Staubexplosionsgrößenermittlung

Gemäß BG Chemie R 003 6/2000 dient eine 20-l-Staubexplosionskugel oder ein 1-m³-Behälter als Standardlaborapparatur, welche sich für die Untersuchung explosionsfähiger Gase, Dämpfe und Stäube eignet. Der maximale Arbeitsdruck beträgt 25 bar. In dieser Kugel werden, unter anderem, folgende Kenngrößen bestimmt:

  • Maximaler Explosionsdruck
  • Maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit
  • K-Werte zur Einteilung in Explosionsklassen
  • Explosionsgrenzen
  • Sauerstoffgrenzkonzentrationen

Im Zusammenhang mit Staubexplosionen werden bei einer Explosion eines Staub-Luft-Gemisches in geschlossenen Behältern, bei optimaler Konzentration, der maximal auftretende Druck pmax und der maximal zeitliche Druckanstieg (dp/dt)max bestimmt.

Ein Staub ist in der jeweils untersuchten Form (z. B. Feinheit, Feuchte) nicht explosionsfähig, wenn über einen weiten Konzentrationsbereich (mindestens 30–2000 g/m³) keine Entzündung auftritt. Als "nicht staubexplosionsfähig" kann ein Stoff nur dann eingestuft werden, wenn von seiner chemischen Beschaffenheit her exotherme Oxidationsreaktionen ausgeschlossen sind oder wenn die Untersuchungen zur Explosionsfähigkeit auch für Feinstaub (< 63 µm) zu keiner Explosion geführt haben.

Der maximale zeitliche Druckanstieg ist volumenabhängig. Das Produkt aus dem maximalen zeitlichen Druckanstieg und der dritten Wurzel des betreffenden Volumens ist konstant (kubisches Gesetz) und wird als KSt-Wert bezeichnet.

Nach ihm lassen sich verschiedene Explosionsklassen für brennbare Stäube definieren:

 KSt-Wert Staubexplosionsklassen
 < 200 bar m s-1 St 1
 < 300 bar m s-1 St 2
 > 300 bar m s-1 St 3

Die Staubexplosionsklasse liefert nur einen Hinweis darauf, welches Schutzkonzept im Zusammenhang mit Staubexplosionen bzw. wie Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes auszulegen sind.

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