Abschnitt 4.3 - 4.3 Explosionsfähiges Gemisch
4.3.1
Was ist ein explosionsfähiges Gemisch?
| In § 2 Abs. 10 Gefahrstoffverordnung findet man folgende Definition: |
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| 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, so dass im Allgemeinen ein sprunghafter Temperatur- und Druckanstieg hervorgerufen wird. |
Anmerkung: Der Begriff "explosionsfähiges Gemisch" ist von dem in der Gefahrstoffverordnung und in der CLP-Verordnung verwendeten Begriff "Gemisch" zu unterscheiden. "Gemisch" ohne das Eigenschaftswort "explosionsfähiges" bedeutet allgemein eine Mischung verschiedener Stoffe.
4.3.2
Unter welchen Bedingungen kann sich ein explosionsfähiges Gemisch bilden?
Zunächst ist eine hinreichend feine Verteilung des brennbaren Stoffes im Oxidationsmittel notwendig. Dies erfolgt:
bei Gasen durch Verteilung im Oxidationsmittel (z. B. Luft) infolge von selbsttätiger Diffusion oder Konvektion.
bei Flüssigkeiten durch Verdampfen, Verspritzen, Versprühen oder Vernebeln. Die Verdampfung kann durch Erhöhen der Temperatur der Flüssigkeit gefördert werden. Eine andere Möglichkeit zur Förderung der Verdampfung ist das Aufsaugen in porösem Material. Hierbei kommt es zu einer Vergrößerung der Grenzfläche zwischen der brennbaren Flüssigkeit und dem Oxidationsmittel. Man spricht dann vom Dochteffekt.
bei Stäuben durch Aufwirbeln.
Eine Entzündung ist möglich, wenn die Konzentration des Brennstoffes im Oxidationsmittel innerhalb der Explosionsgrenzen (zur Begriffserläuterung "Explosionsgrenzen" siehe Abschnitt 7 dieser Schrift), also oberhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG) und unterhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG), liegt (siehe dazu Abbildung 3). 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. Für brennbare Stäube wird das Kriterium OEG nur in seltenen Fällen angewandt, da bei hohen Staubkonzentrationen durch Inhomogenitäten infolge von Ablagerungen zündfähige Gemische vorliegen können (siehe auch Abbildung 4). 6 Die Explosionsgrenzen sind stoffspezifisch und hängen von den Umgebungsbedingungen ab.
Abb. 3
Zusammenhang Dampfdruck und Explosionsgrenzen bei Gasen und Dämpfen
Der Untere Explosionspunkt (UEP) ist eine physikalische Größe, der Flammpunkt (Flp.) ist eine technische Größe (d. h. abhängig vom genormten Bestimmungsverfahren).
Abschätzung:
Reine, nicht halogenierte Flüssigkeiten:
UEP ≈ Flp. - 5 K
Lösemittel-Gemische ohne halogenierte Komponente:
UEP ≈ Flp. - 1 5 K
Sind halogenierte Komponenten enthalten, kann kein Abschätzverfahren empfohlen werden.
Abb. 4
Bei Stäuben wird nur die untere Explosionsgrenze bestimmt, keine obere Explosionsgrenze
Anmerkung 1: Der untere Explosionspunkt ist eine physikalische Größe und beschreibt die Gleichgewichtstemperatur der brennbaren Flüssigkeit, bei der die UEG erreicht wird.
Anmerkung 2: Der Flammpunkt einer Flüssigkeit hängt mit der UEG in folgender Weise zusammen: Wenn eine Flüssigkeit die Temperatur ihres Flammpunktes erreicht, hat sich über der Flüssigkeit so viel Dampf gebildet, dass die UEG überschritten ist. Eine Entzündung ist unter bestimmten Bedingungen auch unterhalb des Flammpunktes möglich (zur Begriffserläuterung "Flammpunktkriterium" siehe Abschnitt 7 dieser Schrift).
Siehe auch DGUV Information 213-065 "Sicherheitstechnische Kenngrößen - Ermitteln und bewerten" (Merkblatt R 003 der BG RCI) - siehe Anhang 3 Nr. 3