Flamme empor!

Gas? Aber sicher.

Flamme empor!

# 157 | 01.12.2015 | JEM

Acetylen, Sauerstoff und Propan sind gefährlich. Das wird kaum besser, wenn man sie in Flaschen unter Druck setzt.

1Achtung: Langer Artikel.

Leider ist dieser Artikel beim Schreiben zum fürchterlichen Bandwurm ausgeartet; nichtsdestoweniger braucht es eine Menge Worte, um zu erklären, wie man sein eigenes Haus mit wenig Aufwand pulverisiert, sich ein dickes Loch in die Brust stanzt oder den Eherochen in der Schraubergrube erstickt.
 
Wir wünschen angenehme Unterhaltung.

2An der Ecke des Geländes...

Mit etwas archäologischem Gespür findet man in aufgelassenen Fabrikgeländen in einer hinteren Ecke eine verfallene, unscheinbare und windschiefe Hütte:
Die Enwickler-Bude. Mit noch mehr Glück steht darin auch noch das Herzstück des Hauses, der Acetylenentwickler höchstpersönlich. Meist ein unscheinbarer Zylinder mit zertretenen Manometern und abgeschraubten Rohren, im Inneren eine weiße, bröselige Substanz: Kalk.
 
Anhand der Größe und dem Alter dieses Acetylenentwicklers lässt sich sogar abschätzen, wieviel Gas hier produziert wurde und wann das Unternehmen dazu überging, das Brenn- und Schneidgas in Flaschen zu kaufen.
Interessant zudem nicht nur die Tatsache, dass die kleine Gasfabrik immer an der äußersten Ecke der Fabrik steht, sondern oft auch über eine extraleichte Dachkonstruktion verfügt, die bei einer Detonation noch vor den Seitenwänden zerstäubt und die Druckwelle himmelwärts lenkt.
 
Wer je auch nur eine colabüchsengroße Portion Acetylen-Sauerstoff-Gemisch angezündet hat, kann erahnen, was passiert, wenn ein undichter Entwickler den Innenraum dieses schmalen Häuschens mit zündfähigem Gemisch geflutet hat und irgendein Dussel da mit glimmender Kippe die Tür aufmacht (Lichtschalter befinden sich typischerweise immer draußen):
Der Mann ist im mindesten taub, oft einfach nur hinüber und wird dem Bestatter in mehreren Kartons übergeben.
 
Kurz: Gemische von Brenngas mit Luft (und den darin enthaltenen rund 21% Sauerstoff) sind beeindruckend gefährlich.
Und genau das ist der Grund, weswegen Acetylen heute nur noch zu Museumszwecken aus Karbid und Wasser hergestellt wird.
Fast immer rollt das Zeug wie alle übrigen technischen Gase in Gasflaschen auf den Hof und steht dann in irgendeiner Ecke, bis es gebraucht wird. Dabei gehen vom Gas in der Flasche prinzipiell zwei Gefahren aus. Gefahr Nummer eins ist das Gas selbst, also die explosive, erstickende oder brandfördernde Wirkung des Stoffs.
 
Gefahr Nummer zwei ist die Tatsache, dass man das Gas natürlich nicht einfach nur in die Flasche füllt, sondern besonders viel wertvolles Acetylen, Corgon oder Butan auf einen Ruck verkaufen will; statt eine 20-Liter-Buddel mit nur 20 Litern zu befüllen, prügelt der Gasmann z.B. 200 Mal 20 Liter in den Stahlzylinder.
Das ergibt dann 4.000 Liter oder 4 m³ Gas und 200 bar auf dem Manometer.

3Gefahr: Hochdruck

200 bar sind eine unerhörte Zahl, die man einer still hinten auf dem Schutzgasgerät stehenden Flasche nicht ansieht.
Und üblicherweise muss man ein paar vertraute Drücke zu hilfe nehmen, wenn es darum geht, die Kraft zu begreifen, die hinter dieser Zahl steht. Schließlich definiert sich Druck als Produkt aus Kraft und Fläche.
Wenn also die Fläche zunimmt, steigt die Kraft (bei gleichem Druck) und wenn der Druck steigt, wird die Kraft auf eine Fläche größer.
 
