Feuergefährliche Stoffe - Brandschutz

Verbrennung - Luft - Sauerstoff. Feuergefährliche Feststoffe. Feuergefährliche Flüssigkeiten. Brennbare Gase. Brandverhütung und Explosionsschutz.

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13. Feuergefährliche Stoffe - Brandschutz

Feuergefährliche Feststoffe

 
Entzündungstemperatur ist die Temperatur, die ein Stoff erreichen muß, damit er an Luft verbrennt

Wie feuergefährlich ein Feststoff ist, hängt in erster Linie von der Temperatur ab, bei der er sich entzündet (Entzündungstemperatur). Beispielsweise entzündet sich Weißer Phosphor bei einer Temperatur von 50°C. An Luft kann Weißer Phoshor diese Temperatur sehr schnell erreichen, da er sich in einer stark exothermen, chemischen Reaktion mit Sauerstoff verbindet. Weißer Phosphor ist also ein »selbstentzündlicher Stoff« und muß unbedingt unter Wasser gelagert werden.

 
 
Vermische auf einem Filterpapier 3 g Zinkpulver, 4 g Ammoniumnitrat und eine kleine Menge Ammoniumchlorid. Häufe nun die Mischung auf einer feuerfesten Unterlage zu einem Kegel auf und gib einen Tropfen Wasser dazu (Pipette). Sobald die Mischung durchfeuchtet ist, entzündet sie sich selbst. Die Reaktion kann mit Verzögerung ablaufen. Mit Schutzbrille arbeiten !
 
Selbstentzündliche Stoffe können bei Zimmertemperatur von selbst verbrennen
 
Flammpunkt: niedrigste Temperatur, bei der sich über einer bestimmten Flüssigkeit brennbare Dämpfe bilden

Auch einige Metalle können sich in feiner Pulverform selbst entzünden. Beispielsweise verbindet sich elementares Eisen in feiner Verteilung an der Luft wieder zum »Oxid«, dabei tritt eine Feuererscheinung auf, weshalb man es als »pyrophores Eisen« bezeichnet. Manche Metalle entzünden sich beim Kontakt mit Wasser (Versuch 1) oder wenn sie mit Chemikalien in Berührung kommen, die Sauerstoff abgeben. Natrium oder Kalium müssen deshalb unter sauerstofffreien Flüssigkeiten gelagert werden.

Warnsymbole an einem Tankwagen
Bild 1. Warnsymbole an einem Tankwagen.

Feuergefährliche Flüssigkeiten

Brennbare Flüssigkeiten werden grundsätzlich als feuergefährliche, entzündliche Stoffe eingestuft. Die Feuergefährlichkeit einer Flüssigkeit wird aber zusätzlich im Gemisch mit Luft von ihrem Flammpunkt bestimmt. Vereinfacht ausgedrückt ist der Flammpunkt eines Stoffes die niedrigste Temperatur, bei der sich über einem Stoff genug brennbare Gase bilden, damit eine Oxidation (Verbrennung) stattfinden kann. Die Feuergefährlichkeit von brennbaren Flüssigkeiten wird je nach Höhe des Flammpunktes in verschiedene Gefahrstoffklassen eingeteilt. Tabelle 1 zeigt, dass der Flammpunkt etlicher Treibstoffe und Lösungsmittel sehr niedrig liegt, weshalb sie nie bei offener Flamme umgefüllt werden dürfen.


Tabelle 1: Flammpunkt von Flüssigkeiten (in °C)
Benzol - 11
Leichtbenzin - 20
Gasöl 50 - 100
Ethanol + 8
Diethylether - 40
Aceton -19

 
Explosionsbereich: Obere und untere Grenzkonzentration von brennbaren Gasen (Dämpfen) in Mischung mit Luft

Brennbare Gase

In einem bestimmten Mischungsverhältnis mit Luft sind alle Dämpfe von brennbaren Flüssigkeiten explosiv (Versuch 3). Dieser Explosionsbereich kann sehr ausgedehnt sein (Tabelle 2). Auch brennbare Gase können mit Luft innerhalb eines bestimmten Explosionsbereichs explosive Gemische bilden (Abb. 13.2). Mit der Knallgasprobe kann man überprüfen, ob sich ein Gas nicht mehr innerhalb des Exposionsbereichs befindet.


