 4 Cisterninvallningen i profil (Celanese, 2009) 4

16 1.6.3 Konstruktion Cisternerna är uppbyggda av en tunn plåt utan isolering. Taket på cisternerna ligger på konsoler och är fäst med en svets se Figur 5. Svetsen är cisternernas svagaste länk (Björk, 2009). Vid konstruktioner med fast yttertak finns alltid en luft/gasblandning överst i behållaren. Figur 5 Cisterntakets konsoler (Bendetti, 1997) I övre delen av cisternerna sitter även tryck/vakuumventiler eller avluftningsrör. Ventilerna och avluftningsrören är till för att hålla ett jämnt tryck på en atmosfär i cisternen (Demuth, 2009). Tryckförändringar kan ske vid tömning eller fyllning av tanken samt vid temperaturförändringar i omgivningen, se Figur 6. Figur 6 Vid fyllning och tömning av cisterner måste trycket jämnas ut inne i tanken, fyllning minskar luftmängden och tömning ökar luftmängden (Bendetti, 1997). I situationer där trycket ökar fort och tryck/vakuumventilen inte räcker till skall svetsen på cisterntaket släppa och taket skall öppna sig (Björk, 2009). Med denna konstruktion vill man förhindra att stora gasexplosioner sker vilket kan leda till BLEVE. Det finns fall där taket har varit "för bra svetsat och lett till att hela tanken har flugit upp som en raket, se Figur 7. Det är viktigt att takkonstruktionen fläker upp sig så inte locket flyger iväg. Ett lock som flyger iväg kan leda till svåra skador på andra cisterner eller människor. 5

17 Figur 7 Cistern som exploderar, cisternen flyger iväg som en raket (Bendetti, 1997) 1.7 Olycksscenario Det värsta som kan hända inom invallningen är att ett läckage uppstår från den cistern som ger störst strålningsenergi. Cisternen är fylld och all vätska läcker ut i invallningen. En antändning sker och brand uppstår. 6

18 2 Metod 2.1 Sannolikhetsbedömning av läckage och antändning Metoderna som har använts för att ta fram sannolikhetsbedömningar för läckage och antändning är framtagna av Celanese Emulsions AB. Sannolikhetsbedömningarna grundar sig på studier utifrån företagets verksamheter. Metoden som valdes till denna rapport är en grov uppskattningsmetod där frekvensen för läckage från en cistern sätts till 1,0 * 10-4 /år enligt Celanese metoder. Läckage kan även ske från flänsar, rörledningar eller packningar till och från tanken. Med anledning av detta har en faktor 2 använts för att sannolikhetsmodellen ska få ett mer sanningsenligt resultat (Bernd, 2009). Antändning av läckagespillet i cisterninvallningen sker enligt Celanese metoder 0,01/år (Celanese, 2005). 2.2 Strålningsenergi Beräkningen av strålningsenergi från ämnena inom cisterninvallningen är gjorda i olika beräkningssteg. Metoden för de olika stegen redovisas i avsnitten nedan. Värden och beräkningsresultat ses i bilaga B-strålningsberäkningar. Butyldiglykolacetat anses som en icke farlig produkt enligt svenska kriterier och är därför inte med i strålningsberäkningarna (Dow Sverige AB, 2007). Flamtemperaturen beräknas i avsnitt för att få en uppskattning om hur varm flamman är Strålningsberäkning Strålningsberäkningar (W/m 2 ) är gjorda utifrån ekvation 1 (Statens forskningsanstalt, 1997), där de ingående storheter är förbränningshastigheten `, energivärdet h, höjden på flamman h och pölens diameter på. Storheterna beräknas enligt avsnitt =,ଷହ ` ଵ ସ / (1) Förbränningshastighet Förbränningshastigheten ` (kg/m 2 s) för kemikalierna som finns inom cisterninvallningen fanns inte tabellerade och har därför beräknat dessa med hjälp av ekvation 2, (Statens forskningsanstalt, 1997). Storheterna i ekvationen är energivärdet h (J/kg), ångbildningsvärmen h ௩ (J/kg), materialets specifika värmekapacitet ܥ ௩ (J/kgK) och skillnaden mellan ämnets kokpunkt och omgivningens temperatur. Omgivningens temperatur har antagits vara 293 K. ` = 1,0 10 ଷ h h ௩ + ܥ ௩ (2) Fakta om ämnena har hämtats ifrån kemikaliedatablad enligt Hexion Specialty Chemicals (2007), Dow Sverige AB (2007), Chemickè Zàvody Sokolov (1999), BASF AB (2009) och BASF Aktiengesellschaft (2006). För VeoVa10 hittades inget energivärde eller förbränningshastighet. 7

