Ontsteking op afstand bij licht ontvlambare stoffen.

Niet louter 's zomers bij de barbecue of een gezellig kampvuur, alwaar met extra spiritus of benzine het vuur wil aanwakkere, maar ook in laboratoria waar met lichtontvlambare vloeistoffen wordt gewerkt, treedt dit fenomeen op. Ontsteking op afstand vindt plaats als er een dampspoor van de betreffende stof in contact komt met een ontstekingsbron (vonk, vlam of heet voorwerp).

Als het hete voorwerp een temperatuur heeft die boven de ontbrandingstemperatuur uitkomt, vindt er een ontsteking plaats, waarbij het vuur zich verspreid over het gebied waar de dampspoor is achtergebleven. In het verleden zijn op deze manier zeer ernstige ongelukken gebeurd. Heel berucht in dit geval is de etherbrand. (ether = ethoxyethaan = diethylether)

CASUS:
....Bij ons op het laboratorium werkte een stagiare die bezig was met een experiment waarvoor hij ether (ethoxyethaan) nodig had. Op dezelfde labtafel stond een fles ether die hij voor dat doel pakte. Nadat hij de benodigde hoeveelheid uit de fles had geschonken deed hij de dop op de fles. Een stukje verder, op dezelfde labtafel, stond een, in werking zijnde, roermotor met een verwarmingsplaat. Tijdens het werken ontstond een "deken" van etherdamp. Direct nadat de fles was neergezet werd damp, door de hoge temperatuur van het verwarmingsplaatje, ontstoken. Het vuur verplaatste zich in de richting van de fles die gelukkig was afgesloten. Doordat het vuur zich slechts over een beperkte oppervlak verspreidde (de labtafel) ging het weer snel uit.. Er deden zich geen persoonlijke ongelukken voor, maar de schrik zat er wel in....

Gelukkig liep dit met een sisser af. Heel berucht zijn gevallen dat een spoor etherdamp zich over de vloer verspreidt. Zo'n dampdeken wordt nauwelijks opgemerkt omdat de damp zwaarder is dan lucht, zodat het zich bij de vloer ophoudt. Een ontstekingsbron kan hierdoor catastrofale gevolgen hebben.

Dat dit soort ongelukken niet alleen in het laboratorium plaatsvinden, blijkt uit onderstaande geval (ingezonden door Paul Dolk):

CASUS:
...Ik heb zelf tot mijn eeuwige verbazing een fik in een fles spiritus overleefd zonder een schrammetje. Ik was zelf nog middelbare scholier. Ik wilde kijken wat er zou gebeuren als je spiritus in een brandende potkachel gooide. Kortom: van enige hoogte een scheutje in de kachel gegooid. Het vuur liep razendsnel langs de straal omhoog naar de plastic fles. Gelukkig had ik mij toen al enig natuurkundig inzicht eigen gemaakt. Ik realiseerde mij op tijd dat als het vuur de fles in die stand (opening schuin naar beneden en dus het explosieve gasdeel bovenin) zou bereiken, de inhoud in n keer naar buiten zou komen, hoe dan ook. Ik draaide de fles dus in de verticale stand. De vlam schoot door de opening naar binnen en het gasdeel ontplofte zodat een steekvlam naar het plafond schoot. Die vlam schoot vervolgens weer naar binnen en het proces herhaalde zich. De snelheid waarmee de vlam in en uit de fles schoot schat ik 2 tot 4 maal per seconde, al weet ik het niet zeker meer (en ik ga het niet herhalen). De fles was in feite een ramjet geworden. Ik realiseerde mij dat het alleen een kwestie van tijd was voordat de fles uit elkaar zou scheuren en ik bedacht dat ik de opening moest afsluiten op het moment dat het vlamfront zich buiten de fles bevond. Dit heb ik gedaan door op het juiste moment mijn hand op de opening te houden. Het terugkerende vlamfront doofde gewoon uit. Door de onderdruk schrompelde de fles een eind in elkaar.

Het geheel heeft schat ik rond 5 seconden geduurd. Wat mij gered heeft zijn denk ik de volgende dingen:
-De fles was bijna onaangebroken, zodat zich weinig ruimte boven de vloeistof bevond en dus weinig brandbaar gasmengsel.
-De fles zal een mechanisch stevig exemplaar geweest zijn.
-Ik kon snel en logisch nadenken, paniek is er niet geweest, wel knikkende knien erna.....

... dit is geen practicum-situatie op school, maar misschien toch wel leerzaam. Mensen doen nu eenmaal dit soort dingen, en ze blijven het doen. Ik denk zelf dat de afloop wel zeer uitzonderlijk is; meestal scheurt de fles en heb je het gehad. Tenzij de fles inmiddels leeg zou zijn, zodat er misschien geen brand op de ontploffing kan volgen. Toen ik recent dit verhaal vertelde aan een collega bleek dat hij hetzelfde ooit gedaan had bij een barbeque. Hierbij viel een dode.....

Welke zaken spelen een rol bij ontsteking op afstand? Er zijn een aantal voorwaarden waaronder zich dit kan afspelen. Ten eerste de fysische hoedanigheid van de stof: Vindt er gemakkelijk vermenging van de damp en lucht plaats? Een ander aspect is het vlampunt: de minimale temperatuur waarbij zoveel damp boven de vloeistof ontstaat dat ontbranding of explosie kan plaatsvinden. In het vlampunt is de dampspanning ("vluchtigheid") verdisconteerd. Hoe groter de vluchtigheid des te gemakkelijker mengt de damp zich met lucht. Anderzijds is de ontbrandingstemperatuur van belang. Al deze aspecten spelen ook een rol bij explosiviteit.

Ontvlambaar Licht ontvlambare stoffen moeten met het nevenstaande pictogram (code GHS02) aangeduid worden. Daarnaast zijn er ook de brandbaarheidsklassen:

Enkele licht ontvlambare stoffen met het gevaar van ontsteking op afstand:

Naam van de stof Vlampunt (C) Kookpunt (C) Zelfontbrandings temperatuur
(C)
Pentaan -40 36 260
Hexaan -22 69 223
Heptaan -4 98 204
Ethoxyethaan ("ether") -45 35 160
Ethylethanoaat ("ethylacetaat") -4 77 430
Petroleumether 40/60 <21 40-60 250

Geraadpleeegde bronnen:

  1. P.R.M.Kerklaan; Gevaarlijke stoffen op het werk; 1997; SDU Uitgevers, Den Haag.
  2. CHEMIEKAARTEN, SDU; Den Haag.

Linke Soep! HOME