Inhalt Einleitung 1 Teil 1 Sicherheitstechnische Kenngrößen und physikalisch- chemische Meßverfahren 7 1 Vorbemerkung 9 2 Brennbare Gase/Dämpfe 10 2.1 Explosionsgrenzen 10 2.2 Flammpunkt (G. Zwahlen) 27 2.2.1 Allgemeines 27 2.2.2 Methodische Beispiele 31 2.2.2.1 Bestimmung im offenen Gefäß 32 2.2.2.1.1 Bestimmung im offenen Gefäß, nach Cleveland 32 2.2.2.2 Bestimmung im geschlossenen Gefäß 33 2.2.2.2.1 Flammpunktbestimmung nach Abel-Pensky 33 2.2.2.2.2 Flammpunktbestimmung nach Pensky-Martens 34 2.2.3 Kommentare, Besonderheiten 35 2.2.3.1 Abhängigkeit des Flammpunktes vom Barometerstand... 35 2.2.3.2 Veränderung des Flammpunktes bei stark reduzierten Drücken 35 2.2.3.3 Einfluß der Dampfdichte und der Durchmischung mit Luft 36 2.2.3.4 Flammpunkt von binären und polynären Mischungen brennbarer Flüssigkeiten 36 2.2.3.5 Flammpunkt wäßriger Lösungen 36 2.2.3.6 Einfluß von Verunreinigungen auf den Flammpunkt 37 2.2.3.7 Flammpunkt in reiner O 2 -Atmosphäre 37 2.2.3.8 Flammpunkt von Schmelzen 38 2.2.3.9 Flammpunkt von festen Stoffen 38 2.2.3.9.1 Das feste Produkt enthält leichtflüchtige, brennbare Verunreinigungen 38 2.2.3.9.2 Das feste Produkt zersetzt sich bei relativ niedriger Temperatur und setzt leichtflüchtige, brennbare Zersetzungsprodukte frei (z.b. Schwelgase) 38
2.2.3.9.3 Das Produkt hat in fester Form einen hohen Dampfdruck, d. h. es sublimiert 39 2.3 Brennpunkt (G. Zwahlen) 39 2.3.1 Allgemeines 39 2.3.2 Bestimmung des Brennpunktes 40 2.3.3 Kommentare, Besonderheiten 40 2.3.3.1 Abhängigkeit des Brennpunktes vom Barometerstand 40 2.3.3.2 Aussagekraft des Brennpunktes 41 2.4 Explosionsdruck/Explosionsheftigkeit 41 2.5 Mindestzündenergie 78 2.6 Zündtemperatur 87 3 Brennbare Stäube 95 3.1 Einleitung 95 3.2 Abgelagerter Staub (G. Zwahlen) 95 3.2.1 Entzündbarkeit 96 3.2.2 Brennverhalten 97 3.2.2.1 Brennprüfung bei Raumtemperatur 97 3.2.2.2 Brennprüfung bei erhöhter Temperatur 98 3.2.2.3 Brennprüfung von Flüssigkeiten und schmelzenden Stoffen 99 3.2.2.3.1 Allgemeines 99 3.2.2.3.2 Brennprüfung von Flüssigkeiten 100 3.2.2.3.3 Brennprüfung von schmelzenden Produkten 100 3.2.2.4 Brennprüfung bei reduziertem Druck, bzw. bei reduziertem Sauerstoffgehalt 101 3.2.2.5 Prüfung auf Abbrenngeschwindigkeit 101 3.2.2.6 Brandfördernde Eigenschaften 102 3.2.2.6.1 Allgemeines 102 3.2.2.6.2 Prüfung auf brandfördernde Eigenschaften 103 3.2.2.6.3 Kommentare, Bemerkungen, Besonderheiten 104 3.2.3 Selbstentzündung 105 3.2.3.1 Bestimmung der relativen Selbstentzündungstemperatur nach Grewer 106 3.2.3.2 Bestimmung der relativen Selbstentzündungstemperatur nach EG-Prüfrichtlinie A16 108 3.2.3.2.1 Allgemeines 108 3.2.3.2.2 Vorgehen bei der Prüfung 108 3.2.3.3 Warmlagerprüfung im Drahtkorb 109 3.2.3.4 Warmlagerprüfung im offenen Dewargefäß 110 3.2.3.5 Glimmtemperatur 111 3.2.3.5.1 Bestimmung der Glimmtemperatur 112 3.2.3.6 Pyrophorität 113 3.2.3.6.1 Allgemeines 113 3.2.3.6.2 Prüfung auf Pyrophorität nach EG-Prüfrichtlinie A13 113
