Forum Verlag Herkert GmbH - Prüfhandbuch Explosionsschutz

Mindestzündenergie (MZE/ MIE)

Die Mindestzündenergie (MZE) ist die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte, kleinste, in einem Kondensator gespeicherte elektrische Energie, die bei einer Entladung ausreicht, das zündwilligste Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre zu entzünden.

Prüfverfahren: gemäß EN 13821

Bild 4: Hartmannrohr im Versuch; (Quelle: Inburex Consulting GmbH)

Die Prüfeinrichtung sieht wie folgt aus:

Unter Variation der Apparateparameter (Zündenergie, Zündverzögerungszeit, evtl. Temperatur) und der Staubkonzentration werden die niedrigste Funkenenergie, bei der es zur Entzündung des zündwilligsten Staub-/Luft-Gemisches kommt und die höchste Funkenenergie, bei der es nicht zur Entzündung kommt, bestimmt.

In der Regel ist die MZE brennbarer Stäube 2-3 Zehnerpotenzen höher als die MZE für Gase und Dämpfe.

Die MZE ist abhängig von der Feinheit, der Oberflächenbeschaffenheit und von der Feuchte des Staubes und nimmt mit zunehmender Temperatur und abnehmender Partikelgröße ab.

Eine Einstufung der Zündempfindlichkeit kann der folgenden Tabelle entnommen werden.

Zündempfindlichkeit abhängig vom Zündenergieintervall; Quelle: Inburex Consulting GmbH

Elektrische Leitfähigkeit {Sicherheitstechnische Kennzahlen für Stäube, Elektrische Leitfähigkeit}

Die elektrische Leitfähigkeit ist ein Maß für die elektrostatische Aufladbarkeit von Stäuben und wird meist in der Einheit pS/m angegeben. (1 pS = 1 pico Siemens = 10-12 Ω-1)

Hierbei wird das Prüfverfahren gemäß EN 80079-20-2 angewendet.

Teilweise kann bei der mechanischen Separation oder der mechanischen Bearbeitung von Stoffen eine Trennung derselben mit einer elektrostatischen Aufladung einhergehen. Diese kann auch durch Influenz auf benachbarte Gegenstände oder Personen überspringen.

In einer explosionsfähigen Atmosphäre kann eine elektrostatische Entladung als Zündquelle für eine Explosion wirken.

Selbstentzündung – Glimmtemperatur

Die Glimmtemperatur beschreibt die Mindestzündtemperatur ­einer Staubschicht bei einseitiger thermischer Belastung.

Bild 5: Prüfvorrichtung für die Ermittlung der Glimmtemperatur (Quelle: Inburex Consulting GmbH)

Hierbei wird das Prüfverfahren gemäß IEC 61241-2-1 Verf. A angewendet.

Die Glimmtemperatur ist eine der relevanten Größen für die Auswahl elektrischer und nichtelektrischer Betriebsmittel in Bereichen, in denen es zu Staubablagerungen kommen kann.

Explosionsfähigkeit (Staubexplosionsfähigkeit)

Ein Staub ist dann staubexplosionsfähig, wenn er im Gemisch mit Luft mit Hilfe einer einwirkenden Zündquelle und deren Energie zu einer anhaltenden Entflammung führen kann. Hierbei muss die Entflammung im geschlossenen Behälter mit einer Drucksteigerung verbunden sein (vgl. Verfahren zum modifizierten Hartmannrohr).

Das angewendete Prüfverfahren ist jenes gemäß VDI 2263.

Da bei einer Explosion neben Temperaturen von mehr als 1000 °C auch Druckerhöhungen um den Faktor 8 bis 10 des Ausgangsdrucks auftreten, liegt ein erhebliches Gefahrenpotenzial vor.

Ist also eine Substanz explosionsfähig, muss ein entsprechendes Explosionsschutzkonzept ausgearbeitet werden.

Brennzahl {Sicherheitstechnische Kennzahlen für Stäube, Brennzahl}

Die Brennzahl (BZ) charakterisiert das Brand-/Abbrandverhalten eines Stoffs.

Hierbei gilt das Prüfverfahren gemäß VDI 2263-1.

Beispielsammlung verschiedener Stäube mit Blick auf Reaktion und Brennzahl; Quelle: Inburex Consulting GmbH

Bild 6: Apparatur zur Bestimmung der Brennzahl; (Quelle: Inburex Consulting GmbH)

Die Brennzahl ist ein Kriterium für die Ausbreitung eines Brandes nach lokaler Einwirkung einer hinreichend starken Zündquelle.

Sie stellt eine wichtige Kenngröße dar, um das Brandverhalten von Feststoffen, das darauf aufbauende Brandschutzkonzept und geeignete Brandbekämpfungsmaßnahmen zu charakterisieren.

Abbrandgeschwindigkeit {Sicherheitstechnische Kennzahlen für Stäube, Abbrandgeschwindigkeit}

Die Abbrandgeschwindigkeit beschreibt die maximale Ausbreitungsgeschwindigkeit der Verbrennungszone in Feststoffen.

Prüfverfahren: Richtlinie 92/69/EWG

Die Abbrandgeschwindigkeit einer 25 cm langen Schüttung, die an einem Ende mithilfe einer Gasflamme entzündet wird, wird über eine Länge von 10 cm zeitlich erfasst.

Ähnlich der Brennzahl ist die Abbrandgeschwindigkeit ein Kri­terium für das Brandverhalten.

1.10.3 Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten {Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten} {Sicherheitstechnische Kennzahlen von Gefahrstoffen, Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten}

Brennbare Gase und Dämpfe erfordern eine besondere Aufmerksamkeit aus sicherheitstechnischer Sicht. Die bei der explosionsartig ablaufenden Reaktion auftretenden Temperaturen können um die 1000 °C und der Druck kann den 10-fachen Wert des Ausgangsdrucks erreichen.

Zur Charakterisierung von brennbaren Flüssigkeiten und Gasen gehören diese Kennwerte bzw. Kennzahlen:

Neben einer Definitionsbeschreibung werden die entsprechenden Prüfverfahren im Einzelnen beschrieben sowie eine Einordnung der sicherheitstechnisch relevanten Bedeutung der Kennzahlen gegeben.