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In dieser Arbeit wurde erstmalig das Explosionsdiagramm des heterogenen Systems Diethylketon/Sauerstoff-Stickstoff in Abhängigkeit vom Gasvordruck und vom Stoffmengenanteil des Sauerstoffs erstellt. Nach den bei Raumtemperatur in einer Rohrstrecke erhaltenen Ergebnissen existieren fünf Bereiche unterschiedlichen Explosionsverhaltens: Pseudogasdeflagrationen, Pseudogasdetonationen, Oberflächendeflagrationen, Oberflächendetonation und ein schmaler Bereich in dem keine Zündung des Systems möglich war. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit bestand darin, den Mechanismus von Oberflächenexplosionen zu untersuchen. Durch Explosionsuntersuchungen am heterogenen System Diethylketon/Sauerstoff- Stickstoff wurde dabei festgestellt, dass sich in dem Bereich, in dem Oberflächendeflagrationen entstehen, nach der Zündung eine Diffusionsflamme ausbildet, welche sich auf der Flüssigkeitsoberfläche durch das Rohr bewegt. Bei hohen Sauerstoffkonzentrationen findet eine deflagrative Verbrennung im gesamten Gasraum statt. Solche Oberflächendeflagrationen werden durch die Zerstäubung des Brennstoffes infolge von Stoßwellen mit geringer Intensität hervorgerufen. Bei niedrigen Sauerstoffkonzentrationen in der Gasphase folgt dem Diffusionsflammenstadium ein Abbrandstadium. Durch den Einsatz der laserinduzierten Fluoreszenz konnte die früher von Hofmann publizierte These, dass ein Stofftransport durch die Flammen hindurch stattfindet, für eindimensionale Oberflächenexplosionen widerlegt werden. Experimentelle Untersuchungen am heterogenen System Methanol/Sauerstoff haben gezeigt, dass Oberflächendetonationen ebenfalls durch eine Zerstäubung des Brennstoffs als Folge der Wechselwirkung einer intensiven Gasströmung beziehungsweise der Wechselwirkung von Stoßwellen geringer Intensität mit der Flüssigkeitsoberfläche verursacht werden. Die dadurch gebildeten Aerosole befinden sich nur in einem schmalen Bereich über der Flüssigkeitsoberfläche. Es wurde festgestellt, dass sich die Detonationsfront nur in diesem schmalen Bereich über der Flüssigkeit durch das Rohr bewegt. Berechnungen der Einwirkung einer horizontal über die Flüssigkeit laufenden Stoßwelle bestätigen dieses Modell. Oberflächendetonationen sind außerdem dadurch gekennzeichnet, dass periodische Sekundarexplosionen auftreten. Solche oszillierenden Explosionen entstehen, da die im System befindlichen Reaktanden Sauerstoff und Lösemittel nicht beim ersten Durchlauf der Detonationswelle vollständig umgesetzt werden. Die bei den Explosionsversuchen durchgeführten Druckmessungen haben darüber hinaus gezeigt, dass Detonationen im heterogenen System mit explosionsfähiger Gasphase (Pseudogasdetonationen) sicherheitstechnisch gefährlicher sind als Gasdetonationen.
Anforderungen und Prüfverfahren zur Normung der Pyrotechnik in Bezug auf die EU-Richtlinie 2007/23/EG werden von der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung erläutert. Dargestellt werden grundlegende Sicherheitsanforderungen pyrotechnischer Gegenstände im Rahmen der Baumusterprüfung. Konformitätsbewertung sowie die Erarbeitung harmonisierter Normen für die Gestaltung und Prüfung entsprechend der Richtlinie.
Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die kürzlich abgeschlossenen und laufenden Normungsaktivitäten im Bereich der zivilen Explosivstoffe und pyrotechnischen Gegenstände. Ein Fokus dieses Beitrags liegt auf den Themen elektronische Zündsysteme, vor-Ort hergestellte Explosivstoffe und auf dem aktuellen Entwurf eines Normungsauftrags im Bereich der pyrotechnischen Gegenstände. Des Weiteren wird auf den Entwicklungsprozess und die Bedeutung der Normung im Allgemeinen eingegangen.
Mit der bereits veröffentlichten Normenreihe DIN EN ISO 14451 über 'Pyrotechnische Gegenstände - Pyrotechnische Gegenstände für Fahrzeuge' und der Norm DIN EN 16264:2014-11 'Pyrotechnische Gegenstände - Sonstige pyrotechnische Gegenstände - Kartuschen für kartuschenbetriebene handgehaltene Werkzeuge' sowie den demnächst zu erwartenden Veröffentlichungen der DIN EN 16265 'Pyrotechnische Gegenstände - Sonstige pyrotechnische Gegenstände - Anzündmittel' sowie der Normenreihe DIN EN 16263 über 'Pyrotechnische Gegenstände - Sonstige pyrotechnische Gegenstände' werden die Anforderungen, Kategorisierungskriterien, Prüfverfahren und die Kennzeichnungsanforderungen an sonstige pyrotechnische Gegenstände im Einklang mit der Richtlinie 2007/23/EG definiert. In der Bundesrepublik Deutschland wurde die Richtlinie 2007/23/EG über das Inverkehrbringen pyrotechnischer Gegenstände am 1. Oktober 2009 in nationales Recht umgesetzt und angewandt. Das im Rahmen dieser Richtlinie geforderte Konformitätsbewertungsverfahren eines pyrotechnischen Gegenstandes setzt sich aus der Typprüfung (Modul B) und einem Qualitätssicherungsmodul (bei sonstigen pyrotechnischen Gegenständen die Module C, D, E und G) zusammen. Die Normenreihen DIN EN ISO 14451 und DIN EN 16263 sowie die Normen DIN EN 16264 und DIN EN 16265, die in diesem Beitrag und dem folgenden vorgestellt werden, geben die für die Typprüfung anzusetzenden Anforderungen, Bewertungskriterien und Prüfverfahren vor. Ferner liefern sie die Anforderungen an und Bewertungskriterien für die Losprüfungen, die an die dem Baumuster nachgefertigten Serienprodukte gestellt werden. Die genannten Normen werden in der BAM bereits angewendet, weil dadurch das Zulassungsverfahren sonstiger pyrotechnischer Gegenstände, verglichen mit der alten Rechtslage vor dem 1. Oktober 2009, in der Bundesrepublik Deutschland klar und transparent geregelt ist.