Tabelle 2: Explosionsbereich von Gasen und Dämpfen bei 20 °C ( Vol% in Luft)
Gase Bereich
Methan 5 - 15
Ethen 2,7 - 34
Ethin 3,5 - 82
Wasserstoff 4 - 75
Kohlenmonoxid 12,5 - 75
Dämpfe Bereich
Ethanol 4 - 57
Äther 1,2 - 51
Benzin 0,6 - 11
Benzol 1,5 - 11,5
Petroleum 1,4 - 7,9

Brandverhütung und Explosionsschutz

Damit feuergefährliche Stoffe unterhalb ihrer Entzündungstemperatur bleiben, müssen sie kühl aufbewahrt werden. Unter Luftabschluß müssen Stoffe gelagert werden, die sich ohne Wärmezuführ so schnell mit dem Sauerstoff der Luft verbinden, dass sie sich selbst entzünden.

 
 
Mit Gas aus der Gasleitung wird die Knallgasprobe mit verschiedenen Mischungsverhältnissen (verschieden langes Einleiten des Gases) vorgeführt. Schutzscheibe
 
Tauche einen Holzspan in Wasserglaslösung und trockne ihn dann auf einem Asbestnetz über einer Gasflamme. Prüfe dann die Brennbarkeit.
 
 
5 Tropfen Methanol werden nach Bild 2 in die beiderseits offene Hülse gegeben und durch oftmaliges Wenden und Kippen gleichmäßig mit Luft durch mischt. Der Gummistopfen mit »Elektroden« wird sehr fest aufgesetzt, die Verschlußklappe bis zur 1. oder 2. Rille festgedrückt. Das Gerät wird hinter der Schutzscheibe so in einem Stativ gehaltert, dass die Verschlußkappe seitwärts schräg nach oben gerichtet ist. Zündung mit einem »Zündfunkengeber«
Versuchsanordnung zur Explosion von Dämpfen

Niemals erwärmt werden dürfen Gemische aus brennbaren Gasen oder Dämpfen mit Luft, da der Exposionsbereich solcher Gasgemische sehr oft sehr breit ist. Gasleitungen müssen also absolut luftdicht sein. Das »Rückschlagen« einer Gasflamme in die Gasleitung wird dadurch verhindert, dass man unmittelbar vor der Gasausströmöffnung eine Rückschlagsicherung einbringt.


Gefahrensymbole und Gefahrenbezeichnungen
Gefahrensymbole und Gefahrenbezeichnungen. Ein Gefahrensymbol ist ein Piktogramm, das zusammen mit einer bestimmten Gefahrenbezeichnung einen ersten, leicht erkennbaren Hinweis auf die Gefahren gibt, die von einem Gefahrstoff ausgehen (siehe auch: Gefahrstoffkennzeichnung).

