Prüfhandbuch Explosionsschutz. Forum Verlag Herkert GmbH
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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.
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:
| • | Explosionsgrenzen |
| • | Flammpunkt |
| • | Zündtemperatur |
| • | minimale Zündenergie |
| • | maximaler Explosionsdruck |
| • | maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit |
Neben einer Definitionsbeschreibung werden die entsprechenden Prüfverfahren im Einzelnen beschrieben sowie eine Einordnung der sicherheitstechnisch relevanten Bedeutung der Kennzahlen gegeben.
Zündtemperatur {Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten, Zündtemperatur}
Die Zündtemperatur ist die unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der die Entzündung eines brennbaren Stoffs als Gas-/Luft- oder Dampf-/Luft-Gemisch eintritt.
Hierbei wird das Prüfverfahren gemäß DIN EN 51794 in einem vorgeheizten Erlenmeyerkolben angewendet.
Bild 7: Ermittlung der Zündtemperatur in einem Erlenmeyerkolben; (Quelle: Inburex Consulting GmbH)
Die Zündtemperatur wird zur Neustoffanmeldung benötigt und dient dazu, brennbare Stoffe in Temperaturklassen nach DIN EN 50014 einzuteilen.
Elektrische und nicht elektrische Betriebsmittel dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nur dann eingesetzt werden, wenn sie für die entsprechende Temperaturklasse gemäß der folgenden Tabelle zugelassen sind.
| Zündtemperatur nach DIN EN 51794 | Temperaturklasse nach DIN EN 50014 | Maximale Oberflächentemperatur |
| ZT > 450 °C | T 1 | 450 °C |
| 300 °C < ZT < 450 °C | T 2 | 300 °C |
| 200 °C < ZT < 300 °C | T 3 | 200 °C |
| 135 °C < ZT < 200 °C | T 4 | 135 °C |
| 100 °C < ZT < 135 °C | T 5 | 100 °C |
| 85 °C < ZT < 100 °C | T 6 | 85 °C |
Temperaturklassen nach DIN EN 50014 mit Blick auf Zündtemperatur nach DIN EN 51794 und der max. Oberflächentemperatur; Quelle: Inburex Consulting GmbH
In der Praxis ist festzustellen, dass die Zündtemperatur stark von betrieblichen Umgebungseinflüssen abhängt.
Unterer Explosionspunkt {Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten, Unterer Explosionspunkt} (UEP)
Der untere Explosionspunkt ist die Temperatur einer brennbaren Flüssigkeit, bei der die Konzentration des gesättigten Dampfes in Luft gleich der unteren Explosionsgrenze ist.
Hierbei wird das Prüfverfahren gemäß EN 15794 verwendet.
Der untere Explosionspunkt erlaubt eine genauere Festlegung der Explosionsgrenzen als der Flammpunkt. Aufgrund der aufwendigen Bestimmung wird er jedoch nur selten direkt gemessen. Meist erfolgt eine Abschätzung über den Flammpunkt.
Liegt die maximale Verarbeitungstemperatur über dem unteren Explosionspunkt der Flüssigkeit, so können explosionsartige Dampf-/Luft-Gemische entstehen.
Durch starke oberflächenvergrößernde Maßnahmen, wie z. B. Versprühen oder Vernebeln, ist auch bei Temperaturen unterhalb des UEP mit der Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre zu rechnen.
Maximaler Explosionsdruck {Sicherheitstechnische Kennzahlen brennbarer Gase und Flüssigkeiten, Maximaler Explosionsdruck} und maximaler zeitlicher Druckanstieg
Im Zusammenhang mit Staubexplosionen wird der bei einer Explosion eines Gas/Luft- oder Dampf/Luftgemischs in geschlossenen Behältern bei optimaler Konzentration maximal auftretende Druck pmax und der maximal zeitliche Druckanstieg (dp/dt)max bestimmt.
Der maximale Explosionsdruck ist i. d. R. nicht volumenabhängig. Er liegt bei den meisten organischen Gasen und Dämpfen mit Luft bei atmosphärischen Anfangsbedingungen bei etwa 8 bis 10 bar.
Der maximale zeitliche Druckanstieg ist volumenabhängig. Das Produkt aus dem maximalen zeitlichen Druckanstieg und der dritten Wurzel des betreffenden Volumens ist nach dem kubischen