Prüfhandbuch Explosionsschutz. Forum Verlag Herkert GmbH
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Praxis aufbauen lässt. Sie wird daher i. d. R. nicht bestimmt.
Sauerstoffgrenzkonzentration {Sicherheitstechnische Kennzahlen für Stäube, Sauerstoffgrenzkonzentration}
Die Sauerstoffgrenzkonzentration ist die maximale Sauerstoffgrenzkonzentration in einem Gemisch eines brennbaren Stoffs mit Luft und inertem Gas, in dem unter festgelegten Versuchsbedingungen bei beliebigen Brennstoffkonzentrationen keine Explosion auftreten kann.
Auch hierbei wird das Prüfverfahren gemäß EN 14034-4 verwendet.
Die Sauerstoffgrenzkonzentration wird im Allgemeinen anhand der Explosionsbereiche von Dreistoffgemischen (Brenngas/ Inertgas/ Luft) ermittelt.
Die Explosionsgrenzen sind relevante Daten für Neustoffanmeldungen und werden zusammen mit der Sauerstoffgrenzkonzentration zur Auslegung der Schutzmaßnahme „Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre“ benötigt.
| Brennstoff | SGKN2 [Vol.%] | SGKCO2 [Vol.%] |
| Wasserstoff | 4,3 | 5,2 |
| Kohlenmonoxid | 4,3 | 4,6 |
| Methan | 9,9 | 13,7 |
| Ethan | 8,8 | 11,7 |
| Propan | 9,8 | 12,6 |
| Ethylen | 7,6 | 10,5 |
| Propylen | 9,3 | 12,6 |
| Ethanol | 8,5 | - |
| Isopropanol | 8,7 | - |
| Benzol | 8,5 | 11,8 |
Beispiele für verschiedene Sauerstoffgrenzkonzentrationen, Quelle: Inburex Consulting GmbH
Diese Vermeidung der explosionsfähigen Atmosphäre kann z. B. durch Inertisierung erreicht werden. Je nach Inertgas werden verschiedene Grenzkonzentrationen benötigt.
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:
| • | Es wird ein modifiziertes Hartmann-Rohr verwendet. |
| • | Es gibt eine Funkenentladung mit variabler Zündquelle. |
| • | Dabei werden Zündenergien i. d. R. bis zu etwa einem Jahr in Kraft gesetzt. |
| • | Eine Induktivität wird eingebaut: zeitliche Dehnung der Funken, daraus entsteht eine höhere Zündwirksamkeit. |
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.
| Zündenergieintervall | Einstufung der Stäube |
| MZE ≥ 10 mJ | normal zündempfindlich |
| 3 mJ < MZE ≤ 10 mJ | besonders zündempfindlich |
| MZE < 3 mJ | extrem zündempfindlich |
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.
| Art der Reaktion | BZ | Beispiele | |
| kein Anbrennen | 1 | Kochsalz | |
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