Vad är en explosion?

Allvarhetsgraden hos en explosion beror på egenskaperna hos de brandfarliga materialen och blandningen av dessa material med syre: syrgasen i luften bränner endast med en viss mängd av det brandfarliga materialet (oxidation). Beroende på allvarhetsgraden av en explosion och tryckvågens tillhörande spridningshastighet görs skillnad mellan låghastighetsdetonering (cm/s), deflagration (m/s) och den starkaste explosionstypen, detonationen (km/s). De allvarligaste explosionerna sprider sig i hastighet snabbare än ljudets hastighet och utvecklar sålunda enorm destruktiv kraft.

Brandfarliga material inkluderar ångor, dimma, gaser och damm. Dessa kan uppstå oavsiktligt under tillverknings- och produktionsprocessen eller under transport eller lagring. Damm från material som bryts upp för vidare bearbetning är särskilt vanligt i industriområden. Dammexplosioner kan ha effekter som är lika förödande som gasexplosioner: gas-luftblandningen sprider sig snabbt under en explosion, vilket minskar koncentrationen av brandfarligt material (mager blandning). Ytterligare förbränning är då inte längre möjligt. Däremot skapar damm-luftblandningen ytterligare dammlager under en explosion som kan antändas. Explosionen som uppstår vid en gas-luftblandning kan emellertid också röra upp damm, som sedan omvandlar gasexplosionen till en dammexplosion.

Brännbart material blandat med syre är endast brandfarligt i ett visst förhållande och förbränns så snart en antändningskälla är närvarande. Här spelar flampunkten för ett material och dess explosionsgräns en avgörande roll.

Flampunkt

"Flampunkt" beskriver den lägsta temperaturen av brandfarliga vätskor vid vilka en brandfarlig ång-luftblandning bildas. Flampunkten i denna hybridblandning kan vara lägre än den för de enskilda komponenterna. Med dessa ång-luftblandningar bestämmer koncentrationsförhållandet huruvida en explosionsbar atmosfär kan bildas eller inte. Detta beskriver explosionsgränserna för enskilda material: Varje brandfarligt material har ett särskilt område som blandning med syre, där en explosion kan uppstå. Med för höga koncentrationer (rik blandning) och med låga koncentrationer (mager blandning) sker ingen explosion, utan en stationär reaktion eller ingen bränslereaktion alls. Blandningen reagerar endast explosivt när den antänds i intervallet mellan den övre och nedre explosionsgränsen.

Explosionsgränser

Explosionsgränserna är emellertid beroende av tryck, temperatur och syrekoncentration. Vidare finns det också kemiskt instabila substanser såsom cesium, rubidium eller till och med vit fosfor, som antänds bara från kontakt med syre eller luft; dessa substanser kallas "pyroforiska". Särskild försiktighet krävs vid hantering av dessa ämnen. Detta gäller även dammansamlingar. I detta fall ökar risken för självförbränning med ackumuleringens tjocklek. Dammens isolerande effekt kan leda till att värme byggs upp, vilket leder till självförbränning. Information om exakt flampunkt och explosionsgränser för ett material beskrivs i lämpligt säkerhetsdatablad. Om en explosiov atmosfär riskerar att bildas, påpekas detta i dokumentet.