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Experimentelle Untersuchungen zu streifenden Schlägen mit verschiedenen Edelstahlsorten in explosionsfähigen Atmosphären, jeweils bestehend aus Wasserstoff, Acetylen, Ethylen bzw. Propan mit Luft, haben gezeigt, dass deren Zündwahrscheinlichkeit sowohl von der Art des Brenngas-Gemisches als auch der Höhe der kinetischen Schlagenergie abhängt. Ein Einfluss des Chromgehaltes im Edelstahl auf die Zündwahrscheinlichkeit durch mechanisch erzeugte Schlagvorgänge konnte in dem untersuchten Bereich des Chromgehaltes nicht nachgewiesen werden, obwohl ein steigender Chromgehalt die Oxidationsfähigkeit abgetrennter Partikel erhöhter Temperatur tatsächlich senkt. Ferner haben weitere Werkstoffeigenschaften wie die Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität, Dichte und Härte einen Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit mechanischer Edelstahl-Schlagvorgänge bei Wasserstoff/Luft-Gemischen. Mit steigender Wärmeleitfähigkeit des Edelstahls sinkt die Zündwahrscheinlichkeit. Für die spezifische Wärmekapazität, Dichte und Härte konnte kein Einfluss nachgewiesen werden. Für Schlagvorgänge wurden in der Norm EN 13463-1:2009 Grenzwerte für die maximale kinetische Schlagenergie festgelegt, unterhalb derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Dabei wurde zwischen Schlagvorgängen mit funkenarmen Metallen, wie z. B. Kupfer, Messing, und Schlagvorgängen mit sogenannten „sonstigen Werkstoffen“ unterschieden. Die Grenzwerte dieser sonstigen Werkstoffe resultieren aus Versuchen der BAM mit unlegiertem Baustahl. Bei solchen Schlagvorgängen wird von Oxidationsprozessen einzelner Partikel mit dem Luftsauerstoff ausgegangen, die das Gasgemisch aufgrund des hohen Temperaturanstiegs entzünden. In industriellen Anwendungen wie zum Beispiel der chemischen Industrie wird jedoch statt ferritischem Stahl überwiegend Edelstahl verwendet. Im Allgemeinen gilt mit Chrom hochlegierter Edelstahl bei Schlagvorgängen gegenüber ferritischem Stahl als funkenärmer, da die Oxidationsfähigkeit von Edelstahlpartikeln mit steigendem Chromgehalt abnimmt. Aufgrund der abnehmenden Oxidationsfähigkeit postulierte Voigtsberger, dass abgetrennte Edelstahlpartikel mit einem Anteil von 18,11 % Chrom nicht mehr oxidieren können. Bei den eigenen Schlagversuchen der BAM konnte zwar eine sinkende Oxidationsfähigkeit der Partikel, aber keine abnehmende Zündwirksamkeit von Edelstählen mit steigendem Chromgehalt beobachtet werden.

