(Gefahr-) Stoffe

Die 2020 in Kraft getretene REACH-Beschränkung enthält unter anderem eine Schulungspflicht der Beschäftigten, die Diisocyanate oder diisocyanathaltige Gemische ver­wen­den. Ein wichtiger Stichtag für Verwender war der 24. August 2023. Dann endete die Übergangsfrist. Anwender müssen dann den Besuch einer Schulung zum sicheren Umgang mit Diisocyanaten oder diisocyanathaltigen Gemischen nachweisen. Ohne Trainingsnachweis besteht ein Verwendungsverbot. Liegt kein Trainingsnachweis vor, dürfen Stoffe und Gemische mit Diisocyanaten nur noch industriell und gewerblich verwendet werden, wenn die Konzentration der Summer aller Diisocyanate unterhalb 0,1 Gewichtsprozent liegt. 

Der REACH-Beschränkungsvorschlag soll die Arbeitsschutzbestimmungen zu Diisocyanaten harmonisierter, verbindlicher und durchsetzbarer machen. Ziel der Beschränkung ist die Reduktion der Atemwegserkrankungen und ein sicheres Produktdesign. 

Antworten auf häufig gestellte Fragen bietet der Kompaktbericht »Beschränkung von Diisocyanaten unter REACH: Was industrielle und gewerbliche Verwender und Lieferanten beachten müssen«. Weitere Informationen zur Beschränkung von Diisocyanaten gibt es auch auf der Internetseite der BAuA. Quelle: BAuA  (geändert und gekürzt)

Das komplexe Ablaufschema aus der TRGS 720 kann in drei Stufen untergliedert werden: in primäre, sekundäre und tertiäre Explosionsschutzmaßnahmen:

• Primäre Explosionsschutzmaßnahmen = Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre verhindern
• Sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen = Zündung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre verhindern
• Tertiäre Explosionsschutzmaßnahmen =  Auswirkungen begrenzen

Die Maßnahmen bauen aufeinander auf und Information dazu finden Sie in den Technischen Regeln zur Gefahrstoffverordnung TRGS 722, TRGS 723 und TRGS 724.

Primäre Explosionsschutzmaßnahmen können sein:

• Substitution
• Anwendungstemperatur sicher unterhalb des Unteren Explosionspunktes
• Einsatz von auf Dauer technisch dichten Anlagenteile
• Lüftung
• Überwachung der Konzentration in der Umgebung von Anlagen und Anlagenteilen
• Inertisierung

Sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen können u.a. sein beziehungsweise potentielle Zündquellen können vermieden werden durch:

• Temperaturbegrenzung von Oberflächen
• Verwendung ex-geschützter Arbeitsmittel
• Vermeidung einer Entzündung durch elektrostatische Entladung
• Vermeidung einer Entzündung durch Funken- oder Flammen bei den Arbeiten
• Blitzschutzanlage

Tertiäre Explosionsschutzmaßnahmen können sein:

• Explosionsfeste Bauweise
• Explosionsdruckentlastung
• Explosionsunterdrückung
• Explosionstechnische Entkopplung

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Dieter Hubich

Die EU-Kommission schlägt für Blei eine Senkung des Expositionsgrenzwerts am Arbeitsplatz vor. Für Diisocyanate soll erstmals ein derartiger Grenzwert festgesetzt werden.

Dazu sollen für Blei die  Richtlinie 2004/37/EG »über den Schutz der Arbeitnehmer gegen Gefährdung durch Exposition gegenüber Karzinogenen, Mutagenen oder reproduktionstoxischen Stoffen bei der Arbeit« und für Blei und Diisocyanate die Richtlinie 98/24/EG »zum Schutz von Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer vor der Gefährdung durch chemische Arbeitsstoffe bei der Arbeit« geändert werden.

Die EU-Kommission schlägt für Blei vor,

•  den Grenzwert für die berufsbedingte Exposition von 0,15 Milligramm pro Kubikmeter (0,15 mg/m³) weiter auf 0,03 mg/m³ zu senken und
• den biologischen Grenzwert von 70 Mikrogramm pro 100 Milliliter Blut (70µg/100 ml) auf 15 µg/100 ml zu senken.

