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

Leitender Sicherheitsingenieur
Staatsexamen technischer Gewerbeaufsichtsdienst
Dozent im Arbeitsschutz (DGUV, IAG)
Sachverständiger für Explosionsschutz
(Prüfbefähigung gem. § 2 (6) i. V. m. Anhang 2, Abschnitt 3, Nr. 3.3 BetrSichV)

Versuchsdurchführung

1. Gasgemischaufbereitung

Der jeweils gewünschte Gasgemischvorrat wird über den Gasmisch-/Füll-Stand nach dem Partialdruckverfahren erzeugt.

Dabei wird zunächst über den Gasmisch-/Füll-Stand, nach dem man sich davon über- zeugt hat, dass alle anderen Ventile des Standes, an welchem die anderen Geräte der Versuchseinrichtung netzförmig zu einem quasi geschlossenen System angeschlossen sind, geschlossen sind, das Gasmisch-/Vorrats-Gefäß mit Hilfe der Vakuumpumpe evakuiert.

Das Evakuieren sorgt dafür, dass sich möglichst keine beziehungsweise eine technisch unbedeutsame Anzahl von Fremdgasmolekülen im Gasmisch-/Vorrats-Gefäß befindet.

Im Anschluss hieran wird durch Entlastung gegen Luftdruckniveau belüftet, das Gefäß abgesperrt und der Gasmisch-/Füllstand bis an das Gasmisch-/Vorratsgefäß evakuiert. Nun wird zuerst der Stand aus der entsprechenden, in der Vorratsflaschenbatterie befindlichen Brenngasflasche geflutet, um nach anschließendem Öffnen der Ventile, einen der jeweils gewünschten Brenngasgemischkonzentration entsprechen- den Partialdruck des Brenngases im das Gasmisch-/Vorrats-Gefäß zu erzeugen.

Erneut wird nun nach dem Absperren des Brenngasflaschenventils und des Absperrorgans am Gasmisch-/Vorrats-Gefäß der Gasmisch-/Füllstand evakuiert. Das zwischenzeitliche Evakuieren geschieht zum einen deshalb, weil dadurch Mischfehler durch Gasrestbestände im Rohrleitungssystem vermieden werden, zum anderen deshalb, weil ein unbeabsichtigtes Mischen des Brenngases mit dem Luftsauerstoff in der Brenngasflaschenbatterie unbedingt, wegen der damit verbundenen Explosionsgefahr, vermieden werden muss.

Jetzt wird aus der Druckluftflaschenbatterie-Ringanlage, Luft über einen Druckminderer von 300 bar auf rund 11 bar heruntergeregelt und über den Gasmisch-/Füllstand nach dem Öffnen der Ventile, dem Stand und dem Gasmisch-/Vorrats-Gefäß, als zweite Gemischkomponente bis 10 bar absolutem Gesamtdruck zugeführt. Durch eine endliche Wartezeit (5...10 Minuten), wird dafür gesorgt, dass sich das Gasgemisch entspannt und dass eine Nachregulierung des damit verbunden Druckabfalls im Vorratsgefäß möglich ist. Abschließend wird noch einmal das Ventil am Gasmisch-/ Vorrats-Gefäß geschlossen und die Leitungen des Gasmisch-/Füll-Standes evakuiert und gegebenenfalls der Druckminderer an der Brenngasflasche geschlossen sowie das Nadelventil entlastet.

2. Ermittlung der Grenzspaltweiten

Die innere und äußere Kammer des Prüfapparates, werden (nach dem Evakuieren des Gerätes und des Gasmisch-/Füll-Standes) mit einem bekannten Gas/Luftgemisch unter normalen meteorologischen Temperatur- und Druckbedingungen (293,15 K; 1013,25 mbar) - mit einem zuvor genau eingestellten, gewünschten Wert des Kreisringspaltes - (unter leichtem Überdruck) gefüllt und anschließend gegen Außendruck entspannt. Die im Innenvolumen des Gerätes befindliche Brenngas/Luft-Mischung wird anschließend gezündet und die Flammenreaktionsfront, so fern vorhanden, durch die Fenster des Außenvolumens beobachtet. Die Zündung des jeweiligen Gas/Luft-Gemisches erfolgt mit einem durch kapazitive Entladung einer normalen Automobilzündspule erzeugten Funken, zwischen dem im Innenvolumen der halbkugelförmigen Kammern der Prüfapparatur befindlichen, justierbaren, aber festen Funkenspalt zwischen Anode und Kathode.

Die Normspaltweite des Gas/Luft-Gemisches, wird durch Herantasten an den Wert der maximalen experimentellen sicheren Spaltweite in kleinen Schritten, an diesen maximal möglichen Spalt ohne Zündung in das Außenvolumen, gefunden. Nach dem Auffinden des entsprechenden Grenzwertes wird zu dessen Bestätigung eine Wiederholungsrate von 100 Zündversuchen mit derselben eingestellten Spaltweite und derselben Brenngas/Luft-Gemisch-Konzentration durchgeführt; dies entspricht dem 10fachen der im Anhang 1, der IEC-Publikation 79, unter dem Punkt 6.2 genannten Wiederholungshäufigkeit und dient einer genaueren statistischen Eingrenzung und mithin der Fehlerminimierung.

Die umfangreichen Ergebnisse der Voruntersuchungen sind hier veröffentlicht.

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