KSt-Wert und Staubexplosionsklassen St 1 bis St 3 einfach erklärt

Wer eine Absauganlage für brennbaren Staub plant, wird früh nach dem K_St-Wert gefragt. Ohne ihn lässt sich der Explosionsschutz der Anlage nicht sicher bemessen. Hier erklären wir, was hinter dem Wert steckt, woher Sie ihn bekommen und was er für Ihre Anlage bedeutet. Wie eine Staubexplosion überhaupt entsteht, lesen Sie im Beitrag Staubexplosion.

Was der KSt-Wert aussagt

Explodiert Staub in einem geschlossenen Behälter, steigt der Druck innerhalb von Millisekunden an. Zwei Größen beschreiben diese Explosion:

• p_max – der höchste Explosionsüberdruck. Er liegt für viele Stäube bei etwa 7 bis 10bar.
• (dp/dt)_max – der steilste Druckanstieg, also wie schnell der Druck nach oben schießt.

Der Druckanstieg hängt von der Behältergröße ab: In großen Behältern verläuft er langsamer. Damit Messungen vergleichbar sind, wird er mit der dritten Wurzel des Behältervolumens multipliziert. Das Ergebnis ist der K_St-Wert:

K_St = (dp/dt)_max · V^1/3  [bar·m/s]

Ein hoher K_St-Wert heißt: Die Explosion läuft schnell und heftig ab. Eine Druckentlastung muss dann größer sein und schneller ansprechen.

Die Staubexplosionsklassen

Klasse	KSt-Wert	Bedeutung
St 0	0	keine Staubexplosion
St 1	über 0 bis 200bar·m/s	schwache bis mittlere Explosionsheftigkeit
St 2	über 200 bis 300bar·m/s	starke Explosionsheftigkeit
St 3	über 300bar·m/s	sehr starke Explosionsheftigkeit

Wichtig: Auch St 1 ist eine gefährliche Staubexplosion. Die Klasse sagt nur, wie heftig sie verläuft, nicht ob sie gefährlich ist. Und: Derselbe Stoff kann je nach Feinheit, Feuchte und Form der Partikel in unterschiedliche Klassen fallen. Sehr feine Metallstäube wie Aluminium können St 3 erreichen, gröbere Stäube desselben Metalls liegen deutlich niedriger.

Wie der KSt-Wert bestimmt wird

Gemessen wird in genormten Prüfbehältern, üblich sind eine 20-Liter-Kugel oder ein 1-m³-Behälter. Der Staub wird eingeblasen, aufgewirbelt und mit einer festgelegten Zündenergie gezündet. Aus der Druckkurve ergeben sich p_max und (dp/dt)_max. Das Verfahren ist in der Normenreihe EN 14034 beschrieben.

Woher Sie den Wert bekommen

1. Sicherheitsdatenblatt: Bei Pulvern und Granulaten als Produkt sind Kenngrößen manchmal angegeben.
2. Datenbanken: Die Datenbank GESTIS-STAUB-EX des Instituts für Arbeitsschutz (IFA) enthält Kenngrößen vieler Stäube. Sie eignen sich zur ersten Einschätzung.
3. Labormessung: Für Ihren tatsächlichen Prozessstaub – etwa Schleifstaub aus Ihrer Produktion – ist eine Messung der sicherste Weg. Dafür wird eine Probe des Staubs aus der Anlage oder vom Arbeitsplatz genommen.

Werte aus Datenbanken sind Richtwerte. Weicht Ihr Staub in Feinheit oder Zusammensetzung ab, kann der tatsächliche Wert höher liegen.

Wofür der KSt-Wert bei der Absauganlage gebraucht wird

• Explosionsdruckentlastung: Größe und Anzahl der Berstscheiben oder Klappen werden aus K_St-Wert, p_max, Volumen und Festigkeit der Anlage berechnet (EN 14491).
• Explosionsunterdrückung: Die Anlage muss schnell genug auslösen – je höher der K_St-Wert, desto weniger Zeit bleibt (EN 14373).
• Entkopplung: Rückschlagklappen und Schnellschlussschieber sind nur für bestimmte Staubwerte und Einbausituationen zugelassen (EN 15089).
• Auswahl der Anlage: Ob eine Anlage für Ihren Staub geeignet ist, hängt davon ab, für welche K_St– und p_max-Werte sie ausgelegt und geprüft ist.

Neben dem K_St-Wert zählen weitere Kenngrößen: die Mindestzündenergie (wie leicht sich der Staub zünden lässt, wichtig für Elektrostatik), die Mindestzündtemperatur von Staubwolke und Staubschicht und die untere Explosionsgrenze.

Checkliste

1. Ist bekannt, welche Ihrer Stäube brennbar sind?
2. Liegen K_St-Wert, p_max und Mindestzündenergie vor – aus Datenblatt, Datenbank oder Messung?
3. Passen die Werte zu Ihrem echten Prozessstaub, nicht nur zum Ausgangsmaterial?
4. Ist die Absauganlage für diese Werte ausgelegt und geprüft?
5. Sind die Werte im Explosionsschutzdokument festgehalten?

So unterstützt KAWEHA

KAWEHA legt Absauganlagen für brennbare Stäube auf die Kenngrößen Ihres Staubs aus – mit Druckentlastung oder Unterdrückung, Entkopplung und ATEX-Ausführung. Fehlen die Werte, sagen wir Ihnen, welche gebraucht werden und wie Sie sie bekommen.

Absauganlagen für Stäube und Feststoffe →

Häufige Fragen

Was ist der KSt-Wert?

Der K_St-Wert ist eine Kenngröße für die Heftigkeit einer Staubexplosion. Er ergibt sich aus dem maximalen Druckanstieg bei einer Explosion im Prüfbehälter, umgerechnet auf ein Volumen von 1m³, und wird in bar·m/s angegeben.

Was bedeutet Staubexplosionsklasse St 1?

St 1 umfasst Stäube mit einem K_St-Wert über 0 bis 200bar·m/s. Sie explodieren weniger heftig als St 2 oder St 3 – eine Staubexplosion der Klasse St 1 ist aber trotzdem gefährlich und erfordert Schutzmaßnahmen.

Welche Stäube gehören zu St 3?

Vor allem sehr feine Metallstäube, etwa feiner Aluminiumstaub, sowie einzelne organische Pulver. Entscheidend ist der konkrete Staub: Feinheit und Zusammensetzung bestimmen die Klasse.

Wo finde ich den KSt-Wert meines Staubs?

Im Sicherheitsdatenblatt, in Datenbanken wie GESTIS-STAUB-EX oder – am sichersten für Prozessstäube – durch eine Labormessung einer Probe aus Ihrer Produktion.

Warum braucht der Anlagenbauer den KSt-Wert?

Weil Druckentlastung, Explosionsunterdrückung und Entkopplung der Absauganlage danach berechnet und ausgewählt werden. Ohne den Wert lässt sich nicht nachweisen, dass die Anlage einer Explosion standhält.