umwelt-online: Empfehlungen für die Beförderung gefährlicher Güter - Handbuch über Prüfungen und Kriterien (5)

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Abschnitt 26
Prüfserie F

26.1. Einleitung

26.1.1 Die Prüfserie F umfasst Laborpüfungen und Kriterien, welche die explosive Kraft von Stoffen betreffen, wie in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 gefordert. Sie ist auf diejenigen Stoffe anzuwenden, die für die Beförderung in Großpackmitteln (IBC) oder Tankcontainern vorgesehen sind, oder für selbstzersetzliche Stoffe der Unterklasse 4.1 oder organische Peroxide der Unterklasse 5.2, die zur Freistellung von den Vorschriften (siehe Kästchen 11 der Abbildung 20.1) vorgesehen sind. Stoffe, für die diese Möglichkeiten nicht bestehen, können ohne weitere Prüfung dem Typ E zugeordnet werden.

26.1.2 Alle Prüfungen können ebenfalls auf solche Stoffe, die im Hinblick auf ihre Fähigkeit eine Detonation weiterzuleiten voruntersucht werden sollen, angewendet werden (siehe 21.2.2).

26.2 Prüfverfahren

Die Frage "Wie ist seine explosive Kraft?" (Kästchen 12 der Abbildung 20.1) wird auf der Grundlage der Ergebnisse einer der Prüfverfahren in Tabelle 26.1 wiedergegeben.

Tabelle 26.1: Prüfverfahren für Prüfserie F

26.3 Prüfbedingungen

26.3.1 Das Vorverfahren (siehe Abschnitt 20.3) ist vor der Durchführung dieser Prüfungen auszuführen.

26.3.2 Die Ergebnisse, die bei den Prüfungen F.1 bis F.4 erzielt werden, hängen von der Empfindlichkeit des Stoffes gegenüber Detonationsstoß und der Stärke des verwendeten Detonators ab. Wenn die Ergebnisse viel niedriger als die mit ähnlichen Stoffen erzielten sind, kann ein stärkeres Zündsystem mit einer geeigneten Anpassung (z.B. durch Zünden mit inerten Proben) an die Prüfkriterien verwendet werden.

26.3.3 Die Prüfungen sind bei Umgebungstemperatur durchzuführen. Liegt jedoch die Kontrolltemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur, sind angemessene Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Wird der Stoff unter Temperaturkontrolle als fester Stoff befördert, ist er aber bei der Umgebungstemperatur flüssig, ist die Prüfung knapp unterhalb des Schmelzpunktes durchzuführen.

26.4 Beschreibungen der Prüfungen zur Prüfserie F

26.4.1 Prüfung F.1: Ballistische Mörser Mk.IIId-Prüfung

26.4.1.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um die explosive Kraft eines Stoffes zu messen. Ein Detonator wird in dem Stoff, der in einer Bohrung des Mörsers eingeschlossen ist, gezündet. Der Rückstoß (Schwingung) des Mörsers wird gemessen und, nach Berücksichtigung der Wirkung des Detonators die Kraft als eine prozentuale Vergleichskraft zu Pikrinsäure, dem Explosivstoff Standard, berechnet. Die Prüfung kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

26.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien

26.4.1.2.1 Der Mörser besteht aus einem Stahlzylinder mit einer Länge von 457 mm und einem Außendurchmesser von 203 mm. Er ist an einem Ende geschlossen und weist eine 229 mm lange Bohrung mit einem Innendurchmesser von 25 m und mit konischer Öffnung auf. Der Mörser ist an vier rostfreien Kabeln aufgehängt, die an beiden Enden durch Flaschenschrauben und Drehzapfen befestigt sind, um diesem ein freies Schwingen zu erlauben. Das Gesamtgewicht beträgt ungefähr 113,2 kg und die Aufhängelänge beträgt 2,080 mm. Ein Schreibstift, der am äußersten Ende eines mit dem Mörser verbundenen frei hängenden Gelenkarms befestigt ist, schreibt auf einem horizontalen Tisch eine Linie entsprechend der horizontalen Schwingung des Mörsers auf. Der Körper des Mörsers ist aus zwei Teilen gefertigt, die äußere Hülle aus weichem, unlegiertem Stahl und der innere Zylinder aus Vibrac V30 Stahl, wärmebehandelt bis zu einer Zugfestigkeit von 772 MPa. Dieser Zylinder wird durch eine ringförmige Halteplatte festgehalten (Abbildung 26.4.1.1).

26.4.1.2.2 Der für die Verdämmung verwendete Sand ist sauberer, trockener Quarzsand, der ein BS 600 Mikronsieb passiert und auf einem BS 260 Mikronsieb zurückgehalten wird. Die Pikrinsäure wird in Form reiner trockener Kristalle in der gleichen Weise gesiebt. Borsäure (analysenrein) wird durch ein BS 500 Micronsieb gesiebt. Ladungsbeutel sind zylindrisch, haben einen Durchmesser von 25 mm und sind aus dünnem Papier gemacht. Der innere Ladungsbeutel ist 90 mm und der äußere Ladungsbeutel 200 mm lang.

26.4.1.2.3 Der Detonator ist eine Aluminiumhülse mit flachem Boden und enthält 0,6 g PETN.

26.4.1.3 Prüfverfahren

26.4.1.3.1 Schlag-, Reibungs- und elektrischer Funkenprüfung werden normalerweise mit dem Stoff durchgeführt, bevor er im Mörser geprüft wird. 10,0 ± 0,01 g des Stoffes werden in den inneren Ladungsbeutel gedrückt. Der Detonator wird mit einem Phosphor-Bronze-Stab in einen 6 mm Hohlraum im Stoff gesetzt und der Hals des Beutels wird um den Detonator gewunden. Die Ladung wird dann in den äußeren Beutel eingesetzt und mit einem besonderen Werkzeug auf den Boden gedrückt. 57 g des gesiebten Sandes werden in den äußeren Beutel geschüttet und durch Klopfen sanft zusammengedrückt. Der Hals des äußeren Beutels wird um die Detonatordrähte gewunden und die gesamte Ladung in die Bohrung des Mörsers eingesetzt und mit einem speziellen Werkzeug angedrückt. Der Detonator wird gezündet und der gesamte horizontale Ausschlag gemessen. Die Prüfung wird dreimal durchgeführt und die Durchschnittsschwingung (Sm) für den Stoff errechnet.

26.4.1.3.2 Für flüssige Stoffe wird ein zylindrisches Glasgefäß ¹⁾ mit einem Volumen von ungefähr 16 ml anstelle des Ladungsbeutels aus Papier verwendet. Das offene Ende des Gefäßes ist zu reduzieren auf ein enges Rohr mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Länge von 8 mm. Der Normdetonator, umhüllt von einem Rohrstück aus Polyethylen in geeigneter Länge, stellt einen richtig passenden Verschluss im Hals des Gefäßes dar. Das Gefäß wird dann, wie für feste Stoffe, in den äußeren Ladungsbeutel eingesetzt.

26.4.1.3.3 Die Standardwerte der Pikrinsäure und des Detonators, die für Ladungsbeutel aus Papier festgelegt worden sind, können für die Vergleichskraftberechnung für in Glasgefäßen gezündete flüssige Stoffe verwendet werden.

26.4.1.3.4 Wenn ein neuer Innenzylinder in das Außengehäuse des Mörsers eingesetzt wird, wird der mittlere Ausschlag (Durchschnitt von10 Versuchen), den Borsäure (Bm) und Pikrinsäure (Pm) liefern, gefunden.

26.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Urteilsbewertung

26.4.1.4.1 Die explosive Kraft (P) wird durch

als Prozentsatz (gerundet auf die nächste ganze Zahl) des Wertes, den die Borsäure liefert, errechnet.

26.4.1.4.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"nicht niedrig": - Explosivkraft-Werte von 7 % oder größer als die von Pikrinsäure gelieferten.

"niedrig": - Explosivkraft-Werte von weniger als 7 % als die von Pikrinsäure gelieferten, aber mehr als 1% als die von Pikrinsäure gelieferten.

"nein": - Explosivkraft-Werte von 1 % oder weniger als die von Pikrinsäure gelieferten

26.4.1.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 26.4.1.1: Ballistischer Mörser MK.IIID

26.4.2 Prüfung F.2: Ballistische Mörserprüfung

26.4.2.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um die explosive Kraft eines Stoffes zu messen. Ein Detonator wird in dem Stoff, der durch ein Stahlprojektil in der Bohrung eines Mörsers eingeschlossen ist, gezündet. Der Rückstoß (Schwingung) des Mörsers wird gemessen und die Kraft als eine prozentuale Vergleichskraft zu Pikrinsäure, Explosivstoff Standard, gemessen. Die Prüfung kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

26.4.2.2 Prüfgeräte und Materialien

26.4.2.2.1 Mörser

Der Mörser besteht aus Chromnickelstahl und hat eine Masse von 248,50 ± 0,25 kg. Er ist zylindrisch und die axiale Bohrung besteht, von vorne bis hinten, aus dem Projektilhalter, der Schusskammer und einem Zugang für die Zuleitungsdrähte des Detonators. Die Dimensionen des Mörsers verändern sich während des Gebrauchs (im Besonderen vergrößert sich die Schusskammer), was zu einem verminderten Rückstoß beim Abschießen einer gegebenen Ladung führt. Die verwendete Referenzladung ist 10,00 g Pikrinsäure (siehe 26.4.2.2.7). Der verwendete Mörser wird durch einen neuen ersetzt, wenn die durchschnittlich erhaltene Energie der letzten 10 Schüsse geringer als 90 % der mit den ersten 10 Schüssen produzierten Durchschnittsenergie ist (bei ähnlichen Temperaturen und unter Verwendung eines Projektils in gutem Zustand).

26.4.2.2.2 Ballistisches Pendel

Der Mörser ist an Stahlarmen aufgehängt, die an einem Rollenlager mit horizontaler Achse befestigt sind. Das Mörserpendel ist durch das Anbringen eines Stahlgewichtes auf der Unterseite ballistisch gemacht. Die Abbildung 26.4.2.1 zeigt eine Darstellung des ballistischen Mörserpendels, der folgende grundsätzliche Merkmale hat:

Schwingungsperiode 3,47 s

Schwingungsmasse 479 kg

Abstand zwischen Rotations- und Mörserachse 2,99 m

Ein Schieber auf dem graduierten Abschnitt, der von einem am Mörser angebrachten Seitenarm verschoben wird, wird verwendet, um den Rückstoß zu messen. Die auf dem Abschnitt markierte Skala ist proportional (1 - cos A), A ist der Rückstoßwinkel des Pendels, d. h. er ist proportional der erbrachten Arbeitsleistung.

26.4.2.2.3 Projektil

Das Projektil ist ein Stahlzylinder. Die Durchmesser (Durchmesser 127 mm, Länge 162 mm) sind in der Praxis so eingestellt, dass sie die folgenden Bedingungen erfüllen:

1. Der Zwischenraum zwischen dem Projektil, wenn es neu ist, und seiner Bohrung im Mörser muss geringer sein als 0,1 mm;
2. Die Masse des Projektils sollte, wenn es neu ist, 16,00 ± 0,01 kg betragen.

Ein abgenutztes Projektil ist zu ersetzen, wenn der Zwischenraum zwischen ihm und der Bohrung im Mörser 0,25 mm überschreitet. Beim Abschuss wird das Projektil normalerweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 100 und 200 km/h ausgestoßen. Die Verwendung eines mit Stoß aufnehmendem Material ausgekleideten Behälters, befähigt es, gestoppt zu werden, ohne dass es beschädigt wird.

26.4.2.2.4 Probenbehälter

Wenn flüssige Stoffe geprüft werden, sind Glasampullen von 16 g Masse mit einer Einfüllöffnung und einer Aussparung für die Aufnahme des Detonators (siehe Abbildung 26.4.2.3) zu verwenden, um die Prüfproben aufzunehmen. Andere Stoffe (fest, gekörnt, pastenartig, etc.) werden in zylindrische Probenbehälter, 20 mm im Durchmesser, hergestellt aus Zinnfolie mit einer Dicke von 0,03 mm und einer Masse von ungefähr 2 g eingefüllt. Dies trifft beispielsweise auf Pikrinsäure-Ladungen zu.

26.4.2.2.5 Unterstützungen

Eine ringförmige Unterstützung aus Stahldraht mit drei Füßen, gezeigt in Abbildung 26.4.2.2, wird verwendet, um die Ladung in der Schusskammer zu zentrieren (um den Verschleiß des Mörsers zu reduzieren).

26.4.2.2.6 Detonatoren

Diese sind Europäische Standarddetonatoren, geladen mit 0,6 g PETN, wie in Anhang 1 gezeigt.

26.4.2.2.7 Pikrinsäure (Referenzstoff)

Dies ist reine zerkleinerte Pikrinsäure, Korngröße kleiner als 0,5 mm, getrocknet bei 100 °C und aufbewahrt in einem sorgfältig verschlossenen Kolben.

26.4.2.3 Prüfverfahren

26.4.2.3.1 Vorbereitung der Ladung

26.4.2.3.1.1 Kompakte feste Stoffe müssen in Form zylindrischer fester Stoffe geprüft werden, Durchmesser 20 mm ± 1 mm, mit einer axialen Bohrung an einem Ende (Durchmesser 7,3 ± 0,2 mm, Tiefe 12 mm), um den Detonator aufzunehmen. Die Masse des Blockes sollte 10,0 ± 0,1 g betragen. Um die Ladung vorzubereiten, wird der Block in eine Zinnfolie eingewickelt, Dicke 0,03 mm, Masse ungefähr 2 g. Der Detonator wird in der Bohrung platziert und das Ende der Folienumwicklung um den Kopf des Detonators gepresst (siehe Abbildung 26.4.2.3).

26.4.2.3.1.2 Andere Stoffe als flüssige Stoffe werden bei normaler Dichte in Umwicklungen aus Zinnfolie gepackt, jede Prüfladung wiegt 10,0 ± 0,1 g. Der Detonator wird mit einer ungefähren Tiefe von 12 mm in den Stoff eingesetzt. Das Ende der Umwicklung wird um den Kopf des Detonators gewickelt (siehe Abbildung 26.4.2.3).

26.4.2.3.1.3 Bei flüssigen Stoffen wird eine Ladung von 10,0 ± 0,1 g der Prüfsubstanz in eine Glasampulle gesetzt. Der Detonator wird in der Bohrung platziert. Wenn es notwendig ist, kann Metalldraht verwendet werden, um ihn am Platz zu halten (aber unter keinen Umständen brennbares Material).

26.4.2.3.1.4 Ladungen von 10,0 ± 0,1 g Pikrinsäure, bei normaler Dichte, werden ebenfalls auch in Folienumwicklungen vorbereitet. Der Detonator wird mit einer Tiefe von ungefähr 12 mm in die Pikrinsäure eingesetzt. Das Ende der Umwicklung wird um den Kopf des Detonators gewunden.

26.4.2.3.2 Probelauf

26.4.2.3.2.1 Die Ladung in einem Ladungshalter wird in die Schusskammer gepresst (siehe Abbildung 26.4.2.2.5) und der Kopf des Detonators befindet sich in Kontakt mit der Oberflächenrückseite der Kammer (siehe Abbildung 26.4.2.3).

26.4.2.3.2.2 Das Projektil wird mit einem beständigen Qualitätsfett eingefettet, eingesetzt und in die Bohrung des Mörsers eingebracht. Um jegliche Streuung der Ergebnisse zu vermeiden, wie durch Verdrehung des Mörsers oder Projektils, wird die Position des Projektils im Verhältnis zur Mörserbohrung geprüft und aufgeschrieben.

26.4.2.3.2.3 Der Cursor (siehe Abbildung 26.4.2.2.2) ist in Kontakt mit dem beweglichen Arm so zu platzieren, dass der Rückstoß des Pendels gemessen werden kann. Nach dem Schuss wird die Abweichung (D) des Pendels aufgeschrieben, d. h., der Punkt bei dem der Cursor am Ende der Schwingung auf dem Skalenabschnitt verbleibt.