Und dass schon kleine Flächen unangenehm viel Kraft ausüben, wenn da nur ein paar lumpige bar draufstehen, zeigt der olle, rausgerissene Wasserhahn im Badezimmer:
Auf dem heimischen Wassernetz sind nach dem Druckminderer im Keller typischerweise 5 oder 6 bar. Auf der Ringfläche eines 1/2zölligen Rohres oder Gartenschlauchs stehen bei 5 bar damit echte 100 Kilo Wasser(druck) - das ist beeindruckend viel und zeigt deutlich, warum es Vaddi nur selten gelingt, so ein Leck mit der Hand oder der alten Mischbatterie abzudichten, ohne den Haupthahn im Keller vorher abzudrehen.
 
Stünden auf der Hauswasserleitung gar die 200 Atmosphären, müsste der Senior seinen breiten Daumen mit einer Kraft von 4 Tonnen auf das Loch drücken, damit nix mehr auf die Klovorleger plörrt.

4Eingesperrtes Gas

Weil also die 200 bar in einer Schutzgas- oder Sauerstoffflasche eine enorme Kraft auf die Flasche selbst ausüben, haben solche Buddeln typischerweise dicke Stahlwände, eine zylindrische Form und einen eingeschweißten Hals mit sehr langem und dünnem Spezialgewinde, in dem ein Absperrhahn mit sehr geringem Innendurchmesser hockt.
 
Im Hinblick auf die Kraftverteilung wäre die ideale Bauform eines solchen Behälters eigentlich eine Kugel; leider lässt sich sowas schwer auf der Baustelle hin- und herräumen, so dass sich Stahlzylinder durchgesetzt haben.
 
Um die 200 bar nun also schnell und unkontrolliert freizusetzen, kann man unterschiedliche Wege beschreiten.
Bei allen geht es darum, den Behälter so zu schwächen, dass die eingesperrten Geister ihren Weg ins Freie finden. Ideal deswegen, schlicht die Flex anzusetzen und damit eine Längsrille in die Flasche zu schneiden.
Damit geht es der Gasbuddel wie einem Wiener Würstchen nach 5 Stunden Wurstkocher in Lottis Futterluke - das Ding platzt der Länge nach auf. Und zwar mit Knalleffekt, schließlich wollen die vier Kubikmeter Schutzgas binnen weniger Mikrosekunden in die Werkstatt.
 
Die seitlich aufgeplatzte Flaschen-Knackwurst ist das typische Schadensbild, wenn das Material einer Flasche nachgibt, z.B. der Druck im Inneren zu hoch wird (Acetylen-Flasche mit Flaschenbrand) oder Haus und Hof in Flammen stehen und eine randvolle Schutzgasflasche zuviel Wärme abbekommt.
 
Unter normalen Umständen ist sowas jedoch nicht hinzukriegen; die heutzutage im Umlauf befindlichen Flaschen sind viel zu stabil - hier muss man wirklich mutwillig Hand anlegen, um in Allahs Obhut zu gelangen.

5Flaschenventil

Das oben in den Hals geschraubte Flaschenventil ist die Achillesferse aller Flaschen.
Auf diesem kleinen Hähnchen stehen nämlich nicht nur die 200 bar einer frischen Füllung - er kuckt auch noch ob aus dem Stahlzylinder heraus und bildet damit den exponiertesten Punkt der Bombe.
Unschwer zu erahnen, was passiert, wenn eine volle 50-Liter-Flasche mit einem Kampfgewicht von knapp 70 Kilo umkippt und das Ventil haargenau auf der Bordsteinkante aufschlägt.
 
Solche Guillotine-Unfälle sind zwar selten, kommen aber vor und lassen das Gas binnen weniger Sekunden ausströmen.
Weil das Ventilgewinde bei so einer Havarie meist in der Flasche steckenbleibt, wird der Schub der Schutzgasrakete nicht augenblicklich freigesetzt, sondern verteilt sich auf 2 bis 4 Sekunden.
Währenddessen ist die Kraftentwicklung enorm - mit etwas Anlauf hebt so eine Flasche vom Boden ab und durchschlägt Wände und Hallendächer.

