Brandfarlig risiko

For at gas kan antændes, skal der være en antændelseskilde, typisk en gnist (eller flamme eller varm overflade), brændstof og ilt.

For at der kan ske en antændelse, skal koncentrationen af gas eller damp i luften være på et niveau, så "brændstoffet" og ilt kan reagere kemisk, og energien fra det ene molekyle, der brænder, er nok til at antænde reaktionen i det næste molekyle og så videre. Eksplosionens kraft afhænger af "brændstoffet" og dets koncentration i atmosfæren. Forholdet mellem brændstof/luft/antændelse er illustreret i "brandtrekanten".

Begrebet "brandtetraeder" er blevet introduceret for nylig for at illustrere risikoen for, at brande opstår på grund af kemiske reaktioner.

Ved de fleste typer brand fungerer den oprindelige model med brandtrekanten godt - hvis man fjerner et element i trekanten (brændstof, ilt eller antændelseskilde), vil det forhindre, at der opstår en brand. Men hvis der er for stor afstand mellem molekylerne, betyder det, at brændstof- og iltmolekyler, der reagerer, ikke overfører nok energi til nabomolekylerne til at antænde deres reaktion.

I nogle situationer, f.eks. når branden involverer brændende metaller som litium eller magnesium, kan brug af vand til at slukke branden resultere i, at den bliver varmere eller endda eksploderer. Det skyldes, at sådanne metaller kan reagere med vand i en eksoterm reaktion og producere brandfarlig brintgas, der tilføres brændstoffet, som derefter brænder.

Ikke alle koncentrationer af brandfarlig gas eller damp i luften vil brænde eller eksplodere. Den nedre eksplosionsgrænse (LEL) er den laveste koncentration af "brændstof" i luften, som vil brænde, og for de fleste brandfarlige gasser er den mindre end 5 volumenprocent, og mange ligger på 1 volumenprocent. Ved lavere koncentrationer er brændstofmolekylerne for spredte til at opretholde en flammefront. Der er stor risiko for eksplosion, selv når relativt små koncentrationer af gas eller damp slipper ud i atmosfæren, hvis forholdene tillader, at brændstofkoncentrationen stiger et hvilket som helst sted. Det sker, hvis brændstoffet er meget tungt eller let sammenlignet med den omgivende luft, eller det kan ske i nærheden af lækagen, hvis luften står stille.

LEL-niveauer er defineret i følgende standarder: ISO10156 og IEC60079. Den 'originale' ISO-standard viser LEL-værdier, der er opnået, når gassen er i statisk tilstand. LEL'er, der er anført i EN- og IEC-standarderne, blev opnået med en omrørt gasblanding; dette resulterede i lavere LEL'er i nogle tilfælde (dvs. at nogle gasmolekyler er længe nok om at brænde, at de i gennemsnit er tættere på nabomolekylerne, når de omrøres, og dermed er i stand til at tilføre nok energi til at opretholde en flammefront).