26.4.2.3.2.4 Das Projektil und die Bohrung sind danach sorgfältig zu säubern.

26.4.2.4 Prüfverfahren

26.4.2.4.1 Zuerst werden vier Schüsse mit Pikrinsäure durchgeführt. Der Durchschnitt der vier erzielten Schwingungsabweichungen wird errechnet. Dieser Durchschnitt sollte einen Wert von ungefähr 100 haben, in der willkürlichen Krafteinheit, die für die Skala des Abschnittes angenommen wurde, auf der der Rückstoß des Pendels gemessen wird. Die Ergebnisse der vier Schüsse sollten nicht um mehr als eine Einheit abweichen und wenn dies der Fall ist, bedeutet der Wert Do der Durchschnitt der vier gemessenen Abweichungen. Wenn eines der Ergebnisse um mehr als eine Einheit vom Durchschnitt abweicht, scheidet es aus und der Wert D₀ bedeutet den Durchschnitt der anderen drei Ergebnisse.

26.4.2.4.2 Die Umgebungstemperatur wird aufgeschrieben.

26.4.2.4.3 Das Prüfverfahren wird dann mit nicht weniger als drei Schüssen mit dem zu prüfenden Stoff wiederholt; die erzielten Abweichungen sind D₁, D₂, D₃ etc. Die entsprechenden Kräfte, ausgedrückt als Prozentsatz der erhaltenen Werte für Pikrinsäure, werden ausgerechnet mit der Gleichung:

T_k = 100 x D_k/D_o, wobei k = 1, 2, 3, ...,

oder, für in Glasampullen abgeschossene flüssige Stoffe:

T_k = 200 x D_k/D_o, wobei k = 1, 2, 3, ...

26.4.2.4.4 Der Durchschnittwert von Tk wird dann errechnet. Das Ergebnis, das auf die nächste ganze Zahl aufgerundet wird, wird die "ballistische Mörserkraft" (BMP) des Stoffes genannt.

Bemerkung: Sind während des gleichen halben Tages verschiedene Stoffe in Folge zu prüfen, wird am halben Tag nur eine Prüfserie von vier Schüssen mit Pikrinsäure durchgeführt.

26.4.2.5 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

26.4.2.5.1 Das Ergebnis der Prüfung wird im Einzelnen bestimmt durch die erhaltenen Ergebnisse T₁, T₂, T₃... und den Wert der "ballistischen Mörserkraft" (BMP) bei Umgebungstemperatur.

26.4.2.5.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"nicht niedrig": - BMP-Werte von 7 oder mehr.

"niedrig": - BMP-Werte weniger als 7 aber mehr als 1.

"nein": - BMP-Werte 1 oder weniger.

25.4.2.6 Ergebnisbeispiele

Abbildung 26.4.2.1: Ballistische Mörserprüfung

Abbildung 26.4.2.2: Mörser (oben) und Ladungshalter (unten)

Abbildung 26.4.2.3: Ladung für flüssige Stoffe (oben) und andere Stoffe außer flüssige Stoffe (unten)

	(A)	Füllöffnung
	(B)	Ladung von 20 mm Durchmesser 10 g Stoff enthaltend
	(C)	Glasampulle (16 g)
	(D)	0,6 g PETN Detonator
	(E)	Detonator-Bohrung
	(F)	2 g Folienumwicklung
	(G)	Ladung von 20 mm Durchmesser 10 g Stoff enthaltend
	(H)	0,6 g PETN Detonator

26.4.3 Prüfung F.3: BAM Trauzl Prüfung

26.4.3.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um die explosive Kraft eines Stoffes zu messen. Ein Detonator wird in dem Stoff, der in einem Loch in einem Bleiblock eingeschlossen ist, gezündet. Die explosive Kraft wird durch die Ausbauchung des Volumens in der Bohrung in dem Bleiblock pro 10 g Stoff ausgedrückt. Diese Prüfung kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

26.4.3.2 Prüfgeräte und Materialien

26.4.3.2.1 Die Zündung des Stoffes wird durch einen Europäischen Standarddetonator mit 0,6 g PETN (siehe Anhang 1) erreicht.

26.4.3.2.2 Für die Prüfung werden standardisierte Trauzl Bleiblöcke von zylindrischer Form mit einer Höhe von 200 mm und einem Durchmesser von 200 mm verwendet. Diese haben eine axiale Aussparung von 25 mm Durchmesser und 125 mm Tiefe mit einem Volumen von 61 cm³, siehe Abbildung 26.4.3.1. Die Bleiblöcke werden durch Gießen von reinem Weichblei bei einer Gusstemperatur von 390 °C bis 400 °C in Gussformen gefertigt. Die Qualität einer Gussserie von Bleiblöcken wird durch drei Testschüsse mit jeweils 10 cm³ kristalliner Pikrinsäure (Ladungsdichte 1,0 g/cm³) geprüft. Der Mittelwert der drei Nettoausbauchungswerte sollte zwischen 287 cm³ und 300 cm³ liegen.

26.4.3.3 Prüfverfahren

26.4.3.3.1 Feste Stoffe werden durch Einhüllen in ein gewogenes Stück Stanniolhülle zu zylindrischen Prüfkörpern mit einem Volumen von 10 cm3 geformt und die Masse des Prüfkörpers festgelegt. Die Prüfkörper besitzen einen äußeren Durchmesser von 24,5 mm, eine Höhe von 22,2 mm, und eine koaxiale Aussparung von 7 mm Durchmesser und 12 mm Tiefe, um den Detonator aufzunehmen. Der Prüfkörper wird in einer Vorrichtung vorbereitet, die aus einem Stempel, einer zweiteiligen Matrize, einem Spannrahmen und einem Bodenstück (Abbildung 26.4.3.2) besteht. Hierzu wird ein trapezförmiges Stanniolblättchen (Dicke ca. 0,01 mm) von 55 mm ²⁾ Breite um den Stempel gewickelt. Der Stempel mit seiner Stanniolhülle wird dann bis zum Anschlag an das Bodenstück in die Matrize eingeführt. Die Matrize wird mit Hilfe des Rahmens gespannt und der Stempel wird langsam aus der Stanniolhülle herausgezogen, nachdem er fest gegen das Bodenstück gepresst wurde. Der Boden der Stanniolhülle wird unter Verwendung eines dünnen Holzstabes in der Mitte vorsichtig durchstoßen. Mit dem offenen Teil nach unten wird der Standarddetonator PETN 0,6 g in das Bodenstück eingeführt, so dass die Zünddrähte durch das Loch in der Einstellschraube gezogen werden können bis der Detonator die Schraube erreicht. Die Schraube ist so eingestellt, dass der Detonator 12,0 mm über das Basisstück herausragt. Der zu prüfende Stoff wird unter leichtem Andrücken mit einem Holzstab in die Stanniolhülle eingefüllt. Der überstehende Stanniolrand wird nach innen umgelegt und der Stempel wird bis zum Bund in die Matrize gedrückt. Nach Herausziehen des Stempels, wird der fertige Prüfkörper mit der leeren Hülse aus der Matrize genommen.

26.4.3.3.2 Flüssige Stoffe werden in dünnwandigen Glaszylindern vergleichbarer Form und einer Größe, um das Volumen der Probe von 10 cm³ und den Detonator aufnehmen zu können, wobei dieser bis zu einer Tiefe von 12 mm in den flüssigen Stoff eingesetzt wird. Der Hals des Gefäßes muss ausreichend lang sein, um den Detonator in zentraler Stellung zu halten. Nachdem die Probenmasse festgestellt wurde, wird die Prüfladung sorgfältig bis auf den Boden in die Aussparung des Bleiblocks eingeführt. Die Bleiblöcke werden in einem temperierten Raum gelagert, so dass die Temperatur, die in der Tiefe der Aussparung gemessen wird, unmittelbar vor dem Einführen der Ladung in dem Bereich von 10°C und 20°C liegt. Für die Prüfung sollte der Bleiblock auf einem flachen, massiven Stahlgestell, das auf dem Boden liegt, ruhen. Zum Zwecke der Eindämmung wird der verbleibende Raum in der Aussparung mit trockenem Quarzsand gefüllt, der durch ein Sieb mit 144 Maschen pro cm² hindurchgeht; die gravimetrische Dichte sollte 1,35 g/cm³ betragen.. Der Bleiblock wird dann seitlich dreimal mit einem Hammer von 2 kg Masse angeschlagen und der auf der Oberfläche verbleibende Sand entfernt.

26.4.3.3.3 Der Detonator wird gezündet und der Block danach von Rückständen befreit. Das Volumen der vergrößerten Bohrung wird unter Verwendung von Wasser gemessen und die Ausbauchung, die durch eine 10 g - Probe verursacht würde, unter Anwendung folgender Formel errechnet:

10 x [(Volumen der vergrößerten Bohrung (cm³) - 61) / Masse der Probe (g)]

26.4.3.3.4 Normalerweise wird die Prüfung zweifach durchgeführt und der erzielte Wert für die größte Ausbauchung für die Bewertung angewendet.

26.4.3.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Urteilsbewertung

26.4.3.4.1 Die explosive Kraft wird in Form der Vergrößerung des Volumens der Bohrung im Bleiblock pro 10 g Stoff ausgedrückt. Bei einer vorgegebenen Zündungsstärke vergrößert sich die explosive Kraft mit dem Volumen der Ausbauchung.

26.4.3.4.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"nicht niedrig": - die Ausbauchung des Bleiblocks beträgt 25 cm³ oder mehr pro 10 g Probe.

"niedrig": - die Ausbauchung des Bleiblocks beträgt weniger als 25 cm³ aber mehr oder gleich 10 cm³ pro 10 g Probe.

"nein": - die Ausbauchung des Bleiblocks beträgt weniger als 10 cm³ pro 10 g Probe.

26.4.3.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 26.4.3.1: Bam Trauzl Prüfung

(A) Detonatordrähte

(B) Trockensandverdämmung

(C) Europäischer Standarddetonator

(D) Prüfprobe

Abbildung 26.4.3.2: Vorrichtung zur Herstellung der Ladungen (10 cm³ Volumen, 24,6 mm Durchmesser und 22,2 mm Höhe) für die Bam Trauzl Prüfung

26.4.4 Prüfung F.4: Modifizierte Trauzl Prüfung

26.4.4.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um die explosive Kraft eines Stoffes zu messen. Ein Detonator wird in dem Stoff, der in einem Loch in einem Bleiblock eingeschlossen ist, gezündet. Die explosive Kraft wird ausgedrückt in Form der durchschnittlichen Volumenzunahme der Bohrung in dem Bleiblock im Vergleich zum Wert bei einem inerten Stoff mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften. Die Prüfung kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

26.4.4.2 Prüfgeräte und Materialien

Der Bleiblock wird aus einer gegossenen oder extrudierten Bleistange mit einem Durchmesser von 50 ± 1 mm und 70 mm Länge durch Bohren einer Öffnung mit einem Durchmesser von 25,4 mm und 57,2 mm Länge, wie in Abbildung 26.4.4.1 gezeigt, hergestellt. Die Öffnung wird mit einem Bohrer mit abgeflachter Spitze geschnitten, um einer Durchlöcherung im Bleiblock vorzubeugen. Die verwendete Sprengkapsel ist ein Nr.8 (USA) - Standarddetonator (siehe Anhang 1). Aufbau A wird für flüssige Stoffe und Pasten verwendet und Aufbau B für feste Stoffe (siehe Abbildung 26.4.4). Das Probengefäß, das für Aufbau A verwendet wird, ist ein handelsübliches 12 ml-Gefäß mit einem Außendurchmesser von 21 mm. Das für Aufbau B verwendete Gefäß ist ein handelsübliches 16 mm - Gefäß, mit einem Außendurchmesser von 24,9 mm. Die Polyethylenstopfen entsprechen dem Standard und werden mit den Gefäßen geliefert. Das für die Unterbringung der Sprengkapsel in den Aufbauten A und B verwendete Glasrohr ist ein Reagenzglas aus Borsilikat. Es hat einen Außendurchmesser von 10 mm und ist 75 mm lang. Ein in der Mitte des Polyethylenstopfens gebohrtes Loch mit einem Durchmesser von 10 mm hält das Glas sicher an seinem Platz. Zwei "O"-Ringe aus Gummi (16,5 mm Innendurchmesser, 2,5 mm Querschnittsdurchmesser) werden verwendet, um das Gefäß in der Mitte der Bohrung des Bleiblocks in Aufbau A fest zu halten.

26.4.4.3 Prüfverfahren

Eine 6,0 g-Probe wird in das Probengefäß, das wie vorgeschrieben aufgebaut und im Bleiblock platziert ist, gesetzt. Der Bleiblock wird auf eine feste Oberfläche in einer geschützten Umgebung aufgestellt, die Sprengkapsel vollständig eingesetzt und die Kapsel gezündet, wenn die Umgebung geräumt ist. Das Volumen der Ausbauchung in dem Bleiblock wird genau gemessen, Höchstabweichung 0,2 ml, unter Verwendung von Wasser vor und nach der Prüfung. Drei Prüfungen werden mit dem Stoff und mit dem inerten Referenzstoff bei Benutzung des gleichen Probenaufbaus durchgeführt.

26.4.4.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

26.4.4.4.1 Die explosive Kraft der Prüfprobe wird als Durchschnittsanstieg des Volumens der Bohrung des Bleiblocks gemessen, im Vergleich zu dem Volumen nach dem Versuch mit der inerten Referenzsubstanz.

26.4.4.4.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"nicht niedrig": - der durchschnittliche Bleiblockausbauchung (netto) ist gleich oder größer als 12 cm³.

"niedrig": - der durchschnittliche Bleiblockausbauchung (netto) ist kleiner als 12 cm³ aber größer als 3 cm ³.

"nein": - der durchschnittliche Bleiblockausbauchung (netto) ist 3 cm³ oder kleiner.

26.4.4.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 26.4.4.1: Modifizierte Trauzl Prüfung

Abbildung 26.4.4.2: Aufbauten A und B

(A) Glasrohr

(B) Glasbehälter (12 ml Aufbau A, 16 ml Aufbau B)

(C) "O"-Ring (nur Aufbau A)

(D) Bleiblock

(E) Stopfen

26.4.5 Prüfung F.5: Hochdruck-Autoklav

26.4.5.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um die spezifische Energie eines Stoffes zu messen. Wechselnde Stoffmengen werden in einem geschlossenen Gefäß erwärmt und der maximale erhaltene Druckanstieg für jede Probenmenge gemessen. Die spezifische Energie ist eine Funktion des maximalen Druckanstiegs. Die Prüfung kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 12 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

26.4.5.2 Prüfgerät

Der Hochdruck-Autoklav (Abbildung 26.4.5.1) ist ein zylindrisches Gefäß aus rostfreiem Stahl mit einer Kapazität von 96 ml und einem Arbeitsdruck von 150 MPa bei einer Temperatur von 473 K. Das Gefäß ist aus rostfreiem Stahl des Typs AISI 431, hat einen inneren Durchmesser von 38 mm und eine Innenhöhe von 84 mm. Ein Innenprobengefäß (rostfreier Stahl AISI 316, innerer Durchmesser 32 mm und Innenhöhe 77 mm) wird innerhalb des Autoklaven verwendet. Ein ummantelter Ni/Cr-Widerstandsdraht (spezifischer Widerstand ungefähr 10 Ohm/m), gewunden um ein Stück Glasrohr, wird verwendet, um die Probe mittels einer konstanten Stromzulieferung zu erwärmen; eine Heizkraft von 50-150 W wird geliefert. Aufgrund der Verwendung des inneren Gefäßes ist der Wärmetransport des Stoffes zum Autoklaven relativ gering verglichen mit dem Wärmetransport, der in einer Situation ohne Innengefäß existieren würde. Deshalb findet eine schnelle Erwärmung statt, die zu einer exothermen Reaktion mit Selbsterwärmung und Explosion führt. Die Druck-Zeit-Entwicklung der Explosion wird bestimmt. Der Druck wird mit Hilfe eines piezoelektrischen Sensors aufgeschrieben.