6Kappe / Kragen / Kette

Damit die Schutzgasflasche nicht zur Mittelstreckenrakte mutiert, sollte sie immer schön angeleint sein und nie und nimmer umkippen können.
Das meint prinzipiell alle, auch leere oder fastleere Buddeln.
Wenn also der Edelstahl-Klempnermann bei der Montage der Balkonbrüstung das WIG-Gerät auspackt, darf man den VA-Künstler gerne darauf hinweisen, seine Argon-Flasche entweder anzuleinen oder hinzulegen, so dass sie nicht umfallen kann.
 
Dieses Hinlegen gilt natürlich nur für Flaschen, in denen das Gas gasförmig ist - also Sauerstoff, Schutzgas oder Argon. Bei Propan/Butan oder Acetylen sieht das etwas anders aus - dazu später mehr.

Weil man das Pressgas hin und wieder durch die Gegend tragen muss (spätestens, wenn die Ladung am Samstagnachmittag alle ist), gehört zu jeder Flasche eine Schutzkappe oder ein Schutzkragen.
Diese Kragen sind aus Kunststoff oder Blech gemacht und verhindern ein Abscheren des Ventils zuverlässig.
Das hier gezeigte Modell „Air Liquide“ wirkt obendrein noch wie ein Mündungsdämpfer und würde den Gasstrom im Fall eines fehlenden Ventils zu beiden Seiten umleiten und unschädlich machen.
 
Verfügt der Behälter nicht über so einen feinen Kragen, dann muss selbst für den kleinsten Weg immer die Kappe drauf.
Und zwar mindestens zwei oder drei Gewindegänge. Im Fall des Falles schluckt diese Kappe dann genug Energie, dass das Ventil drauf bleibt.
 
Je nach körperlicher Konstitution kann man die Flasche (mit Kappe) entweder tragen oder rollen oder aufrecht rollen.
Spätestens die Flaschen von 20 oder mehr Litern sind so schwer, dass man dieses aufrechte Rollen (mit Kappe) kurz üben sollte: Flasche leicht neigen, drehen und beobachten, wohin das Ding watschelt.
Mit etwas Training lassen sich Argon oder Sauerstoff auf diese Weise elegant und zum Erstaunen der Damenwelt zügig durch die Werkstatt bewegen (mit Kappe).
 
Angeschlossen an ein MIG/MAG- oder WIG-Geräte ist die Flasche nicht minder gefährlich.
Jedes rollbare Schweißgerät verfügt deswegen immer über eine Kette, um das Druckgas zu arretieren.
Die verhindert dann zuverlässig, dass sich das teure Gas bei der Schussfahrt über den Spaltenboden der Schrauberhalle selbstständig macht und mitsamt Druckminderer kopfüber vom Gerät poltert.
Ob nämlich das nackte Ventil oder das Ventil mitsamt Druckminderer abscherte, ist dem Bestatter wurscht.

7Gasflasche im Auto

Um sich in einem aktuellen, Airbag-gespickten Fahrzeug die Lebenslampe auszupusten, braucht es Erfindungsgabe - schließlich haben die Ingenieure in Wolfsburg oder München eine Menge Aufwand betrieben, um die leibliche Hülle der Insassen zu schützen.
 
Die simpelste und wirkungsvollste Methode besteht in der Mitnahme von schweren, scharfkantigen Gegenständen auf der Hutablage.
So hebt z.B. beim Frontalcrash gegen den Brückenpfeiler eine pralle Werkzeugkiste die Wirkung aller Airbags vollständig auf und putzt dem Fahrer die Rübe rückstandsfrei vom Hals.
 
Die gute alte Massenträgheit entfaltet ihre Wirkung natürlich auch bei Schutzgasflaschen.
Richtig gelagert, stanzt die Flasche nicht nur ein Loch in den Kraftfahrer, sondern zerschmettert auch ihr eigenes Ventil (Kappe drauf?) am Beton und verwirrt mit ihren Zerstörungsspuren später die Forensiker.
 
