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Aluminiumstäube Unterscheidungen und Besonderheiten.

 

Generelles zu Aluminiumstaub

Es wird unterschieden zwischen Aluminium-Pulver, nicht stabilisiert und Aluminium-Pulver, phlegmatisiert. Nicht stabilisiertes Aluminium-Pulver ist selbstentzündlich an der Luft, wird aber in der verarbeitenden Industrie i.d.R. nicht eingesetzt. Die folgenden Informationen beziehen sich ausschließlich auf phlegmatisiertes Aluminiumpulver. Eine phlegmatisierende Wirkung wird durch eine leichte Oxidschicht, die sich bei Berührung von Aluminiumpulver mit Luftsauerstoff und im Wasser bildet bzw. durch andere Oberflächenbeschichtungsmittel erzielt.
Bei der Bearbeitung von Aluminium durch Schleifen, Bürsten und Polieren entstehen brennbare Stäube, die im Gemisch mit Luft eine explosionsfähige Atmosphäre bilden können. Ist zeitgleich eine für das Staub/Luft-Gemisch wirksame Zündquelle vorhanden, ist eine Explosionsgefahr gegeben.
Bei der Auswertung von Staubexplosionen in der Metall verarbeitenden Industrie ist die Anlagengruppe „Entstaubungsanlagen und Abscheider“ eindeutiger Spitzenreiter mit einem Anteil von 44 %.

Die Entzündbarkeit des Staub/Luft-Gemisches und die Explosionswirkung sind u. a. abhängig von der Korngröße, Feuchte und Zusammensetzung des Aluminiumstaubes. Die Kenntnis der Brenn- und Explosionskenngrößen des auftretenden Staubes ist eine wichtige Grundlage zur Gefährdungsbeurteilung und zum Festlegen von Schutzmaßnahmen einschließlich der Auslegung von staubverarbeitenden Anlagen.

Es gibt unterschiedliche Schutzmaßnahmen, die neben der trockenen Abscheidung angewendet werden. Die Abscheidung mit Flüssigkeiten über Reaktionsbad sowie Eindüsungsverfahren (siehe Krahnen-Information) ist am gängigsten. Das Beimengen eines Additivs (Mischprodukt aus Kalk und vulkanischem Gesteinsmehl) einer sogenannten Inertisierung nach VDI 2263 eher selten. Wobei dabei der Anteil der Aluminiumstäube in der schadstoffbeladenen Luft (Rohgas) soweit reduziert wird, dass eine höhere Sicherheit gegen Brand und Explosion gewährleistet ist. In Pulverform (Partikelgröße < 500 μm) ist Aluminium vor allem, wenn es nicht phlegmatisiert ist, aufgrund seiner großen Oberfläche sehr reaktiv.

Die Kenngrößen des Aluminium sind gegebenenfalls durch entsprechende Untersuchungen an einer repräsentativen Staubprobe zu ermitteln. Selbstverständlich kann Krahnen in seinem Staublabor entsprechende Siebungen zur Korngrößenermittlung (siehe Korngrößenverteilung / Sicherheits- technische Kenngrößen brennbarer Stäube) vornehmen. Weitere Informationen erhalten Sie auf www.Krahnen- Labortechnik.de

Wasserstoffbildung möglich

Bei Kontakt von Aluminiumstaub mit Wasser, z.B. bei Nassbearbeitungsverfahren oder Staubabscheidung im Nassabscheider, kann Wasserstoffgas entstehen. Es bildet unter Normalbedingungen ab einem Volumenanteil von ca. 4% mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch. Ist zeitgleich eine für das Wasserstoffgas/Luft-Gemisch wirksame Zündquelle vorhanden, ist eine Explosionsgefahr gegeben.

Die erforderliche Mindestzündenergie für Wasserstoffgas/Luft-Gemische ist vergleichsweise niedrig. Sie liegt in einer Größenordnung von 0,012 bis 0,02 mJ.

Der Aluminiumstaub hat den höchsten Explosionsdruck und die höchste Druckanstiegs- geschwindigkeit von problematischen Stäuben, die im gängigen betrieblichen Alltag gehandelt werden. Schon vor Jahren hat Krahnen eine spezielle Reaktionsflüssigkeit entwickelt, die eine Entstehung von Wasserstoff in Verbindung mit Aluminiumstäuben verhindert.

Weitere Informationen und Schutzmaßnahmen können z.T. der berufsgenossenschaftlichen Regel - DGUV Regel 109-001 "Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium" (bisher BGR 109) entnommen werden.
http://publikationen.dguv.de/dguv/pdf/10002/bgr109.pdf

Eine wichtige Grundlage zur Gefährdungsbeurteilung und zur Festlegung von Schutzmaßnahmen einschließlich der Auslegung von staubverarbeitenden Anlagen.

Bei ausreichender Kenntnis der explosionsgefährlichen Stoffzusammensetzung können anhand Kapitel 4 der DGUV Regel 109-001 die geeigneten Maßnahmen ausgewählt werden.

Bestimmte Kapitel geben klare Hinweise auf die Vorgehensweise.

Beispiele:
"4.2.5.1 Beim Trockenverfahren mit Trockenabscheidung des Staubes der anfallende trockene Staub an der Entstehungsstelle möglichst vollständig abgesaugt und einem Trockenabscheider zugeführt. 4.2.5.2 Durch Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes werden die möglichen Auswirkungen einer Explosion im Abscheider auf ein unbedenkliches Maß begrenzt.
4.2.5.5 Die Bearbeitungsmaschinen können nur betrieben werden, wenn die Absaugung und Trockenabscheidung wirksam sind. Eine Überwachung der Absaugung ist z.B. durch Druckwächter möglich.
Dies wird z.B. erreicht durch glatte Oberflächen, schräge Flächen mit ausreichendem Neigungswinkel und durch Vermeidung waagerechter Flächen; bei Rohrleitungen durch gerade Leitungsführungen, Vermeidung von Drossel- und Absperreinrichtungen in horizontalen Abschnitten der Absaugleitung, Krümmer mit großen Radien und eine Strömungsgeschwindigkeit in den Rohrleitungen von ca. 20 m/s.