In onze demonstratievideo is te zien hoe lastig het is om diesel aan te steken door middel van lucifers. Dit terwijl het aansteken van benzine zeer gemakkelijk gaat. In deze blog worden de karakteristieken van een gasexplosie en de bijbehorende risico’s besproken. Daarnaast wordt besproken welke apparatuur veilig gebruikt kan worden in combinatie met explosiegevaar. Geniet van de leerzame stof en probeer dit vooral niet thuis!
Gasexplosies, enorme risico’s
Een gasexplosie ontstaat als een mengsel van gas en lucht door middel van een ontsteking ontploft. Om gas tot ontsteking te brengen is relatief weinig energie nodig en de consequenties van een gasexplosie kunnen groot zijn. Bijvoorbeeld in de petrochemische industrie speelt het risico op gasexplosies een significante rol in de veiligheidsmaatregelen. Een dramatisch ongeluk in 2007 in een raketbrandstof fabriek in Nevada toont de verwoestende gevolgen die een gasexplosie kan hebben. Sinds 1970 zijn er ook strenge regulaties opgesteld omtrent gebieden waar gevaar is voor gasexplosies. Dit heeft uiteindelijk geleid tot de productie van diverse explosieveilige apparatuur, waaronder ATEX airconditioners.
Om verwarring te voorkomen zijn hier twee belangrijke begrippen:
- Het vlampunt: de minimale temperatuur die een chemische stof nodig heeft om tot ontbranding te kunnen komen als gevolg van een ontsteking
- De ontstekingstemperatuur: de temperatuur waarbij een mengsel spontaan tot ontbranding komt
Gevaarlijke karakteristieken van gassen en dampen
Gas ontsteekt in een keer
In tegenstelling tot stofexplosies, ontvlamt gas onmiddellijk. Dit maakt een gasexplosie extra gevaarlijk.
Gas heeft weinig energie nodig om tot ontsteking te komen
De kleinste vonk is genoeg om gas te ontsteken. Slechts één draai aan de knop van de centrale verwarming kan er voor zorgen dat er een vonk overspringt die een gehele ruimte tot ontploffing laat komen.
De ontsteking van gas is spontaan
Elk soort gas of damp heeft een andere ontstekingstemperatuur. De ontstekingstemperatuur is de temperatuur die nodig is om een bepaald soort gas of damp zonder ontsteking te laten ontbranden bij een zuurstofniveau van 21% (zie tabel 1: verschillende vlampunten, ontstekingstemperaturen en temperatuurklassen van verschillende stoffen.)
Het ontstaan van een brandbaar mengsel boven de vloeistof
Als de ontstekingstemperatuur wordt bereikt, dan komt er een brandbaar mengsel van damp en lucht vrij direct boven de brandbare vloeistof. Dit betekent dat de vloeistof alleen kan ontbranden als de directe omgeving dezelfde temperatuur heeft als het vlampunt van de vloeistof. Het is dus vanzelfsprekend dat explosiegevaar tegen wordt gegaan door de temperatuur van een vloeistof te houden onder het vlampunt.
Elke vloeistof heeft zijn eigen vlampunt
Zoals aangegeven heeft elke vloeistof een uniek vlampunt. Diesel heeft bijvoorbeeld een hoog vlampunt (55 graden celsius), dus deze vloeistof geeft in de praktijk weinig aanleiding tot gezien de explosiegevaar gegeven buitentemperaturen. Benzine heeft daarentegen een vlampunt van -23 graden Celsius. Dit betekent dat er onder bijna elke omstandigheid er een explosieve omgeving om benzine heen hangt.
Een ander voorbeeld: Ethylacetaat heeft ook een laag vlampunt (-4 graden Celsius). Deze vloeistof is dus explosief bij normale omgevingstemperaturen en vormt daarom een explosiegevaar. Ook andere eigenschappen van deze vloeistoffen zorgen voor gezondheidsproblemen. In de zogenaamde veiligheidsdatasheet verschaft door de fabrikant kunnen alle eigenschappen van de desbetreffende vloeistof gevonden worden.
