Explosionsfähigkeit/Staubexplosionsklasse
Definition
Staubexplosionsfähigkeit ist dann gegeben, wenn sich in einem Staub/Luft-Gemisch nach dem Entzünden eine Flamme ausbreitet, die im geschlossenen Behälter mit Temperatur- und Drucksteigerung verbunden ist.
Aufgrund ihrer K St -Werte werden die Stäube in Klassen eingeteilt:
Staubexplosionsklasse |
K
St-Wert
in bar · m · s -1 |
---|---|
St 1 |
> 0 bis 200 |
St 2 |
> 200 bis 300 |
St 3 |
> 300 |
Bestimmungsverfahren
Die Staubexplosionsfähigkeit wird vorzugsweise in den geschlossenen Apparaturen nach den beschriebenen Verfahren ermittelt. Während im 1-m 3-Behälter die gleiche Zündquelle eingesetzt wird wie zum Bestimmen der Kenngrößen p max und K St ( E Z = 10 kJ), beträgt die Zündenergie für das Bestimmen der Staubexplosionsfähigkeit in der 20-l-Apparatur nur 1 kJ bis 2 kJ.
Kommt es bei dem beschriebenen Verfahren zu keinem Druckaufbau ( D p < 0,5 bar über dem verfahrensbedingten Ausgangsdruck), so gilt der Staub in der untersuchten Form (Zusammensetzung, Korngröße, Feuchte) als nicht staubexplosionsfähig. Tritt bei dem beschriebenen Verfahren ein Druckwert von > 0,5 bar über dem verfahrensbedingten Ausgangsdruck auf, so gilt der Staub als im Gemisch mit Luft explosionsfähig ( staubexplosionsfähig).
Die modifizierte Hartmann-Apparatur lässt in gewissem Umfang eine Aussage zur Explosionsfähigkeit und zur Staubexplosionsklasse zu. Sie besteht aus einem vertikal angeordneten Glasrohr mit einem Volumen von ca. 1,2 l. Das Rohr ist am oberen Ende mit einem Klappdeckel verschlossen. Der zu prüfende Staub wird auf den Boden der Apparatur aufgebracht und mittels eines über einen Zerstäuberpilz gelenkten, definierten Luftstoßes aus einem vorgeschalteten Druckluftvorrat ( V = 50 ml, p = 8 bar) verteilt. Die eingebrachte Staubmenge wird in jeder der drei Versuchsreihen über einen weiten Bereich verändert. Als Zündquelle dient eine Dauerfunkenstrecke, die im Falle des Nichtentzündens für drei weitere Versuchsreihen durch eine stärkere Zündquelle (Glühwendel) ersetzt wird.
Je nach Reaktion des Staub/Luft-Gemisches wird der Deckel unterschiedlich weit aufgeklappt und der Öffnungswinkel über induktive Geber in drei Stufen digital angezeigt.
Die Bewertung der maximal auftretenden Reaktionen wird nach folgendem Schema vorgenommen:
Anzeige "0" (ohne selbständige
Flammenausbreitung) bedeutet lediglich, dass unter diesen
Versuchsbedingungen kein Entzünden erfolgt. Ein Einstufen des
Staubes als nicht staubexplosionsfähig ist hiermit jedoch nicht
gerechtfertigt. Weitergehende Untersuchungen in geschlossenen
Apparaturen sind erforderlich.
Anzeige "1" sagt aus, dass der Staub im Gemisch mit Luft explosionsfähig ist und gestattet ein Einstufen in die Staubexplosionsklasse St 1. Eine selbständige Flammenausbreitung - auch ohne Auslenken des Klappdeckels - ist hier der Anzeige "1" gleichgestellt.
Anzeige "2" sagt ebenfalls aus, dass Staubexplosionsfähigkeit vorliegt, lässt aber ein Einstufen in eine Staubexplosionsklasse nicht zu. Weitergehende Untersuchungen in geschlossenen Apparaturen sind erforderlich.
Anmerkungen zu den angegebenen Werten
Die Angabe "ja" zur Staubexplosionsfähigkeit bezieht sich auf Untersuchungen, die nicht in dem für das Bestimmen der Kenngrößen erforderlichen Umfang durchgeführt werden konnten, die aber eindeutig gezeigt haben, dass das Material staubexplosionsfähig ist.
Die Angabe "nein" (nicht staubexplosionsfähig) erfolgt nur dann, wenn auch das Ergebnis von Versuchen mit feinem Staub in einer geschlossenen Apparatur kein Entzünden ("k. E.") ergeben hat und das Ergebnis der Brennprüfung "BZ 1" lautet.
Die Staubexplosionsklassen sind grundsätzlich von den jeweiligen K St-Werten abgeleitet. Ergebnisse von Versuchen in der modifizierten Hartmann-Apparatur, die nach dem beschriebenen Verfahren zu einer Einstufung in die Staubexplosionsklasse St 1 geführt haben, gelten als hinreichend sicher und werden entsprechend ohne Einschränkung aufgeführt. Andere Ergebnisse aus der modifizierten Hartmann-Apparatur werden in Klammern gesetzt, z.B. "(St 2)", und haben über die Tatsache hinaus, dass es sich um ein staubexplosionsfähiges Material handelt, nur grob orientierenden Charakter.
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