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Kenngrößen des Explosionsschutzes

Arbeitsgruppe 3.71

Profil

Schwerpunkte

  • Forschung und Entwicklung zum Einfluss nichtatmosphärischer Bedingungen und der Gemischzusammensetzung
  • Dienstleistung zur Bestimmung der Kenngrößen für externe Kunden
  • Bereitstellung von Kenngrößen in der kostenfreien Datenbank CHEMSAFE
  • Beratung von Politik, Industrie und Aufsichtsorganen

 

Das Explosionsverhalten brennbarer Stoffe wird durch die Kenngrößen des Explosionsschutzes quantifiziert. Diese Kenngrößen ordnen die Stoffe nach einem bestimmten Gefährdungsmerkmal ein. Sie dienen sowohl der Ermittlung sicherer Betriebsparameter als auch der konstruktiven Auslegung von Explosionsschutzmaßnahmen.

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Forschung/Entwicklung

Zündtemperaturen in großen Behältern

In wieweit ist es sicherheitstechnisch vertretbar, Zündtemperaturdaten, die in kleinen Volumina bestimmt wurden, auf größere Volumina zu extrapolieren?
Aufgrund der erarbeiteten Datenbasis ist es möglich, sowohl das Ausmaß der Erniedrigung der Zündtemperatur, als auch das Ausmaß der Verlängerung der Zündverzugszeit in Abhängigkeit des Behältervolumens aus der Normzündtemperatur bzw. der Kaltflammentemperatur nach Norm abzuschätzen und zu beurteilen. Bei einigen Stoffen, die zu ausgeprägten Kaltflammenreaktionen neigen, wird die explosionsfähige Atmosphäre im Inneren größerer erhitzter Behälter durch heiße Wände mit deutlich niedrigerer Temperatur (>100 K Unterschied) als der Norm-Zündtemperatur des Brennstoffs entzündet.

Einfluss von Druck und Temperatur auf die Explosionsgrenzen

mit dem Ziel der Standardisierung eines Bestimmungsverfahrens bei nichtatmosphärischen Bedingungen

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Einfluss des Oxidationsmittels auf die Zündtemperatur

Die Zündtemperatur in Distickstoffmonoxid/Luft-Gemischen wurde für verschiedene organische Substanzen bestimmt. In reinem Distickstoffmonoxid konnten keine Zündungen bis 590°C beobachtet werden. Die Zündtemperatur aller untersuchten Substanzen steigt mit dem Distickstoffmonoxidanteil an und erreicht spätestens bei einem Anteil von 80 Vol.% im Oxidatorgas nahezu 600°C. Die Initiierung der Zündung erfolgt durch den Sauerstoffanteil und das Distickstoffmonoxid wird in Folge zum Selbstzerfall angeregt.

Außerdem wurde die Abhängigkeit der Zündtemperatur vom Sauerstoff/Stickstoff-Verhältnis im Oxidatorgas in einer leicht modifizierten Normapparatur für verschiedene organische Substanzen bestimmt. Erwartungsgemäß nimmt die Zündtemperatur mit zunehmendem Sauerstoffgehalt ab. In den meisten Fällen ist die Abnahme stärker, als es einem linearen Verlauf zwischen der Normzündtemperatur und der in reinem Sauersoff entsprechen würde. In Einzelfällen erreicht die Zündtemperatur bereits bei einem Sauerstoffanteil im Oxidator von 30 volumenprozent den in reinem Sauerstoff gefundenen Wert.

Einfluss von Inertgasen auf die Spaltweite

einschließlich Entwicklung eines Abschätzungsverfahrens

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Unterer Explosionspunkt bei nichtatmosphärischen Bedingungen

Der untere Explosionspunkt (UEP) ist ein Anhaltspunkt dafür, ab welcher Temperatur über einer brennbaren Flüssigkeit eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht. Das Dampf-Luft-Gemisch über der Flüssigkeit muss sich bei dieser Temperatur gerade noch nicht mittels eines elektrischen Funkens zur Entzündung bringen lassen. In modernen Prozessen werden jedoch in zunehmenden Maße nicht-atmosphärische Bedingungen zur Prozessoptimierung eingesetzt. Dies können erhöhte oder reduzierte Drücke, veränderte Sauerstoffkonzentrationen oder gänzlich andere Oxidationsmittel als Luft sein. Eine Druckerniedrigung würde zum Absinken des UEP führen und erhöht damit das Gefahrenpotential. Eine Druckerhöhung würde sich gegenteilig auswirken.

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Dienstleistungen

Bestimmung sicherheitstechnischer Kenngrößen

bei atmosphärischen und nichtatmosphärischen Bedingungen

 

 

 

 

Charakterisierung explosionsfähiger Gemische:

  • Flammpunkt
  • untere und obere Explosionsgrenze
  • Sauerstoffgrenzkonzentration
  • unterer und oberer Explosionspunkt

Charakterisierung von Zündquellen:

  • Zündtemperatur
  • Flammendurchschlagsichere Spaltweite

Charakterisierung der Auswirkung einer Explosion:

  • maximale Explosionsdruckanstiegsgeschwindigkeit 
  • maximaler Explosionsdruck

 
Eine Preisliste finden Sie Opens internal link in current windowhier

Kenngrößen des Explosionsschutzes sind keine reinen Stoffgrößen sondern in unterschiedlichem Maße vom Bestimmungsverfahren abhängig. Deshalb sind die Bestimmungsverfahren im allgemeinen in nationalen oder internationalen Normen festgeschrieben, die jedoch kontinuierlich dem wissenschaftlichen und technischen Fortschritt angepasst werden. Die Kenngrößen des Explosionsschutzes sind von Druck und Temperatur abhängig. Die vorhandenen Bestimmungsmethoden umfassen den Druckbereich 10 mbar bis 30 bar (Druck vor Zündung) und den Temperaturbereich -20 °C bis 200 °C.

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Informationen

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