Het verschil tussen het vlampunt en de ontstekingstemperatuur
Het vlampunt van een vloeistof wordt vaak door de war gehaald met de ontstekingstemperatuur, maar er zit een groot verschil tussen deze twee begrippen. De ontstekingstemperatuur, zoals eerder toegelicht, is de temperatuur die nodig is om een stof spontaan te laten ontbranden zonder dat er een ontsteking plaats hoeft te vinden. Bijvoorbeeld, als diesel in aanraking komt met lucht bij een temperatuur van 210 graden Celsius, dan vindt er ontbranding plaats.
Het vlampunt van benzine
Dan nu over het vlampunt, oftewel de minimale temperatuur die nodig is om een stof door middel van een ontsteking tot ontbranding te kunnen laten komen. Bij benzine is dit -23 graden Celsius. Je kunt je voorstellen dat er een wolk benzinedamp hangt boven de vloeistof. Wanneer een vonk of vlam de damp raakt, dan ontsteekt deze damp. Een laag vlampunt is dus gevaarlijker.
Brandstof | Ontstekingstemperatuur | Vlampunt | Corresponderende temperatuurklasse nodig voor explosieveilige apparatuur |
Benzine | > 247 ̊C | -23 ̊C | T3 |
Diesel | 210 ̊C | 55 ̊C | T3 |
Waterstof | 560 ̊C | gas | T1 |
Tolueen | 535 ̊C | 4 ̊C | T1 |
Ethylacetaat | 470 ̊C | -4 ̊C | T1 |
Tabel 1: verschillende vlampunten, ontstekingstemperaturen en temperatuurklassen van verschillende stoffen
Benzine en diesel op de proef gesteld om het vlampunt te verklaren
In de video is te zien hoe een schotel met benzine en een schotel met diesel ontvlamd proberen te worden bij kamertemperatuur. De benzine ontvlamt bij kamertemperatuur meteen, want zoals eerder besproken is het vlampunt van benzine slechts -23 graden Celsius. Bij diesel gebeurt in eerste instantie echter niets wanneer hier een brandende lucifer bij wordt gehouden. De verklaring hiervoor is dat diesel pas vlam kan vatten bij een temperatuur van 55 graden Celsius. Het topje van de brandende lucifer is ongeveer 1000 graden Celsius, dus daarom duurt het even voordat de diesel vlam vat.
De benodigde temperatuurklasse op basis van de ontstekingstemperatuur
Om veiligheid te garanderen, zal de temperatuur van het oppervlak van het explosieveilige toestel moeten worden beperkt. Het oppervlak van het toestel mag namelijk nooit warmer worden dan de ontstekingstemperatuur van de aanwezige brandbare stof. De temperatuurklassen hieronder indiceren de beperking van de temperatuur van het toestel.
Temperatuurklasse | Maximale oppervlakte temperatuur van het toestel in graden Celsius |
T1 | 450 |
T2 | 300 |
T3 | 200 |
T4 | 135 |
T5 | 100 |
T6 | 85 |
Tabel 2: Temperatuurklassen T1 – T6 voor explosieveilige apparatuurOver Ex-Machinery
Ex-Machinery is al meer dan 19 jaar specialist op het gebied van ATEX en explosieveiligheid. Explosieveilige airconditioners zijn onze grootste specialiteit. Bent u geïnteresseerd in explosieveilige apparatuur? Volgt u dan ATEX specialist Gido van Tienhoven op LinkedIn voor updates omtrent ATEX apparatuur en explosieveiligheid. Voor specifieke vragen kunt u Gido ook bereiken op gt@ex-machinery.com. Graag willen wij u vragen om ook uw technische specificaties hierbij te vermelden. Met toewijding gaan wij een samenwerking met u aan om u te helpen bij het vinden van ATEX oplossingen.
Leest u hier ook onze andere blogs, welke belangrijke informatie bevatten over ATEX en explosieveiligheid.