Bei jedem Transport im Auto gilt deswegen: Flasche (Kappe drauf?) so verstauen, dass das Ding beim Frontalcrash nicht durch den Innenraum saust.
Alternativ in den Beifahrer-Fußraum stellen. Im übrigen ist eine volle Flasche wegen ihres hohen Innendrucks ungefährlicher als eine leere, weil stabiler. Voraussetzung dabei: Ein intaktes Ventil.
 
Dass die Flasche dicht sein muss, versteht sich von selbst: Im Koffer- oder Innenraum reichert sich austretendes Gas nämlich rasch an und bildet dann eine entweder erstickende oder entzündlich /brandfördernde Atmosphäre.
Wer also plant, die Gartenmöbel-Ausstellung des nahegelegenen Realkauf-Marktes abzuräumen, muss den Familien-Berlingo mit leise zischelnder Acetylen-Flasche im Innenraum nur ein Weilchen vor den Hollywoodschaukeln im Freigelände parken und dann aus der Ferne die Türen entriegeln.

8Flamme aus der Flasche

In der Tat muss in puncto Gefährlichkeit bei den Gasen ganz fein unterscheiden:
Während Acetylen („Ethin“, C2H2) und Propan-Butan-Gemische (C3H8 / C4H10) als Kohlenwasserstoffe in Verbindung mit Sauerstoff brennen, ist Sauerstoff (O oder O2) selbst nicht brennbar - das Zeug fördert bloß Flammen, Feuer und Explosionen vehement.
 
Um nun die schmierige Schrauberhalle nachhaltig in der Stadtteilgeschichte zu verankern, tut man aber gut daran, Brenngas mit Sauerstoff zu kombinieren:
Das erhöht den Effekt und spart Kosten. Aber der Reihe nach.

9Acetylen

...kommt langsam aber sicher aus der Mode und wird nur noch vom Oldtimer-Schrauber wirklich geschätzt. Nichtsdestoweniger kann man sowas rumstehen haben, einfach weil die Acetylen-Sauerstoff-Flamme auch ohne Netzanschluss brennt und deswegen ausgesprochen mobile Schweißerei ermöglicht.
 
Das Gas selbst ist etwas leichter als Luft und hat die unangenehme Eigenschaft, in fast jedem Mischungsverhältnis mit dieser Luft zu brennen.
Noch unangenehmer die Tatsache, dass Acetylen beim Zutun von nur wenigen hundert Grad Hitze (Blinkerbirnchen vor der Gartenmöbel-Ausstellung) detonieren kann, also nicht nur brennt, sondern explodiert. Noch dümmer, dass die Reaktionsgeschwindigkeit hoch und die Druckwelle damit extrem zerstörerisch ist.
 
Aus diesem Grund wird Ethin auch nicht einfach komprimiert in die Flasche gejagt, sondern in der Flasche gelöst.
Die braune Acetylen-Buddel enthält für diesen Zweck ein schwammartiges Innenleben und ein paar Liter Aceton:
Nur damit lässt sich Acetylen wirksam und sicher in den Stahlzylinder bannen. Weil dieser Löse- und Freiwerde-Prozess im Aceton-Schwamm Zeit braucht, kann man aus der Flasche jedoch immer nur eine begrenzte Menge Gas pro Zeit entnehmen - wenn der Brenner flüssiges Aceton ausspuckt, hat man definitiv zuviel und zu schnell gesaugt.
 
Und dieses flüssige Innenleben ist auch der Grund, weswegen Acetylen-Flaschen aufrecht stehen oder wenigstens schräg liegen müssen, wenn man die autogene Lötfackel anklemmt.
Andernfalls kann das bindende Aceton ebenso mitgerissen werden. Der Innendruck einer solchen Flasche ist mit knappen 20 bar bei Raumtemperatur nicht sonderlich hoch; Gefahr droht vom hier in erster Linie vom Gas selbst. Mehr dazu im Artikel Autogen-Schweißen (kommt noch).

