Forum Verlag Herkert GmbH - Prüfhandbuch Explosionsschutz

Bild 8: Bestimmung des Flammpunkts nach Pensky-Martens; (Quelle: Inburex Consulting GmbH)

Der Flammpunkt ist eine zentrale Kenngröße, um die Brand- und Explosionsgefahr von Flüssigkeiten zu beurteilen und wird zur Neustoffanmeldung benötigt.

Er ist zusätzlich eine wesentliche Größe für die gefahrgutrecht­liche Einstufung brennbarer Flüssigkeiten.

Einstufung flüssiger Stoffe und Zubereitungen nach RL 1272/2008/EG; Quelle: Inburex Consulting GmbH

Die laminare Flammengeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit, mit der bei Flammenreaktionen das Frischgas unter laminaren Strömungsbedingungen auf die Flammenfront zuströmt.

Bei laminaren Flammen auf Brennern ist die Flammenfront ortsfest, bei turbulenten Flammen, wie sie in den meisten technischen Verbrennungsvorgängen vorkommen, fluktuiert die Flammenfront um eine mittlere Lage. Die Flammengeschwindigkeit der turbulenten Flamme beträgt ein Vielfaches der Geschwindigkeit der laminaren Flamme.

Prüfverfahren:

Innerhalb der Zündgrenzen eines brennbaren Gemisches ist die Flammengeschwindigkeit eine geeignete Größe, um die Flammenfortpflanzung zu beschreiben.

Explosionsgrenzen {Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten, Explosionsgrenzen} – untere und obere Explosionsgrenze

In Gemischen brennbarer Gase und Dämpfe mit Luft kann sich eine selbstständige Verbrennung nur innerhalb eines gewissen Konzentrationsbereichs fortpflanzen. Die Grenzkonzentrationen, bei denen dies gerade nicht mehr möglich ist, werden als untere (UEG) und obere Explosionsgrenze (OEG) bezeichnet.

Bei einer Konzentration unterhalb der unteren Explosionsgrenze ist das Gemisch zu „mager“ (es enthält zu wenig Brennstoff).

Bei einer Konzentration oberhalb der oberen Explosionsgrenze ist das Gemisch zu „fett“ (es enthält zu viel Brennstoff, d. h. zu wenig Sauerstoff), um eine Flammenfortpflanzung nach erfolgter Entzündung zu ermöglichen.

Für die Bestimmung der Explosionsgrenzen gibt es verschiedene standardisierte Messmethoden.

Messmethoden zur Bestimmung der Explosionsgrenze; Quelle: Inburex Consulting GmbH

Gase, die unter atmosphärischen Bedingungen einen Explosionsbereich, d. h. eine untere und obere Explosionsgrenze besitzen, gelten i. S. d. Gefahrstoffverordnung als hochentzündlich. Auch die entsprechende Klassifizierung brennbarer Gase nach Gefahrgutrecht stützt sich auf die Explosionsbereiche.

Die Explosionsgrenzen werden zusammen mit der Sauerstoffgrenzkonzentration benötigt, um die Schutzmaßnahme „Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre“ auszulegen. Die Temperatur-, Druck- und Inertgasabhängigkeiten sind zu berücksichtigen. Zu beachten ist weiterhin, dass die obere Explosionsgrenze eine Funktion des Sauerstoffgehalts ist.

1.11 Explosionsfähige Atmosphäre {Explosionsfähige Atmosphäre}

Gemische {Explosionsfähige Atmosphäre, Explosionsfähige Gemische} mit Gasen, Dämpfen oder Stäuben

Hinweis

§ 2 Abs. 10 GefStoffV: „Ein explosionsfähiges Gemisch ist ein Gemisch aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder aufgewirbelten Stäuben und Luft oder einem anderen Oxidationsmittel, das nach Wirksamwerden einer Zündquelle in einer sich selbsttätig fortpflanzenden Flammenausbreitung reagiert, sodass im Allgemeinen ein sprunghafter Temperatur- und Druckanstieg hervorgerufen wird.“

Um ein explosionsfähiges Gemisch zu erreichen, ist die sehr feine Verteilung des brennbaren Stoffs mit dem Oxidationsmittel erforderlich.

Eine Entzündung des Gemisches ist möglich, wenn die Konzentration des Brennstoffs im Oxidationsmittel innerhalb der Explosionsgrenzen, also oberhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG) und unterhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG), liegt. Unterhalb der UEG ist zu wenig Brennstoff vorhanden, d. h. das Gemisch ist zu mager, oberhalb der OEG ist zu viel Brennstoff vorhanden, d. h. das Gemisch ist zu fett.

Bild 1: Bestimmung der Explosionsgrenzen (Quelle: Inburex Consulting GmbH)

Beispielhaft sind hier verschiedene Reinstoffe mit ihren UEGs angegeben:

Explosionsgrenzen verschiedener Reinstoffe in der Luft; Quelle: Inburex Consulting GmbH

1.11.1 Hybride Gemische {Explosionsfähige Atmosphäre, Hybride Gemische}

Einen Sonderfall im Explosionsschutz bilden hybride Gemische. Hybride Gemische sind Gemische aus Staub, Brenngas und Luft. Diese Gemische verfügen über andere sicherheitstechnische Eigenschaften als ihre Einzelkomponenten. Ebenso lassen sich die sicherheitstechnischen Kennzahlen nicht mit den normierten Testverfahren ermitteln.

Es besteht aus verschiedenen Forschungsvorhaben der begründete Verdacht, dass hybride Gemische zündwilliger als deren Einzelkomponenten sind und die Explosionen derartiger Gemische in ihren Auswirkungen deutlich stärker sind als deren Einzelkomponenten.

Ebenso gibt es keine Basis zu einer Art Umrechnung der Größen oder Korrekturfaktoren.

1.11.2 Explosivstoffe {Explosionsfähige Atmosphäre, Explosivstoffe}