ISO 15029-1 Bestimmung der Sprühzündeigenschaften von schwer entflammbaren Flüssigkeiten – Teil 1: Sprühflammbeständigkeit – Hohlkegeldüsenverfahren

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) herausgegebene Norm ISO 15029-1 „Öle und verwandte Produkte – Bestimmung der Sprühzündeigenschaften von schwer entflammbaren Flüssigkeiten – Teil 1: Sprühflammenbeständigkeit – Hohlkegeldüsenverfahren“ beschreibt das Hohlkegeldüsenverfahren zur Bewertung der Beständigkeit einer Flamme, die beim Drucksprühen einer schwer entflammbaren Flüssigkeit an verschiedenen Punkten angelegt wird. Diese Norm ist eines der beiden grundlegenden Messverfahren zur Bestimmung der Feuerbeständigkeit und kann gemäß dem Luxemburger Bericht in die entsprechenden Vorschriften aufgenommen werden.

Im Sinne dieser Norm bezeichnet die Flammennachwirkung die maximale Zeitspanne unter festgelegten Bedingungen zwischen dem Entfernen der Zündflamme und dem Erlöschen des Sprühstrahls an verschiedenen Stellen entlang der Länge eines unter Druck stehenden Flüssigkeitssprühstrahls (auf 0,1 Sekunden genau).

Prinzipiell wird eine Flüssigkeitsprobe unter Druck gesetzt und auf einen bestimmten Druck und eine bestimmte Temperatur erhitzt und anschließend durch eine definierte Düse versprüht. Der entstehende Sprühstrahl wird an verschiedenen Punkten entlang seiner gesamten Länge nacheinander mit einer Autogenflamme definierter Energie entzündet. Nach der Zündung wird die Testflamme entfernt und die Nachbrennzeit gemessen. Das Testergebnis ist die maximale Nachbrennzeit ohne zusätzliche Zündung.

Sofern nicht anders angegeben, sind die Proben gemäß den in ISO 3170 oder einer gleichwertigen Norm festgelegten Verfahren zu entnehmen. Laborproben sind vor der Entnahme auf Homogenität und Klarheit zu prüfen. Sedimente oder freies Wasser sind durch Filtration oder Dekantieren zu entfernen; deren Vorhandensein ist im Prüfbericht zu vermerken. Die Proben sind bis zur Verwendung bei einer Temperatur zwischen 0 und 30 °C zu lagern.

Wird eine andere Probe als die zuvor mit dem Sprühgerät getestete analysiert, werden der Druckbehälter und verschiedene Teile der Sprühdüse mehrmals mit kochendem Wasser gespült, dem ein geeignetes Lösungsmittel oder Reinigungsmittel zugesetzt wurde. Restliches Lösungsmittel wird entfernt. Anschließend wird das trockene Testgerät sorgfältig mit der zu prüfenden Flüssigkeit gespült.

In der Welt der risikoreichen Industrieanlagen, in denen Maschinen unter hohem Druck und extremer Hitze arbeiten, ist Brandgefahr eine ständige Bedrohung. Insbesondere Hydrauliksysteme sind auf flammhemmende Flüssigkeiten angewiesen – nicht nur zur Schmierung und Kraftübertragung, sondern auch zur Verhinderung katastrophaler Ausfälle. Die internationale Norm ISO 15029-1 spielt eine entscheidende Rolle bei der Minderung dieser Risiken und bietet ein Prüfverfahren zur Bewertung der Leistungsfähigkeit flammhemmender Flüssigkeiten bei Einwirkung von Flammen im Sprühzustand.

Dieser Standard ermöglicht es Branchen wie dem Bergbau, dem Bauwesen und der Fertigungsindustrie, sich auf ein sichereres und besser vorhersagbares Flüssigkeitsverhalten zu verlassen. Er befasst sich mit einem spezifischen, aber entscheidenden Aspekt des Brandschutzes: der Flammenbeständigkeit bei der Anwendung auf einen unter Druck stehenden Flüssigkeitsstrahl. Dies ist zudem eine direkte Antwort auf die praktischen Bedürfnisse des Bergbaus und anderer Rohstoffgewinnungsindustrien.

Herkömmliche Hydraulikflüssigkeiten auf Erdölbasis sind zwar effizient, aber hochentzündlich, insbesondere beim Versprühen während Leckagen oder Explosionen in Hochdrucksystemen. Eine einzige Zündquelle, wie beispielsweise ein Funke von einem defekten Gerät, kann einen feinen Nebel in einen Feuerball verwandeln und verheerende Unfälle verursachen. Um dem entgegenzuwirken, wurden feuerbeständige Flüssigkeiten entwickelt, häufig auf Wasserbasis oder synthetisch. Deren Leistungsfähigkeit erforderte jedoch strenge und vergleichbare Tests.

