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Flammen löschen mit porösen Werkstoffen

01.11.2005

Beim Umgang mit brennbaren Gasen und Flüssigkeiten kommen verschiedene Sicherheitsmaßnahmen zum Einsatz, um Explosionen sicher zu vermeiden bzw. deren Auswirkungen auf ein Mindestmaß zu beschränken. Die beiden Schutzprinzipien „Druckfeste Kapselung“ und „Flammendurchschlagsicherung“ zeichnen sich im Besonderen dadurch aus, dass eine Explosionsausbreitung über die Schutzsysteme hinaus sicher verhindert werden soll. So enthalten Flammendurchschlagsicherungen je nach Anforderung unterschiedliche poröse Strukturen, die als Flammensperre wirken. Auch die Atmungsseinrichtungen druckfest gekapselter Gaswarngeräte bestehen aus porösen Strukturen, die einerseits einen Gastransport in das Gerätes zulassen müssen, anderseits bei einer Explosion im Inneren des Gerätes eine Explosionsausbreitung in die umgebende Atmosphäre sicher vermeiden müssen.

Im Rahmen eines ProInno II Projektes untersucht die PTB zusammen mit einem industriellen Partner und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung den Einsatz neuartiger gesinterter Strukturen aus hochtemperaturbeständigen Metallfasern in den oben genannten Schutzsystemen. Ein großer Vorteil einer gesinterten Faserstruktur liegt in ihrer großen inneren Oberfläche, die eine intensive Wechselwirkung zwischen strömendem Heißgas und der Struktur ermöglicht. Dadurch kann durch einen geringen Materialaufwand eine Flammenausbreitung durch die Struktur sicher verhindert werden. Von besonderem Interesse bei den Untersuchungen ist zum einen eine genaue Charakterisierung der gesinterten Faserstrukturen bzgl. Strömungswiderstand, Druckverlust, Porosität und maximale Porengröße. Zum anderen werden Zünddurchschlagsversuche in Anlehnung an die EN 60079-1 durchgeführt, um die Wechselwirkung zwischen Faserstruktur und Flammenfront im Detail zu untersuchen. Ziel dieser ersten Arbeiten ist es, charakteristische und messbare Parameter der porösen Strukturen zu finden, die einen Einfluss auf die flammenlöschende Wirkung haben.