19 Förbränningshastighet och energivärde har därför antagits utifrån ämnets egenskaper. Enligt SFPE (Babruskas, 1988) ligger förbränningshastigheter normalt mellan 0,015-0,100 kg/m 2 s och specifikt för organiska ämnen mellan 0,041-0,101 kg/m 2 s. Energivärdet för VeoVa10 har antagits att vara jämbördigt med Styren då detta har det högsta energivärdet inom cisternparken Flamhöjden Höjden på flamman är beräknad enligt ekvation 3 (Statens forskningsanstalt, 1997) där de ingående storheterna är pölens diameter (m), luftens densitet ߩ (kg/m 3 ), tyngdaccelerationen (kg/m 2 s), förbränningshastigheten ` (kg/m 2 s), och höjden på flamman h (m). Höjden på flamman dividerat med pölens diameter skall uppfylla villkoret 0,8 till 4. Pölens diameter beräknas utifrån ekvation 4 där ingående storheter är pölens area ܣ (m 2 ) och - A Arean beräknas efter mätningar på översiktskartan över cisternparken, se bilaga.ߨ Cisternpark. h = 42 `,ଵ ൨ ఘ ඥ (3) = ට ସ గ (4) Flamtemperatur Flamtemperaturen (K) beräknas utifrån Stefan-Boltzmanns lag, ekvation 5 (Statens ߪ forskningsanstalt, 1997). Ingående storheter är strålning (W/m 2 ) och Boltzmanns konstant (W/m 2 K 4 ). ସ ቀ ఙ ቁ భ ߪ = ర = (5) Vid användandet av denna lag anses flamman vara en ideal svart kropp där temperaturen endast är påverkad av strålningen. 8

20 2.3 Kritisk tid för cisternerna Henry Persson skriver i SP Rapport 1996:06 Uppvärmningsförloppet är dock en komplicerad process med många osäkra faktorer och parametrar involverade. Osäkerheten i beräkningarna grundar sig på den infallande strålningen, som är beroende av flammans intensitet och synfaktor för cisternen. Även strömningsförhållandena som uppstår vid värmeöverföringen från cisternplåt till vätska är väldigt osäkra då detta sker via konvektion till vätskan. För tankar som inte är helt fyllda sker en del av värmeöverföringen till vätskan via strålning. Beräkningar på detta kräver tillgång till vätskans synfaktorer och dess absorptionsförmåga av värmen. Hänsyn bör även tas till kokning och förångningsprocessen för att uppskattningarna av uppvärmningsförloppet skall bli någorlunda korrekt. Idag finns det ingen beräkningsmodell som beräknar den tiden det tar för cisterner med fast konstruktion att antända utifrån alla ingående faktorer som är nämnda här ovan. För att uppskatta den kritiska tiden innan en antändning sker används en ansenligt enklare beräkningsmodell. Kritisk tid anses vara då den inre cisternplåtsväggen över vätskenivån har uppnått termisk tändpunkt för det ämne som cisternen innehåller (Persson, 1996). Termisk tändpunkt för de ämnen som behandlas i rapporten visas i Tabell 1. Tabell 1 Termisk tändpunkt (Hexion Specialty Chemicals 2007, Dow Sverige AB 2007, Chemickè Zàvody Sokolov 1999, BASF AB 2009 och BASF Aktiengesellschaft 2006) Ämne Termisk tändpunkt C Styren 490 Butylakrylat 267 VeoVa Etylhexylakrylat 252 Butyldiglykolacetat 290 9

21 Denna modell kan dock endast användas till cisterner som är av typen fast takkonstruktion. I konstruktioner med fast tak är en del av cisternplåten i kontakt med vätskan medan en annan del av plåten inte är i kontakt med vätskan. I cisternplåtsområden där vätskan inte har kontakt med plåten sker en temperaturhöjning fortare än vid de plåtområden som har kontakt med vätskan. Med högre temperatur ökar förångningen av vätskan och bränslekoncentrationen av gasvolymen tilltar ovanför vätskan (Meyer, 2004). I Figur 8 ses en öppen cistern som brinner. Här ser man tydligt att det är gasen ovanför vätskan som brinner och hur varierande temperaturen är i cisternen vid brand. Figur 8 Temperaturskillnader vid en cisternbrand (Bendetti 1997) Gaskoncentrationerna i cisternen kan variera beroende på hur mycket vätska som finns i cisternen (Persson, 1996). För att en antändning skall ske i cisternerna krävs det att termisk tändpunkt är uppnådd inom ett område där gasvolymens koncentrationer är inom brännbarhetsområdet. Att klargöra exakt tid när gasens brännbarhetsområde i cisternen uppnås anses ligga utanför omfattningen på detta arbete då det beror på hur mycket vätska det är i tanken. För att veta om brännbarhetsområde kan infinna sig för de olika vätskorna har en beräknings undersökning gjorts. Beräkningarna gjordes med hjälp av ångtryck vid 20 C och lägre- respektive högre brännbarhetsområde för varje ämne, se För att få fram en kritisk tid då gasen i cisternen är inom brännbarhetsområde har ett antagande gjorts. Brännbarhetsområdet anses alltid infinna sig och den kritiska tiden uppstår när den övre cisternplåtens temperatur uppnår termisk tändpunkt för vätskan. Genom detta antagande underskattas inte tiden tills en antändning inträffar. 10

