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Dr. Otto Widetschek
Aktuelles Kommentiert
Explosion und Brand im Stahlwerk Donawitz
(Quelle:www.steiermark.orf.at).
Am 26. Februar kam es im
Stahlwerk Donawitz zu einer
explosionsartigen Reaktion,
welche von einem lauten
Knall und einer intensiven
Druckwelle begleitet war. Sie
trat auf, als ein Kranführer
Metallschrott zu dem in einer
Schmelzpfanne vorhandenen
etwa 1.500° C heißen und
geschmolzenen Roheisen hinzufügte.
Dabei trat eine in der
Feuerwehrpraxis äußerst seltene
chemisch-physikalische
Reaktion, welche man als
kombinierte Dampf- und
Knallgasexplosion bezeichnen
könnte, auf. Sieben Personen
wurden dabei verletzt! Wie
konnte es dazu kommen?
Stahlschmelze mit etwa
1.500 °C (Quelle: www.oe24.at)
Knallgas – was ist das?
DAMPFEXPLOSION
Wasser kann schlagartig bei Überschreitung
des Siedepunktes von 100° C verdampfen. Dabei
vergrößert sich sein Volumen etwa auf das 1.700fache,
was mit einer bestimmten Druckwirkung verbunden
ist. Dieses Phänomen ist auch die Ursache
der gefährlichen Fettexplosion und der Grund, warum
gewisse Brände nicht mit Wasser gelöscht
werden dürfen (Rauchfangfeuer, Fett- und Metallbrände
sowie Brände bestimmter Chemikalien),
und hat in Donawitz mit Sicherheit eine wichtige
Rolle gespielt! Ein zweites Phänomen ist die relativ
seltene Knallgasexplosion! Was ist das?
WASSER: EIN VERBRENNUNGSPRODUKT!
Bei der Knallgasexplosion entsteht Wasser! Wie
das? Wasser wird chemisch als Wasserstoffhydroxid
bezeichnet und besteht aus einem Sauerstoffatom
(O) und zwei Wasserstoffatomen (H). Es besitzt
die chemische Summenformel H 2
O.
Wasser ist das Verbrennungsprodukt des Wasserstoffs
nach der chemischen Reaktionsgleichung
2 H 2
+ O 2
2 H 2
O.
Zwei Moleküle Wasserstoff verbrennen also mit
einem Molekül Sauerstoff und produzieren zwei
Moleküle Wasser. Dabei wird Energie in Form von
Knallgas frei, wobei die zerstörerische Wirkung am
größten ist, wenn das Mischungsverhältnis 2 Teile
Wasserstoff und 1 Teil Sauerstoff vorliegt.
ZERLEGUNG DES WASSERMOLEKÜLS
Wasserstoff und Sauerstoff werden im Bereich der
Technik in erster Linie als permanente Gase verwendet.
Sie können dabei in Gasflaschen unter
Druck gelagert und eingesetzt werden. Bei der
Knallgasexplosion tritt jedoch der besondere Fall
auf, dass dieses gefürchtete Gasgemisch in einer
bestimmten Menge an Ort und Stelle selbst „produziert“
wird. Und dabei spielt die Temperatur eine
ganz wesentliche Rolle.
Vor allem bei hoch erhitzten flüssigen Metallen
und natürlich bei Metallbränden sind hohe Temper
raturen vorhanden. Wenn nun Wasser
ins Spiel kommt, dann tritt die
so genannte Dissoziation, eine „Zerlegung“
des Wassermoleküls in seine
atomaren Bestandteile, auf. Dabei
wird auch in Abhängigkeit von der
Temperatur Knallgas gebildet, welches
explosionsartig verbrennt.
AUF DIE TEMPERATUR KOMMT ES
AN!
Die Knallgasbildung wird jedoch
vielfach überschätzt. Sie tritt erst ab
höheren Temperaturen, also bei intensiven
und länger andauernden
Metallbränden, wie beispielsweise in
Tschernobyl, wo man eine Kernschmelze
mit etwa 2.500 °C feststellen
konnte, oder bei hoch erhitzten
Metallschmelzen merklich auf. Bei
herkömmlichen Bränden (Temperaturen
bis maximal 1.200 °C) ist die
Dissoziation von Löschwassermolekülen
und damit die Gefahr der
Knallgasbildung de facto kaum vorhanden!
Hier werden nur Zerlegungen
im Promillebereich wirksam,
wogegen bei 2.500 °C bereits 10
Prozent der Wassermoleküle in
Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt
werden.
ZWEI ÄHNLICHE FÄLLE
Nun tritt eine echte Knallgasexplosion
recht selten auf. Ich kenne eigentlich
bis jetzt in Österreich
neben dem Ereignis in Donawitz
nur zwei dramatische Ereignisse
dieser Art:
Am 10. Mai 1998 gab es in der
Treibacher AG in Villach eine gewaltige
Dampf- und Knallgasexplosion,
als sich eine flüssige
Korundschmelze (rund 2.000 °C) in
ein Abkühlbecken ergoss. Die Folge:
Ein Toter und zwei Schwerverletzte
sowie große Explosionsschäden am
Bauwerk.
Ein ähnlicher Fall lag am 8. April
2005 im Werk der Böhler-Uddeholm
in Kapfenberg vor, als eine
über 1.700 °C heiße Stahlschmelze
aus dem Elektro-Lichtbogenofen
beim Abstich mit ungeheurer
Wucht aus der Stahlpfanne geschleudert
wurde und fünf Stahlarbeiter
tötete.
Und nun ist am 26. Februar 2013
ein ähnliches, aber gottlob wesentlich
harmloseres Unglück im obersteirischen
Stahlwerk Donawitz
aufgetreten. Vermutlich war es in
diesem Fall durch eine „Verunreinigung“
des Schrotts mit einem Eisklumpen
ausgelöst worden.
18 Blaulicht 03-2013