Die Norm ISO 15029-1 etabliert sich als eine von zwei grundlegenden Normen zur Messung der Feuerbeständigkeit (das Verfahren mit der Feststoffstrahldüse ist in der Norm ISO 15029-1 definiert). Diese Tests simulieren industrielle Szenarien, in denen sich Flüssigkeitssprays entzünden könnten, und unterstützen Hersteller bei der Zertifizierung ihrer Produkte sowie Aufsichtsbehörden bei der Durchsetzung von Sicherheitsstandards. Die Norm konzentriert sich auf die Flammennachwirkung des Sprays und misst, wie lange eine Flamme nach Kontakt mit dem Spray bestehen bleibt. Zudem liefert sie Daten zur Fähigkeit der Flüssigkeit, die Brandausbreitung zu unterdrücken oder zu löschen.

Der Anwendungsbereich der ISO 15029-1 ist präzise definiert: Sie beschreibt ein Laborverfahren zur Bewertung der Entflammbarkeitseigenschaften schwer entflammbarer Flüssigkeiten unter kontrollierten Bedingungen. Es handelt sich dabei nicht um eine umfassende Sicherheitszertifizierung, sondern um eine gezielte Bewertung des Sprühverhaltens von Flüssigkeiten, die in Hydraulik- oder Schmiersystemen mit hohem Brandrisiko eingesetzt werden.

Das Prüfverfahren nach ISO 15029-1 verwendet eine Hohlkegeldüse, die ein diffuses Sprühmuster erzeugt, das die Zerstäubung in der Praxis nachbildet. Die grundlegenden Verfahrensschritte sind wie folgt:

• Vorbereitung: Eine Probe der feuerbeständigen Flüssigkeit wird auf einen bestimmten Druck (typischerweise 5–10 MPa, abhängig von der Anwendung) gebracht und durch eine Hohlkegeldüse geleitet. Dadurch entsteht ein kegelförmiger Sprühnebel mit definierter Tropfengrößenverteilung, was die Reproduzierbarkeit gewährleistet.
• Zündverfahren: Eine Pilotflamme, typischerweise ein kleiner Gasbrenner, wird systematisch an mehreren Punkten innerhalb des Sprühkegels angelegt. Die Testpunkte umfassen Kern-, Rand- und Zwischenbereiche, um Veränderungen der Flammeninteraktion zu erfassen.
• Beobachtung und Messung: Beobachter erfassen die Nachbrenndauer der Flamme (die Zeit, die die Flamme nach dem Entfernen der Zündflamme noch brennt). Die Nachbrenndauer wird wie folgt klassifiziert:
• Keine Zündung: Die Flamme erlischt sofort.
• Kurze Brenndauer: Die Flamme brennt nur wenige Sekunden, erlischt dann aber von selbst.
• Lang anhaltende Persistenz: Die Flamme brennt hartnäckig oder entzündet sich erneut, was auf ein höheres Risiko hinweist.
• Wiederholung und Überprüfung: Es werden mehrere Versuche bei Umgebungstemperatur (ca. 20–25 °C) und kontrollierter Luftfeuchtigkeit durchgeführt (mindestens fünf pro Messpunkt). Variablen wie Sprühdruck und Düsenöffnungsgröße werden standardisiert, um Fehler zu minimieren.

Das Prüfgerät verfügt über Sicherheitsmerkmale wie Explosionsschutz und Belüftung, um mögliche plötzliche Brände zu beherrschen, was das Engagement des Standards für die Sicherheit der Bediener unterstreicht.

Dieses Hohlkegelverfahren unterscheidet sich von der Festkörperströmungsmethode der Norm ISO 15029-1, bei der dichtere Flüssigkeitsstrahlen geprüft werden. Zusammen liefern sie ein umfassendes Profil der Feuerbeständigkeitseigenschaften einer Flüssigkeit, das häufig in Produktdatenblättern und Konformitätszertifikaten angegeben wird.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Verbesserung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir Unternehmen auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 15029-1 Erdöl und verwandte Produkte – Bestimmung der Sprühzündeigenschaften von schwer entflammbaren Flüssigkeiten – Teil 1: Sprühflammenbeständigkeit – Hohlkegeldüsenverfahren“ an.