Die Grenzwerte für Diisocyanate betreffen deren Stickstoff-, Kohlenstoff- und Sauerstoffgruppe, die für deren gesundheitsschädliche Wirkung verantwortlich ist. Vorgeschlagen werden:

• ein Gesamtgrenzwert für die berufsbedingte Exposition von 6µg NCO/m³ [Arbeitsplatzgrenzwert gemittelt über 8 Stunden am Tag und 5 Tage die Woche], und
• ein Grenzwert für die Kurzzeitexposition von 12 µg NCO/m³ (kürzerer Bezugszeitraum von 15 Minuten, wenn die gesundheitsschädliche Wirkung eines Stoffes mit einem Gesamtexpositionsgrenzwert nicht angemessen unterbunden werden kann).

Der Kommissionsvorschlag wird nun vom Europäischen Parlament und vom Rat erörtert. Nach der Annahme des Vorschlags haben die Mitgliedstaaten zwei Jahre Zeit, die Richtlinie in nationales Recht umzusetzen. Quelle: IHK Lippe/EU Kommission (gekürzt).

Siehe dazu auch die Drucksache 97/23 des Bundesrats vom 1.3.2023.

zu (7)

Reichen die technischen und organisatorischen Explosionsschutzmaßnahmen nicht aus, um die Entzündung der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre sicher zu verhindern, muss zum Beispiel durch eine Explosionsdruckentlastung oder explosionsfeste Bauweise die Auswirkung der Explosion begrenzt oder auf ein unbedenkliches Maß reduziert werden. Man bezeichnet diese Maßnahmen auch als konstruktiven Explosionsschutz. Damit beschäftigt sich die TRGS 724.

Die Explosionsgefahren und die getroffenen Explosionsschutzmaßnahmen (Explosionsschutzkonzept) müssen Sie in einem sogenannten Explosionsschutzdokument beschreiben. Das Explosionsschutzdokument stellt eine detaillierte Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung dar. Welche Inhalte in einem Explosionsschutzdokument beschrieben sein müssen, ist in der Gefahrstoffverordnung festgelegt. Weitere Informationen zur Erstellung und zum Aufbau eines Explosionsschutzdokumentes mit beispielhaften Angaben finden Sie in der DGUV Information 213-106.

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Dieter Hubich

zu (6)

In Abhängigkeit von Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre werden die Zonen 0, 1, 2 bzw. 20, 21, 22 unterschieden, wobei

• die Zonen 0, 1 und 2 explosionsgefährdete Bereiche durch Gase, Dämpfe, Nebel gelten
• die Zonen 20, 21 und 22 für explosionsgefährdete Bereiche durch Stäube gelten
• die Zonen 0 und 20 hinsichtlich Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre die besonders kritischen Bereiche sind

Die Einteilung dient als Grundlage für die Festlegung von Maßnahmen zur Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.

Zoneneinteilung für explosionsgefährdete Bereiche durch Gase, Dämpfe, Nebel

Zone 0
Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Bemerkung:  Der Begriff »häufig« ist im Sinne von "zeitlich überwiegend" zu verwenden.

Zone 1
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.

Zone 2
Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt. Bemerkung: Dies ist gleichbedeutend damit, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und auch nur kurzzeitig auftritt.

Zoneneinteilung für explosionsgefährdete Bereiche durch Stäube

Zone 20
Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Bemerkung: Der Begriff »häufig« ist im Sinne von "zeitlich überwiegend" zu verwenden.

Zone 21
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.

Zone 22
Bereich, in dem bei Normalbetrieb gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt. Bemerkung: Dies ist gleichbedeutend damit, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nur selten und auch nur kurzzeitig auftritt.