GHS Gefahrensymbole, erklärt von Matthias Pieper
 
Übersicht: EU-Gefahrensymbole, UN/GHS-Gefahrenpiktogramme, UN/ADR-Gefahrensymbole
Siehe auch Gefahrenklasse – ausführlich
EU-Kennzeichnung
(Richtlinie 67/548/EWG)
GHS-Kennzeichnung / CLP-Verordnung UN Rec.Tr. / ADR(G)
Gefahren­symbol Gefah­ren­bezeichnung Kenn­buch­stabe Pikto­gramm Beschrei­bung Kodie­rung Signal­wort[6] Gefahren­klasse(G) Gefahr­gut­klasse(G)
Hazard E.svg Explo­sions­gefähr­lich E GHS-pictogram-explos.svg Explodierende Bombe GHS01 Gefahr(1)(2) Instabile explosive Stoffe, Gemische und Erzeugnisse mit Explosiv­stoff(en), selbstzersetzliche Stoffe und Gemische, Organische Peroxide(1)(3) Dangclass1.svg Klasse 1
Placard 5.2.svg Klasse 5.2
Hazard F.svg Hoch­ent­zünd­lich F+ GHS-pictogram-flamme.svg Flamme GHS02 Gefahr / Achtung (1)(2) Entzündbar, selbsterhitzungsfähig, selbstzersetzlich, pyrophor, wasserreaktiv, Organische Peroxide(1)(3) Dangclass2 1.png Klasse 2.1
Label for dangerous goods - class 3.svg Klasse 3
Dangclass4 1.png Klasse 4.1
Dangclass4 2.png Klasse 4.2
Label for dangerous goods - class 4.3.svg Klasse 4.3
Placard 5.2.svg Klasse 5.2
Hazard F.svg Leicht-
entzündlich
F
Entzündlich
Hazard O.svg Brandfördernd O GHS-pictogram-rondflam.svg Flamme über einem Kreis(1)(3) GHS03 Gefahr(1)(2) Entzündend (oxidierend) wirkend Dangclass5 1.png Klasse 5.1
keine Entsprechung GHS-pictogram-bottle.svg Gasflasche GHS04 Achtung Gase unter Druck, verdichtete, verflüssigte, tiefgekühlt verfl., gelöste Gase Dangclass2 2.png Klasse 2.2
Hazard C.svg ätzend(5) C GHS-pictogram-acid.svg Ätzwirkung GHS05 Gefahr / Achtung(5) Auf Metalle korrosiv wirkend, hautätzend, schwere Augenschädigung(5) Danger-class-8.svg Klasse 8
Hazard T.svg Sehr giftig(7) T+ GHS-pictogram-skull.svg Totenkopf mit gekreuzten Knochen GHS06 Gefahr Akute Toxizität(7) Dangclass6 1.svg Klasse 6.1
Dangclass2 3.png Klasse 2.3
Hazard T.svg Giftig(7) T
Hazard X.svg Reizend(5) Xi GHS-pictogram-exclam.svg dickes Ausrufe-
zeichensymbol(8)
GHS07 (8)(4)(5) (8) keine direkte Entsprechung
Hazard X.svg Gesundheits­schädlich(4) Xn GHS-pictogram-silhouette.svg Gesund­heits­gefahr GHS08 Gefahr / Achtung div. Gesundheitsgefahren
Hazard N.svg Umwelt­gefähr­lich N GHS-pictogram-pollu.svg Umwelt(1)(9) GHS09 Achtung / Gefahr(1)(9) Gewässergefährdend(9) UN transport pictogram - pollution.svg Kenn­zeichen für umwelt­gefähr­dende Stoffe
keine direkte Entsprechung Dangclass6 2.svg Klasse 6.2
Dangclass7.svg Klasse 7
ADR hot.svg Hot
Quelle: UNECE[7], Leitfaden zur Anwendung der GHS-Verordnung Umweltbundesamt 2007[8], ADR
(G) Die Gefahrenklassen (Piktogramm) und zusätzlichen Gefahrenkategorien entsprechen ausdrücklich weitestgehend den Gefahrgutklassen 1–9 der UN Recommodations und ADR (wie auch RID, IMDG, DGR, ADN, u. a.) – es ist ein wesentliches Ziel des GHS, die bisher getrennten Gefahrstoff- und transportspezifische Gefahrgutkennzeichnungen auf einheitlicher Rechtsgrundlage zu harmonisieren. In Einzelfällen können sich Abweichungen in Einstufung nach UN-GHS und UN-Rec.Transp./IMO/ICAO-IATA/EU-GG ergeben. Auch Systeme wie US NFPA 704[9] und CA WHMIS[10] werden angeglichen bzw. ersetzt.
(1) teilweise Gefahrenkategorien ohne Piktogramm und/oder ohne Signalwort
(2) Signalwort Achtung für mindere Gefahrenkategorien
(3) „Flamme“ entfällt im Allgemeinen bei Explosionsgefahr[11], aber auch zwei Piktogramme für Kategorien besonderer Gefahren (organische Peroxide Typ B, selbstzersetzliche Stoffe und Gemische Typ B)
(4) die als gesundheitsschädlich (früher als mindergiftig) eingestuften Gefahrenkategorien nur mit dickem Ausrufezeichensymbol
(5) ätzend/reizend für Haut und Augen und auf Metalle korrosiv wirkend werden konsequent unterschiedlich gekennzeichnet: ersteres mit Doppelkennzeichnung als „Ätzwirkung“ und „dickes Ausrufezeichensymbol“, Signalwort Gefahr, letzteres nur dieses Piktogramm mit dem Signalwort Achtung
(7) die Kennzeichnung der Unterscheidung sehr giftig/giftig bzw. tödlich (akute Toxizität Kategorie 1/2)/giftig (Kategorie 3) wurde prinzipiell aufgegeben
(8) Das „dicke Ausrufezeichensymbol“ dient der alleinigen oder zusätzlichen Kennzeichnung diverser Kategorien, entfällt auch unter Umständen[11], Signalwort je nach Zusammenhang
(9) Gewässergefährdend mit Signalwort Achtung, Schädigung der Ozonschicht ohne Piktogramm und mit Signalwort Gefahr