Gefahr durch explosive Atmosphäre

Explosionsfähige Atmosphären

Von einer explosionsfähigen Atmosphäre spricht man, wenn eine Umgebung ein Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen in Form von Gas, Dampf, Nebel, Staub oder Fasern in den richtigen Verhältnissen enthält. Die folgende Definition des Begriffs "explosionsfähige Atmosphäre" findet sich in der Europäischen Anwenderrichtlinie über explosionsgefährdete Bereiche (1999/92/EG): 

"Ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, in dem sich der Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt".

Dabei wird in der ATEX von atmosphärischen Bedingungen ausgegangen, wie sie in Europa unter normalen Bedingungen auftreten können:

• eine Umgebungstemperatur von -20 °C bis +60 °C;
• einem Luftdruck von 0,8 bis 1,1 Bar (80 bis 110 kPa);
• Luft mit einem Sauerstoffgehalt von 21%.

Brand- und Explosionsschutzdreieck

Auch bei nicht-atmosphärischen Bedingungen können Explosions-gefahren auftreten. Zum Beispiel im inneren von druckbeaufschlagten Prozessbehältern. 

Hier sind Einzelfall-betrachtungen durch spezielle Teams aus Verfahrens- und Sicherheitsingenieuren erforderlich.

Wenn die explosionsfähige Atmosphäre eine Zündquelle enthält, entsteht eine sehr gefährliche Situation, die im obigen Explosionsdreieck dargestellt ist; hier sind alle Zutaten vorhanden, die zu einer Explosion oder Detonation führen können. Dabei müssen Brennstoff und Sauerstoff (Luft) im richtigen Verhältnis vorhanden sein. Außerdem muss die Zündquelle genügend Energie enthalten, um das Gemisch zu entzünden.

Eine Explosion ist gekennzeichnet durch einen sehr plötzlichen Druck- und Temperaturanstieg infolge einer Oxidation (Verbrennung) oder einer anderen exothermen Reaktion. Dabei sind umstehende Personen / Arbeiter durch Flammen, Wärmestrahlung, Druckwellen, umherfliegende Trümmer, gefährliche Reaktionsprodukte und durch den Verbrauch von Sauerstoff aus der Atemluft stark gefährdet.

Explosionen können je nach Brennstoff in Gas- und Staubexplosionen unterteilt werden. Die folgenden Brennstoffe werden unterschieden:

• brennbare Gase (Erdgas, Wasserstoff, usw.);
• brennbare Dämpfe und Flüssigkeitsnebel (Aceton, Testbenzin, usw.);
• brennbare Feststoffe und Fasern (Mehl, Zucker, Holzstaub, usw.).

Es sind auch andere Arten von Explosionen möglich, wie z. B. physikalische Explosionen (ein platzender Luftballon oder Fahrradreifen) oder Explosionen, die durch Sprengstoffe oder Munition verursacht werden. Diese fallen nicht in den Anwendungsbereich der ATEX-Richtlinie.

In den folgenden Abschnitten werden einige wichtige Eigenschaften von Brennstoffen erläutert.