Die oben genannten, doch sehr sperrigen Begriffsdefinitionen, können dabei folgendermaßen vereinfacht werden:

Bei der Zonen-Einstufung können u.a. folgende Erkenntnisquellen herangezogen werden:

• Beispielsammlung der DGUV Regel 113-001 »Explosionsschutzregeln«
• TRGS 510 »Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern«
• TRGS 751 »Vermeidung von Brand-, Explosions- und Druckgefährdungen an Tankstellen und Gasfüllanlagen zur Befüllung von Landfahrzeugen«
• DGUV Information 209-046 »Lackierräume und -einrichtungen für flüssige Beschichtungsstoffe«

Bei der Zoneneinteilung müssen Sie auch die Ausdehnung der jeweiligen Zone bzw. den explosionsgefährdeten Bereich der Zone 0, 1 und 2 oder 20, 21 und 22 festlegen. Hierbei können Sie verschiedene Regelwerke u.a. die bereits erwähnte DGUV Regel 113-001 heranziehen.

Sind die Zonen und ihre Ausdehnung bekannt, gilt es die im explosionsgefährdeten Bereich vorhandenen potenziellen Zündquellen (siehe Beitrag »Zündquellen«) zu ermitteln und diese zu bewerten, inwieweit sie eine Zündgefahr darstellen. Sind in den explosionsgefährdeten Bereichen potenzielle Zündquellen vorhanden, müssen Sie geeignete technische und/oder organisatorische Schutzmaßnahmen treffen, damit diese nicht wirksam werden. Beispiele hierfür sind der Einsatz von ex-geschützten Betriebsmittel, Verwendung von funkenarmen Werkzeug oder Erdung von Behältern zur Vermeidung elektrostatischer Aufladung.

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Dieter Hubich

zu (5)

Kann das Auftreten einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre sicher verhindert werden, lässt Ihnen der Gesetzgeber die Wahl, ob Sie die explosionsgefährdeten Bereiche nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre in Zonen einteilen oder eben nicht.

Wenn Sie keine Zoneneinteilung vornehmen, müssen Sie bei der Festlegung der Schutzmaßnahmen von der höchsten Gefährdung ausgehen (was der Zone 0 bzw. 20 entspricht), und damit müssen alle Explosionsschutzmaßnahmen nach den höchsten Anforderungen ausgelegt werden. Es liegt nahe, dass dies aufwändig mit in der Regel mit hohen Kosten verbunden ist, was jedoch nicht immer oder nicht in allen Bereichen gerechtfertigt ist. Deshalb macht eine differenziertere Betrachtung der Explosionsgefährdung und eine Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre Sinn.

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Dieter Hubich

In den bisherigen Beiträgen ist der Begriff »gefährliche explosionsfähige Atmosphäre« aufgetaucht. Sie fragen sich bestimmt, wann eine explosionsfähige Atmosphäre als gefährlich einzustufen ist.

Nochmal kurz zu Erinnerung:
Eine explosionsfähige Atmosphäre liegt vor, wenn die Konzentration des Gases, des Dampfes oder des Staubes in der Luft im Bereich zwischen der unteren und oberen Explosionsgrenze liegt. Aber wann ist eine explosionsfähige Atmosphäre gefährlich?

Als Faustregel gilt, wenn in geschlossenen Räumen ein Volumen von mehr einem zehntausendstel des Raumvolumens zusammenhängende explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist, wird dies als gefahrdrohend angesehen. In Räumen mit einem Raumvolumen über 100 m³ gilt mehr als 10 Liter zusammenhängende explosionsfähige Atmosphäre als gefahrdrohende Menge. Dies bedeutet jedoch nicht, dass zwangsläufig der gesamte Raum als explosionsgefährdeter Bereich gilt.

Allerdings kann bereits eine deutliche geringe Menge gefahrdrohend sein, wenn sich das explosionsfähige Gemisch in einer Anlage oder einem Behälter befindet, die oder der dem Explosionsdruck nicht standhält und damit eine Gefährdung durch umherfliegende Splitter beim Bersten besteht.

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Dieter Hubich

Informationen zu den Schritten 1 und 2 finden Sie in den vorigen Beiträgen. Siehe Navigation am Ende dieses Beitrags.

zu (3)

Kommen Sie im Schritt 2 zu dem Schluss, dass die Entstehung eines explosionsfähigen Gemisches nicht ausgeschlossen werden kann, sind Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich. Das können zum Beispiel sein:

• eine technische Lüftung oder Objektabsaugung, um die Konzentration der freigesetzten Gase, Dämpfe oder Stäube sicher abzuführen.
• die Zugabe von Inertgasen (Stickstoff, Kohlendioxid, Edelgase), um den Sauerstoff in einer Anlage oder einem Anlagenteil zu verdrängen (Inertisierung). Denn fehlt der Sauerstoff, dann können sich das brennbare Gas, die brennbaren Dämpfe oder die brennbaren Stäube nicht entzünden.