22 Som tidigare nämnts i detta avsnitt kräver värdering av temperaturförändringen under vätskenivån komplicerade beräkningar. SP har gjort beräkningsexempel med hjälp av TASEF. Programmet är ett tvådimensionellt värmeberäkningsprogram för fasta material (SP, 2009). SP har jämfört beräkningarna med experimentella försök för att visa en uppskattning på vilken tillförlitlighet beräkningarna har till verkligheten. Analysen från beräkningsresultatet visar att TASEF kan användas för värmeberäkningar på mindre vätskefyllda cisterner. Beräkningar på cisterner med stora diametrar som 40 m ger inte ett tillförlitligt resultat och vidare studier inom detta område behövs göras (Persson, 1996). I detta arbete har SP:s fullskaleförsök i Guttasjö granskats för att få en uppfattning om hur stor temperaturhöjningen i vätskan är. Resultaten för försöken ses i Figur 9 och försöksuppställning finns redovisad i avsnitt Polymerisationens inverkan på temperaturhöjningen är en komplicerad process. Ett resonemang om polymerisationens inverkan är gjord och återfinns i diskussionen. Figur 9 Temperaturstegringar i en cistern som är strålningspåverkad. Mätpunkter över och under vätskeytan är uppmätta. 11

23 2.3.1 Temperaturökning över vätskenivån Beräkningarna för temperaturförändringen i stålet gjordes med hjälp av ett värmeberäkningsprogram som heter TEMPCALC. Fire Safety Design beskriver programmet på följande vis; TEMPCALC är ett FEM-program på PC för temperaturberäkningar av konstruktioner utsatta för brand. Programmet kan hantera både instationära och stationära beräkningar av två dimensionell struktur med flera ingående material. I programmet löses den partiella differentialekvationen, ekvation 6, där de ingående storheterna är temperaturen ( C), värmekonduktivitet ௫,௬ (J/kg C), densitet ߩ (kg/m3), specifik värmekapacitet (J/kgK) och värmegenerering (W/m3). Programmet tar hänsyn till hur stålets specifika värmekapacitet förändras med temperaturen, se Figur 10. డ డ௫ డ డ డ డ ቀ ௫ డ௫ቁ+ డ௬ ቀ ௬ డ௬ቁ+ = ߩ డ௧ (6) Figur 10 Specifik värmekapacitet för stål vid olika temperaturer (Eurocode 3, 1997) 12

24 2.3.2 Temperaturökning under vätskenivå I Guttasjö utfördes fyra pölbrandsexperiment, två med bensin och två med aceton/etanol. Ytan på pölbranden var 200 m2. Syftet med experimentet var att ta fram underlag för dimensionering av basutrustning för släckning av t.ex. en tankbilsolycka. Experimentet utnyttjades även för att få en uppfattning om hur en tank påverkas av direkt flamverkan (Persson, 1990). Försöksuppställning för experimentet ses i Figur 11, tankens mätpunkter ses i Figur 12 och resultatet visas i figur 9. Figur 11 Försöksuppställning Guttasjö-försöken (Persson 1990) Figur 12 Mätpunkter i exponerad tank i Guttasjö-försöken (Persson 1990) 13

25 2.3.3 Brännbarhetsområden Alla ämnen som kan bli utsatta för pölbrandens värmekonsekvenser i den gemensamma cisterninvallningen har olika brännbarhetsområden, se Tabell 2. VeoVa10:s gränser vad gäller brännbarhetsområde kunde inte hittas och har därför inte medtagits i studien. En uppskattning om vätskornas brännbarhetsområde kommer uppnås vid invallningsbranden har gjorts. Bedömningen gjordes genom att beräkna hur stor gaskoncentrationen var vid 20 C i cisternen. Koncentrationen gas i ett slutet system ökar med stigande temperaturer. Visar resultatet för gaskoncentrationen vid 20 C mindre koncentration än det lägre brännbarhetsområdet kommer brännbarhetsområdet infinna sig. Tabell 2 Brännbarhetsområden Ämne Å ( ܓ ܡܚܜ ܖ ۱) ܖܚ ܜܛ ܓ ܡܚ Lägre brännbarhetsområde Övre brännbarhetsområde Styren Butylakrylat 0,60 % 0,43 % 1,10 % 1,1 % 6,1 % 7,8 % VeoVa10 Etylhexylakrylat 0,01 % 0,9 % 6,0 % Butyldiglykolacetat 0,01 % 0,76 % 10,7 % 2.4 Omgivningens påverkan av strålningen Omgivningen kring en pölbrand påverkas av strålningen från branden. Beräkningen av strålningen till omgivningen har gjorts utifrån Försvarets forskningsanstalt (1998) och Drysdale (1999). För att kunna beräkna strålningen till omgivningen har vissa värden antagits, se Tabell 3. Tabell 3 Antagna värden Temperatur Luftfuktighet 8 C (Skåne, 2009) 60 % (SMHI, 2009) Strålningen som når en människa eller byggnad ݍ ` (kw/m2) är inte lika stor som den avgivande utstrålningen ௦ (kw/m2). Strålningen mot en specifik punkt beräknas utifrån ekvation 7 (Försvarets forskningsanstalt, 1998) där även atmosfärisk transmissionsförmåga och synfaktor ܨ ingår. ݍ ` = ܨ (7) 14

