Explosionsschutz fĂŒr Absauganlagen

Wie können explosionsfÀhige StÀube sicher abgesaugt werden?

Bei industriellen Prozessen werden nicht nur sichtbare sondern auch unsichtbare StĂ€ube freigesetzt, die zusammen mit Sauerstoff ein explosives Staub-Luftgemisch bilden können. Um eine Explosion auszulösen, reicht eine ZĂŒndquelle bspw. ein Funke aus, der durch elektrische Komponenten oder Reibung entstehen kann. Um BrĂ€nde und Explosionen in Absauganlagen zu verhindern, mĂŒssen diese nach speziellen Explosionsschutz-Richtlinien (ATEX) geplant und gebaut werden. Das technische Konzept umfasst dabei nicht nur die Absauganlage selbst sondern auch externe Komponenten wie Erfassungselemente bis hin zum Rohrsystem.

ZĂŒndquellen fĂŒr explosive StĂ€ube

  • Entladung statischer ElektrizitĂ€t
  • Elektrische Fehlfunktionen
  • Heiße OberflĂ€chen
  • Schleif-/Reibfunken

ATEX-konformer Explosionsschutz

In Zusammenhang mit Explosionsschutz fĂ€llt hĂ€ufig der Begriff »ATEX«, der fĂŒr die AbkĂŒrzung der französischen Bezeichnung fĂŒr explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€ren »ATmosphĂšres EXplosibles« steht.

Welche Stoffe können explosionsfÀhige AtmosphÀren bilden?

FĂŒr die Bildung einer explosionsfĂ€higen AtmosphĂ€re mĂŒssen die Stoffe brennbar sein und können in Form von Pulver, Gas oder FlĂŒssigkeit auftreten. Diese brennbaren bzw. explosiven Stoffe sind in der Regel als Staub-Luftgemisch explosiv, wenn ihr Korndurchmesser unter 500 ÎŒm liegt. Einige StĂ€ube sind allerdings noch bis zu einem Korndurchmesser von 1 mm explosionsfĂ€hig.

EntzĂŒndbare Feststoffe:

  • Kunststoffe
  • Organische Stoffe (Mehl, Kaffee, StĂ€rke, Cellulose 
)
  • Metalle (Aluminium, Magnesium 
)

EntzĂŒndbare Gase:

  • Erdgas
  • Wasserstoff
  • Acetylen

EntzĂŒndbare FlĂŒssigkeiten:
Desinfektionsmittel, organische Lösemittel, Treibstoffe

Welche Explosionsschutz-Techniken gibt es?

PrimÀrer Explosionsschutz:
Unter dem primĂ€ren Explosionsschutzprinzip versteht man die prĂ€ventive Vermeidung eines explosiven Staub-Luftgemischs und den Einsatz spezieller Schutzmaßnahmen. Der primĂ€re Explosionsschutz gilt als zuverlĂ€ssigste Technik, um Explosionen zu vermeiden.

Alle Absauganlagen von ABSAUGWERK werden nach dem primÀren Explosionsschutzprinzip gebaut und können auch im Innenbereich betrieben werden.

  • Korrekte Auslegung der Erfassung nach BGR 109-001
  • Luftgeschwindigkeiten ĂŒber 20 m/s (Erfassung, Rohrsystem, Absauganlage)
  • Korrekte Planung des Rohrsystems (glatte Leitung, Radien fĂŒr Abzweigungen und Rohrbögen)
  •  Materialabscheidung durch Zyklon
  • Offline Abreinigung
  • Precoatiermittel

SekundÀrer Explosionsschutz
Bei diesem Prinzip wird die ZĂŒndung durch jegliche ZĂŒndquellen im Ex-Bereich verhindert, jedoch bleibt die explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€re (Staub-Luftgemisch in explosionsfĂ€higer Konzentration) bestehen.

  • Vermeidung von ZĂŒndquellen bspw. durch statische Aufladung
  • Erdung von Rohrsystem und Absauganlage
  • Kein Einsaugen von metallischen GegenstĂ€nden
  • ZĂŒndquellenfreie Komponenten z.B. ATEX Motor nach Zone 22

TertiÀrer Explosionsschutz
Unter dem Begriff versteht man einen konstruktiven Explosionsschutz. Hier werden Maßnahmen und Schutzvorrichtungen zur EinschrĂ€nkung von Explosionsauswirkungen bspw. Berstscheiben eingesetzt. Bei Absauganlagen mit dieser Technik ist meist mit hohen Folgekosten fĂŒr Ersatz- und Verschleißteile zu rechnen.

Was ist die ATEX-Richtlinie?

FĂŒr das Inverkehrbringen von GerĂ€ten und Produkten in explosionsgefĂ€hrdeten Bereichen gilt die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU. Die Richtlinie gilt fĂŒr alle GerĂ€te und Schutzsysteme fĂŒr explosionsgefĂ€hrdete Bereiche, die seit 2014 im EU-Raum verkauft wurden. FĂŒr die Einhaltung der Vorschriften mĂŒssen Absauganlagen zĂŒndquellenfrei und leitfĂ€hig gebaut und spezielle ATEX-Komponenten (bspw. Motor) verbaut werden. Verantwortlich fĂŒr die Einhaltung der Vorschriften ist der Hersteller.

Was sind Zonen?

ExplosionsgefĂ€hrdete Bereiche werden aufgrund von HĂ€ufigkeit und Dauer des Auftretens/Vorhandenseins explosionsfĂ€higer AtmosphĂ€ren in Zonen eingeteilt. Auf dieser Basis werden die erforderlichen Maßnahmen bestimmt, die gemĂ€ĂŸ der Richtlinie 1999/92/EG in allen EU-Mitgliedsstaaten gelten.