26.4.5.3 Prüfverfahren

Nachdem die geforderte Stoffmenge in das Probengefäß eingewogen wurde, wird das Probengefäß im Autoklaven platziert. Die Heizspule wird an den Deckel des Autoklaven angeschlossen, der dann geschlossen wird. Vorkehrungen werden getroffen, um sicherzustellen, dass die gesamte Heizspule vollständig im dem Stoff eingetaucht ist. Die Enden des Heizdrahtes werden dann durch niederohmigen Draht an die Strom zuführenden Elektroden angeschlossen. Das Prüfmuster wird dann erwärmt bis eine Explosion stattfindet. Versuche werden normalerweise unter Verwendung von 5, 10, 15, 20 und 25 g Stoff durchgeführt und der Höchstdruck wird aufgeschrieben. Diese Mengen können verändert werden abhängig von Schüttgewicht und Detonationsfähigkeit des Stoffes.

26.4.5.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

26.4.5.4.1 Die Ergebnisse werden auf der Basis der spezifischen Energie (F) bewertet, die eine Funktion des maximalen Druckanstiegs (P_m) ist. Die anfängliche Probenmasse (M_o) und das Volumen (V) des Reaktionsgefäßes werden benötigt, um die spezifische Energie unter Verwendung der folgenden Gleichung zu errechnen:

V/M_o = F/P_m + C

wobei

V = inneres Volumen des Druckgefäßes - Stahlvolumen des inneren Probengefäßes;

C = konstant unter den Prüfbedingungen; und

F = Bestimmung aus der Neigung der Aufzeichnung von V/M_o gegen 1/P_m.

Die explosive Kraft eines Stoffes beruht nur auf dem Wert der spezifischen Energie F.

26.4.5.4.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"nicht niedrig": - spezifische Energie größer als 100 J/g.

"niedrig": - spezifische Energie > 5 J/g und < 100 J/g.

"nein": - spezifische Energie kleiner als 5 J/g.

26.4.5.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 26.4.5.1: Hochdruck-Autoklav

(A) Ventil

(B) Druckaufnehmer

(C) Autoklav

(D) Probengefäß

(E) Elektroden

Abschnitt 27
Prüfserie G

27.1 Einleitung

27.1.1 Prüfserie G umfasst Prüfungen und Kriterien, für die Bestimmung der Wirkung einer thermischen Explosion eines Stoffes, wie für die Beförderung verpackt, gefordert in Kästchen 10 der Abbildung 20.1. Die Prüfung wird nur für Stoffe angewendet, die eine starke Wirkung bei Prüfungen mit Erwärmung unter definiertem Einschluss zeigen (Prüfserie E).

27.2 Prüfverfahren

27.2.1 Die Frage "Kann er, wie für die Beförderung verpackt, explodieren?" (Kästchen 10 der Abbildung 20.1) wird auf Grundlage der Ergebnisse einer der Prüfverfahren in Tabelle 27.1 beantwortet.

Tabelle 27.1: Prüfverfahren für Prüfserie G

27.2.2 Beide Prüfungen werden als gleichwertig für alle Stoffe angesehen, ausgenommen wasserbefeuchtete, feste Stoffe. Bei wasserbefeuchteten, festen Stoffen haben, im Falle, dass die beiden Prüfergebnisse nicht übereinstimmen, die Ergebnisse der Prüfung G.1 Vorrang vor den Ergebnissen der Prüfung G.2.

27.3 Prüfbedingungen

27.3.1 Die Prüfung der Prüfserie G ist auf Versandstücke (Stoff nicht mehr als 50 kg) in dem Zustand und in der Form anzuwenden, wie sie für die Beförderung aufgegeben werden.

27.3.2 Das Vorverfahren (siehe Abschnitt 20.3) ist vor der Durchführung dieser Prüfungen durchzuführen.

27.4 Beschreibungen der Prüfungen zur Prüfserie G

27.4.1 Prüfung G.1: Thermische Explosionsprüfung im Versandstück

27.4.1.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um das Potential für die thermische Explosion in einem Versandstück zu bestimmen. Sie kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 10 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

27.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien

27.4.1.2.1 Eine Verpackung (nicht größer als für 50 kg Stoff benötigt), Stoff, eine geeignete Heizvorrichtung (z.B. 2 kW für 25 kg Stoff) und einer Ausrüstung zur Messung von Temperaturen.

27.4.1.3 Prüfverfahren

Diese Prüfung gilt für verpackte Stoffe in dem Zustand und in der Form, in denen sie zur Beförderung aufgegeben werden. Das Prüfverfahren eine thermische Explosion zu erzielen besteht darin, den Stoff in der Verpackung so homogen wie möglich mit einer elektrischen Heizspule innerhalb der Packstücks zu erwärmen. Die Oberflächentemperatur der Heizspule sollte nicht so hoch sein, dass eine vorzeitige Zündung des Stoffes stattfinden kann. Es kann notwendig sein, mehr als eine Heizspule zu verwenden. Das Versandstück ist auf einem Ständer zu montieren, um es aufrecht zu halten. Das Heizsystem wird eingeschaltet und die Temperatur des Stoffes fortwährend aufgezeichnet. Die Heizrate sollte ungefähr 60°C/Stunde betragen. Der Temperaturunterschied zwischen dem Stoff am oberen und unteren Ende des Versandstückes sollte so klein wie möglich sein. Es ist ratsam, Vorkehrungen für die Zerstörung des Versandstückes aus der Ferne im Falle des Ausfallens der Heizspule zu treffen. Die Prüfung ist zweimal durchzuführen, es sei denn, es wird eine Explosion beobachtet.

27.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

27.4.1.4.1 Es sind Beobachtungen hinsichtlich des Nachweises einer Explosion durch Fragmentierung des zu prüfenden Versandstückes zu machen. Die erhaltenen Ergebnisse sind nur für das geprüfte Versandstück gültig.

27.4.1.4.2 Die Prüfkriterien sind wie folgt:

"ja": - Eine Fragmentierung der inneren und/oder äußeren Verpackung(en) in mehr als 3 Stücke, ausgenommen Boden und obere Teile der Verpackung(en), zeigt, dass der zu prüfende Stoff eine Explosion im Versandstück auslösen kann.

"nein": - Keine Fragmentierung oder eine Fragmentierung in nicht mehr als drei Stücke zeigt, dass der zu prüfende Stoff nicht im Versandstück explodiert.

27.4.1.5 Ergebnisbeispiele

27.4.2 Prüfung G.2: Prüfung der beschleunigenden Zersetzung im Versandstück

27.4.2.1 Einleitung

Diese Prüfung wird angewendet, um das Potential für eine thermische Explosion im Versandstück zu bestimmen. Er kann angewendet werden, um die Frage in Kästchen 10 der Abbildung 20.1 zu beantworten.

27.4.2.2 Prüfgeräte und Materialien

Die Ausrüstung für diese Prüfung ist eine typische SADT-Prüfzelle, wie sie in Abbildung 27.4.2.1 dargestellt und für die Prüfung H.1 im Abschnitt 28 beschrieben ist.

27.4.2.3 Prüfverfahren

Die Prüfung wird in Übereinstimmung mit dem für die Prüfung H.1 in Abschnitt 28 beschriebenen Prüfverfahren ausgeführt. Die Temperatur der Prüfzelle kann ungefähr 10° C über der SADT, falls bekannt, liegen. Die SADT-Prüfzelle ist so gestaltet, dass jeder merkliche Druck, der sich während der Zersetzung einer Prüfprobe entwickelt, leicht entweichen kann. Die Umschließungen der Testzelle werden nur eingesetzt und allein durch die Schwerkraft gehalten.

27.4.2.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

27.4.2.4.1 Der Zustand der Probe, das Versandstück, die Prüfzelle und die unmittelbare Umgebung bestimmen das Ausmaß der Zersetzungsreaktion in der geprüften Produkt/Versandstück Anordnung.

27.4.2.4.2 Die Prüfkriterien werden durch den Zustand der Prüfzelle, des Versandstücks und das Auftreten einer Explosion definiert und sind wie folgt:

"ja": - Ein erhebliches Aufreißen des Inneren der Prüfzelle wird festgestellt. Die Außenhülle wird abgehoben und wenigstens zwei Meter weit wegbewegt worden sein, was für einen erheblichen Druck in der Testzelle spricht. Das zu prüfende Versandstück wird schwer beschädigt und zerbricht in wenigstens drei Teile.

"nein": - Leichtes oder kein Aufreißen der Prüfzelle. Die äußere Hülle kann abgehoben, aber nicht weiter als zwei Meter von der Zelle entfernt weg bewegt worden sein. Das zu prüfende Versandstück kann aufgerissen und beschädigt sein, z.B. eine aufgerissene Innenverpackung, Zerreißen des Kartons, etc.

27.4.2.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 27.4.2.1: Beschleunigende Zersetzungsprüfung im Versandstück

Abschnitt 28
Prüfserie H

28.1 Einleitung

28.1.1 Diese Prüfreihe enthält Prüfverfahren für die Bestimmung der Temperatur der selbstbeschleunigenden Zersetzung (SADT) und der Temperatur der selbstbeschleunigenden Polymerisation (SAPT). Die SADT ist definiert als die niedrigste Temperatur, bei der eine selbstbeschleunigende Zersetzung bei einem Stoff in der Verpackung auftreten kann. Die SAPT ist definiert als die niedrigste Temperatur, bei der eine selbstbeschleunigende Polymerisation mit einer Substanz in der Verpackung auftreten kann. SADT und SAPT sind Maßzahlen für die kombinierte Wirkung der Umgebungstemperatur, der Reaktionskinetik, der Verpackungsgröße und der Wärmeübertragungseigenschaften der Substanz und ihrer Verpackung. Zur Unterstützung der Interpretation der Ergebnisse können die folgenden Modelle verwendet werden ¹:

1. Semenov-Modell, bei dem der Hauptwiderstand für den Wärmefluss an der Grenze (d. h. der Verpackung) liegt. Dieses Modell ist im Allgemeinen auf homogene Flüssigkeiten anwendbar, kann aber auch auf Feststoffe in Verpackungen (mit Ausnahme von Großpackmitteln) angewendet werden;
2. Frank-Kamenetskii-Modell, bei dem der Hauptwiderstand für den Wärmefluss innerhalb der Substanz liegt. Dieses Modell ist im Allgemeinen auf Feststoffe in größeren Verpackungen, Großpackmitteln (IBC) oder Tanks anwendbar;
3. Thomas-Modell, bei dem der Widerstand gegen den Wärmestrom sowohl von der Begrenzung als auch von der Substanz ausgeht;
4. Nicht-stationäre Modelle, z.B. Finite-Elemente-Methoden (FEM) oder Computational Fluid Dynamics (CFD), alle kombiniert mit thermokinetischen Methoden.

28.1.2 Der Text ist in Verbindung mit den Temperaturkontrollvorschriften des Unterabschnitts 2.5.3.4 der Modellvorschriften anzuwenden.

28.1.3 Sowohl die SADT als auch die SAPT können durch Faktoren wie die Alterung der Probe, das Vorhandensein von Stabilisatoren oder Verunreinigungen in der Probe (einschließlich Verpackungsmaterialien, die mit dem Stoff in Kontakt sind) beeinflusst werden. Diese möglichen Einflussfaktoren sollten bei der Auswertung der Ergebnisse einer SADT- oder SAPT-Bestimmung berücksichtigt werden.

28.2 Prüfverfahren

28.2.1 Die Prüfserie H umfasst Prüfungen und Kriterien, die die thermische Stabiliät von Stoffen bei Beförderungstemperaturen oder Bestimmungen, ob ein Stoff die Definition für einen selbstzersetzlichen oder polymerisierenden Stoff erfüllt, betreffen.

28.2.2 Jede Prüfung umfasst entweder die Lagerung bei einer festgesetzten Außentemperatur und Beobachtung jeder eingeleiteten Reaktion oder die Lagerung unter nahezu adiabatischen Bedingungen und die Messung der Rate der Wärmeerzeugung gegen Temperatur. Die in Prüfserie H enthaltenen Prüfverfahren werden in Tabelle 28.1 wiedergegeben. Jede dieser aufgeführten Prüfverfahren ist auf feste Stoffe, flüssige Stoffe, Pasten und Dispersionen anwendbar.

Tabelle 28.1: Prüfverfahren für Prüfserie H

Die Liste der Prüfungen ist nicht erschöpfend, andere Prüfungen können angewendet werden, vorausgesetzt sie ergeben die korrekte SADT oder SAPT des Stoffes in der zur Beförderung vorgesehenen Verpackung.

28.2.3 Wenn eine Temperaturregelung erforderlich ist (siehe Tabelle 28.2), sollten die Regel- und Notfall Temperaturen von der SADT oder SAPT unter Verwendung von Tabelle 28.3 abgeleitet werden.

Tabelle 28.2: Kriterium für die Temperaturkontrolle

Tabelle 28.3: Ableitung von Kontroll- und Nottemperaturen

28.2.4 Wenn ein Stoff geprüft wird, um festzustellen, ob es sich um einen selbstzersetzlichen Stoff handelt, ist eine Prüfung der Prüfserie H oder eine geeignete Alternativprüfung durchzuführen, um zu bestimmen, ob seine SADT kleiner oder gleich 75 °C ist, wenn er in einem 50 kg-Versandstück befördert wird.

28.2.5 Wenn eine Substanz geprüft wird, um festzustellen, ob es sich um eine polymerisierende Substanz handelt, ist eine Prüfung der Prüfserie H oder eine geeignete Alternativprüfung durchzuführen, um zu bestimmen, ob die SAPT in der Verpackung, dem Großpackmittel oder dem ortsbeweglichen Tank weniger als oder gleich gleich 75 °C in der Verpackung, dem Großpackmittel (IBC) oder dem ortsbeweglichen Tank.

28.2.6 Die für das größte handelsübliche Versandstück erzielten Ergebnisse sind auf kleinere Versandstücke von ähnlichem Aufbau und Material anwendbar, vorausgesetzt, dass die Wärmeübertragung pro Einheit Masse nicht kleiner ist als bei dem größeren Versandstück.

28.3 Prüfbedingungen

28.3.1 Das Vorverfahren (siehe Abschnitt 20.3) ist durchzuführen und die Wirkung der Erwärmung unter Einschluss (Prüfserie E) vor der Durchführung der SADT - Prüfungen zu bestimmen. Sicherheitsvorkehrungen sind vorzunehmen, welche die Möglichkeit eines verhängnisvollen Versagens des Prüfgefäßes berücksichtigen und die Gefahren, die von der Zündung sich bildender bzw. sekundärer Brennstoff-Luft-Gemische und der Freisetzung giftiger Zersetzungsprodukte ausgehen. Detonationsgefährdete Stoffe sollten nur unter besonderen Vorsichtsmaßnahmen geprüft werden.

28.3.2 Die ausgewählte Prüfung ist in einer Art durchzuführen, die repräsentativ ist, sowohl hinsichtlich Größe als auch Material, für das zu befördernde Versandstück. Für die Beförderung in Metallverpackungen, IBCs oder Tanks, kann es nötig sein, eine repräsentative Menge des Metalls in die zu prüfende Probe einzubeziehen, d. h., repräsentativ sowohl hinsichtlich des Metalls (der Metalle), als auch der Kontaktfläche.

28.3.3 Besondere Sorgfalt ist bei dem Umgang mit geprüften Proben anzuwenden, da Veränderungen eingetreten sein können, die den Stoff instabiler und empfindlicher gemacht haben. Geprüfte Proben sind nach der Prüfung umgehend zu vernichten.

