Горючая пыль: мука и зерно

Обновлено 06.11.2026

Мучная и зерновая пыль взрывоопасна. Это горючая органическая пыль, и ее облако в воздухе при определенной концентрации взрывается от источника зажигания. В базе GESTIS-DUST-EX у 9 испытанных образцов пшеничной муки нижний концентрационный предел распространения пламени (НКПР) от 30 до 125 г/м³. Эти числа получены методами базы, и с границей 65 г/м³ из ФЗ-123 их напрямую не сравнивают.

Помещение с мукой или зерном относится к категории Б, только если расчетное избыточное давление взрыва в нем превышает 5 кПа, иначе его проверяют на категории В1-В4. Класс зоны определяют отдельно от категории: для пыли это взрывоопасные зоны 20, 21, 22 или пожароопасная зона П-II.

Что известно о взрывоопасности муки

ФЗ-123 называет взрывоопасной смесь воздуха с горючими газами, парами, горючими пылями или волокнами, которая при определенной концентрации и появлении источника инициирования взрыва способна взорваться (ст. 2, п. 4). Наименьшую концентрацию пыли, при которой по облаку распространяется пламя, называют НКПР. Показатели пыли зависят от ее крупности и влажности, и их получают испытанием конкретного образца.

Результаты таких испытаний собраны в базе GESTIS-DUST-EX, которую ведут немецкий Институт охраны труда (IFA) и французский Национальный институт исследований и безопасности (INRS). НКПР в базе определяют в сосуде объемом 1 м³ или в сфере объемом 20 л: концентрацию пыли снижают ступенями до той, при которой смесь не воспламеняется не менее 3 раз. Если таких опытов нет, база приводит оценку по испытанию в модифицированной трубе Хартмана.

Давление в таблице это наибольшее давление при взрыве смеси пыли с воздухом оптимальной концентрации в закрытой испытательной камере. Оно показывает силу взрыва пыли в испытании и не равно расчетному избыточному давлению взрыва в помещении, которое по СП 12.13130.2009 сравнивают с 5 кПа.

В таблице все 9 образцов пшеничной муки, для которых в базе указан НКПР, и 4 образца зерновой пыли. Названия образцов переведены, номер типа муки и номер образца в базе (в скобках) сохранены. Данные на 06.11.2026.

ОбразецМедианный размер частиц, мкмНКПР по данным базы, г/м³Максимальное избыточное давление взрыва в испытательной камере, бар (кПа)
Пшеничная мука (2092)57608,3 (830)
Пшеничная мука, тип 1600 (3239)52607,3 (730)
Пшеничная мука, тип 405, фракция мельче 63 мкм (6986)30608,0 (800)
Пшеничная мука, тип 550 (859)56606,9 (690)
Пшеничная мука, тип 550 (2093)56607,4 (740)
Пшеничная мука, тип 550, фракция мельче 63 мкм (6987)27607,5 (750)
Пшеничная мука, тип 550 (3364)60308,3 (830)
Пшеничная мука (222)301258,8 (880)
Пшеничная мука, в базе «superfine» (225)2851258,2 (820)
Смешанная зерновая пыль из фильтра (103)371259,2 (920)
Смешанная зерновая пыль из отложений (105)172608,7 (870)
Измельченное зерно, фракция мельче 63 мкм (3140)Менее 63608,1 (810)
Остатки зерна из силоса, фракция мельче 63 мкм (10294)23608,2 (820)

Чем мельче и суше пыль, тем, как правило, ниже НКПР и выше давление взрыва. Таблица показывает и исключения: образец 222 с медианой 30 мкм дал 125 г/м³, образец 3364 с медианой 60 мкм дал 30 г/м³. В пояснении к базе сказано, что у пылей, которые кажутся одинаковыми, значения бывают очень разными. Там же оговорено, что данные базы служат ориентиром и несравнимы с результатами других методов испытаний.

Для расчетов по СП 12.13130.2009 свойства веществ берут по результатам испытаний или расчетов по стандартным методикам, допускаются и официально опубликованные справочные данные (п. 4.3).

Категория помещения с мукой или зерном

Горючие пыли названы в характеристике категории Б. Помещение относится к ней, если пыли или волокна могут образовать пылевоздушную смесь, при воспламенении которой расчетное избыточное давление взрыва превышает 5 кПа (таблица 1 СП 12.13130.2009, ч. 6 ст. 27 ФЗ-123). Если давление не превышает 5 кПа, помещение проверяют на категории В1-В4, в их характеристике пыли и волокна тоже названы (ч. 7 ст. 27).

Расчетное избыточное давление взрыва для пыли считают по п. А.3 приложения А. Масса взвешенной пыли складывается из пыли, взвихренной из отложений, и пыли, выброшенной при аварии из аппарата или тары; формулы А.17-А.22 и значения по умолчанию для них приведены в разборе категорий А и Б.

В примере 10 пособия ВНИИПО 2014 года рассчитан склад мукомольного комбината. Мука хранится в мешках по 50 кг, свободный объем помещения Vсв = 1000 м³. Пыль убирают каждую смену, и по условиям примера отложениями пренебрегают, mвз = 0. Мешки укладывают вручную и поднимают не выше 2 м. По исходным данным примера частицы муки мельче 100 мкм, теплота сгорания Hт = 1,8 · 107 Дж/кг, критический размер частиц 250 мкм, стехиометрическая концентрация мучной пыли ρст = 0,25 кг/м³.

