Zersetzung von Acetylen
Wir verwenden Acetylen als Schweißgas. Warum ist der Umgang mit den Acetylen-Druckgasflaschen eigentlich so gefährlich?
Bei der Verbrennung von Acetylen (chemisch Ethin) kann eine sehr hohe Flammentemperatur von über 2500°C erreicht werden. Dehalb eignet es sich besonders als Schweißgas für autogenes Schweißen.
Acetylen bildet, wie auch andere niederen Kohlenwasserstoffe, mit Luft leicht entzündbare Gemische. Zusätzlich ist die Verbindung relativ instabil und neigt daher zum explosiven Selbstzerfall in die Elemente. Die Mindestzündenergie ist mit 0,019 mJ extrem niedrig.
Der Selbstzerfall von Acetylen kann durch verschiedene Quellen wie Reaktionswärme, heiße Oberflächen, elektrostatische Entladungen, Kompressionswärme oder mechanische Schockwellen ausgelöst werden.
Auf Grund seiner Instabilität kann Acetylen nicht wie andere Gase verflüssigt in Druckbehältern bzw. Druckgasflaschen gelagert werden. Es wird daher in Lösungsmitteln wie Aceton, in dem es eine hohe Löslichkeit besitzt, gelöst. Zusätzlich sind die Druckgasflaschen für Acetylen mit einem porösen Material gefüllt, das geeignet ist um die Ausbreitung einer Acetylenzersetzung zu stoppen.
Nicht geeignete oder beschädigte poröse Materialien können einen Acetylenzerfall nicht aufhalten, so dass die Temperatur- und Druckerhöhung letztendlich zum Bersten der Acetylenflasche führt.
Ist eine Acetylenflasche einer hohen Temperatur, etwa bei einem Brand, ausgesetzt, ist ein besonderes Vorgehen der Feuerwehr notwendig, da die Flasche auch noch mehrere Stunden nach dem Brand bersten kann (siehe auch TRG 280 Betreiben von Druckgasbehältern). Verantwortlich dafür ist das relativ langsame Fortschreiten des ausgelösten Acetylenzerfalls im porösen Material der Flasche. Dem Bersten der Flasche kann mit langfristiger Kühlung entgegengewirkt werden. Im Einzelfall kann es trotzdem dazu kommen.
Merkmale einer beginnenden Acetylenzersetzung:
- Temperatur der Flaschenwand steigt ohne äußere Einwirkung.
- Die Acetylenflamme zeigt Verfärbungen und Rußbildung.
- Das aus dem Ventil ausströmende Gas hat einen abnormen Geruch und führt Ruß oder Qualm mit. Die Zersetzung kann auch durch eine Rückzündung durch das Ventil ausgelöst werden. Beim Schweißen kann soviel Wärme entstehen, dass dies ein Zurückschlagen der Flamme in den Brenner verursacht, was sich durch ein knallendes Geräusch bemerkbar macht. Der Flammenrückschlag sollte durch eine bauartzugelassenen Sicherheitseinrichtung gegen Gasrücktritt und Flammendurchschlag verhindert werden. Maßnahmen:
- Ventil sofort schließen
- Falls bei neuerlichem Öffnen Ruß- bzw. Flammenbildung auftritt, hat die Selbstzersetzung eingesetzt!
Flaschen, in denen eine Acetylenzersetzung begonnen hat, sollten, solange sich die Oberfläche noch nicht zu stark erwärmt hat, um sie mit ungeschützter Hand anzufassen, ins Freie an einen geeigneten Ort transportiert werden. Dann die Flasche aus sicherem Abstand mit Wasser kühlen. Danach ist die Flasche mindestens für 24 Stunden an einem sicheren Platz zu lagern. Die Lagerung sollte zweckmäßigerweise in einem Wasserbad zur Kühlung erfolgen. Aufgrund der Gefährlichkeit der Zersetzung von Acetylen sollte in jedem Fall die Feuerwehr benachrichtigt werden. Im Übrigen darf Acetylen niemals selbst umgefüllt werden. Es muss ein ganz bestimmtes Verhältnis aus poröser Masse, Lösungsmittel (z. B. Aceton) und Acetylen eingehalten werden, was beim eigenen Abfüllen nicht gewährleistet ist. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, kann es schon bei geringem Druck zu einem Zerfall des Acetylens kommen. Außerdem ist darauf zu achten, dass in den Versorgungsleitungen kein Druck von mehr als 1,5 bar auftritt, da sonst Zersetzungsreaktionen in den Leitungen stattfinden können.
- Die Acetylenflamme zeigt Verfärbungen und Rußbildung.
- Das aus dem Ventil ausströmende Gas hat einen abnormen Geruch und führt Ruß oder Qualm mit. Die Zersetzung kann auch durch eine Rückzündung durch das Ventil ausgelöst werden. Beim Schweißen kann soviel Wärme entstehen, dass dies ein Zurückschlagen der Flamme in den Brenner verursacht, was sich durch ein knallendes Geräusch bemerkbar macht. Der Flammenrückschlag sollte durch eine bauartzugelassenen Sicherheitseinrichtung gegen Gasrücktritt und Flammendurchschlag verhindert werden. Maßnahmen:
- Ventil sofort schließen
- Falls bei neuerlichem Öffnen Ruß- bzw. Flammenbildung auftritt, hat die Selbstzersetzung eingesetzt!
Flaschen, in denen eine Acetylenzersetzung begonnen hat, sollten, solange sich die Oberfläche noch nicht zu stark erwärmt hat, um sie mit ungeschützter Hand anzufassen, ins Freie an einen geeigneten Ort transportiert werden. Dann die Flasche aus sicherem Abstand mit Wasser kühlen. Danach ist die Flasche mindestens für 24 Stunden an einem sicheren Platz zu lagern. Die Lagerung sollte zweckmäßigerweise in einem Wasserbad zur Kühlung erfolgen. Aufgrund der Gefährlichkeit der Zersetzung von Acetylen sollte in jedem Fall die Feuerwehr benachrichtigt werden. Im Übrigen darf Acetylen niemals selbst umgefüllt werden. Es muss ein ganz bestimmtes Verhältnis aus poröser Masse, Lösungsmittel (z. B. Aceton) und Acetylen eingehalten werden, was beim eigenen Abfüllen nicht gewährleistet ist. Sind diese Voraussetzungen nicht erfüllt, kann es schon bei geringem Druck zu einem Zerfall des Acetylens kommen. Außerdem ist darauf zu achten, dass in den Versorgungsleitungen kein Druck von mehr als 1,5 bar auftritt, da sonst Zersetzungsreaktionen in den Leitungen stattfinden können.