FĂŒr StĂ€ube sind die Zonen 20, 21 und 22 relevant:

Zone 20
ist ein Bereich, in dem gefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€re in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub stĂ€ndig, ĂŒber lange ZeitrĂ€ume oder hĂ€ufig vorhanden ist.

Zone 21
ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefÀhrliche explosionsfÀhige AtmosphÀre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.

Zone 22
ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefÀhrliche explosionsfÀhige AtmosphÀre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt.

In welchen Technischen Regeln finden sich Vorgaben zum Explosionsschutz?

In folgenden Technischen Regeln fĂŒr Betriebssicherheit (TRBS) und fĂŒr Gefahrenstoffe (TRGS) sind Angaben zum Explosionsschutz (ATEX) enthalten:

TRBS 1112 Teil 1:
ExplosionsgefĂ€hrdungen bei und durch Instandhaltungsarbeiten – Beurteilungen und Schutzmaßnahmen

TRBS 1122:
Änderungen von GasfĂŒllanlagen, Lageranlagen, FĂŒllstellen, Tankstellen und Flugfeldbetankungsanlagen – Ermittlung der PrĂŒfpflicht nach Anhang 2 Abschnitt 3 BetrSichV und der Erlaubnispflicht gemĂ€ĂŸ § 18 BetrSichV

TRBS 1123:
PrĂŒfpflichtige Änderungen von Anlagen in explosionsgefĂ€hrdeten Bereichen – Ermittlung der PrĂŒfnotwendigkeit gemĂ€ĂŸ § 15 Absatz 1 BetrSichV

TRBS 1201 Teil1:
PrĂŒfung von Anlagen in explosionsgefĂ€hrdeten Bereichen

TRBS 1201 Teil 3:
Instandsetzung an GerÀten, Schutzsystemen, Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU

TRBS 2152/TRGS 720:
GefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€re – Allgemeines

TRBS 2152 Teil 1/TRGS 721:
GefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€re – Beurteilung der ExplosionsgefĂ€hrdung

TRBS 2152 Teil 2/TRGS 722:
Vermeidung oder EinschrÀnkung gefÀhrlicher explosionsfÀhiger AtmosphÀre

TRBS 3151/TRGS 751:
Vermeidung von Brand-, Explosions- und DruckgefĂ€hrdungen an Tankstellen und FĂŒllanlagen zur BefĂŒllung von Landfahrzeugen

TRGS 407:
TĂ€tigkeiten mit Gasen – GefĂ€hrdungsbeurteilung

TRGS 507:
OberflÀchenbehandlung in RÀumen und BehÀltern

TRGS 509:
Lagern von flĂŒssigen und festen Gefahrstoffen in ortsfesten BehĂ€ltern sowie FĂŒll- und Entleerstellen fĂŒr ortsbewegliche BehĂ€lter

TRGS 510:
Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen BehÀltern

TRGS 529:
TĂ€tigkeiten bei der Herstellung von Biogas

TRGS 723:
GefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige Gemische – Maßnamen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschrĂ€nken

TRGS 724:
GefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige Gemische – Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschrĂ€nken

TRGS 725:
GefĂ€hrliche explosionsfĂ€hige AtmosphĂ€re – Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen

TRGS 727:
Vermeidung von ZĂŒndgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen

Welche Normen mĂŒssen beachtet werden?

VDI 2263:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen

VDI 2263 Blatt 1:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Untersuchungsmethoden zur Ermittlung von sicherheitstechnischen KenngrĂ¶ĂŸen von StĂ€uben

VDI 2263 Blatt 2:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Inertisierung

VDI 2263 Blatt 3:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsdruckstoßfeste BehĂ€lter und Apparate; Berechnung, Bau und PrĂŒfung

VDI 2263 Blatt 4:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; UnterdrĂŒckung von Staubexplosionen

VDI 2263 Blatt 5:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsschutz bei Wirbelschichtanlagen

VDI 2263 Blatt 5.1:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsschutz bei Wirbelschichtanlagen; Hinweise und AusfĂŒhrungsbeispiele fĂŒr Hersteller und Betreiber

VDI 2263 Blatt 6:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Entstaubungsanlagen

VDI 2263 Blatt 6.1:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Entstaubungsanlagen; Beispiele

VDI 2263 Blatt 7:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an SprĂŒhtrocknungsanlagen

VDI 2263 Blatt 7.1:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an SprĂŒhtrocknungsanlagen; Beispiele

VDI 2263 Blatt 8:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Elevatoren

VDI 2263 Blatt 8.1:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Elevatoren; Beispiele

VDI 2263 Blatt 8.2:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; ExplosionsunterdrĂŒckung und Kombination von konstruktiven Schutzmaßnahmen an Elevatoren

VDI 2263 Blatt 9:
StaubbrĂ€nde und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Bestimmung des Staubverhaltens von SchĂŒttgĂŒtern

VDI 3673 Blatt 1:
Druckentlastung von Staubexplosionen

DIN EN 1127-1:
ExplosionsfÀhige AtmosphÀre, Explosionsschutz,
Teil 1: Grundlagen und Methodik

DIN EN 1127-2:
ExplosionsfÀhige AtmosphÀre, Explosionsschutz,
Teil 2: Grundlagen und Methodik in Bergwerken

DIN EN 1755:
Flurförderzeuge – Sicherheitsanforderungen und Verifizierung – ZusĂ€tzliche Anforderungen fĂŒr den Einsatz in explosionsgefĂ€hrdeten Bereichen

DIN EN 14491:
Schutzsysteme zur Druckentlastung von Staubexplosionen

DIN EN 14986:
Konstruktion von Ventilatoren fĂŒr den Einsatz in explosionsgefĂ€hrdeten Bereichen Vermeidung von ZĂŒndgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen