Korkeajänniteakkukennojen ja -akkujen palot, niiden sammuttaminen ja riskinhallinta

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Korkeajänniteakkukennojen ja -akkujen palot, niiden sammuttaminen ja riskinhallinta"

Kaarina Lahtinen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Korkeajänniteakkukennojen ja -akkujen palot, niiden sammuttaminen ja riskinhallinta Juha Laitinen, Mika Jumpponen ja Pirjo Heikkinen Työterveyslaitos Juha Laitinen, Koulutuspäivät , JVT- ja kuivauspäivät, Helsinki 1

Mittaussysteemi Li-Ion akkukennoja 515174 (515.174.A Think akku) lämmitettiin kaasuliekillä levyn päällä grillissä kunnes ne syttyivät palamaan.

2 Mittaussysteemi Li-Ion akkukennoja ( A Think akku) lämmitettiin kaasuliekillä levyn päällä grillissä kunnes ne syttyivät palamaan. NMC -akkukemiaa (nikkeli, mangaani ja koboltti) Ensimmäisessä kokeessa kennon annettiin palaa loppuun asti Toisessa kokeessa kenno sammutettiin täyden palamisen jälkeen vaahdolla (Presto Eco) Kolmannessa kokeessa vedellä Kaikissa testeissä poltettiin ensin 4 kennon ja toisessa 6 kennon sarja peräkkäin Syntyvät kaasut kerättiin talteen huuvan avulla (1 m x 1 m) halkaisijaltaan Huuvan korkeus polttoalustasta oli 5 cm Työterveyslaitos Juha Laitinen 2

Mittaussysteemi Huuvasta oli vedetty ulos poistoilmakanava (16 mm). Kanavassa ilman virtausnopeus säädettiin 4,7 m/s kanavapuhaltimen portaattoman säädön avulla.

3 Mittaussysteemi Huuvasta oli vedetty ulos poistoilmakanava (16 mm). Kanavassa ilman virtausnopeus säädettiin 4,7 m/s kanavapuhaltimen portaattoman säädön avulla. Nopeus mitattiin kuumalanka-anemometrillä. Nopeus valittiin sen vuoksi, koska mittaussondin kärjen halkaisija oli,3 mm ja näytteenottonopeus 2 litraa minuutissa (isokineettinen näytteenotto =nopeus kanavassa ja sondin suulla sama) Kaikkien muiden paitsi metallien, PAH-hiukkasten sekä fluoridi- ja kloridimittausten edessä käytettiin kvartsisuodattimia hiukkasmaisten epäpuhtauksien poistamiseksi näytekaasusta Työterveyslaitos Juha Laitinen 3

Mitattavat kemialliset aineet Keräävillä menetelmillä isokineettisesti mitattavia kemiallisia aineita olivat: Vetyfluori- ja kloorivetyhapot Fluoridit ja kloridit Hiukkasmaiset polysykliset

4 Mitattavat kemialliset aineet Keräävillä menetelmillä isokineettisesti mitattavia kemiallisia aineita olivat: Vetyfluori- ja kloorivetyhapot Fluoridit ja kloridit Hiukkasmaiset polysykliset aromaattiset hiilivedyt Hiukkasmaiset metallihuurut (koboltti, mangaani ja nikkeli) Keräävillä menetelmillä ei isokineettisesti mitattavia olivat: Höyrymäiset polysykliset aromaattiset hiilivedyt Aldehydit Haihtuvat orgaaniset yhdisteet Rikkidioksidi Suoraanosoittavilla mittalaitteilla mitattavat: Hiilimonoksidi, typpidioksidi ja palavat kaasut Työterveyslaitos Juha Laitinen 4

5 Kokeen kehittyminen Työterveyslaitos Juha Laitinen 5

6 14:35 14:38 14:41 14:44 14:47 14:49 14:52 14:55 14:58 15: 15:3 15:6 15:9 15:11 15:14 15:17 15:2 15:23 15:25 15:28 15:31 15:34 15:36 15:39 13:15 13:19 13:23 13:28 13:32 13:37 13:41 13:45 13:5 13:54 13:59 14:3 14:8 14:12 14:16 14:21 14:25 14:3 14:34 14:38 14:43 14:47 14:52 14:56 15:1 Hiilimonoksidipitoisuus, ppm Hiilimonoksidipitoisuus, (ppm) Tulokset kennoa + vaahto kennoa + vesi kennoa, ei sammutusta 4 kennoa, ei sammutusta kennoa + vaahto 6 kennoa + vesi Työterveyslaitos Juha Laitinen 6

7 14:35 14:37 14:4 14:43 14:45 14:48 14:51 14:53 14:56 14:59 15:1 15:4 15:7 15:9 15:12 15:15 15:17 15:2 15:23 15:25 15:28 15:31 15:33 15:36 15:39 15:41 13:15 13:19 13:23 13:28 13:32 13:37 13:41 13:45 13:5 13:54 13:59 14:3 14:8 14:12 14:16 14:21 14:25 14:3 14:34 14:38 14:43 14:47 14:52 14:56 15:1 Typpidioksidipitoisuus, ppm Typpidioksidipitoisuus (ppm) Tulokset kennoa + vesi kennoa + vaahto kennoa, ei sammutusta 6 kennoa, ei sammutusta kennoa + vaahto 6 kennoa + vesi Työterveyslaitos Juha Laitinen 7

8 14:35 14:37 14:4 14:43 14:46 14:48 14:51 14:54 14:57 14:59 15:2 15:5 15:8 15:11 15:13 15:16 15:19 15:22 15:24 15:27 15:3 15:33 15:36 15:38 15:41 13:15 13:19 13:23 13:27 13:31 13:36 13:4 13:44 13:48 13:52 13:57 14:1 14:5 14:9 14:14 14:18 14:22 14:26 14:3 14:35 14:39 14:43 14:47 14:51 14:56 15: Propaanipitoisuus, ppm Propaanipitoisuus, ppm Tulokset kennoa + vaahto 4 kennoa + vesi kennoa, ei sammutusta kennoa, ei sammutusta 3 6 kennoa + vaahto 6 kennoa + vesi Työterveyslaitos Juha Laitinen 8

9 Tulokset HTP-arvo sammutus vedellä 2 Kloorivety Fluorivety sammutus vedellä 1 sammutus vaahdolla 2 sammutus vaahdolla 1 puhdas poltto 2 puhdas poltto Pitoisuus, mg/m Työterveyslaitos Juha Laitinen 9

10 Tulokset Bentso[ghi]peryleeni Dibentso[a,h]antraseeni Indeno[1,2,3-cd]pyreeni Bentso[a]pyreeni Bentso[k]fluoranteeni Bentso[b]fluoranteeni Kryseeni Bentso[a]antraseeni Pyreeni Fluoranteeni Antraseeni Fenantreeni Fluoreeni Asenafteeni Asenaftyleeni Naftaleeni 16,6 3,81,99 2,475 3,445 1,6,425 2,36,85 3,725 2,645 1,5 2,775 1,29,555 3,425 1,84,7 2,825 2,285,785 3,235 2,335,575 2,585 7,575 2,98 4,8 4,725 2,1 4,65 1,39,98,895 5,155 4,63 6,915 6,95 5,365 1,49 4,56 3,47,38 29,5 2,8 6,565 sammutus vedellä sammutus vaahdolla puhdas poltto 391,3 311, Pitoisuus, µg/m Työterveyslaitos Juha Laitinen 1

11 Tulokset Propionaldehydi Valeraldehydi,97,31,265,15 2,8 2,45 sammutus vedellä sammutus vaahdolla 2-Butanoni,98,685,25 puhdas poltto Metyylibentsaldehydi,26 Metakroleiini,415,1775 Krotonaldehydi,35,285,18 Heksanaali,142,155,59 Formaldehydi 1,2 1,35,65 Butyyrialdehydi,395,41,1185 Bentsaldehydi,2,135,1 Asetoni,36,235,76 Asetaldehydi 8,25 22,5 23 Akroleiini,53,76, Pitoisuus, mg/m Työterveyslaitos Juha Laitinen 11

12 Tulokset Tolueeni 1,3,5-Trimetyylibentseeni 1,2,4-Trimetyylibentseeni 5,5 2 14, Vesi-sammutus Vaahto-sammutus Puhdas poltto Styreeni Propyylibentseeni Naftaleeni 13,5 16,5 25 Metyylinaftaleenit** 19,5 Ksyleeni (o) Ksyleenit (p,m) ,5 Etynyylibentseeni** 66,5 1-Etyyli-2-metyylibentseeni Etyylibentseeni ,5 1,1'-Bifenyyli** 3,5 Bentseeni 119, Asenaftyleeni** Pitoisuus, µg/m Työterveyslaitos Juha Laitinen 12

13 Tulokset 2-Metyylipyridiini** Kaprolaktaami** Vesi-sammutus Vaahto-sammutus Bentsonitriili** 95 Puhdas poltto Trifluoribentseeni** 9 1,1,1-Trikloorietaani 1,2-Dikloorietaani 9, ,5 Metyylietyylikarbonaatti** Etyleenikarbonaatti** Etyyliasetaatti 1668, Dimetyylikarbonaatti** Dietyylikarbonaatti** Pentaanihappo, valeriaanahappo 17,5 Heksaanihappo, kapronihappo 12,5 Etikkahappo Butaanihappo eli voihappo Pitoisuus, µg/m Työterveyslaitos Juha Laitinen 13