28.3.4 Proben, die bei einer speziellen Temperatur geprüft wurden und offensichtlich nicht reagiert haben, können unter der Voraussetzung besonderer Sorgfalt, allerdings nur für orientierende Voruntersuchungen, wiederverwendet werden. Für eine neue Bestimmung der SADT oder SAPT sind neue Proben zu verwenden.

28.3.5 Wenn nicht das gesamte Versandstück geprüft wird, sollten die für die Bestimmung der SADT oder SAPT verwendeten Wärmeverlustdaten für das Versandstück, den Großpackmittel (IBC) oder den Tank repräsentativ sein. Für alle Arten von Verpackungen bis zu 50 kg für feste Stoffe oder 200 kg/225 Liter für flüssige Stoffe und für Großpackmittel (IBC) bis zu 1250 Liter für flüssige Stoffe ist ein Standard-Wärmeverlust pro Masseneinheit in Tabelle 28.4 angegeben. Für andere Verpackungen, Großpackmittel (IBC) oder Tanks oder wenn ein Wärmeverlustwert erforderlich ist, der von dem in Tabelle 28.4 angegebenen Wert abweicht, muss der tatsächliche Wärmeverlustwert pro Masseneinheit bestimmt werden. In diesem Fall kann der Wärmeverlust pro Masseneinheit des Versandstücks, Großpackmittels (IBC) oder Tanks durch Berechnung (unter Berücksichtigung der Stoffmenge, der Abmessungen des Versandstücks, des Wärmeübergangs im Stoff, des Wärmeübergangs durch die Verpackung und des Wärmeübergangs durch die Außenwand der Verpackung an die Umgebung (siehe Anmerkung)) oder durch Messung der Halbwertszeit der Abkühlung des mit dem Stoff oder einem anderen Stoff mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften gefüllten Versandstücks bestimmt werden. Der Wärmeverlust pro Masseneinheit, L (W/kg^.K), kann aus der Halbwertszeit der Abkühlung, t_1/2 (s), und der spezifischen Wärme, C_p (J/kg^.K), des Stoffes nach folgender Formel berechnet werden:

L = ln 2 x (C_p / t_1/2)

Anmerkung: Für die Berechnungen kann ein externer Wärmeübergangskoeffizient (d. h. Wärmeübergang von der Außenwand der der Verpackung an die Umgebung) von 5 W/m^2.K verwendet werden.

28.3.6 Die Halbwertszeit der Abkühlung kann durch Messung der Zeitspanne bestimmt werden, in der die Temperaturdifferenz zwischen der Probe und ihrer Umgebung um den Faktor 2 abnimmt. Bei Flüssigkeiten kann die Verpackung beispielsweise mit Silikonöl, Dichte 0,96 ± 0,02 g/cm³ bei 20 °C und Wärmekapazität 1,46 ± 0,02 J/g bei 25 °C oder Dimethylphthalat gefüllt und dieses auf etwa 80 °C erhitzt werden. Es sollte kein Wasser verwendet werden, da durch Verdampfung/Kondensation fehlerhafte Ergebnisse erzielt werden können. Bei festen Stoffen kann die Verpackung z.B. mit dichter Soda (Schüttdichte größer als 1 g/cm³) gefüllt und auf ca. 80 °C erhitzt werden. Der Temperaturabfall wird in der Mitte der Verpackung über den Temperaturbereich, der die erwartete SADT oder SAPT einschließt, gemessen.

Für die Skalierung kann es notwendig sein, die Temperatur des Stoffes und der Umgebung stetig aufzuzeichnen und dann lineare Regression anzuwenden, um die Koeffizienten der Gleichung zu erhalten:

ln {T - T_a} = c_o + c x t

28.3.7 Beispiele für die Charakteristik des Wärmeverlustes einiger typischer Versandstücke werden in Tabelle 28.4 gegeben. Der tatsächlich erhaltene Wert ist abhängig von der Gestalt, Wanddicke, Oberflächenbelag, etc. des Versandstückes.

Tabelle 28.4: Wärmeverlust pro Masseneinheit von Versandstücken, IBCs und Tanks

28.4 Beschreibungen der Prüfungen zur Prüfserie H

28.4.1 Prüfung H.1: Vereinigte Staaten SADT-Prüfung

28.4.1.1 Einleitung

Diese Methode bestimmt die minimale konstante Lufttemperatur, bei der eine selbstbeschleunigende Zersetzung oder Polymerisation eines Stoffes in einer bestimmten Verpackung auftritt. Verpackungen von bis zu 225 Litern können mit dieser Methode geprüft werden. Es kann auch ein Hinweis auf die Explosionsgefahr aus der Zersetzungsreaktion erhalten werden.

28.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien

28.4.1.2.1 Der Prüfsubstanz und die Verpackung sollten repräsentativ für die beabsichtigte kommerzielle Nutzung sein. Die Verpackung stellt einen wesentlichen Teil der Prüfung dar.

28.4.1.2.2 Das Prüfgerät besteht aus einer Prüfkammer, in der die Luft, die das zu prüfende Versandstück umgibt, für eine Zeitspanne von wenigstens zehn Tagen bei einer konstanten Temperatur gehalten werden kann.

28.4.1.2.3 Die Prüfkammer sollte folgendermaßen gestaltet sein:

1. Sie ist gut isoliert;
2. Thermostatisch kontrollierte Luftzirkulation ist so vorgesehen, dass eine gleichbleibende Lufttemperatur innerhalb ± 2 °C der geforderten Temperatur beibehalten wird; und
3. Der minimale Abstand des Versandstücks zur Wand beträgt 100 mm.

Jede Art Ofen kann verwendet werden, vorausgesetzt, die Erfordernisse an die Temperaturkontrolle werden erfüllt und keinerlei Zersetzungsprodukte werden entzündet. Beispiele für einen geeigneten Ofen für kleine und für große Versandstücke werden im Folgenden beschrieben.

28.4.1.2.3.1 Beispiel 1

Ein Ofen für Kleinpackungen kann aus einem offenen 220-Liter-Stahlfass gebaut werden. Dies wird Verpackungen mit einem Fassungsvermögen von bis zu 25 Litern aufnehmen. Konstruktionsdetails sind in Abbildung 28.4.1.1 dargestellt. Größere Packstücke können geprüft werden, solange ein Abstand von 100 mm zwischen dem Packstück und der Ofenwand eingehalten wird.

Abbildung 28.4.1.1: Ofen für kleine Verpackungen (Beispiel 1)

(A)	Isolierung 25 mm dick	(B)	Oben offenes 220 Liter-Fass
(C)	19 mm Rohr	(D)	9,6 mm Bolzen zum Fixieren
(E)	Isolierung auf Stahldeckel	(F)	3 mm Kontrollkabel
(G)	Ventilator	(H)	Thermoelemente und Kontrollen
(J)	Abfluss	(K)	25 mm Winkelstand
(L)	2 kW Fassheizung

28.4.1.2.3.2 Beispiel 2

Ein nicht wieder verwendbarer Ofen für große Versandstücke kann aus 50 mm x 100 mm Kanthölzern, die einen würfelförmigen Rahmen mit 1,2 m Seitenlänge bilden sollen, gebaut werden. Der Rahmen soll innen und außen mit 6 mm dicken wasserfesten Sperrholzplatten verkleidet und allseitig mit 100 mm Glaswolle isoliert werden. Details der Konstruktion sind in Abbildung 28.4.1.2 dargestellt. Eine Seite des Ofens soll mittels Scharnieren zu öffnen sein, um das Be- und Entladen der zu untersuchenden Versandstücke zu ermöglichen. Der Boden soll mit hochkant gestellten 50 x 100 mm Kanthölzern in einem Abstand von 200 mm, gerechnet jeweils von Kantholzmitte, versehen werden, um das Versandstück über dem Boden zu halten und eine ungehinderte Luftzirkulation um das Versandstück zu gewährleisten. Diese Kanthölzer sollen senkrecht zur Tür verlaufen, damit mit einem Gabelstapler die Versandstücke bewegt werden können. Der Luftstrom sollte von einer oberen Ecke des Ofens zu der diagonal gegenüber in der unteren Ecke liegenden Ausstoßöffnung des Gebläses führen. Ein elektrischer Heizkörper von 2,5 kW ist geeignet für die Erwärmung der Luft. Thermoelemente sind in der Luftansaug- und Auslaufleitung zu platzieren, ebenso wie am Kopf, in der Mitte und auf dem Boden des Ofens. Für Stoffe mit einer SADT oder SAPT unterhalb der Umgebungstemperatur ist die Prüfung in einem Kühlraum durchzuführen oder festes Kohlendioxyd ist für die Kühlung des Ofens zu verwenden.

Abbildung 28.4.1.2: Ofen für große Versandstücke (Draufsicht und Seitenansicht) (Beispiel 2)

28.4.1.2.3.3 Beispiel 3

Für Prüfungen bei Temperaturen bis zu 75 °C kann eine doppelwandige Metallkammer (der Mindestabstand zwischen Packstück und Wand beträgt 100 mm) verwendet werden, wobei die Flüssigkeit aus einem temperaturgeregelten Umwälzbad mit der gewünschten Temperatur zwischen den Wänden hindurchgeleitet wird. Die Prüfkammer ist mit einem isolierten Deckel (z.B. aus 10 mm dickem Polyvinylchlorid) lose verschlossen. Die Temperaturregelung sollte es ermöglichen, die gewünschte Temperatur für die Thermostatisierflüssigkeit bis zu 10 Tage lang mit einer Abweichung von höchstens ± 2 K zu halten.

28.4.1.2.4 Das Versandstück ist mit einer Thermohülse auszustatten, die das Thermoelement am Mittelpunkt des Versandstücks positioniert. Die Thermohülse kann aus Glas, rostfreiem Stahl oder einem anderen Material hergestellt sein, sollte aber in einer Form eingeführt sein, welche die Festigkeit des Versandstücks oder die Entlüftungskapazität nicht verringert.

28.4.1.2.5 Eine Ausstattung zum ständigen Messen und Aufzeichnen der Temperatur, die vor Feuer und Explosionsgefahren geschützt wird, ist erforderlich.

28.4.1.2.6 Die Prüfungen sind in einem Bereich durchzuführen, der adäquaten Schutz vor Feuer, Explosionsgefahren und giftigen Gasen bietet. Ein Sicherheitsabstand, z.B. 90 m, von öffentlichen Straßen und bewohnten Gebäuden wird empfohlen. Wenn giftige Gase auftreten können, können größere Sicherheitsabstände notwendig sein.

28.4.1.3 Versuchsdurchführung

28.4.1.3.1 Das Versandstück wird gewogen. In das zu prüfende Versandstück wird ein Thermoelement oder Widerstandstemperaturdetektor so eingesetzt, dass die Temperatur in der Mitte der Probe überwacht werden kann. Wenn die geforderte Ofentemperatur unterhalb der Umgebungstemperatur ist, wird der Ofen eingeschaltet und das Innere des Ofens wird auf die geforderte Temperatur gekühlt, bevor das Versandstück in den Ofen gesetzt wird. Wenn die geforderte Ofentemperatur gleich oder oberhalb der Umgebungstemperatur ist, wird das Versandstück bei Umgebungstemperatur in den Ofen eingesetzt und der Ofen dann eingeschaltet. Es sollte ein minimaler Abstand von 100 mm zwischen dem Versandstück und den Seiten des Ofens sein.

28.4.1.3.2 Die Probe wird erwärmt und die Temperatur der Probe und der Prüfkammer werden ständig überwacht. Die Zeit wird vermerkt, bei der die Probentemperatur eine Temperatur erreicht, die 2 °C unterhalb der Temperatur der Prüfkammer ist. Die Prüfung wird für weitere sieben Tage fortgesetzt oder, falls dies vorher geschieht, bis die Probentemperatur auf 6 °C oder mehr oberhalb der Temperatur der Prüfkammer ansteigt. Vermerke die Zeit, welche die Probe benötigt, um von 2 °C unterhalb der Temperatur der Prüfkammer auf ihre maximale Temperatur anzusteigen.

28.4.1.3.3 Wenn die Prüfung beendet ist, kühle die Probe ab und entferne sie aus der Prüfkammer. Vermerke die prozentuale Veränderung der Temperatur mit der Zeit. Bleibt das Versandstück unversehrt, vermerke den prozentualen Massenverlust und bestimme jede Veränderung in der Zusammensetzung. Entsorgen Sie die Probe so schnell wie möglich.

28.4.1.3.4 Wenn die Temperatur der Probe die Ofentemperatur nicht um 6 °C oder mehr übersteigt, wiederhole die Prüfung mit einer neuen Probe in einem Ofen mit einer um 5 °C höheren Temperatur. Die Temperatur, bei der die selbstbeschleunigende Zersetzung (SADT) oder die selbstbeschleunigenden Polymerisation (SAPT) eintritt, wird als die niedrigste Ofentemperatur definiert, bei der die Probentemperatur die Ofentemperatur um 6 °C oder mehr überschreitet. Wird die Substanz geprüft, um festzustellen, ob eine Temperaturkontrolle erforderlich ist, sind genügend Versuche durchzuführen, um die SADT oder SAPT auf 5 °C genau zu bestimmen oder um festzustellen, ob die SADT oder SAPT über der in Tabelle 28.2 angegebenen anwendbaren Temperatur liegt. Wenn der Stoff geprüft wird, um festzustellen, ob er das SADT-Kriterium für einen selbstzersetzlichen Stoff erfüllt, sind ausreichende Prüfungen durchzuführen, um festzustellen, ob die SADT für ein 50 kg Versandstück 75 °C oder weniger beträgt. Wird der Stoff geprüft, um festzustellen, ob er das SAPT-Kriterium für einen polymerisierenden Stoff erfüllt, sind ausreichende Prüfungen durchzuführen, um festzustellen, ob die SAPT in der verwendeten Verpackung 75 °C oder weniger beträgt.

28.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

28.4.1.4.1 Die SADT oder SAPT wird als die niedrigste Temperatur festgelegt, bei der die Probe die Ofentemperatur um 6 °C übersteigt. Wenn die Probentemperatur die Ofentemperatur in keiner Prüfung um 6 °C übersteigt, wird die SADT oder SAPT als größer als die höchste verwendete Ofentemperatur bewertet.

28.4.1.5 Ergebnisbeispiele

28.4.2 Prüfung H.2: Adiabatische Lagerprüfung

28.4.2.1 Einleitung

28.4.2.1.1 Dieses Prüfverfahren bestimmt die Rate der Wärmeentwicklung, die von einem reagierenden Stoff als eine Funktion der Temperatur produziert wird. Die erzielten Wärmeentwicklungsparameter werden mit den Wärmeverlustdaten, bezogen auf das Versandstück, verwendet, um die SADT oder SAPT eines Stoffes in seiner Verpackung zu bestimmen. Dieses Prüfverfahren ist für jeden Verpackungstyp, eingeschlossen IBCs und Tanks, geeignet. Es gibt zwei Versionen der adiabatischen Lagerprüfung:

1. Offene Version:
   Es wird ein Dewar-Gefäß in einem Ofen verwendet. Bei dieser Versuchsanordnung wird eine Kapillare verwendet, um einen Druckaufbau zu verhindern, und ein Kühlsystem, um den Temperaturanstieg aufgrund einer thermischen Durchbrennungsreaktion zu begrenzen;
2. Geschlossene Version:
   Ein Prüfgefäß (z.B. Dewar oder ein dünnwandiges Gefäß) wird in einem Autoklaven in einem Ofen aufgestellt. Hier verhindert der Autoklav, dass während des Versuchs Druck an die Umgebung abgegeben wird.

28.4.2.1.2 Der kleinste Temperaturanstieg, der mit dieser Methode nachgewiesen werden kann, hängt von den Eigenschaften der Probe ab, entspricht aber im Allgemeinen einer Wärmeerzeugungsrate von 15 mW/kg. Die Obergrenze der offenen Version wird durch die Kapazität des Kühlsystems zur sicheren Kühlung der Substanz bestimmt (bis zu 500 W/kg, wenn Wasser als Kühlmittel verwendet wird). Bei der geschlossenen Version kann dieser Grenzwert außer Acht gelassen werden, wenn sie in einem Hochdruckautoklaven durchgeführt wird. Der maximal zulässige Fehler bei der Wärmeerzeugung beträgt 30 % bei 15 mW/kg und 10 % bei 100 mW/kg bis 10 W/kg. Die Nachweisgrenze der adiabatischen Prüfung sollte für die Bewertung des Wärmeverlustes der zu prüfenden Verpackung geeignet sein (z.B. 100 bis 500 mW/kg für L = 60 mW/K^.kg). Wenn eine signifikante Extrapolation der aus den adiabatischen Testdaten abgeleiteten Wärmeproduktionsraten erforderlich ist, wird eine Validierung mit zusätzlichen isothermen Tests empfohlen.

28.4.2.1.3 Bei der offenen Version des Tests kann es zu einer Explosion kommen, wenn das Kühlsystem in einem Stadium aktiviert wird, in dem die Wärmeentwicklung die Kühlkapazität des Geräts übersteigt. Bei der geschlossenen Version könnte eine Explosion zu einem Bruch des Autoklaven oder seiner Armaturen führen. Die Versuchseinrichtung ist daher sorgfältig auszuwählen, um die möglichen Gefahren einer Explosion und eine mögliche nachfolgende Gasexplosion der Zersetzungsprodukte (Sekundärexplosion) auf ein Minimum zu reduzieren.

28.4.2.2 Prüfgeräte und Materialien

28.4.2.2.1 Offene Version

Die Apparatur besteht aus einem Dewar-Glasgefäß (max. 3 Liter) zur Probeaufnahme, einem isolierten Ofen mit einem Differenzialregelsystem, das die Temperatur im Ofen auf 0,1 °C der Probentemperatur hält, und einem inerten Deckel für das Dewargefäß. In besonderen Fällen können auch Probenhalter aus anderen Werkstoffen verwendet werden. Eine inerte Heizschlange und ein Kühlrohr führen durch den Deckel in die Probe. Der Druckaufbau im Dewar-Gefäß wird durch ein ausreichend langes Kapillarrohr aus einem inerten Stoff (z.B. 2 m langes PTFE-Rohr) durch den isolierten Deckel verhindert. Ein Heizgerät mit konstanter Leistung wird für die interne Erwärmung der Substanz auf eine voreingestellte Temperatur oder für die Kalibrierung verwendet. Die interne Erwärmung und Abkühlung kann bei voreingestellten Temperaturen automatisch gestoppt oder gestartet werden. Zusätzlich zum Kühlsystem wird eine sekundäre Sicherheitsvorrichtung verwendet, um die Stromzufuhr zum Ofen bei einer voreingestellten Temperatur zu unterbrechen. Abbildung 28.4.2.1 zeigt eine schematische Zeichnung einer offenen Apparatur für die adiabatische Lagerprüfung.

28.4.2.2.2 Geschlossene Version

28.4.2.2.2.1 Die Apparatur besteht aus einem geeigneten inerten Gefäß (z.B. Dewar oder dünnwandige Prüfzelle) zur Aufnahme der Probe, einem Hochdruckautoklaven und einem isolierten Ofen mit einem System zur Regelung der Differenztemperatur. Dünnwandige Testzellen erfordern ein Druckkontrollsystem, um den inneren und äußeren Zelldruck auszugleichen.

28.4.2.2.2.2 Der phi-Faktor (Wärmekapazität des Aufbaus und der Probe geteilt durch die Wärmekapazität der Probe) des Systems sollte bekannt sein und bei der Auswertung der Testergebnisse berücksichtigt werden. Daher sollte eine geeignete Kombination aus phi-Faktor, Isolierung und Stoffmenge gewählt werden. Die Wärmeverluste des Geräts und die Nachweisgrenze des Systems müssen ebenfalls berücksichtigt werden. Eine inerte Heizspirale kann in die Probe eingeführt werden. Zusätzlich zum Hochdruckautoklaven wird eine sekundäre Sicherheitsvorrichtung verwendet, um die Stromversorgung des Ofens bei einer voreingestellten Temperatur zu unterbrechen.

28.4.2.2.2.3 Die geschlossene Version des Tests wird bei Substanzen mit hohem Dampfdruck bei der Testtemperatur bevorzugt, um Massenverluste durch Verdampfung zu vermeiden, oder bei Substanzen, die sich bei starkem Druckanstieg zersetzen (was bei einer offenen Version des Tests den isolierten Deckel abwerfen oder die Probe aus der Testzelle herausschleudern würde). Das Gewicht der Probe sollte nach der Messung bestimmt werden, um einen Masseverlust während des Tests festzustellen. Leckagen im System und die daraus resultierende Verdunstungskälte können zu einem erheblichen Empfindlichkeitsverlust im Test und einer großen Fehlermarge in den Ergebnissen führen. Die Eignung eines Testlaufs in der offenen Version kann durch die Bestimmung des Massenverlusts der Probe nach dem Test bewertet werden.

28.4.2.2.3 Die Temperatur der Substanz wird in ihrem Zentrum mit Hilfe von Thermoelementen oder Platin-Widerstandssensoren (RTD) gemessen, die in einem Stahl- oder Glasrohr angebracht sind. Die Temperatur der Umgebung wird auf der gleichen Höhe wie die Probentemperatur ebenfalls mit Thermoelementen oder Platin-Widerstandssensoren gemessen. Zur Überwachung der Temperatur der Substanz sowie der (Luft-)Temperatur im Ofen sind Geräte zur kontinuierlichen Temperaturmessung und -aufzeichnung erforderlich. Diese Geräte sollten vor Feuer und Explosion geschützt sein. Bei Stoffen mit einer SADT oder SAPT unterhalb der Umgebungstemperatur sollte die Prüfung mit ausreichender Kühlung durchgeführt werden.

28.4.2.3 Verfahren

28.4.2.3.1 Kalibrierungsverfahren

a) Das Kalibrierungsverfahren A ist wie folgt:

1. Das Dewargefäß wird mit Natriumchlorid, Silikonöl, Dichte 0,96 ± 0,02 g/cm³ bei 20 °C und Wärmekapazität 1,46 ± 0,02 J/g bei 25 °C, oder einem anderen geeigneten Öl gefüllt und in die Gefäßhalterung des AST-Ofens gestellt;
2. Erwärme die Probe in 20 °C - Schritten unter Verwendung des inneren Heizsystems bei einer bekannten Heizleistung, z.B. 0.333 oder 1.000 W, und bestimme die Wärmeverluste bei 40 °C, 60 °C, 80 °C und 100 °C;
3. Verwende die Daten, um die Wärmekapazität des Dewar-Gefäßes unter Verwendung des in Abbildung 28.4.2.4 wiedergegebenen Verfahrens zu bestimmen.

b) Das Kalibrierungsverfahren B sieht wie folgt aus:

1. Um das Kalibrierungsverfahren B durchzuführen, sollte der Testaufbau gut charakterisiert sein (z.B. durch vorherige Durchführung des Validierungsverfahrens A);
2. Der Versuchsaufbau muss nach der in 28.4.2.4 beschriebenen Methode mit mindestens zwei mindestens zwei Standardsubstanzen oder -gemischen validiert werden. Für diese Standards eignen sich sind Dicumylperoxid in Ethylbenzol ² (40:60 % w/w, SADT für einen Wärmeverlust von 60 mW/K^.kg sollte 90 °C betragen), oder eine der Substanzen aus den Beispiel-Ergebnistabellen Tabellen in Kapitel 28.

28.4.2.3.2 Prüfverfahren

Das Prüfverfahren ist wie folgt:

1. Füllen Sie das Dewargefäß/die Prüfzelle mit der eingewogenen Probe, einschließlich einer repräsentativen Menge Verpackungsmaterial (falls erforderlich), und stellen Sie es/sie in den Gefäßhalter des Ofens;
2. Starten Sie die Temperaturüberwachung und erhöhen Sie dann die Probentemperatur bis zu einer voreingestellten Temperatur, bei der eine nachweisbare Selbsterhitzung auftreten kann. Die spezifische Wärme der Substanz kann aus dem Temperaturanstieg, der Erhitzungszeit und der Erhitzungsleistung errechnet oder zuvor durch eine geeignete kalorimetrische Prüfmethode bestimmt werden;
3. Erhitzen Sie die Probe auf die eingestellte Temperatur, halten Sie die Ofentemperatur aufrecht und überwachen Sie die Probentemperatur. Wird nach dem Temperaturausgleich des Systems (z.B. 24 Stunden für das offene System) kein Temperaturanstieg aufgrund von Selbsterhitzung festgestellt, ist die Temperatur um 5 °C zu erhöhen. Dieser Vorgang ist so lange zu wiederholen, bis eine Selbsterhitzung festgestellt wird;
   Bei der geschlossenen Version kann die Apparatur mit < 0,5 W/kg beheizt werden, bis eine Selbsterwärmung festgestellt wird. Die Heizleistung pro Masseneinheit sollte unter der Empfindlichkeit des Prüfgeräts oder des Autoklaven für den Nachweis der Selbsterhitzung bleiben;
4. Wenn eine Selbsterhitzung festgestellt wird, wird die Probe unter adiabatischen Bedingungen bis zu einer voreingestellten Temperatur aufgeheizt, bei der das Kühlsystem aktiviert wird oder die Ofentemperatur ihren Grenzwert erreicht hat;
   Bei der offenen Version sollte diese Temperatur so gewählt werden, dass die Wärmeentwicklung die Kühlkapazität des Systems nicht übersteigt;
   Bei der geschlossenen Version ist diese Temperatur in der Regel eine voreingestellte maximale Ofentemperatur. Die Probe kann diese Temperatur unter nicht-adiabatischen Bedingungen überschreiten.

28.4.2.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

28.4.2.4.1

Berechne die Rate des Temperaturgefälles, A (K/h), des Dewar-Gefäßes bei unterschiedlichen im Kalibrierungsverfahren verwendeten Temperaturen. Zeichnen Sie ein Diagramm mit diesen Werten, um die Temperaturabfallrate bei jeder Temperatur zu bestimmen.

28.4.2.4.2 Berechne die Wärmekapazität , H (J/K), des Dewar-Gefäßes unter Verwendung der Formel:

28.4.2.4.3 Bestimme den Wärmeverlust, K (W), unter Verwendung von:

bei jeder geforderten Temperatur und zeichne eine Kurve durch diese Werte.

28.4.2.4.4 Berechne die spezifische Wärme, Cp₂ (J/kg °C) des Stoffes unter Verwendung von:

28.4.2.4.5 Berechne die Wärmeentwicklung, QT (W/kg), des Stoffes in Intervallen von 5 °C unter Verwendung folgender Formel für jede Temperatur:

28.4.2.4.6 Zeichne die errechneten Wärmeentwicklungsraten pro Masseneinheit als Funktion der Temperatur in ein Diagramm mit linearen Skalen und zeichne die am besten passende Kurve durch die gezeichneten Punkte. Bestimme die Wärmeverluste pro Masseneinheit, L (W/kg °C) des spezifischen Versandstückes, IBCs oder Tanks (siehe 28.3.3). Zeichne eine Gerade mit Anstieg L tangential an die Wärmeentwicklungskurve. Der Schnittpunkt der Geraden und der Abszisse ist die kritische Umgebungstemperatur, d. h., die höchste Temperatur, bei welcher der Stoff, so wie er verpackt ist, keine selbstbeschleunigende Zersetzung aufweist. Die SADT ist die kritische Umgebungstemperatur (°C), aufgerundet auf den nächst höheren Vielfachen von 5 °C. Ein Beispiel ist in Abbildung 28.4.2.2 wiedergegeben.

28.4.2.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 28.4.2.1: Adiabatische Lagerprüfung

(A) Mehrpunktschreiber und Temperaturkontrolleinheit (10 mV)

(B) Externe Nullpunkteinrichtung

(C) Aufzeichnungseinrichtung für größte Genauigkeit

(D) Kontrolleinheit

(E) Relais

(F) Interner Vorwärmer

Abbildung 28.4.2.2: Beispiel für die Bestimmung der SADT oder SAPT

	Wärmeentwicklungskurve
	Wärmeverlustkurve L = 0,06 W/K.Kg
(A)	Kritische Umgebungstemperatur (Schnittpunkt der Wärmeverlustlinie mit der Abszisse)
(B)	SADT oder SAPT (kritische Umgebungstemperatur aufgerundet auf das nächsthöhere Vielfache von 5 °C)
(X)	Temperatur in °C
(Y)	Wärmefluss in W/kg

28.4.3 Prüfung H.3 Isothermische Lagerprüfung (IST)

28.4.3.1 Einleitung

28.4.3.1.1 Mit diesem Prüfverfahren wird die Rate der Wärmeerzeugung durch Reaktion oder Zersetzung von Stoffen als Funktion der Zeit bei konstanter Temperatur bestimmt. Die erhaltenen Wärmeentwicklungsparameter werden zusammen mit den Wärmeverlustdaten der Verpackung verwendet, um die SADT oder SAPT eines Stoffes in seiner Verpackung zu bestimmen. Dieses Prüfverfahren eignet sich für alle Arten von Verpackungen, einschließlich Großpackmitteln (IBC) und Tanks. Bei einigen Stoffen kann die Wärmeentwicklung mit zunehmender Zersetzung zunehmen (z.B. aufgrund von Autokatalyse oder induzierter Zersetzung). Diese Eigenschaft wird ebenfalls durch dieses Prüfverfahren berücksichtigt.

28.4.3.1.2 Die robuste Konstruktion der gewerblich erhältlichen Geräte, die relativ kleine Probengröße und die gut definierten Arbeitsbedingungen ermöglichen es, dass die Prüfung in einem gewöhnlichen Labor durchgeführt werden kann. Die Auswirkungen einer thermischen Explosion, z.B. die Zersplitterung des Probenhalters und Entwicklung von Druck sollten auf das Gerätinnere beschränkt sein.

28.4.3.2 Prüfgeräte und Materialien

28.4.3.2.1 Isotherme Kalorimetrie (IC)

Geeignete isothermische Kalorimeter können verwendet werden. Die Geräte sollten in der Lage sein, Wärmeerzeugungswerte von 1 mW/kg bis 1500 mW/kg in einem Temperaturbereich von -20 °C bis 200 °C zu messen. Der maximale Fehler bei der Wärmeerzeugung sollte weniger als 5 % betragen. Das Gerät sollte in der Lage sein, die Temperatur innerhalb von 0,2 °C der eingestellten Temperatur zu halten. Die Probenmasse des Prüfmaterials sollte mindestens 200 mg betragen. Es sollten geschlossene, druckfeste Probenhalter verwendet werden, und das Material des Probenhalters sollte keine katalytische Wirkung auf das Zersetzungsverhalten der Prüfsubstanz haben. Dies kann durch die Auswahl geeigneter Materialien für die Probenhalter oder durch eine geeignete Passivierungsmethode der Probenhalter erreicht werden.

28.4.3.2.2 Der Probenhalter wird auf oder um den Wärmemengenzähler platziert. Die Menge der Substanz im Probenhalter beträgt mindestens 200 mg. Das Material des Halters sollte mit der Probe kompatibel sein. Wenn eine externe Referenz verwendet wird, sollte sie genauso behandelt werden wie die Probe.

28.4.3.2.3 Der Wärmestrom aus dem Probenhalter wird kontinuierlich als Funktion der Zeit aufgezeichnet (Differenzialmessung) von einem Schreiber oder Computer aufgezeichnet.

28.4.3.3 Verfahren

28.4.3.3.1 Kalibrierungsverfahren

Bevor eine Messung durchgeführt werden kann, müssen das 0-Signal und die Empfindlichkeit des Wärmeflussmessers durch das für das verwendete Gerät geltende Kalibrierverfahren für den Temperaturbereich der Messung bestimmt werden.

