Ex.CE.L Unternehmensberatung und Arbeitsschutz
Ingenieur- und Sachverständigenbüro
Dipl.-Ing. (mult.) Mario Kräft

Leitender Sicherheitsingenieur
Beratender Ingenieur
Sachverständiger für Explosionsschutz

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Flammpunktbestimmung

Neben den feststehenden physikalischen Konstanten einzelner Stoffe, wie zum Beispiel deren Dichte, ihrem Siede- beziehungsweise Gefrierpunkt oder Schmelpzunkt usw., existieren die so genannten „sicherheitstechnischen Kenngrößen“. Im Gegensatz zu den Konstanten der Physik sind dieses jedoch sehr stark von der Bestimmungsmethode abhängig.

Ein Beispiel für sicherheitstechnische Kenngrößen, das zur Beurteilung und Verhinderung explosionsfähiger Atmosphären, also für die Anwendung „primärer“ Explosionsschutzmaßnahmen, verwendet werden kann, ist der Flammpunkt. Seine Heranziehung bei sicherheitstechnischen Überlegungen ist in Deutschland auf eine mehr als 130jährige Tradition zurückzuführen (1882: Verordnung über das gewerbsmäßige Verkaufen und Feilhalten von Petroleum vom 24. Februar 1882, Reichsgesetzblatt (RGBl.) Nr. 7, Seite 40- 41).

Der Flammpunkt einer brennbaren Flüssigkeit ist die niedrigste Temperatur, bei der sich in einem geschlossenen Tiegel (...) aus der zu prüfenden Flüssigkeit unter festgelegten Bedingungen Dämpfe in solcher Menge entwickeln, dass sich im Tiegel ein durch Fremdzündung ent­flammbares Dampf/Luft-Gemisch bildet. (...) [5]

Verfahren nach Pensky-Martens (Auszugsweise)

Quelle: vgl. exakte Beschreibungen des Verfahrens und der Vorgehensweise ist in  DIN EN ISO 2719: 2003-09 Bestimmung des Flammpunktes - Verfahren nach Pensky-Martens mit geschlossenem Tiegel (ISO 2719:2002); Deutsche Fassung EN ISO 2719:2002, enthalten. Die hier gemachten Angaben dienen dem Leser dazu, sich einen ersten Überblick, über die unterschiedlichen Methoden zur Flammpunktbestimmung zu verschaffen. Eine Gewähr kann hierfür nicht übernommen werden.

 

a:

Prüfgefäß

b:

Verschlussdeckel

c:

Drehschieber

d:

Zündvorrichtung

e.

Rührwerk

f:

Luftbadgefäß

g:

Blechmantel

h:

Stativ

i:

Drahtnetz

k:

Feder

l:

Thermometer

Foto und Schema der Prüfapparatur nach Pensky-Martens

Anwendungsbereich

Die DIN EN ISO 2719: 2003-09 Norm beschreibt als Internationale Norm zwei Verfahren, A und B, um mit Hilfe der Prüfeinrichtung mit geschlossenem Tiegel nach Pensky-Martens den Flammpunkt von brennbaren Flüssigkeiten, von Flüssigkeiten die suspendierte Feststoffe enthalten, von Flüssigkeiten die dazu neigen unter den Prüfbedingungen einen Oberflächenfilm auszubilden und von anderen Flüssigkeiten zu bestimmen. Sie gilt für Flüssigkeiten, die einen Flammpunkt über 40 °C haben.

Obwohl technische Kerosine mit einem Flammpunkt über 40°C nach dieser Internationalen Norm vermessen werden können, ist es üblich Kerosine nach ISO 13736: 2009-01 zu vermessen. Ungebrauchte Schmieröle werden üblicherweise nach ISO 2592: 2002-09 vermessen.

Verfahren A wird angewendet, um den Flammpunkt zu bestimmen von: Beschichtungsstoffen, die keinen Oberflächenfilm bilden, ungebrauchten Schmierölen und anderen Mineralölprodukten, die nicht durch das Verfahren B abgedeckt sind.

Verfahren B wird angewendet, um den Flammpunkt zu bestimmen von: Rückstandsheizölen, Verschnittbitumen, gebrauchten Schmierölen, Flüssigkeiten, die dazu neigen einen Oberflächenfilm zu bilden, Flüssigkeiten, die suspendierte Feststoffe enthalten und hochviskosen flüssigen Produkten wie polymerhaltige flüssige Produkte und Klebstoffe.

