Glossar

Arbeitsschutz, Arbeitsmedizin und Arbeitssicherheit

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Explosionsschutz

Grundlage für die Beurteilung möglicher Explosionsgefahren und die Durchführung erforderlicher Schutzmaßnahmen sind die Technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS), Reihe 2150 ff. "Brand- und Explosionsgefährdung" (zurzeit in Arbeit; Stand: 2008), die BGR 104 "Explosionsschutz-Regeln (EX-RL)" oder die DIN EN 1127-1 "Explosionsfähige Atmosphären, Explosionsschutz-Grundlagen, Methodik". Der Regelteil der BGR 104 wird schrittweise in die neue Reihe TRBS 2150 ff. überführt.

 

Explosionsfähige Atmosphäre umfasst explosionsfähige Gemische von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mit Luft einschließlich üblicher Beimengungen (z. B. Feuchte) unter atmosphärischen Bedingungen. Als atmosphärische Bedingungen gelten hier Gesamtdrücke von 0,8 bar bis 1,1 bar und Gemischtemperaturen von - 20 °C bis + 60 °C. Unter atmosphärischen Bedingungen werden die sicherheitstechnischen Kenngrößen bestimmt. Liegen andere Bedingungen vor, z. B. erhöhter Sauerstoffgehalt oder erhöhter Druck, müssen die Kenngrößen gesondert ermittelt werden.

 

Explosionsgefährdete Bereiche sind Bereiche, in denen Explosionsgefahr herrscht, d. h. in denen auf Grund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, z. B. im Innern von Apparaturen, in engen Räumen, Gruben und Kanälen.

 

Zur Beurteilung von Explosionsgefahren (Abbildung) müssen folgende Fragen geklärt werden:

 

1. Kann im Bereich der zu beurteilenden Anlage oder im Innern von Apparaturen explosionsfähige Atmosphäre auftreten?

 

Zur Beantwortung werden u. a. folgende Stoffeigenschaften benötigt: bei allen Stoffen die Explosionsgrenzen; bei Flüssigkeiten der Flammpunkt und der Sattdampfdruck bei der Verarbeitungstemperatur; bei Stäuben die Korngrößenverteilung und die Dichte. Außerdem ist der Verarbeitungszustand der gehandhabten Stoffe zu berücksichtigen, ob z. B. eine Flüssigkeit mit einem hohen Flammpunkt über ihren Flammpunkt erwärmt wird. Wird die erste Frage positiv beantwortet, lautet die zweite:

 

2. In welcher Menge kann explosionsfähige Atmosphäre auf Grund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse vorhanden sein oder entstehen und wo kann sie auftreten?

 

Zusätzlich zu den genannten Stoffdaten ist bei Gasen und Dämpfen das Dichteverhältnis bezogen auf Luft zu berücksichtigen. Die Dämpfe brennbarer Flüssigkeiten sind alle schwerer als Luft. Bei Gasen gibt es Ausnahmen: z. B. Acetylen, Ammoniak, Cyanwasserstoff, Ethylen, Kohlenmonoxid, Methan und Wasserstoff. Bei den örtlichen und betrieblichen Verhältnissen sind u. a. zu berücksichtigen: die Lüftungsverhältnisse, bei Flüssigkeiten die Größe der Verdunstungsflächen, bei Stäuben die Ablagerungen, bevorzugt auf waagrechten oder schwach geneigten Flächen. Wird auch die zweite Frage positiv beantwortet, lautet die dritte:

 

3. Sind die zu erwartenden Mengen explosionsfähiger Atmosphäre auf Grund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse gefahrdrohend?

 

Zur Beantwortung dieser Frage ist eine Entzündung der eventuell auftretenden explosionsfähigen Atmosphäre anzunehmen. Um die Auswirkung einer Explosion abzuschätzen, sind bei allen Stoffen der maximale Explosionsdruck und die Druckanstiegsgeschwindigkeit zu Grunde zu legen.

 

Bereits 10 Liter explosionsfähige Atmosphäre als zusammenhängende Menge müssen in geschlossenen Räumen unabhängig von der Raumgröße als gefahrdrohend angesehen werden. Als Faustformel gilt, dass in Räumen kleiner als 100 m³ bereits eine Wolke von einem Zehntausendstel des Raumvolumens als gefahrdrohend anzusehen ist. Auch kleinere Mengen können gefahrdrohend sein, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe von Menschen befinden oder mit Splitterwirkung zu rechnen ist.

 

Bei brennbaren Stäuben muss unbedingt auch die Staubablagerung berücksichtigt werden. Ist der Staub gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche abgelagert, reicht eine Schichtdicke von weniger als 1 mm aus, um beim Aufwirbeln einen Raum normaler Höhe mit explosionsfähigem Staub/Luft-Gemisch vollständig auszufüllen.

 

Besteht Explosionsgefahr, sind Schutzmaßnahmen erforderlich. Diesewerden eingeteilt in:

  • Maßnahmen, die eine Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken
  • Maßnahmen, die eine Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern
  • Maßnahmen, die die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken.

