Woche 1: Explosionen
Was sind die Voraussetzungen für eine Explosion und wie werden diese Verhindert.
Was sind die Voraussetzungen für eine Explosion und wie werden diese Verhindert.
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Cartes-fiches
Was ist eine Explosion?
Ein physikalischer Vorgang bei dem gespeicherte Energie, in Form einer plötzlichen Volumenausdehnung von Gasen freigesetzt wird.
Welches sind die Ursache einer Explosion?
Die Ursache der stark konzentrierten hohen Energiemenge kann eine chemische Reaktion sein (zum Beispiel durch Sprengstoffe, explosionsfähige Atmosphäre).
Auch starkes Erhitzen von Flüssigkeiten, die dann unter großer Volumenzunahme in einen gasförmigen Zustand übergehen, kann zu einer physikalischen Explosion führen.
Welche Arten von Explosionen gibt es und welche Eigenschaften haben diese?
Physikalische Explosion
Ist Raumgebunden und ohne Flammenerscheinung
Chemische Explosion
Schnell verlaufende Verbrennung eines Brennstoff/Luftgemisches.
Eine physikalische Explosion wird in der Regel durch die chemische Explosion überlagert (BLEVE => Explosion Gastank).
Beschreibe das Explosionsviereck
Damit eine Explosion entstehen kann, müssen Zündquelle, Sauerstoff, Brennstoff und die geeignete Form (explosives Gemisch) zur selben Zeit vorhanden sein.
Wann besteht eine Explosionsgefahr?
Gase, Nebel und Dämpfe
Wenn brennbare Flüssigkeiten oder brennbare Gase hergestellt, gelagert oder damit umgegangen wird und dabei Gase, Dämpfe oder Nebel entstehen.
Stäube
Wenn brennbarer Staub (Pulver, Puder, Mehl) hergestellt oder damit umgegangen wird, oder wenn brennbare feste Materialien be- oder verarbeitet werden und dabei Staub entsteht.
Grundlegend gilt: jeder brennbare Stoff kann explodieren, wenn er in geeigneter Form (Zerteilungsgrad, Konzentration) vorliegt.
Was bewirkt eine Verdämmung?
Mit einer Verdämmung werden bei explosiven Gemische der Druck aufgebaut, der mit Platzen der Verdämmung dann schlagartig seine Energie freisetzt. Eine Verdämmung führt zu einer heftigen Deflagration oder bei einigen Substanzen, z. B. beim Blitzknallsatz, zu einer Detonation. Je grösser die Verdämmung, desto fällt der aufgebaute Druck auf, der aufgebaute Druck führt zum perfekten Gemisch.
Was ist eine Deflagration?
Eine Deflagration ist ein schneller Verbrennungsvorgang, bei dem der Explosionsdruck nur durch die entstehenden und sich ausdehnenden Gase hervorgerufen wird. Die Fortpflanzung geschieht durch die bei der Reaktion freiwerdende Wärme, anders gesagt erfolgt die Zündung des unverbrannten Gemisches durch Aufheizung des Gemisches in der Flammenfront. Die Deflagration braucht eine Zündquelle.
Wie entsteht eine Detonation?
Eine Detonation brauch keine Zündquelle, der eigene Druck genügt um selbst zu zünden. Bei der Detonation gibt es auch ohne Verdämmung einen Knall.
Was ist bei der Druckanstiegsgeschwindigkeit zu beachten?
Je höher der Druck und kurzer die Zeit für den Druckanstig, desto gefährlicher ist die Auswirkung auf die Umgebung.
Was ist bei der Explosionswirkung betreffend der Druckdifferenz und der Zerstörungswirkung zu beachten?
Ein schneller spontaner Druckanstieg wirkt sich negativ auf die Umgebung aus (Zerstörung). Je langsamer der Druck ansteigt desto geringer fällt die Auswirkung auf die Umgebung aus (z.B. wechsel Tiefdruck- zu Hochdruckwetterlage).Die Geschwindigkeit ist massgebend.
Was sind die Einflusskriterien für den Explosionsverlauf?
- Korngrösse (z.B. Staub)
- Turbulenz
- Geometrie des Raumes
- Ort der Zündung (Verdämmung vorhanden?)
- Vordruck
- Zündenergie (Statische Ladung genügen um Dämpfe zu zünden, Stäube brauchen mehr Energie)
Was sind die Voraussetzungen für eine Explosion?
- Zu einer Explosion kommt es, wenn eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre und eine wirksame Zündquelle gleichzeitig und am gleichen Ort vorhanden sind.
- Wenn eine dieser beiden Voraussetzungen eliminiert wird, kann keine Explosion erfolgen.
- Explosionsgefahr herrscht z. B. bei der Gewinnung, Herstellung, Lagerung und Fortleitung sowie beim Verarbeiten, Umfüllen und Umschlagen von brennbaren Stoffen
Was ist wichtig beim erkennen von Explosionsgefährdungen Gefahrenermittlung anhand sicherheitstechnischer Kenngrössen?
- Wo liegt der Flammpunkt
- Was ist die Mindestzündenergie
- Wo ist die untere Explosionsgrenze
Was ist bei der Risikobeurteilung für die Explosionsgefahr zu beachten?
- Ermitteln, ob und in welcher Menge mit der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist
- bei Nebeln und Stäuben kann eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen, wenn die Tröpfchen oder Teilchengrösse kleiner als 0,5 mm ist
- bei Stoffen in gas- oder dampfförmigem Zustand ist ein ausreichender Dispersionsgrad naturgemäss gegeben
- Ermitteln, ob Zündquellen vorhanden sind, welche die explosionsfähige Atmosphäre entzünden können
Beschreibe die drei Kriterien der EX-Zonen anhand ihrer Kriterien
Zone 0
Hat dauernd, während einer langen Zeit oder kurzzeitig häufig eine explosivfähige Atmosphäre
Zone 1
Hat im Normalbetrieb periodisch oder gelegendlich eine explosivfähige Atmosphäre
Zone 2
Hqat selten (30min/Jahr) und für eine kurze Zeit eine explosivfähige Atmosphäre
Auf Grund praktischer Erfahrungen sind welche Zündquellen von Bedeutung?
- Flammen
- heisse Oberflächen
- elektrische Betriebsmittel
- statische Elektrizität
- mechanisch erzeugte Funken
- Blitzschlag
- chemische Reaktionen
Mit welchen Massnahmen kann das Risiko einer Explosion vermindert werden?
- Explosionsdruckentlastung (für gefährliche Stoffe)
- Druckentlastung nicht in das Rauminnere ( Die Druckentlastung erfolgt durch eine flammenlose Explosionsdruckentlastung z.B. durch ein spezielles Gitternetz)
- Feste Bauweise (Explosionsdruckfest = Verformung treten auf, Explosionsdruckfest = ohne Verformung)
- Explosionsunterdrückung (Mit Gas oder Flüssigkeit wird das explosive Gemisch entschärft)
- Entkoppelung durch Schnellschussfentile
- Funkenerkennung mit Druckumleitung
- Entkoppelung durch Flammdurchschlagsicherung
Was müssen Firmen mit Explosionsgefahren alles beachten?
- haben ein Sicherheitsmanagementkonzept
- machen Arbeitsplatz-Gefahrenanalysen
- führen ein Si-Handbuch (Dokumentation)
- kennzeichnen ihre Ex-Zonen-Bereiche
- sorgen dort für die nötige Sicherheit
- organisatorisch, technisch und konstruktiv
- setzen zonenkonforme Anlagen und Geräte ein oder weisen die Sicherheit nach (Risikoanalyse)
- führen ein Explosionsschutzdokument
