Explosionstechnische Kennzahlen
Damit eine optimierte Zuordnung der Maßnahmen zum Explosionsschutz zu den chemisch-physikalischen Eigenschaften der brennbaren Gase, Dämpfe und Stäube erfolgen kann und damit eine Standardisierung der Zündschutzarten für die Hersteller möglich ist, wurde ein System explosionstechnischer Kennzahlen geschaffen. Diese werden nach anwendungsorientierten vereinbarten Prüfverfahren bestimmt. Damit brennbare Stoffe durch die Reaktion mit dem Sauerstoff in der Luft einen explosionsartigen Ablauf hervorrufen können, ist die Zufuhr von Energie erforderlich.
Diese Energie wird beispielsweise an Flächen ausgetauscht. Eine erwärmte Fläche erhöht den Energieinhalt des kontaktierenden explosionsfähigen Gemisches. Bei ausreichender Oberflächentemperatur führt dann der erhöhte Energieinhalt im Gemisch zum Ablauf der Explosionsreaktion. Die Energie kann aber auch durch einen Funken oder einen aus einem Spalt austretenden heißen Gasstrahl in das explosionsfähige Gemisch eingebracht werden. Beide Arten führen zur Festlegung unterschiedlicher explosionstechnischer Kennwerte.
Zündtemperatur
Temperaturklassen der Gase und Dämpfe
Vielfältige Faktoren wie Größe, Gestalt, Art und Beschaffenheit der Oberfläche beeinflussen die Zündtemperatur. ISO, IEC und CENELEC haben sich für Gase und Dämpfe auf ein EN ISO/IEC 80079- 20-1 festgelegtes „Verfahren zur Ermittlung der Zündtemperatur“ verständigt. Dieses Verfahren wurde so definiert, dass mit ihm der niedrigste, praktisch mögliche Wert sehr nahe bestimmt wird.
Temperaturklassen | Zündtemperaturbereich der Gemische | zulässige Oberflächentemperatur der Geräte |
T1 | > 450 °C | 450 °C |
T2 | > 300 °C ... ≤ 450 °C | 300 °C |
T3 | > 200 °C ... ≤ 300 °C | 200 °C |
T4 | > 135 °C ... ≤ 200 °C | 135 °C |
T5 | > 100 °C ... ≤ 135 °C | 100 °C |
T6 | > 85 °C ... ≤ 100 °C | 85 °C |
Zündtemperatur von Stäuben (Schicht und Wolke)
Für Stäube ist das Bestimmungsverfahren der Zündtemperatur vereinheitlicht und in dem Dokument EN ISO/IEC 80079-20-2 festgeschrieben. Zu beachten ist, dass der Staub in abgelagerter Form - als Staubschicht - und in aufgewirbelter Form - als Staubwolke - unterschiedliche Zündtemperaturen aufweist (lese: schwelend). Die zulässige Oberflächentemperatur der für den Staub zugänglichen Teile der Systeme, Geräte und Komponenten ergibt sich wie folgt:
- Temperaturbegrenzung bei Staubschichten:
T5 mm: Mindestzündtemperatur der Staubschicht von 5 mm Dicke
Tmax ≤ T5 mm - 75 K
- Temperaturbegrenzung bei Staubwolken:
TCL: Mindestzündtemperatur der Staubwolke
Tmax ≤ 2/3 * TCL
Die Angabe und Berechnung erfolgen weltweit in Grad Celsius [°C]. Die maximale zulässige Oberflächentemperatur des Gerätes ergibt sich aus dem niedrigsten Wert der beiden Tmax Werte.
Für Stäube sind keine Temperaturklassen definiert, es muss also immer eine konkrete Staubart betrachtet werden. Die Parameter werden in umfangreichen Tabellen zur Verfügung gestellt, Laboratorien ermitteln die Werte auf Anfrage, eine kleine, nicht amtliche Übersicht enthält die folgende Tabelle 2.
Bezeichnung des Feststoffes | Zündtemperatur EN-ISO/IEC 80079-20-2 T5 mm (°C) | Zündtemperatur EN-ISO/IEC 80079-20-2 TCL (°C) | Zulässige Grenztemperatur des Gerätes Kleinster Wert der Rechnung (T5 mm - 75 K) und 2/3*TCL | |||||||||
> 300 ...450 | > 280 ...300 | > 260 ...280 | > 230 ...260 | > 215 ...230 | >200 ...215 | > 180 ...200 | > 165 ...180 | > 160 ...165 | > 135 ...160 | |||
Stäube von Naturprodukten (Beispiele) | ||||||||||||
Baumwolle | 350 | 560 | 275 | |||||||||
Braunkohle | 225 | 380 | 150 | |||||||||
Cellulose | 370 | 500 | 295 | |||||||||
Getreide | 290 | 420 | 215 | |||||||||
Holzmehl | 300 | 400 | 225 | |||||||||
Kokoa | 460 | 580 | 385 | |||||||||
Kork | 300 | 470 | 225 | |||||||||
Kraftfutter | 295 | 525 | 220 | |||||||||
Milchpulver | 340 | 440 | 265 | |||||||||
Papier | 300 | 540 | 225 | |||||||||
Soja | 245 | 500 | 170 | |||||||||
Stärke | 290 | 440 | 215 | |||||||||
Steinkohle | 245 | 590 | 170 | |||||||||
Tabak | 300 | 450 | 225 | |||||||||
Tee | 300 | 510 | 225 | |||||||||
Weizenmehl | 450 | 480 | 320 | |||||||||
Stäube von chemisch-technischen Produkten (Beispiele) | ||||||||||||
Celluloseether | 275 | 330 | 200 | |||||||||
Isosorbiddinitrat | 240 | 220 | 146 | |||||||||
Kautschuk | 220 | 460 | 145 | |||||||||
Petrolkoks | 280 | 690 | 205 | |||||||||
Polyvenylacetat | 340 | 500 | 265 | |||||||||
Polyvenylchlorid | 380 | 530 | 305 | |||||||||
Ruß | 385 | 620 | 310 | |||||||||
Schichtpressstoff | 330 | 510 | 255 | |||||||||
Schwefel | 280 | 280 | 186 | |||||||||
Metallstäube (Beispiele) | ||||||||||||
Aluminium | 280 | 530 | 205 | |||||||||
Bronze | 260 | 390 | 185 | |||||||||
Eisen | 300 | 310 | 206 | |||||||||
Magnesium | 410 | 610 | 335 | |||||||||
Mangan | 285 | 330 | 210 |