 

Maßnahmen, die die Bildung explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken, sind:

  • Ersatz des brennbaren Stoffs durch einen unbrennbaren (z. B. Ersatz brennbarer Reinigungs- und Lösemittel durch wässrige Lösungen, Ersatz brennbarer pulverförmiger Füllstoffe durch unbrennbare Füllstoffe)
  • Konzentrationsbegrenzung und Inertisierung für das Innere von Apparaturen; Lüftungsmaßnahmen (natürlich oder technisch)
  • Verfahrenstechnische Maßnahmen, Dichtheit der Armaturen
  • Lüftungsmaßnahmen und Überwachung der Konzentration für die Umgebung von Apparaturen.

 

Lassen sich diese Schutzmaßnahmen nicht oder nur teilweise durchführen, sind die verbleibenden Bereiche nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre in Explosionsschutz-Zonen einzuteilen.

 

Können keine primären Schutzmaßnahmen erfolgen und auch Zündquellen nicht vollständig vermieden werden, sind konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich. Dazu zählen explosionsfeste Bauweise, Druckentlastung, Explosionsunterdrückung und explosionstechnische Entkopplung.

 

In den Zonen müssen Geräte und Schutzsysteme, die nach dem 30. Juni 2003 neu eingesetzt wurden, der "11. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz - Explosionsschutzverordnung" (11. GPSGV) entsprechen (ATEX). Arbeitsmittel zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (Geräte und Schutzsysteme), die vor dem Stichtag verwendet oder im Unternehmen bereitgestellt wurden, müssen die Mindestvorschriften des Anhangs 4 Abschnitt A der Betriebssicherheitsverordnung erfüllen.

 

Grundlegende Anforderungen zur Beurteilung von Brand- und Explosionsgefahren und zu Schutzmaßnahmen sind in der Gefahrstoffverordnung in § 12 sowie im Anhang III Nr. 1 niedergelegt. Sobald in einem Bereich "Ex-Zonen" festgelegt werden müssen, gilt die Betriebssicherheitsverordnung. Im Rahmen der Unternehmerpflichten nach der Betriebssicherheitsverordnung muss ein Explosionsschutzdokument erstellt werden.

 

Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen, die Geräte oder Schutzsysteme im Sinne der Richtlinie 94/9/EG enthalten, sind überwachungsbedürftige Anlagen, für die die besonderen Vorschriften des dritten Abschnitts der Betriebssicherheitsverordnung gelten.

Literatur

  • 11. Verordnung zum Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (Explosionsschutzverordnung - 11. GPSGV)
  • Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren Benutzung bei der Arbeit, über Sicherheit beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen und über die Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes (Betriebssicherheitsverordnung - BetrSichV) (CHV 16)
  • UVV Güllelagerung, Gruben, Kanäle und Brunnen (VSG 2.8)
  • UVV Lagerstätten (VSG 2.2)
  • Explosionsschutz-Regeln (EX-RL) (BGR 104) / (GUV-R 104)
  • Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können (fünfzehnte Einzelrichtlinie im Sinne von Artikel 16 Absatz 1 der Richtlinie 89/391/EWG)
  • Richtlinie 94/9/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. März 1994 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen
  • TRBS 1201 Teil 1 Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und Überprüfung von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen
  • TRBS 2152 Teil 1/TRGS 721 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Beurteilung der Explosionsgefährdung
  • TRBS 2152 Teil 2/TRGS 722 Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre
  • TRBS 2152/TRGS 720 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Allgemeines
  • DIN EN 1127-1 Explosionsfähige Atmosphären, Explosionsschutz - Grundlagen und Methodik
  • Explosionsschutz - Häufig gestellte Fragen und Antworten (BGI 5027)
  • BGIA-Handbuch, ergänzbare Sammlung der sicherheitstechnischen Informations- und Arbeitsblätter für die betriebliche Praxis, hrsg. v. BGIA - Institut für Arbeitsschutz, Erich Schmidt Verlag, Berlin, Bielefeld, München 1999 (Link)
  • Sicherheitstechnische Kenngrößen (Band 1) - Brennbare Flüssigkeiten und Gase, E. Brandes, W. Möller, Wirtschaftsverlag NW (Link)
  • Sicherheitstechnische Kenngrößen (Band 2) - Explosionsbereiche von Gasgemischen, M. Molnarne u.a., Wirtschaftsverlag NW (Link)
  • Bartknecht, W./ Zwahlen, G: Explosionsschutz - Grundlagen und Anwendung, Springer Verlag, Berlin 1993
  • Dyrba, B: Praxishandbuch Zoneneinteilung, Carl Heymanns Verlag, Köln, Berlin, München 2007
  • Steen, H. (Hrsg.): Handbuch des Explosionsschutzes. Wiley-VCH Verlag GmbH, Weinheim 2000
  • Arbeitsschutzausschussbrief (ASA-Brief) 10 "Explosionsschutz" der Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd
  • CHEMSAFE Datenbank für bewertete sicherheitstechnische Kenngrößen von brennbaren Gasen, Flüssigkeiten und Stäuben (Link)
  • Ex-Dienst online (Link)
  • Geprüfte Gaswarngeräte - Online-Informationen der BG Chemie
  • GESTIS-STAUB-EX - Datenbank "Brenn- und Explosionskenngrößen von Stäuben" (Link)
  • Internet-Seiten Explosionsschutz der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) (Link)
  • Öffentlich-Technische Sicherheit Gefahrstoffe/Gefahrgüter (TeS) (Link)

Quellen

www.arbeit-und-gesundheit.de