26 I avsnitt redovisas metoderna för hur strålningen, atmosfärisk transmissionsförmåga och synfaktorer beräknas. Konsekvenserna som strålningsexponering medför visas i kapitel Utstrålad strålning Den utstrålade strålningen ( ௦) beräknas utifrån ekvation 8 (Försvarets forskningsanstalt, 1998) storheterna ses i avsnitt ௦ =,ଷହ ` (8) ଵ ସ / Strålningen som utstrålas ௦ (kw/m2) beror på emissiviteten ε på det material som värmen strålar utifrån, se ekvation 9 (Försvarets forskningsanstalt, 1998). Emissiviteten för pölbranden är beroende av flammans tjocklek, se Figur 13. Då pölbrandens flamma är 25 meter bred sätts emissiviteten till 1. ௦ = ߝ (9) Figur 13 Emissionstal för olika flamtjocklekar (LTU 2005) Atmosfärisk transmissionsförmåga Atmosfärisk transmissionsförmåga τ anger hur mycket av strålningen som når målet tillföljd av absorptionen av energi från vattenånga ߙ௪ och koldioxid ߙ i atmosfären. Transmissionsförmågan beräknas enligt ekvation 10 (Försvarets forskningsanstalt, 1998). = 1 ߙ௪ ߙ (10) 15

27 Absorptionsfaktorn för vatten och koldioxid avläses ur Figur 14. Avläsning görs med hjälp av flamtemperatur, partialtrycket i atmosfär och avståndet mellan flamman och träffpunkten. Figur 14 Absorptionsfaktor koldioxid och vattenånga (Statens forskningsanstalt, 1997) Partialtrycket i atmosfären för vattenångan är beroende av temperaturen. I Tabell 4 visas partialtrycket vid 100 % relativ luftfuktighet. Koldioxidens partialtryck är dock oberoende av temperaturen och håller ett jämnt partialtryck på 30 Pa (Försvarets forskningsanstalt, 1998). Ångtrycket för 8 C antas vara likvärdigt med ångtrycket för 10 C. Tabell 4 Partialtrycket vid olika temperaturer vid 100 % relativ luftfuktighet. Temperatur ( C) Ångtryck (Pa)

28 2.4.3 Synfaktorn Synfaktorn ܨ anger den andel strålning som når en specifik punkt, se Figur 15. I beräkningarna antas flamman vara rektangulär, diametern på flamman är då lika stor i botten som i toppen. Beräkningsekvationer för synfaktorn ses i ekvation Figur 15 Strålning mot en specifik punkt (Persson, 1996) Synfaktorn ܨ ଵ ଶ mellan flamman och den specifika mottagande punkten beräknas igenom att flamman delas upp i fyra rektanglar, se Figur 16. Totala synfaktorn ܨ ଵ ଶ för de fyra fälten ges av ekvation 11. ܨ ଵ ଶ = ܨ ଵ ଶ, + ܨ ଵ ଶ + ܨ ଵ ଶ + ܨ ଵ ଶ (11) Den kritiska punkten beräknas på två meters höjd då ansiktet är en känslig zon för strålning. Genom att dela upp brandens yta i olika stora rektanglar kan strålningsberäkningar på olika höjder beräknas, se Figur 16. Figur 16 Synfaktorsuppdelning för mottagande punkt (Drysdale, 1998) 17

29 ܨ ଵ ଶ uträknas med hjälp av ekvation 12. Infallande vinklar ߠଵ och ߠଶ är lika med noll. Synfaktorerna för ܨ ଵ ଶ, ܨ ଵ ଶ och ܨ ଵ ଶ beräknas med ekvation 12 där deras areamått ܣ ଵ = ܮ ଵ ܮ ଶ används, se Figur 17 ୡ୭ୱఏభ ୡ୭ୱఏమ ܨ ଵ ଶ = భ గ మ ܣ ଵ (12) Synfaktorn för respektive yta beräknas enligt ekvation 13. ܨ ଵ ଶ = där = ଵ ቀ ଶగ ଵ మ tan ଵ ଵ మ + ଵ మ tan ଵ ଵ మቁ ܮ ଵ ܮ ଶ och = enligt Figur 17 Figur 17 Måttenheter för beräkning av synfaktor (Drysdale, 1998) 18 (13)

30 2.4.4 Exponeringskonsekvenser Vid brand inom cisterninvallningen påverkas personer och byggnader av strålningen från branden. Värmestrålning mot människor kan leda till brännskador på huden. Skadorna indelas i tre klasser beroende på hur allvarliga skadan är (Försvarets forskningsanstalt, 1998). 1:a gradens brännskador ger rodnad på huden som även blir torr och öm. 2:a gradens brännskador är allvarligare, huden får blåsor och blir våt och röd. 3:e gradens brännskador är allvarligast, huden blir torr och är vit, gul eller svart. Vid svart färg finns ingen känsel i huden då nervtrådarna är skadade. Konsekvenser av värmestrålning ses i Tabell 5. Tabell 5 Konsekvens av värmestrålning Strålning Konsekvens (kw/m2) Källa 1 Ingen smärta på bar hud (Statens forskningsanstalt, 1997) 19 7,5 2:a gradens brännskador vid bestrålning under 1 minut 100 % sannolikhet 50 % sannolikhet (Statens forskningsanstalt, 1997) (Statens forskningsanstalt, 1997) :a gradens brännskador vid bestrålning under 20 sekunder 100 % sannolikhet 50 % sannolikhet (Statens forskningsanstalt, 1997) (Statens forskningsanstalt, 1997) Tryckimpregnerat trä antänds efter 5 minuter Outhärdlig smärta vid bestrålning av bar hud efter några sekunder Plåttemperaturen uppnår 450 C på ca 15 min Ger 773 C, trä spontan antänds vid C (Statens forskningsanstalt, 1997) (Statens forskningsanstalt, 1997) (Persson, 1996) (Lärkfors Bygg, 2009) 19

