Explosionsschutz für Absauganlagen
Wie können explosionsfähige Stäube sicher abgesaugt werden?
Bei industriellen Prozessen werden nicht nur sichtbare sondern auch unsichtbare Stäube freigesetzt, die zusammen mit Sauerstoff ein explosives Staub-Luftgemisch bilden können. Um eine Explosion auszulösen, reicht eine Zündquelle bspw. ein Funke aus, der durch elektrische Komponenten oder Reibung entstehen kann.
Zündquellen für explosive Stäube
- Entladung statischer Elektrizität
- Elektrische Fehlfunktionen
- Heiße Oberflächen
- Schleif-/Reibfunken
ATEX-konformer Explosionsschutz
In Zusammenhang mit Explosionsschutz fällt häufig der Begriff »ATEX«, der für die Abkürzung der französischen Bezeichnung für explosionsfähige Atmosphären »ATmosphères EXplosibles« steht.
Welche Stoffe können explosionsfähige Atmosphären bilden?
Für die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre müssen die Stoffe brennbar sein und können in Form von Pulver, Gas oder Flüssigkeit auftreten. Diese brennbaren bzw. explosiven Stoffe sind in der Regel als Staub-Luftgemisch explosiv, wenn ihr Korndurchmesser unter 500 μm liegt. Einige Stäube sind allerdings noch bis zu einem Korndurchmesser von 1 mm explosionsfähig.
Entzündbare Feststoffe:
- Kunststoffe
- Organische Stoffe (Mehl, Kaffee, Stärke, Cellulose …)
- Metalle (Aluminium, Magnesium …)
Entzündbare Gase:
- Erdgas
- Wasserstoff
- Acetylen
Entzündbare Flüssigkeiten:
Desinfektionsmittel, organische Lösemittel, Treibstoffe
Welche Explosionsschutz-Techniken gibt es?
Primärer Explosionsschutz:
Unter dem primären Explosionsschutzprinzip versteht man die präventive Vermeidung eines explosiven Staub-Luftgemischs und den Einsatz spezieller Schutzmaßnahmen. Der primäre Explosionsschutz gilt als zuverlässigste Technik, um Explosionen zu vermeiden.
Alle Absauganlagen von ABSAUGWERK werden nach dem primären Explosionsschutzprinzip gebaut und können auch im Innenbereich betrieben werden.
- Korrekte Auslegung der Erfassung nach BGR 109-001
- Luftgeschwindigkeiten über 20 m/s (Erfassung, Rohrsystem, Absauganlage)
- Korrekte Planung des Rohrsystems (glatte Leitung, Radien für Abzweigungen und Rohrbögen)
- Materialabscheidung durch Zyklon
- Offline Abreinigung
- Precoatiermittel
Sekundärer Explosionsschutz
Bei diesem Prinzip wird die Zündung durch jegliche Zündquellen im Ex-Bereich verhindert, jedoch bleibt die explosionsfähige Atmosphäre (Staub-Luftgemisch in explosionsfähiger Konzentration) bestehen.
- Vermeidung von Zündquellen bspw. durch statische Aufladung
- Erdung von Rohrsystem und Absauganlage
- Kein Einsaugen von metallischen Gegenständen
- Zündquellenfreie Komponenten z.B. ATEX Motor nach Zone 22
Tertiärer Explosionsschutz
Unter dem Begriff versteht man einen konstruktiven Explosionsschutz. Hier werden Maßnahmen und Schutzvorrichtungen zur Einschränkung von Explosionsauswirkungen bspw. Berstscheiben eingesetzt. Bei Absauganlagen mit dieser Technik ist meist mit hohen Folgekosten für Ersatz- und Verschleißteile zu rechnen.
Was ist die ATEX-Richtlinie?
Für das Inverkehrbringen von Geräten und Produkten in explosionsgefährdeten Bereichen gilt die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU. Die Richtlinie gilt für alle Geräte und Schutzsysteme für explosionsgefährdete Bereiche, die seit 2014 im EU-Raum verkauft wurden. Für die Einhaltung der Vorschriften müssen Absauganlagen zündquellenfrei und leitfähig gebaut und spezielle ATEX-Komponenten (bspw. Motor) verbaut werden. Verantwortlich für die Einhaltung der Vorschriften ist der Hersteller.