10Propan / Butan

Propan und Butan werden nur selten in Reinform verkauft; üblicherweise schwappert eine Mischung aus beiden in der Campinggasflasche.
Schwappert deswegen, weil beide Gase flüssig werden, wenn man sie unter Druck setzt - dabei verringert sich ihr Volumen auf rund 1/250el des Ausgangsvolumens. Dreht man den Hahn der Flasche auf, sinkt der Gasdruck im Behälter und lässt ein wenig Flüssiggas verdampfen.
Je nach Mischung und Außentemperatur kann dieser Innendruck ganz unterschiedlich ausfallen und zwischen 0 und 30 bar liegen.
 
Richtig gelesen: Wenn Vaddi die Koch-Buddeln des Hymenmobils im korsischen Herbst mit fast reinem Butan füllt und die Rentnerschaukel an den Polarkreis steuert, kann das Gas in Lappland und frostigen -20 °C unter Umständen gar nicht aus der Flasche wollen.
Die ist dann zwar voll, gibt aber nix her - kein Druck auf der Flasche.
 
Während das am Dauercamper-Stammtisch für Heiterkeit sorgt, freut sich der kostenbewusste Freischärler über eine weitere Eigenschaft von Flüssiggas-Mischungen:
Das Zeug ist je nach Mixtur nämlich teils doppelt so schwer wie Luft und fällt deshalb ganz deutlich nach unten.
Auf diese Weise brauchten serbische Milizionäre in den 90er Jahren nur eine Gasflasche im Obergeschoss, offene Türen und eine brennende Kerze auf dem Küchentisch im Erdgeschoss, um die Häuser kroatischer Widersacher preisgünstig zu demolieren.
 
Liebt man also Haus und Hof, müssen Flüssiggasflaschen immer über Erdgleiche und gut belüftet stehen. Am besten draußen. Nie im Keller, nie in irgendwelchen unbelüfteten Räumen.
Dass die Schutzkappe zum Transport auf der Flasche sitzen sollte, versteht sich fast von selbst.

11Sauerstoff

Sauerstoff brennt nicht, macht aber brennen. Genauer: Sauerstoff ist das, was Feuer (ja, der Chemiker stöhnt - zu Recht) üblicherweise möglich macht.
Er ist deswegen als „brandfördernd“ eingestuft und deswegen kaum weniger heikel wie der Brennstoff selbst. Plant man also die Verwüstung des umliegenden Wohnblocks, geht es selten ohne Sauerstoff.
 
Interessanterweise entzünden sich auch vermeintlich harmlose Dinge unter Zugabe von Sauerstoff mitunter bei Zimmertemperatur und ziemlich spontan - das sind zum Beispiel Öl und Fett.
Und genau das ist der Grund, weswegen auf Sauerstoffflaschen draufsteht, dass zumindest mineralische Öle und Fette an der Armatur nix zu suchen haben.
 
In der Werkstatt-Praxis hat das üblicherweise keine Bedeutung.
Allerdings soll es Praktikanten mit Gesellenbrief geben (gegeben haben), die sich die die ölige Montur zu Feierabend mit Sauerstoff aus der Flasche durchgepustet haben und anschließend als flammende Joe Cocker-Doublette durch die Hütte liefen.

12Schutzgas

Je nach Mischung sind Schutzgase zum Schweißen fast doppelt so schwer wie Luft und fallen nach unten wie Propan.
Allerdings tun sie da nichts - außer reaktionsfaul rumliegen und den Luftsauerstoff verdrängen.
 
Nur in Ausnahmefällen wird also eine Schutzgasflasche ausreichen, den Kollegen in der Schraubergrube für immer einzuschläfern, auch wenn das theoretisch möglich ist.

13Unterm Strich...

... ist Gas in Flaschen also genauso gefährlich oder ungefährlich wie ein Fön - neben der vollen Badewanne im unsanierten Altbau ohne FI-Schalter.
Der Mann im Schrauber muss deswegen wissen, was er tut und darf gerne einmal mehr nachdenken, bevor er an Druckgasflaschen herumhantiert.
 
Wir empfehlen deswegen weiterführende Lektüre im Internet. Junge Damen, bitte dranbleiben.