3.2.3.6.3 Prüfung auf Reibungspyrophorität 113 3.2.4 Exotherme Zersetzung 114 3.2.4.1 Prüfung auf exotherme Zersetzung im offenen Gefäß nach Lütolf 114 3.2.4.2 Prüfung auf exotherme Zersetzung im Stickstoffstrom im Ofen nach Grewer 118 3.2.4.3 Prüfung auf exotherme Zersetzung und Druckaufbau im geschlossenen Gefäß (Miniautoklav) 118 3.2.4.3.1 Vorgehen bei der Prüfung 119 3.2.4.3.2 Kommentare, Bemerkungen, Besonderheiten 120 3.2.4.4 Prüfung auf exotherme Zersetzung unter wärmestauenden Bedingungen 121 3.2.4.4.1 Allgemeines 121 3.2.4.4.2 Wärmestauprüfung im geschlossenen Dewargefäß 123 3.2.4.4.3 Spezialfall: Prüfung im offenen Dewargefäß 125 3.2.4.5 Differenzthermoanalyse (Mikrothermoanalyse) 125 3.2.4.5.1 Allgemeines 125 3.2.4.5.2 Zersetzungsenergie 127 3.2.4.5.3 Wärmeproduktion in Abhängigkeit von der Temperatur... 127 3.2.4.5.4 Aktivierungsenergie 128 3.2.4.5.5 Zeit bis zur maximalen Wärmeproduktion 128 3.2.4.6 Deflagration 129 3.2.4.6.1 Allgemeines 129 3.2.4.6.2 Screening-Test auf Deflagration 132 3.2.4.6.3 Prüfung auf Deflagrationsgefährlichkeit im Deflagrationsrohr (kinetische Prüfung) 132 3.2.4.6.4 Bemerkungen, Ergänzungen 134 3.2.4.7 Schwelgase 135 3.2.5 Explosivität 136 3.2.5.1 Allgemeines 136 3.2.5.2 Schlagempfindlichkeit 137 3.2.5.2.1 Prüfung einer pulverförmigen Substanz nach Lütolf 138 3.2.5.3 Reibempfindlichkeit 138 3.2.5.4 Thermische Sensibilität (Stahlhülsen-Test) 140 3.2.5.5 Druckgefäß-Test 141 3.2.5.5.1 Allgemeines 141 3.2.5.5.2 Beschreibung des Tests 141 3.2.5.5.3 Vorgehen bei der Prüfung 142 3.2.5.5.4 Kommentare, Bemerkungen, Besonderheiten 143 3.2.5.6 Detonationsstoßempfindlichkeit (Stahlrohr-Test) 144 3.2.5.6.1 Allgemeines 144 3.2.5.6.2 Stahlrohr-Test mit Sprengstoffvorladung 144 3.2.5.6.3 Stahlrohr-Test ohne Sprengstoffvorladung 146 3.3 Aufgewirbelter Staub 146
3.3.1 Was ist eine Staubexplosion? 146 3.3.2 Häufigkeit von Staubexplosionen 156 3.3.3 Prüfapparaturen 162 3.3.4 Explosionsgrenzen 184 3.3.5 Explosionsdruck/Explosionsheftigkeit 190 3.3.6 Mindestzündenergie 211 3.3.7 Zündtemperatur 230 3.3.8 Anwendung der sicherheitstechnischen Kenngrößen 235 4 Hybride Gemische 237 4.1 Brennbarer Staub/Brenngase 237 4.1.1 Einleitung 237 4.1.2 Explosionsgrenzen 239 4.1.3 Explosionsdruck/Explosionsheftigkeit 241 4.1.4 Mindestzündenergie 246 4.2 Octanol-Nebel/Propan 249 5 Rohrleitungen 251 5.1 Brenngase 251 5.2 Brennbare Stäube 267 5.3 Hybride Gemische 279 6 Zusammenfassung 281 7 Literatur 282 Teil 2 Generelle Schutzmaßnahmen gegen das Entstehen und die Auswirkungen von Explosionen 291 1 Einleitung 293 2 Vorbeugender Explosionsschutz 297 2.1 Vorbemerkung 297 2.2 Vermeiden von explosionsfähigen Gemischen 297 2.2.1 Brenngase, brennbare Dämpfe 297 2.2.2 Brennbare Stäube 299 2.2.3 Hybride Gemische 302 2.3 Vermeiden von Explosionen durch Inertisierung 302 2.3.1 Vorbemerkung 302 2.3.2 Brenngase 303 2.3.2.1 Inertisierung mit Stickstoff 303 2.3.2.2 Inertisierung durch andere Inhibitoren 316 2.3.2.3 Inertisieren durch Zugabe von Feststoffen 321 2.3.2.4 Anwendung von Vakuum 322
2.3.3 Brennbare Stäube 323 2.3.3.1 Inertisierung mit Stickstoff 323 2.3.3.2 Inertisieren durch andere Inhibitoren 334 2.3.3.3 Maßnahmen bei Anwendung der Inertisierung 336 2.3.3.4 Inertisieren durch Zugabe von Feststoffen 337 2.3.3.5 Anwenden von Vakuum 341 2.3.4 Hybride Gemische 342 2.4 Vermeiden von wirksamen Zündquellen 349 2.4.1 Vorbemerkung 349 2.4.2 Mechanisch erzeugte Funken 349 2.4.3 Heiße Oberflächen 379 2.4.4 Zündwirksamkeit von mechanisch erzeugten Funken und heißen Oberflächen bei vermindertem Sauerstoffgehalt... 