14 Tulokset 2,5 koboltti mangaani 2 1,7 1,6 1,9 1,9 1,8 2 nikkeli mg/m 3 1,5 1,3 1,2 1,4 1,58,55,63,5,2,5,2 Vaahto-sammutus 1 Vaahto-sammutus 2 Vesi-sammutus 1 Vesi-sammutus 2 HTP-arvo Työterveyslaitos Juha Laitinen 14

15 Tulokset 25 Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden yhteispitoisuus, µg/m Puhdas poltto Vaahto-sammutus Vesi-sammutus Työterveyslaitos Juha Laitinen 15

16 Johtopäätökset Akkukennojen palamisen aikana syntyi merkittäviä määriä epäpuhtauksia, joista merkittävimmät ovat fluori- ja kloorivetyhappojen päästöt Sen lisäksi palamistapahtumassa syntyi muita ärsyttäviä palokaasuja kuten aldehydejä, joista merkittävimmät olivat formaldehydi ja akkroleiini. Haihtuvista orgaanisista yhdisteistä määrällisesti tärkeimmät olivat metyylietyylikarbonaatti, dietyylikarbonaatti ja dimetyylikarbonaatti, jotka ovat peräisin akkukennon elektrolyytin lämpöhajoamisreaktiosta. Näiden lisäksi myös bentseenipitoisuudet olivat korkeita Työterveyslaitos Juha Laitinen 16

17 Johtopäätökset Mangaanin, kromin ja koboltin pitoisuudet ylittivät moninkertaisesti niiden haitalliseksi tunnetut pitoisuudet Sammutustekniikoilla pystyttiin vähentämään erityisesti fluorivetyhapon- ja kloorivetyhapon pitoisuuksia Sen sijaan monen muun altisteen kohdalla sammutustapahtuma lisäsi päästöjä (PAH-yhdisteet, aldehydit ja haihtuvat orgaaniset yhdisteet) Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöt eivät olleet vaahtosammutuksessa vesisammutuksen päästöjä suuremmat Työterveyslaitos Juha Laitinen 17

18 Johtopäätökset Tulosten mukaan jo yhden akkukennon palaminen tuotti suuren altistumisriskin pelastettavalle ja pelastajalle, joten todellisessa tilanteessa useamman kymmenen akkukennon samanaikainen palaminen aiheuttaa moninkertaisen riskin Tulosten perusteella akkupaloja tulee lähestyä vain täysissä sammutusvarusteissa ja paineilmalaitteilla tuulen yläpuolelta Mitatut pitoisuudet osoittivat että akkukennopalotilanteessa voi nopeasti syntyä pitoisuus, joka on haitallinen pelastajalle ja pelastettavalle Työterveyslaitos Juha Laitinen 18

19 Johtopäätökset Sen lisäksi palossa vapautui palavia kaasuja, kuten metaania, etaania, propaania ja butaania. Sammutuskokeissa ei havaittu räjähdyksiä, mutta täysin poissuljettu vaihtoehto se ei ole. Tutkituista sammutusaineista sammutusvaahto oli toiminnallisesti parempi ja sammutti akkukennopalon nopeammin ja hallitummin tehtyjen pienen mittaluokan sammutuskokeiden perusteella Työterveyslaitos Juha Laitinen 19

Videot sammutustapahtumista vaahtosammutus vesisammutus https://www.

v=oaniogr4hz (Metropolia AMK, Pelastusopisto ja Työterveyslaitos)

20 Videot sammutustapahtumista vaahtosammutus vesisammutus (Metropolia AMK, Pelastusopisto ja Työterveyslaitos) (Oulun AMK sekä Oulu- Koillismaan pelastuslaitos) Työterveyslaitos Juha Laitinen 2

21 tyoterveyslaitos tyoterveys Tyoterveyslaitos

Samankaltaiset tiedostot

HAITTA-AINEET: ALTISTUMISEN ARVIOINTI. Jarno Komulainen, FM Tiimipäällikkö Vahanen Rakennusfysiikka Oy

HAITTA-AINEET: ALTISTUMISEN ARVIOINTI Jarno Komulainen, FM Tiimipäällikkö Vahanen Rakennusfysiikka Oy HAITTA-AINETUTKIMUKSET Selvitetään, missä kiinteistön rakennusosissa ja teknisissä järjestelmissä voi