28.4.3.3.2 Prüfverfahren

Das Prüfverfahren ist wie folgt:

1. Das Gerät wird auf die gewünschte Prüftemperatur eingestellt. Die gewählte Temperatur sollte so gewählt werden, dass die Wärmeentwicklung zwischen 5 mW und 1000 mW pro kg Substanz oder bei Behältern eine maximale Wärmeentwicklung zwischen 1 und 100 mW/kg liegt;
2. Füllen Sie den Probenhalter mit der eingewogenen Probe und einer repräsentativen Menge Verpackungsmaterial (falls Metall) und setzen Sie den Halter in das Gerät ein;
3. Beginn der Überwachung der Wärmeentwicklung. Die Dauer eines jeden Versuchs hängt von der Versuchstemperatur und der Geschwindigkeit der Wärmeentwicklung ab. Die in Abbildung 28.4.3.1 angegebene Messzeit kann als Richtwert verwendet werden, sofern sie nicht zu unrealistischen Messzeiten führt (z.B. mehr als 1000 Stunden). Diese Messzeiten werden angegeben, um einen bestimmten Grad der Umwandlung des Stoffes zu erreichen, damit autokatalytische Effekte berücksichtigt werden können ³;
4. Am Ende der Prüfung sollte die Änderung der Probenmasse bestimmt werden;
5. Die Prüfung wird mit neuen Proben in Temperaturintervallen von 5 °C wiederholt, so dass fünf Ergebnisse mit einer maximalen Wärmeentwicklungsrate zwischen 5 und 1000 mW/kg oder für Behälter eine maximale Wärmeentwicklungsrate zwischen 1 und 100 mW/kg vorliegen.

Abbildung 28.4.3.1: Messdauer in Abhängigkeit von der maximal gemessenen Wärmeentwicklung

28.4.3.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

28.4.3.4.1 Die berechnete maximale Wärmeentwicklung pro Masseneinheit ist in Abhängigkeit von der Prüftemperatur in ein Diagramm mit linearer Skala einzutragen und die bestgeeignete Kurve durch die eingezeichneten Punkte zu zeichnen. Bestimmen Sie die Wärmeverluste pro Masseneinheit L (W/K^.kg) des jeweiligen Versandstücks, Großpackmittels oder Tanks (siehe 28.3.5). Zeichnen Sie eine gerade Linie mit der Steigung L tangential zur Wärmeerzeugungskurve. Der Schnittpunkt der Geraden mit der Abszisse ist die kritische Umgebungstemperatur, d. h. die höchste Temperatur, bei der der Stoff in verpacktem Zustand keine selbstbeschleunigende Zersetzung zeigt. Die SADT oder SAPT ist die kritische Umgebungstemperatur (°C), gerundet auf das nächsthöhere Vielfache von 5 °C. Ein Beispiel ist in Abbildung 28.4.3.2 dargestellt.

Abbildung 28.4.3.2: Beispiel für die Bestimmung der SADT oder SAPT

	Wärmeentwicklungskurve
	Wärmeentwicklungskurve Wärmeverlustkurve L = 0,06 W/K.Kg
(A)	Kritische Umgebungstemperatur (Schnittpunkt der Wärmeverlustlinie mit der Abszisse)
(B)	SADT oder SAPT (kritische Umgebungstemperatur aufgerundet auf das nächsthöhere Vielfache von 5 °C)
(X)	Temperatur
(Y)	Wärmefluss in W/kg

28.4.3.5 Ergebnisbeispiele

28.4.4 Prüfung H.4: Wärmestaulagerungsprüfung

28.4.4.1 Einleitung

28.4.4.1.1 Mit diesem Prüfverfahren wird die minimale konstante Luftumgebungstemperatur bestimmt, bei der thermisch instabile Stoffe, unter Bedingungen, die für die Beförderung des verpackten Stoffes repräsentativ sind, einer exothermen Zersetzung ausgesetzt sind. Dieses Prüfverfahren basiert auf der Semenov-Theorie der thermischen Explosion, d. h., es wird davon ausgegangen, dass das hauptsächliche Hindernis für den Wärmefluss von den Behälterwänden ausgeht. Dieses Prüfverfahren kann für die Bestimmung der SADT oder SAPT eines Stoffes in seiner Verpackung, einschließlich IBCs und kleine Tanks (bis 2 m³) sowie für einen Feststoff in seiner Verpackung mit bis zu 50 kg., angewendet werden.

28.4.4.1.2 Die Wirksamkeit des Prüfverfahrens hängt davon ab, ein Dewar-Gefäß mit ähnlichen Wärmeverlustmerkmalen pro Masseneinheit auszuwählen, wie sie das für die Beförderung vorgesehene Versandstück aufweist.

28.4.4.2 Prüfgeräte und Materialien

28.4.4.2.1 Der Versuchsaufbau besteht aus einer geeigneten Prüfkammer, passenden Dewar-Gefäßen mit Verschlüssen, Temperaturfühler und einer Messeinrichtung.

28.4.4.2.2 Die Prüfung sollte in einer feuer- und überdruckfesten Prüfkammer durchgeführt werden und vorzugsweise mit einem Druckentlastungssystem, z.B. einer Abblasplatte, ausgestattet sein. Das Aufzeichnungssystem ist in einem getrennten Beobachtungsraum unterzubringen.

28.4.4.2.3 Für Prüfungen bei Temperaturen bis zu 75 °C wird ein Doppelmantelgefäß aus Metall (ca. 250 mm Innendurchmesser, 320 mm Außendurchmesser und 480 mm hoch, hergestellt aus 1,5 bis 2,0 mm dickem rostfreiem Stahl), verwendet, wobei ein flüssiger Stoff aus einem temperaturkontrollierten Bad mit der erwünschten Temperatur zwischen den Wänden zirkuliert. Der Prüfbehälter ist lose mit einem isolierten Deckel (z.B. aus 10 mm dickem PVC) verschlossen. Die Temperatursteuerung sollte ermöglichen, dass die erwünschte Temperatur einer flüssigen inerten Probe im Dewar-Gefäß bis zu 10 Tagen mit einer Abweichung von nicht mehr als ± 1 °C gehalten werden kann. Die Lufttemperatur in der doppelwandigen Metallkammer und die Probentemperatur im Dewar-Gefäß sind zu messen und aufzuzeichnen.

28.4.4.2.4 Alternativ und insbesondere für Versuche bei Temperaturen über 75 °C kann ein thermostatisch geregelter Trockenschrank (ggf. mit Umluftgebläse) verwendet werden, der groß genug ist, um eine Luftzirkulation auf allen Seiten des Dewargefäßes zu ermöglichen. Die Lufttemperatur im Trockenschrank sollte so geregelt werden, dass die gewünschte Temperatur für eine flüssige inerte Probe im Dewargefäß bis zu 10 Tage lang mit einer Abweichung von höchstens ± 1 °C gehalten werden kann. Die Lufttemperatur im Trockenschrank und die Probentemperatur im Dewar-Gefäß sollten gemessen und aufgezeichnet werden. Es wird empfohlen, die Tür des Ofens mit einem Magnetverschluss zu versehen oder durch eine locker sitzende isolierte Abdeckung zu ersetzen. Der Ofen kann durch eine geeignete Stahlauskleidung geschützt werden, und das Dewar-Gefäß sollte in einem Drahtgitterkäfig untergebracht werden.

28.4.4.2.5 Für Prüfungen bei Temperaturen unterhalb der Umgebungstemperatur kann eine doppelwandige Kammer (z.B. ein Gefrierschrank) geeigneter Größe verwendet werden, die mit einer losen Tür oder einem Deckel (z.B. mit Magnetverschluss) versehen ist. Die Temperatur der Luft in der Kammer sollte mit einer Abweichung von ± 1 °C von der eingestellten Temperatur geregelt werden. Die Lufttemperatur in der Kammer und die Probentemperatur im Dewar-Gefäß sind zu messen und aufzuzeichnen.

28.4.4.2.6 Es werden Dewar-Gefäße einschließlich deren Verschlusssysteme mit Wärmeverlustmerkmalen verwendet, die repräsentativ sind für die maximale Größe der für die Beförderung vorgesehenen Versandstücke. Der Verschluss des Dewar-Gefäßes sollte inert sein. Insbesondere für feste Stoffe können Kork oder Gummistopfen verwendet werden. Ein Verschlusssystem für die Anwendung von flüssigen Stoffen mit niedriger oder mittlerer Flüchtigkeit wird in der Abbildung 28.4.4.1 dargestellt. Proben, die bei der Prüftemperatur sehr flüchtig sind, sind in einem druckfesten Metallgefäß, das mit einem Druckentlastungsventil ausgestattet ist, zu prüfen. Das Druckgefäß wird in das Dewargefäß gesetzt und die Auswirkung der Wärmekapazität des Metallgefäßes durch Berechnung berücksichtigt.

Dewargefäße mit ihrem Verschlusssystem werden mit einer Wärmeverlustcharakteristik verwendet, die für die für die maximale Größe der für die Beförderung vorgesehenen Versandstücke repräsentativ ist (siehe auch Tabelle 28.4). Der Verschluss des Dewar-Gefäßes sollte aus inertem Material bestehen. Insbesondere für Feststoffe können Kork- oder Gummistopfen verwendet werden. Ein Beispiel für ein Verschlusssystem zur Verwendung bei Flüssigkeiten mit geringer oder mittlerer Flüchtigkeit und benetzten Feststoffen ist in Abbildung 28.4.4.1 dargestellt. Bei der Prüftemperatur sehr flüchtig Proben sind, sollten in einem druckdichten Gefäß geprüft werden, das aus einem mit der Probe verträglichen Material besteht und mit einem Überdruckventil versehen ist. Das Druckgefäß wird in das Dewar-Gefäß gestellt und die Auswirkung der Wärmekapazität des Metallgefäßes wird rechnerisch berücksichtigt.

28.4.4.2.7 Die Wärmeverluste des verwendeten Systems, d. h. des Dewargefäßes und des Verschlusses, sollten vor der Durchführung des Versuchs ermittelt worden sein (siehe 28.3.6). Kleine Anpassungen der Wärmeverlusteigenschaften des Dewargefäßes können durch Änderung des Verschlusssystems erreicht werden. Um das erforderliche Maß an Empfindlichkeit zu erreichen, sollten Dewargefäße mit einem Probenvolumen von weniger als 0,3 Litern nicht verwendet werden.

28.4.4.2.8 Es sollten Dewargefäße mit einem Volumen von 300 - 500 ml verwendet werden, die zu 80 % mit einem flüssigen Stoff gefüllt sind und einen Wärmeverlust gemäß Tabelle 28.4 aufweisen. Für größere Verpackungen, Großpackmittel (IBC) oder kleine Tanks sollten größere Dewargefäße mit geringeren Wärmeverlusten pro Masseneinheit verwendet werden (siehe Tabelle 28.4).

28.4.4.3 Prüfverfahren

28.4.4.3.1 Die Prüfkammer wird auf die gewählte Lagertemperatur eingestellt. Das Dewargefäß wird bis zu 80 % seines Fassungsvermögens mit der zu prüfenden Substanz gefüllt und Probenmasse notiert. Feste Stoffe sind geringfügig zusammenzudrücken. Bei einem zylindrischen Dewar-Gefäß wird der Temperaturfühler mittig auf 1/3 der Innenhöhe des Dewars vom Boden des Dewar-Gefäßes aus eingeführt. Der Deckel des Dewar-Gefäßes wird verschlossen, das Dewar-Gefäß in die Prüfkammer eingesetzt, das Temperaturaufzeichnungssystem angeschlossen und die Prüfkammer geschlossen.

28.4.4.3.2 Die Probe wird erhitzt und die Temperatur der Probe und der Prüfkammer kontinuierlich überwacht. Es wird der Zeitpunkt notiert, an dem die Probentemperatur eine Temperatur von 2 °C unter der Temperatur der Prüfkammer erreicht. Die Prüfung wird dann für weitere sieben Tage fortgesetzt oder bis die Probentemperatur auf 6 °C oder mehr über die Prüfkammertemperatur ansteigt, je nachdem, welcher Fall früher eintritt.

28.4.4.3.3 Wenn die Probe unverändert bleibt, wird sie abkühlen gelassen, der Prüfkammer entnommen und so bald wie möglich entsorgt. Der Massenverlustprozentsatz und die Änderung in der Zusammensetzung können bestimmt werden.

28.4.4.3.4 Wenn der Stoff geprüft wird, um festzustellen, ob eine Temperaturkontrolle erforderlich ist, sind ausreichende Prüfungen in 5 °C-Schritten mit frischen Proben durchzuführen, um die SADT oder SAPT auf 5 °C genau zu bestimmen oder um festzustellen, ob die SADT oder SAPT gleich oder niedriger als die in Tabelle 28.2 angegebene anwendbare Temperatur ist. Wenn der Stoff geprüft wird, um festzustellen, ob er das SADT-Kriterium für einen selbstzersetzlichen Stoff erfüllt, sind genügend Prüfungen durchzuführen, um festzustellen, ob die SADT für ein 50 kg Versandstück 75 °C oder weniger beträgt. Wenn der Stoff geprüft wird, um festzustellen, ob er das SAPT-Kriterium für einen polymerisierenden Stoff erfüllt, sind ausreichende Prüfungen durchzuführen, um festzustellen, ob die SAPT in der verwendeten Verpackung 75 °C oder weniger beträgt.

28.4.4.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung

28.4.4.4.1 Die SADT oder SAPT wird als die niedrigste Kammertemperatur angegeben, bei der die Probentemperatur die Kammertemperatur innerhalb des siebentägigen Prüfzeitraums um 6 °C oder mehr überschreitet (siehe 28.4.4.3.2). Wenn die Probentemperatur die Kammertemperatur bei keiner Prüfung um 6 °C oder mehr überschreitet, wird die SADT oder SAPT als größer als die höchste verwendete Lagertemperatur angegeben.

28.4.4.5 Ergebnisbeispiele

Abbildung 28.4.4.1: Dewargefäß mit Verschluss zum Prüfen von flüssigen und angefeuchteten festen Stoffen

Teil III
Klassifizierungsverfahren, Prüfverfahren und Kriterien für verschiedene Gefahrenklassen

Bemerkung 1: Das Herkunftsand oder die Organisation, aus dem/der die jeweilige Prüfmethode stammt, ist in Klammern hinter dem Namen der Prüfung angegeben.

Bemerkung 2: Sofern nicht anders angegeben, handelt es sich bei allen in Teil III des Handbuchs genannten Prüfverfahren um empfohlene Prüfungen, da für jede Kenngröße nur eine Prüfung angegeben ist.

Abschnitt 30
Einleitung zu Teil III

30.1 Ziel

30.1.1 Teil III des Handbuchs stellt das UN-Klassifizierungsschema vor für:

1. Entzündbare Aerosole (siehe Abschnitt 31 dieses Handbuchs, Sondervorschrift 63 des Kapitels 3.3 der Modellvorschriften und Kapitel 2.3 des GHS);
2. Entzündbare flüssige Stoffe und desensibilisierte flüssige Explosivstoffe (siehe Abschnitt 32 dieses Handbuchs, Kapitel 2.3 der Modellvorschriften und Kapitel 2.6 und 2.17 des GHS);
3. Entzündbare feste Stoffe und desensibilisierte feste Explosivstoffe (siehe Unterabschnitte 33.2 und 33.3 dieses Handbuchs, Kapitel 2.4 der Modellvorschriften und Kapitel 2.7 und 2.17 des GHS);
4. Pyrophore und selbsterhitzungsfähige Stoffe (siehe Unterabschnitt 33.4 dieses Handbuchs, Kapitel 2.4 der Modellvorschriften und die Kapitel 2.9, 2.10 und 2.11 des GHS);
5. Stoffe, die in Berührung mit Wasser entzündbare Gase entwickeln (siehe Unterabschnitt 33.5 dieses Handbuchs, Kapitel 2.4 der Modellvorschriften und Kapitel 2.12 des GHS);
6. Brandfördernde Stoffe (siehe Abschnitt 34 dieses Handbuchs, Kapitel 2.5 der Modellvorschriften und Kapitel 2.13 und 2.14 des GHS);
7. Ätzende Stoffe (siehe Abschnitt 37 dieses Handbuchs, Kapitel 2.8 der Modellvorschriften und Kapitel 2.16 des GHS);
8. Düngemittel auf Ammoniumnitratbasis, die sich selbständig zersetzen können (siehe Unterabschnitt 38.2 und Abschnitt 39 dieses Handbuchs); und
9. Lithiumzellen und -batterien der Beförderungsklasse 9 (siehe Unterabschnitt 38.3 dieses Handbuchs)

30.1.2 Abschnitt 36 ist reserviert für mögliche zukünftige Eintragungen.

30.2 Anwendungsbereich

Für einen neuen Stoff oder ein neues Erzeugnis sollte das entsprechende Einstufungsverfahren durchgeführt werden. Der Hersteller oder ein anderer Antragsteller auf Einstufung eines neuen Erzeugnisses sollte Folgendes mitteilen:

1. Hinreichende Information bezüglich der Namen und der Charakteristiken des Stoffes oder Gegenstandes,
2. die Ergebnisse aller bereits duchgeführten relevanten Prüfungen und
3. die vorgeschlagene Klassifizierung unter Angabe jeder Nebengefahr.