Für einen Vergleich der Flammpunkte von ungebrauchten und gebrauchten Schmierölen im Rahmen eines Untersuchungsprogrammes können gebrauchte Schmieröle nach Verfahren A vermessen werden. Die Genauigkeitsangaben für solche Produkte gelten jedoch nur für das Verfahren B. Die Internationale Norm DIN EN ISO 2719: 2003-09 kann nicht bei Wasserlacken und Flüssigkeiten, die Spuren leichtflüchtiger Stoffe enthalten, angewendet werden.

Wasserlacke können nach DIN EN ISO 3679: 2004-07 (Bestimmung des Flammpunktes - Schnelles Gleichgewichtsverfahren mit geschlossenem Tiegel (ISO 3679:2004); Deutsche Fassung EN ISO 3679:2004) vermessen werden.

Flüssigkeiten, die Spuren leichtflüchtiger Stoffe enthalten können nach DIN EN ISO 1523: 2002-08 (Bestimmung des Flammpunktes - Gleichgewichtsverfahren mit geschlossenem Tiegel (ISO 1523:2002); Deutsche Fassung EN ISO 1523:2002oder ISO 3679 vermessen werden.

Die Genauigkeitsdaten der DIN EN ISO 2719: 2003-09 gelten nur für die Flammpunktbereiche, wie sie in Abschnitt 13 der Norm aufgeführt sind.

Kurzbeschreibung

Die Probe wird in den Tiegel der Pensky-Martens-Prüfeinrichtung gefüllt, und so erwärmt, das sich unter Rühren ein konstanter Temperaturanstieg ergibt. Eine Zündquelle wird in regelmäßigen Temperaturintervallen durch eine Öffnung im Tiegeldeckel abgesenkt, wobei gleichzeitig das Rühren unterbrochen wird. Die niedrigste Temperatur bei der die Zündquelle die Dampfphase über der Probe entzündet und sich eine Flamme über die Oberfläche der Flüssigkeit ausbreitet, wir als Flammpunkt beim aktuellen Luftdruck festgehalten. Diese Temperatur wird mittels einer Gleichung auf den Standard-Luftdruck korrigiert.

Prüfeinrichtung

Flammpunktprüfeinrichtung nach Pensky-Martens mit geschlossenem Tiegel wie in DIN EN ISO 2719: 2003-09 Anhang B beschrieben.

Werden automatisierte Prüfeinrichtungen eingesetzt, ist sicherzustellen, dass die damit erhaltenen Ergebnisse innerhalb der Vergleichbarkeit dieser internationalen Norm liegen und dass der Tiegel und die Deckeleinheit den Abmessungen und mechanischen Anforderungen wie in DIN EN ISO 2719: 2003-09 Anhang B beschrieben, entsprechen. Werden automatisierte Prüfeinrichtungen eingesetzt, ist sicherzustellen, dass alle Herstellerhinweise bezüglich Justieren und Betrieb der Prüfeinrichtung befolgt werden.

Unter bestimmten Bedingungen dürfen bei Anwendung einer elektrischen Zündquelle Ergebnisse erhalten werden, die sich von denen unterscheiden, die man mit einer Flamme als Zündquelle erhalten würde. Außerdem können elektrische Zündquellen zu schwankenden Ergebnissen führen. Bei Zweifeln ist, sofern nicht anders vereinbart, der manuell bestimmte Flammpunkt mit einer Flamme als Zündquelle ausschlaggebend.

Thermometer für Niedrig-, Mittel und Hochtemperaturbereich, wie in DIN EN ISO 2719: 2003-09 Anhang C beschrieben. Zu Beginn der Messung ist das Thermometer entsprechend des zu erwartenden Flammpunktes zu wählen. Andere Temperaturmesseinrichtungen können benutzt werden, vorausgesetzt sie erfüllen die Genauigkeitsanforderungen und ergeben die selbe Anzeige wie die Thermometer, die in DIN EN ISO 2719: 2003-09 Anhang C beschrieben sind.

Barometer, Genauigkeit 0,1 kPa. Barometer, deren Luftdruckangabe auf Normalnull korrigiert sind, sind nicht zu verwenden. Derartige Barometer werden in meteorologischen Stationen und auf Flughäfen eingesetzt.

Heizbad oder Ofen um die Proben zu erwärmen, sofern erforderlich, mit einer Regelgenauigkeit für die Temperatur von ± 5 °C. Der Ofen muss mit einer Lüftung ausgestattet und so gebaut sein, dass explosionsfähige Gemische, die sich beim Erwärmen der Proben bilden können, nicht gezündet werden. Es wird eine explosionsgeschützte Ausführung des Ofens empfohlen.

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