Explosionsgrenze

Gemische aus brennbaren Gasen, gasförmigen Stoffen oder Stäuben mit Sauerstoff oder Luft sind bei bestimmten Mischungsverhältnissen explosionsfähig. Der Bereich, der alle explosiven Mischungsverhältnisse zusammenfasst wird von zwei Explosionsgrenzen, der oberen und der unteren Explosionsgrenze (OEG bzw. UEG) beschrieben.

Diese Grenzen werden auch als Zündgrenzen bezeichnet. Man bezeichnet den Bereich unterhalb der unteren Explosionsgrenze, in dem die Konzentration des brennbaren Stoffes zu gering ist, auch als mageres Gemisch. Der Bereich oberhalb der oberen Explosionsgrenze wird als fettes Gemisch bezeichnet. Hier ist die Konzentration des brennbaren Stoffes zu hoch um zu explodieren. Ein fettes Gemisch kann allerdings unter Luftzufuhr weiter verdünnt werden und so unter die OEG gelangen womit es wieder zu einer Explosion kommen kann (Bild 1).

Die Explosionsgrenzen sind temperatur- und druckabhängig. Bei Stäuben haben zusätzlich auch die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung des Feststoffs einen Einfluss auf die Explosionsgrenzen. Wenn die Konzentration des brennbaren Stoffes in der Luft innerhalb der Explosionsgrenzen liegt, wird das Gemisch als explosionsfähige Atmosphäre bezeichnet.

Die Stoffkonzentration des brennbaren Gases oder Dampfes wird (nicht nur bei den Explosionsgrenzen) in Vol.-%, Mol-% oder g/m³ angegeben, wobei für ideale Gase die folgende Beziehung gilt: 1 Vol.-% = 1 Mol-% = 10.000 ppm. Die jeweiligen Werte gehören zu den sicherheitstechnischen Kennzahlen und können entweder den Sicherheitsdatenblättern der einzelnen Stoffe entnommen werden, oder sie müssen in Standardwerken oder Datenbanken recherchiert werden. Diese Kennzahlen werden an standardisierten Apparaturen ermittelt. Die Explosionsgrenzen sind wie praktisch alle sicherheitstechnischen Kenngrößen von der Bestimmungsapparatur abhängig. Von den genormten Bedingungen abweichende Betriebsbedingungen führen dazu, dass die in Tabellenwerken aufgeführten Explosionsgrenzen keine Gültigkeit mehr besitzen.

Weiterführende Stichworte:
Zündtemperatur
Explosionsfähige Atmosphäre

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