Explosionsschutz: Untere und obere Explosionsgrenze

Der brennbare Stoff und der Sauerstoff allein führt noch nicht zwingend zu einer Explosion. Eine weitere Voraussetzung ist das richtige Mischungsverhältnis zwischen beiden. Der entzündbare Stoff in der Form eines Gases, einer verdampften Flüssigkeit oder einer Staubwolke muss als Stoff/Luftgemisch in ausreichender Konzentration vorhanden sein, damit dieses zündfähig ist. Diese Mindestkonzentration nennt man untere Explosionsgrenze (UEG).

Zu der unteren Explosionsgrenze gibt es auch eine obere Explosionsgrenze (OEG). Liegt die Konzentration des brennbaren Stoffs über der oberen Explosionsgrenze, ist das Gemisch zu fett. Das Gemisch explodiert nicht. Allerdings kann es eventuell brennen, solange ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht.

Nur im Bereich zwischen der unteren und oberen Explosionsgrenze liegt eine explosionsfähige Atmosphäre vor. Die untere und obere Explosionsgrenze sind, wie viele andere sicherheitstechnische Kenngrößen zum Explosionsschutz, keine physikalischen Konstanten. Sie gelten nur unter atmosphärischen Bedingungen. Atmosphärische Bedingungen sind Umgebungsbedingungen von –20 °C bis +60 °C, ein Druckbereich von 0,8 bar bis 1,1 bar sowie ein Sauerstoffgehalt in der Luft von 21 %.

Beispiele für UEG und OEG von Gasen und Flüssigkeiten:

Die untere Explosionsgrenze von Stäuben liegt, je nach Staub, bei ca. 15 bis 500 g/m³. Eine obere Explosionsgrenze gibt es bei Stäuben nicht.

Beispielrechnung:
Ein Löffel mit Benzin verdampft zu ca. 1,6 Liter gasförmigem Benzin. Dieses bildet in einem herkömmlichen 200 Liter Fass ein Dampf/Luft-Gemisch im Bereich der unteren Explosionsgrenze.

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Dieter Hubich