  1. За расчетную аварию принят разрыв мешка, при котором 50 кг муки падают с высоты 2 м. В пособии mав равна всему содержимому мешка, 50 кг; по формуле А.20 это соответствует Kп = 1,0, который п. А.3.4 допускает для пыли мельче 350 мкм. Объем облака принят равным объему конуса высотой 2 м и радиусом основания 2 м, Vав = (1/3) · 3,14 · 2² · 2 = 8,4 м³.
  2. Все частицы мельче критического размера, поэтому F = 1 и Z = 0,5 · F = 0,5 (формула А.16).
  3. По формуле А.17 m = min(mвз + mав; ρст · Vав / Z) = min(50; 0,25 · 8,4 / 0,5) = min(50; 4,2) = 4,2 кг.
  4. По формуле А.4 ΔP = m · Hт · P0 · Z / (Vсв · ρв · Cр · T0 · Kн) = 4,2 · 1,8 · 107 · 101,3 · 0,5 / (1000 · 1,2 · 1010 · 300 · 3) = 3,51 кПа. Здесь P0 = 101,3 кПа это начальное давление, ρв = 1,2 кг/м³ это плотность воздуха, Cр = 1010 Дж/(кг·К) это теплоемкость воздуха, T0 = 300 К это начальная температура, Kн = 3 это коэффициент, учитывающий негерметичность помещения и неадиабатичность горения.

Расчетное избыточное давление взрыва 3,51 кПа меньше 5 кПа, и склад муки в этом примере не относится к категории Б. Его категорию определяют среди В1-В4 по удельной пожарной нагрузке. При тех же исходных данных ΔP обратно пропорционально свободному объему помещения: 3,51 · 1000 / Vсв превышает 5 кПа при Vсв меньше 702 м³.

Класс зоны для мучной и зерновой пыли

Взрывоопасными зонами для пыли статья 19 ФЗ-123 называет классы 20, 21 и 22. В зоне 20 смесь присутствует постоянно, в зоне 21 пыль переходит во взвешенное состояние при нормальной работе оборудования, в зоне 22 смесь возможна только при аварии или повреждении оборудования. Классы 21 и 22 закон связывает с пылью, которая образует взрывоопасную смесь при концентрации 65 г/м³ и менее, класс 20 с НКПР менее 65 г/м³.

Если НКПР пыли больше 65 г/м³, по Правилам устройства электроустановок (ПУЭ) зона пожароопасная, класса П-II (п. 7.4.4); в ПУЭ эта величина называется нижним концентрационным пределом воспламенения. В статье 18 ФЗ-123 класс П-II описан без числовой границы, как зона в помещении, где выделяются горючие пыли или волокна. Подзоны 20в, 21в и 22в по п. 5.1.15 СП 423.1325800.2018 делят уже установленные зоны 20, 21 и 22 по виду пыли, и зерновая пыль относится к подзонам с буквой «в».

Поэтому класс зоны у муки зависит от НКПР конкретной пыли. С границей 65 г/м³ сравнивают НКПР, определенный по ГОСТ 12.1.044 (для пылей ГОСТ 12.1.044-89 определяет только нижний предел, п. 2.5.2), или значение из официально опубликованных справочных данных (п. 4.3 СП 12). Для склада из примера облако возникает только при разрыве мешка, то есть при аварии. Из определений ст. 19 следует класс 22, если НКПР этой муки не больше 65 г/м³, и пожароопасная зона П-II по ПУЭ при большем НКПР; отдельного примера для склада муки в нормах нет.

Протяженность зоны 22 по п. 6.2.4 ГОСТ 31610.10-2-2017 определяют от источника утечки второй степени, с учетом количества пыли, скорости утечки, размера частиц и влажности. Пары с прежними классами ПУЭ (21 соответствует В-II, 22 соответствует В-IIа) и правила размеров зон собраны в справке о классах взрывоопасных зон.

Какой размер частиц считают пылью

По ГОСТ 31610.10-2-2017, который действует для пылевых сред с 01.06.2019, горючая пыль это тонкоразделенные твердые частицы номинальным размером 500 мкм или менее, способные образовывать взрывоопасные смеси с воздухом при атмосферном давлении и нормальной температуре (п. 3.4). Твердые частицы крупнее 500 мкм, включая волокна, относятся к горючим летучим частицам (п. 3.8), и они тоже могут образовывать взрывоопасные смеси. Общий термин «пыль» в этом стандарте включает оба вида (п. 3.3).

В расчете категории размер частиц входит в 2 коэффициента приложения А СП 12.13130.2009. Коэффициент пыления Kп без экспериментальных данных допускается принимать 0,5 для пыли с дисперсностью не менее 350 мкм и 1,0 для пыли с дисперсностью менее 350 мкм (п. А.3.4). Коэффициент участия пыли в горении Z = 0,5 · F зависит от массовой доли F частиц мельче критического размера, при превышении которого взвесь не распространяет пламя; без данных допускается F = 1 (п. А.3.1).

Класс опасности муки

Мучная пыль относится к 4-му классу опасности, зерновая пыль относится к 3-му (таблица 2.1 СанПиН 1.2.3685-21). Класс опасности описывает вредность вещества для здоровья, не пожарную опасность. По ГОСТ 12.1.007-76 вредные вещества делятся на 4 класса: 1-й чрезвычайно опасные, 2-й высокоопасные, 3-й умеренно опасные, 4-й малоопасные (п. 1.1).

В таблице 2.1 СанПиН 1.2.3685-21 собраны предельно допустимые концентрации (ПДК) в воздухе рабочей зоны. Для мучной, древесной и другой пыли растительного происхождения с примесью диоксида кремния менее 2 % там указана среднесменная ПДК 6 мг/м³. Для зерновой пыли среднесменная ПДК 4 мг/м³. Обе пыли отмечены как аллергены и аэрозоли преимущественно фиброгенного действия. Срок действия СанПиН 1.2.3685-21 установлен до 01.03.2027.

Источники