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Explosionsgrenzen
Definition:
Brennbare Gase und Dämpfe sowie brennbare Stäube können
mit einem Oxidationsmittel wie z.B. Luftsauerstoff so reagieren, dass
sich nach erfolgter Zündung eine Reaktion selbstständig fortpflanzt,
d.h. es kommt zur Explosion. Eine Explosion ist mit einer Temperatur –
und Druckerhöhung verbunden.
Der Explosionsbereich ist begrenzt durch eine untere
(UEG) und eine obere (OEG) Explosionsgrenze. Die untere Explosionsgrenze
ist die niedrigste Konzentration, bei der eine Entzündung und eine
selbstständige Flammenausbreitung beobachtet wird. Die obere Explosionsgrenze
ist die höchste Konzentration, bei der gerade noch eine Entzündung
und eine selbstständige Flammenausbreitung beobachtet wird.
In der folgenden Graphik ist der Explosionsbereich einer brennbaren Flüssigkeit
dargestellt. Die Konzentration der Flüssigkeitsdämpfe in dem
Dampf-Luft-Gemisch ist dargestellt. Mit steigender Erwärmung der
brennbaren Flüssigkeit bilden sich mehr Flüssigkeitsdämpfe
über der Flüssigkeit, d.h. die Konzentration des brennbaren
Stoffes in der Gasphase nimmt zu. Erst bei der Dampf-Konzentration, die
der unteren Explosionsgrenze entspricht, kommt es durch Zündung (Zündquelle
mit ausreichender Zündenergie) der Dämpfe zur Explosion. Unterhalb
dieser Konzentration besteht keine Explosionsgefahr, da die Dampfkonzentration
nicht ausreichend ist. Das Gemisch aus Flüssigkeitsdämpfen und
Sauerstoff ist zu „mager“ und es ist nicht brennbar.
Im Explosionsbereich kommt es nach Zündung zur Explosion. Oberhalb
der oberen Explosionsgrenze liegt weiterhin ein brennbares Gemisch aus
Flüssigkeitsdämpfen und Luft vor, aber der Luftsauerstoff-Anteil
ist zu gering, damit das Gemisch nach Zündung explodieren kann. Das
Gemisch ist zu „fett“. Wird aber Luftsauerstoff hinzugefügt,
besteht Explosionsgefahr!
Die untere Explosionsgrenze von brennbaren Flüssigkeiten
liegt etwas unterhalb des Flammpunktes.
Messverfahren:
Der Explosionsbereich mit unterer und oberer Explosionsgrenze von Gasen
wird durch Zündung eines Gas-Luft-Gemisches mittels eines elektrischen
Funkens in Abhängigkeit der Gaskonzentration bestimmt (siehe
Entzündlichkeit (Gase) ).
Geeignete Prüfmethode:
Die Bestimmung der Entzündlichkeit von Gasen kann nach der in der
Prüfmethoden-Verordnung (EG) Nr.440/2008,
Teil A, Methode A.11 beschriebenen Prüfmethode erfolgen.
Angabe im Sicherheitsdatenblatt:
Es wird der Explosionsbereich, gekennzeichnet durch die untere (UEG) und
obere (UEG) Explosionsgrenze, angegeben. Die Explosionsgrenzen werden
als Gaskonzentrationen in [Vol-% ] oder [g/cm3] angegeben.
Gasförmige Stoffe und Zubereitungen, die bei
gewöhnlicher Temperatur und normalem Druck bei Luftkontakt entzündlich
sind, werden als hochentzündlich eingestuft und mit dem Gefahrensymbol
„F+“ und der Gefahrenbezeichnung „hochentzündlich“
gekennzeichnet. Es wird der R12 „Hochentzündlich“ zugeordnet.
Besteht die Möglichkeit der Bildung einer
explosionsfähigen Atmosphäre, dann muss unter „Explosionsgefahr“
daraufhin gewiesen werden.
Aussage:
Die Bestimmung des Explosionsbereiches mit Explosionsgrenzen ist eine
sicherheitstechnische Kenngröße zur Beurteilung der Brand-
und Explosionsgefahr.
Beispiele:
In der Literatur sind Explosionsbereiche mit
unterer und oberer Explosionsgrenze von Gasen und Dämpfen veröffentlicht.
Tipp:
Eine gute Übersicht über die Grundlagen der sicherheitstechnischen
Kenngrößen bietet das Merkblatt R003
der BG RCI.
Für den Umgang
mit Stoffen oder Zubereitungen, die mit Luft eine gefährliche explosionsfähige
Atmosphäre bilden können, gelten die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV)
und die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV).
Kann die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre
nach Gefahrstoffverordnung mit den im Anhang III Nr.1 „Brand- und
Explosionsgefahren“ angegebenen Schutzmaßnahmen nicht sicher
ausgeschlossen werden, dann müssen die Maßnahmen nach Betriebssicherheitsverordnung
ergriffen werden. Die Technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS)
konkretisieren die Betriebssicherheitsverordnung hinsichtlich der Ermittlung
und Bewertung von Gefährdungen sowie der Ableitung von geeigneten
Maßnahmen.
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