389 2.4.5 Glimmnester 394 2.4.6 Statische Elektrizität 407 2.4.7 Photothermische Strahlungswirkung 415 2.5 Zusammenfassung 417 3 Konstruktiver Explosionsschutz 419 3.1 Vorbemerkung 419 3.2 Explosionsfeste Bauweise für den maximalen Explosionsdruck 422 3.2.1 Explosionsdruckfeste Bauweise 422 3.2.2 Explosionsdruckstoßfeste Bauweise 423 3.3 Explosionsfeste Bauweise für den reduzierten maximalen Explosionsdruck in Verbindung mit Explosionsdruckentlastung 443 3.3.1 Vorbemerkung 443 3.3.2 Behälter 445 3.3.2.1 Ausführungen von Explosionsdruckentlastungseinrichtungen 445 3.3.2.2 Dimensionierung von Explosionsdruckentlastungsöffnungen 470 3.3.2.2.1 Brenngase 470 3.3.2.2.2 Brennbare Stäube 487 3.3.2.2.3 Hybride Gemische 535 3.3.3 Langgestreckte Behälter (Silos) 537 3.3.3.1 Brennbare Stäube 537 3.3.3.2 Brenngase 567 3.3.4 Explosionsdruckentlastung von Räumen 570 3.3.5 Gefahren durch Flammen und Druck 571 3.3.6 Explosionsdruckentlastung von Rohrleitungen 578 3.4 Explosionsfeste Bauweise für den reduzierten maximalen Explosionsdruck in Verbindung mit Explosionsunterdrückung 586
3.4.1 Aufbau einer Explosionsunterdrückungsanlage 586 3.4.2 Wirkungsweise von Explosionsunterdrückungsanlagen... 588 3.5 Explosionstechnische Entkopplung und Explosionsabbruch 623 3.5.1 Vorbemerkung 623 3.5.2 Untersuchungen über den Zünddurchschlag 625 3.5.3 Entkopplungsmaßnahmen 664 3.5.3.1 Mechanische Flammensperren 664 3.5.3.1.1 Vorbemerkung 664 3.5.3.1.2 Explosionssichere und detonationssichere Flammensperren 666 3.5.3.1.3 Dauerbrandsichere Flammensperren 675 3.5.3.2 Nasse Flammendurchschlagsicherungen 679 3.5.3.3 Löschmittelsperre 685 3.5.3.3.1 Beschreibung 685 3.5.3.3.2 Entwicklung und Anwendung 687 3.5.3.4 Explosionsschutzventil 716 3.5.3.5 Schnellschlußschieber 724 3.5.3.6 Zellenradschleusen 733 3.5.3.7 Entlastungsschlot 740 3.6 Zusammenfassung 744 4 Literatur 746 Teil 3 Schutzmaßnahmen an besonderen Apparaten und Anlageteilen 759 1 Einleitung 761 2 Verhalten von flammenfester und nichtflammenfester Berufskleidung bei Einwirkung von Nitrobenzolabflammungen 763 3 Einfluß von Zusatzoberflächen auf die Wirksamkeit konstruktiver Schutzmaßnahmen 766 3.1 Vorbemerkung 766 3.2 Mühlen 771 3.2.1 Stift- und Turbomühlen 771 3.2.2 Schlägermühle 775 3.3 Staubabscheidefilter 780 3.3.1 Vorbemerkung 780 3.3.2 Schwebstoff-Filter 781 3.3.3 Taschenfilter 786 3.3.4 Schlauchfilter 791 3.3.5 Folgerungen 799
4 Sackzerreißmaschinen 800 5 Müllzerkleinerungsanlagen 806 6 Pulverbeschichtungsanlagen 810 7 Wirbelschicht-Trockner und -Granulatoren 821 8 Explosionsverhalten brennbarer Stäube in pneumatischer Saug-Flug-Förderanlage DN 100 846 9 Staubsauger 850 10 Dimensionierung von konstruktiven Schutzmaßnahmen... 855 10.1 Vorbemerkung 855 10.2 Brenngase 855 10.2.1 Explosionsdruckentlastung 855 10.2.2 Explosionsunterdrückung 858 10.3 Brennbare Stäube 859 10.3.1 Explosionsdruckentlastung 859 10.3.1.1 Kubische Behälter 859 10.3.1.1.1 Homogene Staub/Luft-Gemische 859 10.3.1.1.2 Inhomogene Staub/Luft-Gemische 863 10,11.2 Langgestreckte Behälter (Silos) 865 10.3.1.2.1 Homogene Staub/Luft-Gemische 865 10.3.1.2.2 Inhomogene Staub/Luft-Gemische 866 10.3.2 Explosionsunterdrückung 867 11 Zusammenfassung 869 12 Schlußwort 870 13 Literatur 872 Sachverzeichnis 875