31 Tolerabel strålning beror på hur lång exponeringstiden för strålningen är. Ju längre tid någon/något utsätts för strålning desto allvarligare blir konsekvenserna. Brandskyddshandboken (2005) har tagit fram material som visar på hur mycket strålning som är acceptabelt för människor beroende på tiden de utsätts för strålningen, ses i Figur 18. Figur 18 Acceptabel strålningspåverkan på människan, som funktion av exponeringstiden, utan närvaro av brandgaser (LTH, 2005) 20

32 3 Resultat 3.1 Sannolikheten för läckage och antändning Ett större läckage inom cisterninvallningen sker 1,4 gånger per tusende år och var hundrade gång sker en antändning av läckaget. 3.2 Strålningseffekt för varje ämne Resultaten efter beräkningarna visar att Styren ger störst strålningseffekt ngseffekt vid en eventuell pölbrand, se Figur 19. Strålningseffekt Ämne Etylhexylakrylat 131 VeoVa Butylakrylat 115 Styren Strålningseffekt (kw/m2) Figur 19 Strålningseffekt för ämnena i cisternparken 3.3 Kritisk tid för cisternerna inom invallningen. Den kritiska tiden för cisternerna är när termisk tändpunkt uppnås och gasen befinner sig inom brännbarhetsområde. I denna rapport har ett antagande gjorts att ämnet alltid är inom brännbarhetsområde rhetsområde oavsett temperatur. Dock har beräkningar ingar gjorts för att se om det är möjligt att ämnenas brännbarhetsområde kan uppnås. uppnås Resultaten för brännbarhetsområdet och kritiska tiden ses under der avsnitt Brännbarhetsområde Alla ämnens brännbarhetsområde som har studerats kommer att infinna sig vid en temperaturökning. Detta grundar sig på att gaskoncentrationen gaskoncentrationen ligger lägre vid 20 C än vad den lägre gränsen för brännbarhetsområdet nbarhetsområdet gör. 21

33 3.3.2 Kritisk tid Vid direktpåverkan från en flamma på en cisternplåt som inte är i kontakt med vätskan uppnås fort höga temperaturer. Resultaten från värmeberäkningarna ses i Figur 20. Påverkan från stålets specifika värmekapacitet ses i grafen vid ca 750 C. Figur 20 Den inre cisternplåtstemperaturen över vätskenivån vid direkt påverkan av flamma (1000 C, 161 kw/m2) beräknat med TEMPCALC Tiden det tar för cisternerna att uppnå termisk tändpunkt är den kritiska tiden, se Figur 21. Kritisk tid för cisternerna 3 2,7 Tid (min) 2,5 2,3 2,2 2,1 2 1,5 1 0,5 0 Styren Butylakrylat VeoVa10 Ämne Figur 21 Kritisk tid för cisternerna 22 Etylhexylakrylat

34 3.4 Strålningspåverkan under vätskenivån Resultaten från Guttsjöförsöken visar att temperaturstegringen är väsentligt högre över vätskenivån än under. 3.5 Strålningspåverkan på omgivningen Strålningen från pölbranden avtar ju längre avståndet blir ifrån branden, ses i Tabell 6. Figur 22 visar strålningsnivåerna på olika avstånd vid Celanese Emulsions AB i Perstorp. Tabell 6 Strålningen på olika avstånd från pölbranden ܜܛܞۯ å ) ܕ( ܖ હ ܟ હ (ૡ ۱) ` ܚܙ ቀ ܓ ቁ ܕ ,11 0,14 0,01 0,01 0,88 0,85 0,482 0, ,16 0,02 0,82 0, ,17 0,02 0,81 0, ,18 0,03 0,79 0, ,19 0,21 0,03 0,04 0,78 0,75 0,067 0, ,22 0,04 0,74 0, ,23 0,24 0,04 0,05 0,73 0,71 0,033 0,

