Brenn- und Explosionskenngrößen von Stäuben

DEKRA ermittelt relevante Werte für Maßnahmen im Explosionsschutz

Die Kenntnis der Brenn- und Explosions-kenngrößen von brennbaren Stäuben ist wichtig für den sicheren Umgang mit diesen Stoffen. Diese Kenngrößen sind besonders relevant für

Anlagenbetreiber, die eine Auswahl und Bewertung von Explosionsschutz-maßnahmen im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung nach der BetrSichV (Explosionsschutzdokument) durchführen müssen.
Anlagenbauer und Planer, die ein Explosionsschutzkonzept im Rahmen ihres Engineering festlegen müssen.
Hersteller staubförmiger Produkte (Schüttgüter), die nach der GefStoffV Angaben im Sicherheitsdatenblatt unter dem Abschnitt „Physikalische und chemische Eigenschaften" zur Staubexplosionsgefahr machen müssen.

Art und Umfang der Kenngrößenbestimmung orientieren sich dabei immer am konkreten Anwendungsfall (Anlage, Verfahren, Prozessbedingungen, organisatorische Maßnahmen). Dabei sind insbesondere Entmischungs- oder Anreicherungsvorgänge von Feinstaub zu berücksichtigen. Ansonsten kann es zu Fehleinschätzungen bei der Beurteilung von Gefahren und Explosionsschutzmaßnahmen kommen.

Bei Fragen dazu sprechen Sie uns gerne an!

Unser Motto: „Wir bestimmen nur das, was Sie benötigen,
unterstützen Sie aber gerne mit unserer Expertise"

Für den Einstieg in die Gefährdungsbeurteilung bieten wir sinnvolle Kenngrößenpakete preisgünstig an. Darüber hinaus können wir natürlich alle Kenngrößenbestimmungen einzeln sowie auch spezielle weiterführende Untersuchungen durchführen.

Aufgabenstellung

Paket

Hinweise und Vorteile

Explosionsschutzdaten werden für das Sicherheitsdatenblatt benötigt.

Brenn- und Explosionskenngrößen sind überhaupt nicht bekannt.

Erstellung eines umfangreichen Explosionsschutzkonzeptes mit Maßnahmen des vorbeugenden und konstruktiven Explosionsschutzes.

Paket „komplett"

Beinhaltet die gängigen Brenn- und Explosionskenngrößen;
Je besser die Kenntnis über diese Größen ist, umso passgenauer können Explosionsschutzmaßnahmen abgeleitet werden;
Liefert Informationen über den Sicherheitsspielraum des betrachteten Anlagenbetriebs;
Kein Kosten-Risiko bei der Bestellung, da nur die „Bausteine" berechnet werden, die auch sinnvollerweise durchgeführt wurden.

Der Staub ist vermutlich nicht explosionsfähig (grob, geringer Feinanteil oder Mischung mit hohem Inertstoffanteil).

Müssen Explosionsschutzmaßnahmen überhaupt durchgeführt werden?

Wie hoch muss der Inertstoffanteil sein, damit das Staubgemisch nicht explosionsfähig ist?

Paket „Explosionsfähigkeit"

Einzige sichere Methode, um die Aussage treffen zu können: „Nicht explosionsfähig";
Wesentliche Bestimmung als Voraussetzung für alle weiteren Explosionsschutzmaßnahmen;
Gleichzeitig Bestimmung der unteren Explosionsgrenze, falls das Produkt explosionsfähig ist;
Entwicklung von Rezepturen nicht explosionsfähiger Mischungen.

Der Staub ist explosionsfähig.

Sind vorbeugende Explosionsschutzmaßnahmen ausreichend?

Wie müssen elektrische und nicht-elektrische Betriebsmittel bzgl. ihrer maximalen Oberflächentemperatur ausgelegt werden?

Paket „Vermeidung von Zündquellen"

Nur bei Kenntnis der Zündempfindlichkeit von abgelagertem und aufgewirbeltem Staub können Maßnahmen zum Ausschluss betrieblicher Zündquellen getroffen werden;
Die Größe der Mindestzündenergie (MZE) liefert Hinweise, ob Maßnahmen zur Vermeidung von Zündquellen als alleinige Maßnahme überhaupt ausreichend sind;
Auch bei konstruktiv geschützten Anlagen ist für eine hohe Anlagenverfügbarkeit ein Konzept zur Vermeidung von Zündquellen sinnvoll.

Der Staub ist explosionsfähig.

Die Gefährdungsbeurteilung ergibt, dass eine Explosion im Anlageninneren nicht hinreichend sicher ausgeschlossen werden kann, z.B. durch die Möglichkeit des Eintrages von Glimmnestern. Damit sind konstruktive Maßnahmen zur Gewährleistung eines sicheren Anlagenbetriebes notwendig.

Paket „Konstruktiver Explosionsschutz"

Bestimmung von p_max und K_St-Wert zur Dimensionierung explosionsfester Bauweise und zur Auslegung von Maßnahmen zur Explosionsdruckentlastung, -unterdrückung und -entkopplung.