Abschnitt 31
Klassifizierungsverfahren, Prüfverfahren und Kriterien für die Entzündbarkeit von Aerosolen

31.1 Ziel

31.1.1 In diesem Abschnitt wird das UN-Klassifizierungsschema für entzündbare Aerosole als entzündlich (Unterklasse 2.1/Kategorie 1 oder 2) oder nicht entzündlich (Unterklasse 2.2/Kategorie 3) vorgestellt. Der Text sollte in Verbindung mit den Einstufungsgrundsätzen in den Kapiteln 2.2 und 3.3 (Sondervorschrift 63) der Modellvorschriften, Kapitel 2.3 des GHS, den Fließdiagrammen in den Abbildungen 31.1, 31.2 und 31.3 sowie den Prüfvorschriften in den Unterabschnitten 31.4, 31.5 und 31.6 dieses Handbuchs verwendet werden.

31.1.2 Die im Folgenden aufgeführten Prüfverfahren bewerten angemessen die relative Gefährdung durch entzündbare Aerosole, so dass eine sachgerechte Klassifizierung möglich ist.

31.1.3 Für das Ziel dieses Abschnitts gelten folgende Definitionen:

Aerosole oder Druckgaspackungen sind nicht nachfüllbare Gefäße aus Metall, Glas oder Kunststoff, die ein unter Druck komprimiertes, verflüssigtes oder gelöstes Gas mit oder ohne Flüssigkeit, Paste oder Pulver enthalten und mit einer Ausstoßvorrichtung versehen sind, die es ermöglicht, den Inhalt als feste oder flüssige Partikel in Suspension in einem Gas, als Schaum, Paste oder Pulver oder in flüssigem oder gasförmigem Zustand auszustoßen (für Beförderungszwecke müssen die Gefäße den Anforderungen von Abschnitt 6.2.4 der Musterverordnung entsprechen);

Entzündbare Komponentensind entzündliche Flüssigkeiten, entzündliche Feststoffe oder entzündliche Gase und Gasgemische. Diese Bezeichnung gilt nicht für pyrophore, selbsterhitzungsfähige oder mit Wasser reagierende Stoffe.

Bemerkung 1: Als entzündbare Flüssigkeit wird eine Flüssigkeit mit einem Flammpunkt nicht größer als 93 °C bezeichnet. Prüfverfahren für die Bestimmung von Flammpunkten sind in Unterabschnitt 32.4 des Handbuchs aufgeführt.

Bemerkung 2: Für die Definition entzündbarer Feststoffe siehe Paragraph 2.4.2.2 der Modellvorschriften und Abschnitt 2.7.1 des GHS. Klassifizierungsverfahren, Prüfmethoden und Kriterien für entzündbare Feststoffe sind in Unterabschnitt 33.2 dieses Handbuchs aufgeführt;

Bemerkung 3: Ein entzündbares Gas ist ein Gas mit einem Explosionsbereich in Luft bei 20 °C und einem Standarddruck von 101,3 kPa.

31.2 Anwendungsbereich

31.2.1 Aerosole sind den Klassifizierungsverfahren gemäß Kapitel 3.3 Sondervorschrift 63 der Musterverordnung zu unterziehen. Aerosole für die Abgabe und Verwendung sind dem Klassifizierungsschema gemäß Abschnitt 2.3.1 des GHS zu unterziehen. Im Hinblick auf die Entzündbarkeit sind Aerosole den in diesem Abschnitt beschriebenen Klassifizierungsverfahren zu unterziehen.

Bemerkung: Aerosole, die nicht den Verfahren zur Einstufung der Entzündbarkeit gemäß diesem Unterabschnitt unterzogen werden, sind als hochentzündlich (Kategorie 1) eingestuft.

31.3 Klassifizierungsverfahren für entzündbare Aerosole

31.3.1 Aerosole sind entsprechend ihrer Verbrennungsenthalpie oder der Anteile brennbarer Komponenten als entzündbar oder extrem entzündbar folgendermaßen einzustufen:

1. Das Aerosol produkt wird als hochentzündlich eingestuft (Unterklasse 2.1/Kategorie 1), wenn:
   1. es 85 % oder mehr entzündbare Bestandteile enthält und die chemische Verbrennungswärme > 30 kJ/g ist; oder
   2. es die Kriterien für extreme Entzündbarkeit gemäß Abschnitt 31.3.2 für Sprühaerosole oder gemäß Abschnitt 31.3.4 für Schaumaerosole erfüllt; und
2. das Aerosol ist als entzündlich eingestuft (Unterklasse 2.1/Kategorie 2), wenn es die Kriterien für Entzündlichkeit in 31.3.2 für Sprühaerosole oder in 31.3.4 für Schaumaerosole erfüllt, und
3. Das Aerosolprodukt ist als nicht entzündlich (Unterklasse 2.2/Kategorie 3) eingestuft, wenn das Produkt 1 % oder weniger entzündliche Bestandteile enthält und die chemische Verbrennungswärme < 20 kJ/g ist.

31.3.2 Bei Sprühaerosolen sind bei der Einstufung die chemische Verbrennungswärme und die Ergebnisse des Zündabstandstests zu berücksichtigen (siehe Abschnitt 31.4 dieses Handbuchs).

31.3.3 Die chemische Verbrennungsenthalpie ist gemäß einer der Standardmethoden nach ASTM D 240, ISO/FDIS 13943:1999 (E/F) 86.1 bis 86.3 und NFPA 30B zu bestimmen.

31.3.4 Bei Schaumaerosolen erfolgt die Einstufung auf der Grundlage der Ergebnisse der Schaumentflammbarkeitstests (siehe Unterabschnitt 31.6 dieses Handbuchs).

31.3.5 Das Klassifizierungsverfahren für Aerosole, Sprühaerosole und Schaumaerosole ist in den Abbildungen 31.1, 31.2 und 31.3 darggestellt.

Abbildung 31.1: Klassifizierungsverfahren für entzündbare Aerosole

Abbildung 31.2: Klassifizierungsverfahren für Sprühaerosole

Abbildung 31.3: Klassifizierungsverfahren für Schaumaerosole

31.4 Flammstrahlprüfung für Sprühaerosole

31.4.1 Einleitung

31.4.1.1 Diese Standardprüfmethode beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Zündabstandes eines Sprühaerosols zur Bewertung der damit verbundenen Flammenrisiken. Das Aerosol wird in Richtung einer Zündquelle gesprüht, die jeweils in Abstandsinterwallen von 15 cm steht. Es wird beobachtet, ob sich das Aerosol entzündet und eine anhaltende Flamme entsteht. Eine Zündung und anhaltende Flamme ist definiert als stabile Flamme, die für mindestens 5 s besteht. Die Zündquelle ist ein Gasbrenner mit einer blauen, nicht leuchtenden Flamme von 4 cm - 5 cm Höhe.

31.4.1.2 Diese Prüfung ist anwendbar bei Aerosolen mit einer Sprühweite von 15 cm und mehr. Aerosolprodukte mit einer Sprühweite von weniger als 15 cm, die z.B. Schaum, Mousse, Gel oder Paste abgeben oder mit Dosierhähnen ausgestattet sind, sind von dieser Prüfung ausgenommen. Aerosolprodukte, die Schäume, Mousse, Gels oder Pasten abgeben, werden der Brennbarkeitsprüfung für Schaumaerosole unterzogen.

31.4.2 Prüfgeräte und Materialien

31.4.2.1 Die folgenden Geräte werden benötigt:

31.4.3 Prüfverfahren

31.4.3.1 Allgemeine Anforderungen

31.4.3.1.1 Vor der Versuchsdurchführung sind die Druckgaspackungen zu konditionieren und anschließend durch Aerosolentnahme für ca. 1 s vorzubereiten. Ziel dieser Aktion ist die Entfernung nicht-homogenen Materials aus dem Entnahmeventil.

31.4.3.1.2 Die Gebrauchsanweisungen sind strikt einzuhalten, insbesondere, ob die Druckgaspackung in aufrechter oder umgedrehter Position verwendet werden soll. Wenn das Schütteln der Dose gefordert wird, ist dieses unmittelbar vor der Prüfung durchzuführen.

31.4.3.1.3 Der Versuch ist in einer zugluftfreien Umgebung mit Lüftung durchzuführen, bei einer Raumtemperatur von 20 °C ± 5 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 - 80 %.

31.4.3.1.4 Jede Druckgaspackung muss geprüft werden:

1. in vollem Zustand nach dem vollständigen Prüfverfahren mit einem Gasbrenner in Abständen zwischen 15 cm und 90 cm von der Sprühdüse der Druckgaspackung;
2. mit einem nominellen Füllgrad von 10 % - 12 % (Gewichtsprozent) mit nur einem Versuch, entweder mit einem Abstand von 15 cm zum Ventil der Druckgaspackung, wenn der Sprühstrahl einer vollen Druckgaspackung keine Entzündung bei allen Abständen ergab, oder bei dem Abstand einer zuvor beobachteten Entzündung der vollen Druckgaspackung plus 15 cm.

31.4.3.1.5 Während der Prüfung ist die Druckgaspackung entsprechend der Gebrauchsanweisung zu positionieren. Die Zündquelle ist entsprechend zu positionieren.

31.4.3.1.6 Das folgende Verfahren erfordert die Prüfung des Aerosols in Interwallen von 15 cm zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung in einem Bereich von 15 cm bis 90 cm. Es ist zweckdienlich, mit einem Abstand von 60 cm zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung zu beginnen. Der Abstand ist um 15 cm zu vergrößern, wenn in 60 cm Abstand eine Entzündung auftritt. Der Abstand ist um 15 cm zu verringern, wenn in 60 cm Abstand keine Entzündung auftritt. Ziel des Verfahrens ist die Bestimmung des maximalen Abstandes zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung, bei dem eine anhaltende Flamme des Sprühaerosols auftritt oder keine Entzündung in einem Abstand von 15 cm zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung beobachtet wird.

31.4.3.2 Prüfverfahren

1. Mindestens drei volle Druckgaspackungen pro Produkt sind zu konditionieren, indem sie vor jeder Prüfung mindestens 30 min in einem 20 °C ± 1 °C warmen Wasserbad eingetaucht werden. Die Druckgaspackungen müssen mindestens zu 95 % in das Wasserbad eintauchen (sind die Packungen vollständig eingetaucht, sind 30 min Konditionierung ausreichend);
2. Den allgemeinen Anforderungen ist nachzukommen. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Umgebung sind zu dokumentieren;
3. Das Gewicht der Druckgaspackungen ist zu bestimmen und zu dokumentieren;
4. Der interne Druck der Druckgaspackung und die anfängliche Entnahmerate bei 20 °C ± 1 °C sind zu bestimmen (Ausschluss fehlerhafter oder nur unvollständig gefüllter Druckgaspackungen);
5. Der Gasbrenner ist auf einer ebenen, horizontalen Fläche aufzubauen oder fest mit Hilfe einer geeigneten Halterung zu installieren;
6. Der Gasbrenner ist zu zünden; die Flamme soll nicht-lumineszierend und ca. 4 cm - 5 cm hoch sein;
7. Die Austrittsöffnung der Druckgaspackung ist im gewünschten Abstand zur Brennerflamme aufzubauen. Das Aerosol ist in der Ausrichtung zu prüfen, für die die Anwendung ausgelegt ist, z.B. aufrecht oder umgedreht;
8. Die Austrittsöffnung und die Brennerflamme sind auszurichten, so dass die Austrittsöffnung genau in einer Linie der Brennerflamme entgegen gerichtet ist (siehe Abbildung 31.4.1). Der Sprühstrahl muss durch die obere Hälfte der Flamme gehen;
9. Den allgemeinen Anforderungen hinsichtlich des Schüttelns der Druckgaspackung ist nachzukommen;
10. Das Ventil der Druckgaspackung ist zur Entnahme des Aerosols für 5 s zu betätigen, sofern keine Entzündung eintritt. Wenn eine Entzündung eintritt, ist das Ventil weiter zu betätigen, so dass die Flamme 5 s von Beginn der Entzündung an brennt.
11. Das Ergebnis des Zündversuchs ist für den Abstand zwischen Brennerflamme und Ventil der Druckgaspackung in der dafür vorgesehenen Tabelle zu dokumentieren;
12. Wenn keine Entzündung in Schritt (j) aufgetreten ist, ist zu prüfen, ob bei einer alternativen Ausrichtung, z.B. umgedreht für aufrecht zu verwendende Aerosole, der Sprühstrahl des Aerosol zündet;
13. Die Schritte (g) bis (l) sind weitere zweimal mit der gleichen Druckgaspackung bei dem gleichen Abstand zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung zu wiederholen (insgesamt dreimal);
14. Das Prüfverfahren ist mit dem gleichen Abstand zwischen Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung für zwei weitere Druckgaspackungen des gleichen Produkts zu wiederholen;
15. Die Schritte (g) bis (n) des Prüfverfahrens sind je nach den Ergebnissen der einzelnen Versuche bei einem Abstand zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung im Bereich von 15 cm bis 90 cm zu wiederholen (siehe auch 31.4.3.1.4 und 31.4.3.1.5);
16. Wenn keine Entzündung in einem Abstand von 15 cm zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung auftritt, ist das Prüfverfahren für die vollen Druckgaspackungen beendet. Das Verfahren ist auch beendet, wenn eine Entzündung oder anhaltende Flamme in einem Abstand von 90 cm beobachtet wird. Wenn keine Entzündung in 15 cm Abstand möglich ist, ist die Nichtzündung zu dokumentieren. Der maximale Abstand zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung, bei dem eine Entzündung und anhaltende Flamme beobachtet werden, ist unter allen Umständen als "Zündabstand" zu dokumentieren;
17. Je ein Versuch ist mit drei Druckgaspackungen mit einem Füllgrad von 10 % - 12 % durchzuführen. Diese Packungen sind bei einem Abstand zwischen der Brennerflamme und dem Ventil der Druckgaspackung von "Zündabstand der vollen Druckgaspackungen + 15 cm" zu prüfen;
18. Die Druckgaspackungen sind bis zu 10 % - 12 % des nominellen Füllgrades (nach Gewicht) zu entleeren, in dem für jeweils maximal 30 s Aerosol entnommen wird. Zwischen den Entnahmezyklen muss ein Zeitraum von mindestens 300 s liegen. In dieser Zeit sind die Druckgaspackungen zur Konditionierung im Wasserbad zu lagern;
19. Die Schritte (g) bis (n) sind für die Druckgaspackungen mit einem Füllgrad von 10 % - 12 % zu wiederholen, wobei die Schritte (l) und (m) auszulassen sind. Diese Versuche werden in nur einer Ausrichtung der Druckgaspackungen durchgeführt, z.B. aufrecht oder umgedreht, übereinstimmend mit der Ausrichtung, bei der eine Entzündung der vollen Druckgaspackungen auftrat;
20. Alle Versuchsergebnisse sind in Tabelle 31.4 wie unten dargestellt zu dokumentieren.