35 Figur 22 Strålningsnivåerna på olika avstånd ifrån pölbranden vid Celanese Emulsions AB i Perstorp 24

36 4 Diskussion/Analys Ett läckage inom cisterninvallningen skulle antagligen upptäckas innan all vätska runnit ut ifrån cisternen. Om läckage sker och ingen upptäcker detta krävs energitillförsel för att en antändning skall ske. För att minimera sannolikheten för antändning är utrustningen inom området ex-klassad. Celanese har vidtagit åtgärder för att förhindra antändning och läckage. Dock kan rutiner och utrustning fela och olyckan kan vara framme. Sannolikhetsresultatet visar på att antändning av läckage inom cisterninvallningen sker 1,4 gånger per år och svaret känns rimligt med tanke på den teknik och rutiner som Celanese har vidtagit för området. Den kritiska tiden för cisternerna inom cisterninvallningen beräknas vara 2-3 minuter. I beräkningarna antar man att flamman strålar med full intensitet direkt, i verkligheten tar det en viss tid för branden att komma upp till full intensitet. Ingen vindpåverkan är med i beräkningarna, i verkligheten kommer antagligen luftrörelser påverka flamman. Med avseende på ovan nämnda faktorer kan därför den kritiska tiden ökas med ca 1-2 minuter (Persson, 1996). Detta stämmer väl med de uppmätta temperaturerna som är gjorda på plåttemperaturen över vätskenivån i Guttasjö-försöken. En brand inom invallningen får större konsekvenser ju högre utomhustemperaturen är. Detta beror på att Butylakrylat och Styren har låga flampunkter, 41 C och 32 C. Varma sommardagar kommer dessa temperaturer uppnås och luft/gasblandningen i cisternerna kommer vara inom brännbarhetsområde redan innan branden börjat värma cisternerna. Andelen brännbara gaser i cisternen kommer därför vara större ju högre utomhustemperaturen är. När de brännbara gaserna antänds sker en explosion. Explosionens styrka beror på hur mycket av luftutrymmet i cisternen som är fyllt av brännbara gaser. Finns det stora volymer av brännbara gaser blir explosionen kraftigare. En kraftig explosion kan göra att locket flyger iväg och skadar byggnader och människor i närheten. Sannolikheten för att detta skall ske är små då cisternernas tak är konstruerade för att fläka upp sig. Guttasjö-försöken har studerats för att få en uppskattning om hur mycket vätskan i cisternen ökar i temperatur. Försöken visar att temperaturen över vätskenivån ökar fortare än under. I försöken är tanken placerad cirka 10 m från bålkanten och tanken blir inte utsatt för direkt flampåverkan vilket cisternerna som utreds i denna rapport blir. En jämförelse mellan Guttasjö och Celanese cisterner kan likväl göras för att man skall få en uppfattning om skillnaden i temperaturökning under respektive över vätskenivån. En parameter som inte är medtagen i Guttasjö-försöken som är viktig att ha med i beaktningen är polymerisationens påverkan på cisternerna. Polymerisationen påskyndar värmeutvecklingen i cisternen och gör att temperaturstegringen sker fortare. Den kritiska temperaturen i vätskan är när kokpunkt uppnås och trycket i cisternen blir för stort och en gasexplosion sker, sannolikhet för BLEVE finns. Kokpunkten ligger på ca C för vätskorna i cisternområdet. Även om polymerisationen gör att denna temperatur uppnås fortare kommer plåttemperaturen över vätskenivån öka väsentligt fortare, vilket resulterar i att taket på cisternen öppnar sig och en BLEVE inte kan uppstå. 25

37 Strålningen från pölbranden i cisterninvallningen blir hög och kommer påverka omgivningen. Cisternerna som ligger närmast pölbranden kommer bli påverkade av strålningen på grund av det korta avståndet. Mindre än 10 meter från invallningen ligger kyltornet som delvis är uppbyggt av trä. Trä antänds spontant vid C. Inom 10 m kommer strålningen vara på ca 68 kw/m2. Strålning på denna nivå ger temperaturer på 773 C vilket gör att kylanordningen kommer påverkas av branden. Även laboratoriebyggnaden, tanklastningen och de stora vinylacetat(va)-cisternerna kommer ligga inom ett område där strålningsnivåerna är mellan kw/m2. Blir en cisternplåt utsatt för 30 kw/m2 i mer än 15 minuter kommer plåttemperaturen stiga till 450 C. Vid dessa temperaturer finns det stor sannolikhet för att VA-cisternerna kommer bli negativt påverkade och det finns risk för ett olyckscenario. Då den kritiska tiden för cisternerna är kort kommer antagligen flera cisterner börja brinna innan räddningstjänsten får kontroll över branden. Strålningseffekten till omgivningen kommer därför vara högre än den beräknade då cisternernas strålning inte är medräknad. När en brand utbryter är det viktigt att sätta sig i säkerhet. Boverket hänvisar till att utrymning får ske över områden med högst 10 kw/m2 om exponeringstiden är mindre än 5 sekunder. På 60 meters avstånd från branden ligger strålningsnivåerna på 8 kw/m2. Den nuvarande samlingsplatsen är på parkeringen 105 meter från branden strax söder om kontorsbyggnaden. På 100 meters avstånd utan skydd är strålningen 3 kw/m2. Samlingsplatsen anses som lämplig då den ligger skyddad bakom kontorsbyggnaden och på ett säkert avstånd från brandområdet. Något som är viktigt för personalen är att de får tydliga utrymningsrutiner så att man inte utrymmer mot branden. Strålningsberäkningarna är gjorda vid vindstilla förhållanden. Cisternparken ligger relativt vindskyddad mellan byggnader. Skulle det blåsa när branden sker kommer strålningen i vindriktningen vara högre än motstående sida. Vindförhållanden kan vara viktiga för personal som skall utrymma och räddningstjänsten som skall släcka branden. 26