Prüfen Sie dabei auch, ob der brennbare Stoff nicht durch einen anderen ersetzt werden kann, der unter den gegebenen Einsatzbedingungen keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden kann.

Kann durch diese Explosionsschutzmaßnahmen die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre sicher verhindert werden, müssen Sie keine weiteren Maßnahmen treffen. Beschreiben Sie das Ergebnis Ihrer Bewertung der Gefährdung durch explosionsfähige Gemische und die festgelegten Schutzmaßnahmen in einer ausführlichen Gefährdungsbeurteilung, dem sogenannten Explosionsschutzdokument.

Sie werden fragen: »Warum ein Explosionsschutzdokument, wenn es hinterher doch gar keine explosionsfähige Atmosphäre gibt?« - Im Hinblick auf Ihre Rechtssicherheit macht es allerdings sehr wohl Sinn, ein Explosionsschutzdokument zu erstellen. Schließlich müssen Sie nicht nur nachweisen dass keine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, sondern vor allem WARUM keine auftreten kann. Dokumentieren Sie also zum Beispiel 

• den Nachweis der Mindestlüftung für einen Batterieladeraum gemäß der einschlägigen Norm.
• die Beschreibung des Reinigungskonzepts zur regelmäßigen Beseitigung von Staubablagerungen
• die Beschreibung der Inertisierungsmaßnahmen etc.

Für einige Praxisfälle können Sie sich im Explosionsschutzdokument auch auf den Stand der Technik berufen, der in Technischen Regeln und Regeln der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV Regeln) niedergelegt ist. So ist zum Beispiel ein Gefahrstofflager kein Ex-Bereich, wenn

• die Lagerung in dicht verschlossenen gefahrgutrechtlich zugelassenen Behältern erfolgt,
• die Behälter unter ihrer Prüffallhöhe eingelagert werden und
• eine Beschädigung durch Transporteinrichtungen ausgeschlossen werden kann.

Diese Einstufung finden Sie u.a. in der Beispielsammlung der DGUV Regel 113-001 »Explosionsschutzregeln«.

zu (4)

Lassen sich durch diese technischen oder auch organisatorischen Maßnahmen das Auftreten einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht oder nicht vollständig verhindern, müssen Sie die Bereiche festlegen, in denen zündfähige Gemische aus Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mit Luft auftreten können. In diesen Bereichen müssen alle potenziellen Zündquellen vermieden bzw. deren Wirksamwerden verhindert werden.

Bevor es im Ablaufdiagramm weiter geht, gibt es im nächsten Beitrag einen Einschub zu dem Begriff der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre.

Letzter Beitrag: Beurteilung der Explosionsgefährdung II
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Dieter Hubich

(1) Im ersten Schritt (siehe letzter Beitrag) hatten wir ermittelt, dass brennbare Stoffe vorhanden sind.

zu (2)

Ergibt Ihre (Gefährdungs-) Beurteilung jedoch, dass Sie mit brennbaren Stoffe umgehen oder diese bei den Prozessen entstehen können, bedeutet es nicht zwingend, dass auch eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht.

Raus sind Sie zum Beispiel wenn...