31.4.3.2.1 Alle Versuche sind unter einem Abzug in einem Raum durchzuführen, der ggf. gut belüftet werden kann. Die Belüftung des Abzugs und des Raumes kann für mindestens 3 min nach jedem Versuch erfolgen. Es sind alle Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, um eine Inhalation der Verbrennungsprodukte zu vermeiden.

31.4.3.2.2 Die Druckgaspackungen mit einem Füllgrad von 10 % - 12 % des nominellen Füllgrades sind nur einmal zu prüfen. Die Ergebnistabellen fordern nur ein Ergebnis pro Druckgaspackung.

31.4.3.2.3 Wenn der Versuch mit den Druckgaspackungen in der Ausrichtung erfolgte, für die die Anwendung ausgelegt ist, und das Ergebnis negativ war, ist der Versuch in der Ausrichtung zu wiederholen, in der am ehesten ein positives Ergebnis erzielt wird.

31.4.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse

31.4.4.1 Alle Ergebnisse sind zu dokumentieren. Tabelle 31.4 zeigt ein Muster einer "Ergebnistabelle".

Tabelle 31.4: Muster einer "Ergebnistabelle"

31.4.4.2 Sprühaerosole sind nach den folgenden Kriterien einzustufen:

Abbildung 31.4.1: Versuchsaufbau für die Zündabstandsprüfung

31.5 Fassprüfung

31.5.1 Einleitung

31.5.1.1 Dieser Prüfstandard beschreibt eine Methode zur Bewertung der Entzündbarkeit eines Produkts ausgehend von der Zündwilligkeit des Aerosols in einem geschlossenen oder eingegrenzten Volumen. Der Inhalt einer Aerosol-Druckgaspackung wird in einen zylindrischen Versuchsbehälter gesprüht, in dem eine brennende Kerze steht. Wenn eine zu beobachtende Entzündung auftritt, werden die verstrichene Zeit und die ausgetragene Masse des Aerosols dokumentiert.

31.5.2 Geräte und Materialien

31.5.2.1 Die folgenden Geräte werden benötigt:

31.5.2.2 Versuchsvorbereitungen

31.5.2.2.1 Es ist ein zylindrischer Versuchsbehälter mit einem Volumen von ca. 200 dm³ (55 Gallonen), ca. 600 mm Durchmesser und ca. 720 mm Länge und einem offenen Ende wie folgt anzupassen:

1. An das offene Ende des Behälters ist ein Verschlusssystem mit einem Klappdeckel anzupassen; oder
2. Eine Kunststofffolie mit 0,01 mm bis 0,02 mm Dicke wird als Verschluss eingesetzt. Wenn der Versuch mit der Kunststofffolie durchgeführt wird, müssen folgende Anforderungen erfüllt werden:
   Die Kunststofffolie ist über das offene Ende des Behälters zu ziehen und mit einem elastischen Band zu fixieren. Die Stärke des Bandes ist so zu wählen, dass es nach der Positionierung um den Behälter bei einer Belastung mit einem Gewicht von 0,45 kg am tiefsten Punkt maximal 25 mm gedehnt wird. In die Kunststofffolie ist ein 25 mm-Schlitz zu schneiden, 50 mm vom Rand des Behälters entfernt. Es ist sicherzustellen, dass die Folie gespannt ist;
3. Am anderen Ende des Behälters ist eine Bohrung mit 50 mm Durchmesser und 100 mm Abstand zum Rand so einzubringen, dass die Bohrung nach dem Hinlegen des Behälters für den Versuch am höchsten Punkt ist (siehe Abbildung 31.5.1);
4. Auf einem 200 mm x 200 mm Metallgestell ist eine Kerze aus Paraffinwachs mit 20 mm bis 40 mm Durchmesser und 100 mm Höhe zu platzieren. Die Kerze ist zu ersetzen, wenn die Höhe weniger als 80 mm beträgt. Die Kerzenflamme ist gegen das Einsprühen des Aerosols mit einem 150 mm breiten und 200 mm hohen Leitblech zu schützen. Das Leitblech ist in einer Höhe von 150 mm, ausgehend vom unteren Rand, in einem Winkel von 45 ° zu neigen (Abbildung 31.5.2);
5. Die Kerze ist mit dem Metallgestell in der Mitte zwischen beiden Enden des Fasses zu installieren (Abbildung 31.5.3);
6. Das Fass ist an einem geeigneten Ort auf den Boden oder ein Gestell zu legen, in dem eine Raumtemperatur zwischen 15 °C und 25 °C herrscht. Das zu prüfende Produkt ist in das Fass mit einem Volumen von ca. 200 dm³ zu sprühen, in dem eine Zündquelle montiert ist.

31.5.2.2.2 Üblicherweise wird das Aerosol in einem 90 °-Winkel zur vertikalen Achse der Druckgaspackung versprüht. Der Aufbau und das Prüfverfahren beziehen sich auf ein derartiges Aerosolprodukt. Für den Fall unüblicher Anwendungsweisen eines Aerosols (z.B. vertikal sprühende Druckgaspackungen) sind die notwendigen Änderungen des Aufbaus und des Prüfverfahrens entsprechend der guten Laborpraxis zu dokumentieren, wie z.B. in ISO/IEC 17025:2005 "Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien" angegeben.

Abbildung 31.5.1: Versuchsbehälter für die Fassprüfung

Abbildung 31.5.2: Kerze für die Fassprüfung

Abbildung 31.5.3: Kerze in der Metallhalterung

31.5.3 Verfahren

31.5.3.1 Allgemeine Anforderungen

31.5.3.1.1 Vor der Versuchsdurchführung sind die Druckgaspackungen zu konditionieren und anschließend durch Aerosolentnahme für ca. 1 s vorzubereiten. Ziel dieser Aktion ist die Entfernung nicht-homogenen Materials aus dem Entnahmeventil.

31.5.3.1.2 Die Gebrauchsanweisungen sind strikt einzuhalten, insbesondere, ob die Druckgaspackung in aufrechter oder umgedrehter Position eingesetzt werden soll. Wenn das Schütteln der Dose gefordert wird, ist dieses unmittelbar vor der Prüfung durchzuführen.

31.5.3.1.3 Der Versuch ist in einer zugluftfreien Umgebung mit Lüftung durchzuführen, mit einer Raumtemperatur von 20 °C ± 5 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 % - 80 %.

31.5.3.2 Prüfverfahren

1. Mindestens drei volle Druckgaspackungen pro Produkt sind zu konditionieren, indem sie vor jeder Prüfung mindestens 30 min in einem 20 °C ± 1 °C warmen Wasserbad eingetaucht werden. Die Druckgaspackungen müssen mindestens zu 95 % in das Wasserbad eintauchen (sind die Packungen vollständig eingetaucht, sind 30 min ausreichend);
2. Das Volumen des Fasses in dm³ ist zu messen oder zu berechnen;
3. Den allgemeinen Anforderungen ist nachzukommen. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Umgebung sind zu dokumentieren;
4. Der interne Druck der Druckgaspackung und die anfängliche Entnahmerate bei 20 °C ± 1 °C sind zu bestimmen (Ausschluss fehlerhafter oder nur unvollständig gefüllter Druckgaspackungen);
5. Das Gewicht einer Druckgaspackung ist zu bestimmen und zu dokumentieren;
6. Die Kerze ist zu entzünden und das Verschlusssystem zu betätigen (Klappdeckel oder Kunststofffolie);
7. Das Ventil der Druckgaspackung ist 35 mm oder näher vom Mittelpunkt der Bohrung des Fasses bei einem breit zu versprühenden Aerosol zu positionieren. Der Chronometer (Stoppuhr) ist zu starten und die allgemeinen Gebrauchsanweisungen des Aerosols sind zu befolgen. Der Sprühstrahl ist direkt in die Mitte des gegenüberliegenden Endes (Klappdeckel oder Folie) zu richten. Das Aerosol ist in der Ausrichtung zu prüfen, für die die Anwendung ausgelegt ist, z.B. aufrecht oder umgedreht;
8. Es ist solange in das Fass zu sprühen, bis eine Entzündung auftritt. Die Stoppuhr wird angehalten und die verstrichene Zeit dokumentiert. Die Druckgaspackung ist nochmals zu wiegen und das Gewicht zu dokumentieren;
9. Das Fass ist zu belüften und von allen Rückständen, die weitere Versuche beeinflussen können, zu befreien. Falls notwendig sollte das Fass abkühlen;
10. Die Versuchsschritte (d) bis (i) sind mit zwei weiteren Druckgaspackungen des gleichen Produkts zu wiederholen (drei insgesamt, Bemerkung: jede Druckgaspackung wird nur einmal geprüft).

31.5.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse

31.5.4.1 Es ist ein Prüfbericht mit folgenden Informationen anzufertigen:

1. das geprüfte Produkt und seine Hinweise;
2. der interne Druck und die Entnahmerate der Druckgaspackung;
3. die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit im Raum;
4. bei jedem Versuch: die notwendige Sprühdauer (in s) bis zur Entzündung (im Falle der Nicht-Zündung ist dieses zu dokumentieren);
5. Die Masse des Aerosols, die bei jedem Versuch in das Fass gesprüht wurde (in g);
6. das aktuelle Volumen des Fasses (in dm³).

31.5.4.2 Die Äquivalentzeit (t_eq), die notwendig ist bis zur Entzündung in einem 1 m³ Behälter, kann berechnet werden nach:

31.5.4.3 Die Deflagrationsdichte (D_def), die notwendig ist bis zur Entzündung in einem Versuch, kann ebenfalls berechnet werden nach:

31.5.4.4 Sprühaerosole mit einer Verbrennungsenthalpie von weniger als 20 kJ/g, bei denen keine Entzündung in der Flammstrahlprüfung auftritt (siehe Unterabschnitt 31.4 dieses Handbuchs), sind nach folgenden Kriterien einzustufen folgenden Kriterien einzustufen:

31.6 Brennbarkeitsprüfung für Schaumaerosole

31.6.1 Einleitung

31.6.1.1 Dieser Prüfstandard beschreibt eine Methode zur Bewertung der Entzündbarkeit eines Sprühaerosols, welches in Form eines Schaumes, einer Mousse, eines Gels oder einer Paste freigesetzt wird. Ein Aerosol, welches einen Schaum, eine Mousse, ein Gel oder eine Paste absondert, wird auf ein Uhrenglas gesprüht (ca. 5 g) und eine Zündquelle (Kerze, Wachspapier, Streichholz oder Feuerzeug) auf dem Glas positioniert. Es wird beobachtet, ob sich der Schaum, die Mousse, das Gel oder die Paste entzündet oder eine anhaltende Flamme gebildet wird. Eine Entzündung wird als eine stabile Flamme mit einer Brenndauer von mindestens 2 s und einer Flammenhöhe von wenigstens 4 cm definiert.

31.6.2 Geräte und Materialien

31.6.2.1 Die folgenden Geräte werden benötigt:

31.6.2.2 Das Uhrenglas wird auf eine feuerfeste Unterlage in einer zugluftfreien Umgebung gestellt, die nach jedem Versuch belüftet werden kann. Die skalierte Messeinrichtung ist hinter dem Uhrenglas in senkrechter Anordnung mit Hilfe geeigneter Gestelle oder Klammern aufzubauen.

31.6.2.3 Die skalierte Messeinrichtung ist so zu stellen, dass der Anfang mit dem Boden des Uhrenglases in horizontaler Ausrichtung übereinstimmt.

31.6.3 Verfahren

31.6.3.1 Allgemeine Anforderungen

31.6.3.1.1 Vor der Versuchsdurchführung sind die Druckgaspackungen zu konditionieren und anschließend durch Aerosolentnahme für ca. 1 s vorzubereiten. Ziel dieser Aktion ist die Entfernung nichthomogenen Materials aus dem Entnahmeventil.

31.6.3.1.2 Die Verfahrensanweisungen sind strikt einzuhalten, insbesondere, ob die Druckgaspackung in aufrechter oder umgedrehter Position eingesetzt werden soll. Wenn das Schütteln der Dose gefordert wird, ist dieses unmittelbar vor der Prüfung durchzuführen.

31.6.3.1.3 Der Versuch ist in einer zugluftfreien Umgebung mit Lüftung durchzuführen, mit einer Raumtemperatur von 20 °C ± 5 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 30 % - 80 %.

31.6.3.2 Prüfverfahren

1. Mindestens vier volle Druckgaspackungen pro Produkt sind zu konditionieren, indem sie vor jeder Prüfung mindestens 30 min in einem 20 °C ± 1 °C warmen Wasserbad eingetaucht werden. Die Druckgaspackungen müssen mindestens zu 95 % in das Wasserbad eintauchen (sind die Packungen vollständig eingetaucht, sind 30 min ausreichend);
2. Den allgemeinen Anforderungen ist nachzukommen. Die Temperatur und Luftfeuchtigkeit in der Umgebung sind zu dokumentieren;
3. Der interne Druck der Druckgaspackung und die anfängliche Entnahmerate bei 20 °C ± 1 °C sind zu bestimmen (Ausschluss fehlerhafter oder nur unvollständig gefüllte Druckgaspackungen);
4. Die Entleerungs- oder Flussrate des zu untersuchenden Aerosolprodukts ist zu bestimmen, so dass die Masse an herausgetragenem Produkt mit hoher Genauigkeit bestimmt werden kann.
5. Das Gewicht einer Druckgaspackung ist zu bestimmen und zu dokumentieren;
6. Auf der Grundlage der ermittelten Entleerungs- oder Flussrate und unter Einhaltung der Gebrauchsanweisungen des Herstellers sind ca. 5 g des Produkts auf die Mitte des sauberen Uhrenglases zu sprühen, so dass ein Hügel nicht höher als 25 mm entsteht;
7. Innerhalb von 5 s nach abgeschlossener Entnahme des Produkts ist die Zündquelle am Rand der Probe zu platzieren und der Chronometer (Stoppuhr) zu starten. Falls notwendig kann die Zündquelle nach ca. 2 s wieder entfernt werden, um eine deutliche Entzündung beobachten zu können. Wenn offenkundig keine Entzündung vorliegt, ist die Zündquelle wieder am Rand der Probe zu platzieren;
8. Wenn eine Entzündung auftritt, sind folgende Punkte zu dokumentieren:
   1. die maximale Höhe der Flamme oberhalb des Bodens vom Uhrenglas in cm;
   2. die Brenndauer der Flamme in s;
   3. Trocknung und Rückwaage der Druckgaspackung und Berechnung der Masse des versprühten Produkts;
9. Die Umgebung des Versuchs ist unmittelbar nach jedem Versuch zu belüften;
10. Wenn keine Entzündung auftritt und das versprühte Produkt während des Versuchs in der ursprünglichen Form verblieb, sind die Schritte (e) bis (i) zu wiederholen. Dabei soll das Produkt 30 s, 1 min, 2 min oder 4 min vor dem Anzündversuch stehen bleiben;
11. Die Schritte (e) bis (j) sind zwei weitere Male (insgesamt dreimal) mit der gleichen Druckgaspackung zu wiederholen;
12. Die Schritte (e) bis (k) sind für zwei weitere Druckgaspackungen (drei insgesamt) des gleichen Produkts zu wiederholen.

31.6.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse

31.6.4.1 Es ist ein Prüfbericht mit folgenden Informationen anzufertigen:

1. Ob das Produkt sich entzündete;
2. maximale Flammenhöhe in cm;
3. Brenndauer der Flamme in s;
4. die eingesetzte Produktmasse.

31.6.4.2 Schaumaerosole werden nach den folgenden Kriterien eingestuft:

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