38 5 Förslag på åtgärder och vidare studier För att mildra konsekvenserna och höja säkerheten på Celanese i Perstorp finns det ett antal förslag på åtgärder och vidare studier; - Delinvalla cisternparken En minskning av brandytan skulle innebära att strålningen blir lägre till omgivningen och direkt flampåverkan på flera cisterner skulle kunna undvikas. - Högre invallning En ökning av invallningens höjd reducerar strålningen till omgivningen. - Isolera cisternerna Den kritiska tiden innan de andra cisternerna påverkas av branden kan förlängas om cisternerna isoleras. - Inventering av känslig utrustning kring cisterninvallningen I närheten av cisternerna finns det utrustning som är viktig för övriga industriprocesser i form av kylanläggningar och kablar. Även material som kan förvärra olyckssituationer, exempel gasoltuber, finns inom ett farligt område. En riskinventering omkring cisterninvallningen rekommenderas. - Utrymningsstrategier Då personer kan utrymma mot olycksområdet vid en eventuell pölbrand bör utrymningsstrategier arbetas fram. Det är viktigt att personalen på området vet hur utrymning skall ske för att undvika skador. - Strålningsberäkning mot VA-tankarna I närheten av den eventuella pölbranden ligger stora vinylacetattankar. En studie över hur de påverkas av den eventuella strålningen bör göras. - Vattentillgång En undersökning över vattentillgången för räddningstjänsten vid släckningsarbetet bör göras. 27

39 28

40 6 Referenser Litteratur Babruskas. (1988). SPFE Handbook BASF Aktiengesellschaft.(2006).Styrol 100.Ludwigshafen, Tyskland: BASF Aktiengesellschaft. 1.0 BASF AB.(2009).2-ethylhexylacrylat.Ludwigshafen, Tyskland: BASF AB.6.0 Chemickè Zàvody Sokolov.(1999).technical butylacrylate.sokolov, Tjeckien: Chemickè Zàvody Sokolov. Dow Sverige AB.(2007).Butylcarbitol(tm)acetate.Stockholm, Sverige:Dow Sverige AB.2.0 D Drysdale (2002).A Introduction to Fire dynamics.edinburgh, England:University of Edinburgh.2,0 Eurocode 3.(1997).Stålkonstruktioner-Dimensionering: Eurocode 3 Del 1-2:Brandteknisk dimensionering.sverige, Stockholm:Standardiseringen i Sverige Hexion Specialty Chemicals.(2007).VeoVa10.Hoogvliet, Nederländerna: Hexion Specialty Chemicals.4,2 Persson H.(1990).Basutrustning för skumsläckning-föröksresultat och rekommendationer som underlag för dimensionering och utförande.sverige, Borås: Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut.SP.Rapport 1990:36 Persson H, B P.(1996).Påverkan från värmestrålning vid brand i cisternlager.sverige Borås:Sveriges Provnings- och Forskningsinstitut.SP.Rapport 1996:06 Hansson I.(2000).Brandskydd i oljedepå-rekommendationer.sverige, Karlstad:Räddningsverket Karlstad. R49-216/00 Lunds Tekniska Högskola (LTH).(2005).Brandskyddshandboken-En handbok för projektering av brandskydd i byggnader.sverige,lund:brandteknik Lunds tekniska högskola.rapport 3134 SFS 2003:778.Svensk författningssamling.sverige Statens forskningsanstalt. (1997).Vådautsläpp av brandfarliga och giftiga gaser och vätskor. Sverige,Umeå:Avdelningen för vapen och skydd.3,0 Bendetti R.(1997).Flammable and combustible Liquids Code Handbook.USA,Quincy

41 Ej publicerad litteratur Celanese (2005).Guidance Manual for Risk Assesment/Risk managment Elektroniska Arbets- och miljöhygien AB( 2009). den Myndigheten för samhällskydd och beredskap (MSB) (2009) aspx.Hämtat den Perstorp (2009). Hämtat den Muntliga referenser Andersson Ronny (2009). Säkerhetschef Celanese Emulsions AB Norden i Perstorp. Personlig kommunikation Björk Gunnar(2009). Civilingenjör ÅF. Personlig kommunikation Demuth Bernt(2009). Civilingenjör Celanese Emulsions AB Norden. Personlig kommunikation Menergi Dina(2009). Civilingenjör Celanese Emulsions AB Norden. Personlig kommunikation Persson Henry(2009). Brandforskare på Statens Provningsanstalt Borås. Personlig kommunikation 30