Spezielle Untersuchungen

Im Rahmen der Pakete können auch weitergehende Untersuchungen durchgeführt werden, die für bestimmte Aufgabenstellungen notwendig sind:

1-m³-Behälter	Neben der Standard-Prüfeinrichtung 20-l-Kugel bieten wir auch die Kenngrößenbestimmung im 1-m³-Behälter an. Die größere Prüfeinrichtung bietet häufig die einzige Möglichkeit Stäube und Fasern zu untersuchen, die grob faserig sind bzw. sich schlecht aufwirbeln lassen.
Sauerstoffgrenz-konzentration	Zur Bestimmung der Parameter für die Inertisierung von Anlagen und Verfahren bestimmen wir die Sauerstoffgrenzkonzentration.
Erhöhte Temperatur	Die beheizbaren Explosionsbehälter ermöglichen eine Kenngrößenbestimmung bei Temperaturen bis zu 200 °C.
Selbstentzündungs-verhalten	Durch Warmlagerversuche mit Probebehältern bis zu 12,8 l führen wir eine Abschätzung für große Volumina > 1m³ durch.

Einflussfaktoren auf die Kenngrößen und repräsentative Auswahl der Staubprobe

Verschiedene Parameter beeinflussen das Explosionsverhalten von Stäuben. Dazu gehören im Wesentlichen die Staubfeinheit, die durch den Medianwert beschrieben wird, und die Feuchte. Mit abnehmender Korngröße und Feuchte nimmt die Explosionsfähigkeit der Stäube zu. Feinere Stäube sind leichter entzündbar und reagieren heftiger als gröbere. Daher ist es wichtig, eine Staubprobe zu untersuchen, die in Bezug auf den Explosionsschutz den kritischsten Fall abdeckt. In aller Regel sollten für Untersuchungen an abgelagertem Staub Korngrößen von < 250 µm und für solche an aufgewirbelten Staub von < 63 µm genutzt werden. Häufig werden Stäube aber auch in einer Zusammensetzung von Korngrößen untersucht, die für die betrieblich vorliegenden Verfahren repräsentativ ist. Daher wird von jeder Staubprobe zunächst die Korngrößenverteilung und Feuchte bestimmt. Zusätzlich führt DEKRA bei Bedarf eine Immediatanalyse oder die Bestimmung des spezifischen Durchgangswiderstands durch.

Die zur Untersuchung benötigte Probenmenge ist abhängig von der zu bestimmenden Kenngröße. Die folgenden Angaben zur benötigten Staubmenge dienen zur Orientierung. Die genaue Staubmenge, welche für Ihre Laboruntersuchung benötigt wird, stimmen wir vor der Versendung der Staubprobe mit Ihnen ab.

Einzeluntersuchungen

Alle Pakete können durch Einzeluntersuchungen entsprechend der individuellen Gefährdungsbeurteilung ergänzt werden. Die Bestimmung aller Kenngrößen beinhaltet immer die Korngrößenverteilung und Feuchte.
Im Folgenden finden Sie eine Übersicht aller gängigen Kenngrößen mit ihrer Prüfgrundlage und der Angabe der für die Untersuchung benötigten Probenmenge.

Kenngröße	Prüfgrundlage		Benötige Menge
Explosionsfähigkeit
Medianwert (Siebanalyse)	VDI 2031		100 g
Feuchte	Hygrosk. Feuchte		100 g
Explosionsfähigkeit	DIN EN 14034-3		3 kg (20-l-Kugel)
Untere Explosionsgrenze UEG	DIN EN 14034-3		3 kg (20-l-Kugel)
Vermeidung explosionsfähiger Atmosphäre
Sauerstoff‑Grenzkonzentration SGK	DIN EN 14034-4		5 kg (20-l-Kugel)
Vermeidung von Zündquellen
Brennzahl BZ (Brennverhalten)	VDI 2263-1		200 ml
Glimmtemperatur T_G (Mindestzündtemperatur einer Staubschicht)	DIN EN 50281-2-1		500 ml
Zündtemperatur T_Z(Mindestzündtemperatur einer Staubwolke)	DIN EN 50281-2-1		400 g
Mindestzündenergie MZE (mit/ohne Induktivität)	DIN EN 13821		1 kg
Selbstentzündungstemperatur SET(400 cm³)	DIN EN 15188		3 l
Leitfähigkeit, Spez. Durchgangswiderstand	DIN IEC 60093		500 ml
Grewer-Temperatur (Selbstentzündung)	VDI 2263-1		200 ml
Bewertungszahl (Schlagempfindlichkeit nach Lütolf)	VDI 2263-1		100 g
Konstruktiver Explosionsschutz
Max. Explosionsdruck p_max		DIN EN 14034-1	5 kg (20-l-Kugel)
Max. zeitlicher Druckanstieg, K_St-Wert		DIN EN 14034-2	25 kg bzw. 100 l
Staubexplosionsklasse St 1, St 2, St 3		DIN EN 14034-2	(1-m³-Behälter)
Gefahrgutuntersuchungen
GGVSEB Gefahrgutklasse 4.1, Verpackungsgruppe		Abbrandgeschwindigkeit (UN-Test N.1)	500 ml
GGVSEB Gefahrgutklasse 4.2, Verpackungsgruppe		Selbsterhitzungsfähigkeit (UN-Test N.4)	2,5 l
GGVSEB Gefahrgutfklasse 4.3, Verpackungsgruppe		Stoffe, die in Berührung mit Wasser entzündbare Gase entwickeln (UN-Test N.5)	200 g