In industrial applications carbon steel is often replaced by stainless steel. Stainless steel is supposed to be less problematic than carbon steel as a possible ignition source because of the decreasing oxidizability of stainless steel particles with increasing content of alloying elements such as chromium. However, knowledge about the ignition probabilities and about factors influencing ignitions are far from being sufficient. Better knowledge could well be used to decrease and minimize explosion hazards. Additionally, adequate risk assessment could lead to cost reduction by avoiding possible overestimation of hazards. In this contribution, we present results of grazing impact experiments using four different stainless steels in acetylene-, hydrogen-, ethylene- and propane-air mixtures. We investigated the influence of the chromium content and of some of the material properties of stainless steel on the ignition probabilities of these gas mixtures. The experiments show an appreciable amount of ignitions in the acetylene-air and the hydrogen-air mixture only. The observed source of ignition depends on the chromium content of the steel. At impact energies of 126 J and more, acetylene-air mixtures were ignited by hot surfaces resulting from impacts between stainless steel components containing 22.5 % chromium whereas separated and subsequently oxidized particles acted as ignition source after impacts of stainless steel containing 17.7 % chromium and less. These observations are in accordance with the decreasing oxidizability of stainless steel with increasing chromium content. However, an exclusive correlation between chromium content and ignition probability was not found. Almost all ignitions of hydrogen-air were initiated by hot surfaces and impacts of steel containing the highest amount of chromium were most incendive. This observation shows that a low oxidizability of the steel due to its high chromium content does not necessarily lead to a lower ignition probability. Quite contrary, an increasing chromium content leads to a decreasing thermal conductivity and thus to a higher ignition probability. As a result the thermal con-ductivity was found to be a key parameter determining the ignition probability. The density, specific heat capacity and hardness of the steel were also taken into account; however, they did not affect the ignition probability. In conclusion, the different sources of ignition can be distinguished with regard to the resulting ignition probability of flammable gas mixtures subjected to grazing impacts of stainless steel. In cases where the ignitions are initiated by hot surfaces, the thermal conductivity of the impacting steel is the most critical parameter. On the other hand, the temperature increase due to impacts and the propensity of the steel to be oxidized mainly influence the ignition probability in cases where separated particles act as ignition source. Consequently, stainless steel with a high thermal conductivity and a low oxidizability has to be utilized in order to minimize the ignition probability due to mechanical impacts.

Ausgehend von den entsprechenden Artikeln des Vertrages über die Arbeitsweise der Europäischen Union /1/ lassen sich die Europäischen Richtlinien entsprechend der Zielrichtung der zugrundeliegenden Artikel folgendermaßen gliedern: - Richtlinien zur Harmonisierung des Handels (Beschaffenheitsrichtlinien) nach Artikel 114 (früher Artikel 95 EG-Vertrag) - Richtlinien über Mindeststandards zum Schutz der Arbeitnehmer (Arbeitsschutzrichtlinien) nach Artikel 153 (früher Artikel 137 EG-Vertrag) Diese Richtlinien sind von den Mitgliedsstaaten in ihre jeweiligen nationalen Rechtssysteme umzusetzen. Die Art und Weise der Umsetzung ist abhängig davon, zu welcher der beiden Gruppen die Richtlinie gehört. Richtlinien nach Artikel 114 sind in die entsprechenden Gesetze und Verordnungen so umzusetzen, dass die wesentlichen Forderungen unverändert übernommen werden. Beschaffenheitsanforderungen an Produkte, die Explosionsschutzanforderungen zu erfüllen haben, werden in Deutschland durch die 9. Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (9. ProdSV, Maschinenverordnung) /2/ und speziell für atmosphärische Bedingungen in der 11. Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (11. ProdSV, Explosionsschutzverordnung /3/ bis 19.4.2016 bzw. Explosionsschutzprodukteverordnung /4/ ab 20.04.2016) geregelt. Durch die 11. ProdSV wurde die Richtlinie 94/9/EG /5/ bzw. wird die Richtlinie 2014/34/EU /6/ in deutsches Recht überführt. Die Richtlinie 2014/34/EU gibt es seit dem 26. Februar 2014. Sie ersetzt die Richtlinie 94/9/EG. Die Frist für den Übergang von der Richtlinie 94/9/EG zur Richtlinie 2014/34/EU endet am 20. April 2016. Die Richtlinie 2014/34/EU ist eine Neufassung der Richtlinie 94/9/EG, wobei die Inhalte des sogenannten Neuen Rechtsrahmens einbezogen wurden. Die materiellen Anforderungen der Richtlinie 2014/34/EU unterscheiden sich nicht von denen der Richtlinie 94/9/EG. Wesentlicher Inhalt dieser Verordnungen und der Europäischen Richtlinie 2014/34/EU sind die Begriffsdefinitionen für Geräte, Schutzsysteme und Komponenten, das System der Konformitätsbewertung und die Konformitätserklärung, sowie die grundlegenden Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen. Es gilt dabei das Prinzip der Herstellerverantwortung. Der Hersteller eines Produktes dokumentiert die Erfüllung der Richtlinienanforderungen mit seiner Konformitätserklärung und der Kennzeichnung des Produktes mit dem CE-Zeichen.