42 BILAGA A - Cisternpark

43 BILAGA B- Beskrivning av cisternerna och dess kemiska innehåll V100 Innehåll Tom Flampunkt ( C) Termisk tändpunkt ( C) Brandklass Kokpunkt ( C) Nedre explosionsgräns Övre explosionsgräns Densitet (kg/m 3 ) Höjd (m) Radie (m) Mantelarea (m 2 ) Area (m 2 ) 10,75 Volym (m 3 ) 100 V103 Innehåll VeoVa10 Flampunkt ( C) 75 Termisk tändpunkt ( C) 309 Brandklass 3 Kokpunkt ( C) 212 Nedre explosionsgräns % Övre explosionsgräns % Densitet (kg/m 3 ) 879 Höjd (m) 6,2 Radie (m) 1,4 Mantelarea (m 2 ) 54,5 Area (m 2 ) 6,2 Volym (m 3 ) 40 V102 Innehåll Butylakrylat Flampunkt ( C) 41 Termisk tändpunkt ( C) 267 Brandklass 2b Kokpunkt ( C) 148 Nedre explosionsgräns 1,1 % Övre explosionsgräns 7,8 % Densitet (kg/m 3 ) 900 Höjd (m) 7 Radie (m) 2,25 Mantelarea (m 2 ) 98,9 Area (m 2 ) 15,9 Volym (m 3 ) 100 Flampunkt ( C) 41 V105 Innehåll Butyldiglykolacetat Flampunkt ( C) 106 Termisk tändpunkt ( C) 290 Brandklass Kokpunkt ( C) 245 Nedre explosionsgräns 0,76 % Övre explosionsgräns 10,7 % Densitet (kg/m 3 ) 979 Höjd (m) Radie (m) Mantelarea (m 2 ) Area (m 2 ) 6,2 Volym (m 3 ) 50 Flampunkt ( C)

44 V106 Innehåll Etylhexylakrylat Flampunkt ( C) 82 Termisk tändpunkt ( C) 252 Brandklass 3 Kokpunkt ( C) 216 Nedre explosionsgräns 0,9 % Övre explosionsgräns 6,0 % Densitet (kg/m 3 ) 885 Höjd (m) 7 Radie (m) 2,25 Mantelarea (m 2 ) 98,9 Area (m 2 ) 15,9 Volym (m 3 ) 100 V108 Innehåll Styren Flampunkt ( C) 32 Termisk tändpunkt ( C) 490 Brandklass 2b Kokpunkt ( C) 145 Nedre explosionsgräns 1,1 % Övre explosionsgräns 6,1 % Densitet (kg/m 3 ) 906 Höjd (m) 7 Radie (m) 2,25 Mantelarea (m 2 ) 98,9 Area (m 2 ) 15,9 Volym (m 3 ) 100 V107 Innehåll Butylakrylat Flampunkt ( C) 41 Termisk tändpunkt ( C) 267 Brandklass 2b Kokpunkt ( C) 148 Nedre explosionsgräns 1,1 % Övre explosionsgräns 7,8 % Densitet (kg/m 3 ) 900 Höjd (m) 4 Radie (m) 2,85 Mantelarea (m 2 ) 71,6 Area (m 2 ) 25,5 Volym (m 3 ) 100

45 BILAGA C- Strålningsberäkningar Förbränningshastighet ` = 1,0 10 ଷ ೡ ೡ (1) h = energivärde (J/kg) h ݒ = ångbildningsvärme (J/kg) = ݒ ܥ (J/kgK) materialets specifika värmekapacitet = skillnad mellan kokpunkten och omgivningstemperatur `= förbränningshastighet (kg/m 2 s) Ämne Styren Butylakrylat VeoVa10 Etylhexylakrylat 4,096E+07 3,180E+07 4, ,660E+07 3,550E+05 2,920E+05 2,560E+05 1,789E+03 1,930E+03 1,974E+03 1,890E ` 0,071 0,059 0,065 0,058 Flamhöjden h = 42 `,ଵ ൨ ఘ ඥ (2) = ට ସ గ (3) (m) pölens diameter = ߩ = luftens densitet (kg/m 3 ) = tyngdaccelerationen (m/s 2 ) `= förbränningshastighet (kg/m 2 s) = ܣ ) 2 area pöl (m h = = / h höjden på flamman (m) villkor 0,8< >4 Ämne Styren Butylakrylat VeoVa10 Etylhexylakrylat 25,8 25,8 25,8 25,8 1,29 1,29 1,29 1,29 9,81 9,81 9,81 9,81 ` 0,071 0,059 0,065 0,058 34,11 30,52 32,38 30,34 1,3 1,2 1,3 1,2 /

46 Strålning =,ଷହ ` ଵ ସ / (4) h = energivärde (J/kg) h = höjden på flamman (m) = pölens diameter (m) `= förbränningshastighet (kg/m 2 s) 1= strålning (W/m 2 ) 2= strålning (kw/m 2 ) Ämne Styren Butylakrylat VeoVa10 Etylhexylakrylat 4,096E+07 3,180E+07 4,600E+07 3,660E+07 34,1 30,5 32,4 30,3 25,8 25,8 25,8 25,8 ` 0,071 0,059 0,065 0, ,4 114,6 154,8 131,2 Flamtemperatur ସ ߪ = (5) = strålning (kw/m 2 ) = ߪ ) 4 Boltzmans konstant 5,67*10^-8 (W/m 2 K 1 = 2 = Temperatur (K) Temperatur (C) Ämne Styren Butylakrylat VeoVa10 Etylhexylakrylat ,7E-08 5,7E-08 5,7E-08 5,7E , , , , , , , ,227