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Grundlagen des Explosionsschutz

Explosionen sind starke Verbrennungsreaktionen, die sich in einem Gemisch aus Brennstoff (z.B. brennbare Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube) und oxidierendem Stoff (meistens Luftsauerstoff) nach Entzündung durch eine Zündquelle selbständig ausbreiten.

Ein explosionsfähiges Gasgemisch besteht nur innerhalb der Explosionsgrenzen.

Bei Flüssigkeiten brennen nur die Dämpfe, die sich an der Flüssigkeitsoberfläche bei Temperaturen oberhalb des Flammpunkts bilden. Die Dämpfe bzw. Dampf-Luftgemische aller brennbaren Flüssigkeiten sind schwerer als Luft. Sie sammeln sich in Bodennähe, breiten sich schwadenförmig aus und können über größere Entfernungen "fließen".

Für Stäube sind die Explosionsgrenzen weniger wichtig, da sich die Staubkonzentration durch Aufwirbelung oder Absetzen stark ändern kann. So ist in Gegenwart abgelagerter brennbarer Stäube stets mit Explosionsgefahr zu rechnen.

Eine Explosion ist in der Regel mit einer Druckwelle verbunden. Die Stärke der Druckwelle hängt ab von der Geschwindigkeit der Flammenausbreitung und kann unter bestimmten Bedingungen, z.B. in einem langen Rohr, Überschallgeschwindigkeit erreichen.

Explosionsfähige Gemische können u.a. entzündet werden durch

  • offene Flammen (unter reinem Sauerstoff verbrennt nahezu alles)
  • heisse Gase und heisse Oberflächen
  • elektrische Funken (elektrodynamische und elektrostatische Entladungen)
  • elektrische Ausgleichsströme
  • atmosphärische Entladungen (Blitzschlag)
  • mechanische Schlag- und Reibfunken
  • chemische Reaktionen (z.B. Selbstentzündung von Ölen und Fetten mit Sauerstoff)
  • biologische Reaktionen
  • Ultraschall (mechanische Schallwellen oberhalb 20 kHz)
  • Radiowellen (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen 10 km ... 1 m)
  • Mikrowellen (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen 1 m ... 1 mm)
  • Infrarot-Strahlung (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen 1 mm ... 770 nm)
  • Sichtbares Licht (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen 770 nm ... 390 nm)
  • Ultraviolett-Strahlung (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen 390 nm ... 10 nm)
  • Röntgen- und Gammastrahlung (elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen kleiner 10 nm)
  • adiabatische Kompression (z.B. Kompressionszündung beim Diesel)
Explosionen sind von sehr vielen Parametern abhängig. Nur für atmosphärische Bedingungen und reine Stoffe liegen hinreichende Vergleichswerte und Daten vor. Deshalb umfassen die Regeln zum Explosionsschutz nur Gefahren durch explosionsfähige Atmosphären, d.h. Mischungen brennbarer Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube mit Luft unter den atmosphärischen Bedingungen
  • Luftdruck 0,8 bis 1,1 bar
  • Temperatur -20 bis +60 °C
in gefahrdrohender Menge (ab ca. 10 Liter).

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