• die freigesetzten Mengen nicht ausreichen, um ein zündfähiges Gemisch zu bilden, weil Dämpfe oder Gase durch die Umgebungsluft ausreichend unter die untere Explosionsgrenze verdünnt werden (siehe Beitrag »Untere und obere Explosionsgrenze«).
• die Temperatur, bei der Sie mit der brennbaren Flüssigkeit umgehen, diese verarbeiten oder lagern unter dem unteren Explosionspunkt bzw. ausreichend unter dem Flammpunkt liegt (siehe Beitrag »Brennbare Stoffe I«). Achtung: Dies gilt jedoch nicht, wenn Sie die Flüssigkeit versprühen oder die Flüssigkeit bei einer Betriebsstörung versprüht oder verspritzt werden kann.
• die entzündbaren Stoffe ausschließlich dicht in Behältern oder Rohrleitungen eingeschlossen sind und nicht in die Umgebung freigesetzt werden können. In diesem Fall müssen die Anlagen- und Ausrüstungsteile »auf Dauer technisch dicht« sein. Was in diesem Zusammenhang »auf Dauer technisch dicht« bedeutet, finden Sie in Nr. 4.5.2 der TRGS 722.
• die Konzentration der brennbaren Stoffen überwacht und bei Überschreitung von festgelegten Grenzkonzentrationen Maßnahmen eingeleitet werden.
• Staubablagerungen in der Umgebung von staubführenden Anlagen und Anlagenteilen konsequent beseitigt werden.

In diesen Fällen sind keine Maßnahmen zum Explosionsschutz erforderlich. Dokumentieren Sie den Sachverhalt und gegebenenfalls die getroffenen Maßnahmen in der Gefährdungsbeurteilung.

Letzter Beitrag: Beurteilung der Explosionsgefährdung I
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Dieter Hubich

Nach dem Arbeitsschutzgesetz ist der Arbeitgeber verpflichtet, die Gefährdungen, die bei den Tätigkeiten bzw.an dem Arbeitsplatz auftreten oder auftreten können, zu ermitteln und zu bewerten, sowie geeignete (Schutz-) Maßnahmen festzulegen. Zu der Gefährdungsbeurteilung gehört auch die Betrachtung, ob Brand- und Explosionsgefährdungen auftreten können. Wie bei der Beurteilung der Explosionsgefahren vorgegangen werden soll, zeigt das folgende Ablaufdiagramm (vereinfacht nach Abschnitt 3 der Technischen Regeln für Gefahrstoffe »TRGS 720 - Gefährliche explosionsfähige Gemische – Allgemeines«).

zu (1) 

Der erste Schritt ist dabei die Prüfung, ob entzündbare (gasförmige, flüssige, staubförmige) Stoffe verwendet werden, oder ob diese Stoffe bei den Tätigkeiten entstehen können. Im ersten Moment könnte man meinen, man wertet einfach das Gefahrstoffverzeichnisses nach den »kritischen« H-Sätzen H220 bis H226 aus und das war's. Das ist allerdings nicht ausreichend. Es erfordert zusätzlich eine tiefergehende Betrachtung der Tätigkeiten und Prozesse, ob Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube freigesetzt werden können, die hinsichtlich einer potenziellen Explosionsgefahr relevant sind, wie zum Beispiel

• Wasserstoff beim Laden von Batterien oder anderen galvanischen Prozessen
• Methan, bei der Zersetzung von organischer Substanz (Kläranlage, Kanalisation)
• Holz-, Metall- oder andere nicht inerte Stäube, die bei mechanischen Prozessen (Schleifen, Sägen, Umfüllen, Mahlen, Sieben, Fördern) entstehen.

Berücksichtigen Sie dabei nicht nur den bestimmungsgemäßen Betrieb, sondern auch An- und Abfahrprozesse, Wartungs-, Instandhaltungs- sowie Reinigungsarbeiten und mögliche Störungen, die dabei auftreten können.

Wenn Sie zu dem Ergebnis kommen, dass diese Stoffe bei Ihnen betriebsmäßig nicht vorhanden sind, dann dokumentieren Sie dies in der Gefährdungsbeurteilung unter dem Gefährdungsfaktor »Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre«. Haken dahinter!

Letzter Beitrag: Zündquellen
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Dieter Hubich

Eine Zündquelle ist eine Energiequelle, die in der Lage ist, eine explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden. Im Explosionsschutz gibt es genau 13 Zündquellen, die in der folgenden Tabelle mit Beispielen aufgeführt sind.

In der Praxis spielen die ersten sechs Zündquellen die größte Rolle.

Letzter Beitrag: Untere und obere Explosionsgrenze
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Dieter Hubich

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