Was sind Zonen?
Explosionsgefährdete Bereiche werden aufgrund von Häufigkeit und Dauer des Auftretens/Vorhandenseins explosionsfähiger Atmosphären in Zonen eingeteilt. Auf dieser Basis werden die erforderlichen Maßnahmen bestimmt, die gemäß der Richtlinie 1999/92/EG in allen EU-Mitgliedsstaaten gelten.
Für Stäube sind die Zonen 20, 21 und 22 relevant:
Zone 20
ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Zone 21
ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.
Zone 22
ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre 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 für Betriebssicherheit (TRBS) und für Gefahrenstoffe (TRGS) sind Angaben zum Explosionsschutz (ATEX) enthalten:
TRBS 1112 Teil 1:
Explosionsgefährdungen bei und durch Instandhaltungsarbeiten – Beurteilungen und Schutzmaßnahmen
TRBS 1122:
Änderungen von Gasfüllanlagen, Lageranlagen, Füllstellen, Tankstellen und Flugfeldbetankungsanlagen – Ermittlung der Prüfpflicht nach Anhang 2 Abschnitt 3 BetrSichV und der Erlaubnispflicht gemäß § 18 BetrSichV
TRBS 1123:
Prüfpflichtige Änderungen von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen – Ermittlung der Prüfnotwendigkeit gemäß § 15 Absatz 1 BetrSichV
TRBS 1201 Teil1:
Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen
TRBS 1201 Teil 3:
Instandsetzung an Geräten, Schutzsystemen, Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU
TRBS 2152/TRGS 720:
Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Allgemeines
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 3151/TRGS 751:
Vermeidung von Brand-, Explosions- und Druckgefährdungen an Tankstellen und Füllanlagen zur Befüllung von Landfahrzeugen
TRGS 407:
Tätigkeiten mit Gasen – Gefährdungsbeurteilung
TRGS 507:
Oberflächenbehandlung in Räumen und Behältern
TRGS 509:
Lagern von flüssigen und festen Gefahrstoffen in ortsfesten Behältern sowie Füll- und Entleerstellen für ortsbewegliche Behälter
TRGS 510:
Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern
TRGS 529:
Tätigkeiten bei der Herstellung von Biogas
TRGS 723:
Gefährliche explosionsfähige Gemische – Maßnamen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken
TRGS 724:
Gefährliche explosionsfähige Gemische – Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken
TRGS 725:
Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen
TRGS 727:
Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen
Welche Normen müssen beachtet werden?
VDI 2263:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen
VDI 2263 Blatt 1:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Untersuchungsmethoden zur Ermittlung von sicherheitstechnischen Kenngrößen von Stäuben
VDI 2263 Blatt 2:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Inertisierung
VDI 2263 Blatt 3:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsdruckstoßfeste Behälter und Apparate; Berechnung, Bau und Prüfung
VDI 2263 Blatt 4:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Unterdrückung von Staubexplosionen
VDI 2263 Blatt 5:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsschutz bei Wirbelschichtanlagen
VDI 2263 Blatt 5.1:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsschutz bei Wirbelschichtanlagen; Hinweise und Ausführungsbeispiele für Hersteller und Betreiber
VDI 2263 Blatt 6:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Entstaubungsanlagen
VDI 2263 Blatt 6.1:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Entstaubungsanlagen; Beispiele
VDI 2263 Blatt 7:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Sprühtrocknungsanlagen
VDI 2263 Blatt 7.1:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Sprühtrocknungsanlagen; Beispiele
VDI 2263 Blatt 8:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Elevatoren
VDI 2263 Blatt 8.1:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Brand- und Explosionsschutz an Elevatoren; Beispiele
VDI 2263 Blatt 8.2:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Explosionsunterdrückung und Kombination von konstruktiven Schutzmaßnahmen an Elevatoren
VDI 2263 Blatt 9:
Staubbrände und Staubexplosionen; Gefahren, Beurteilung, Schutzmaßnahmen; Bestimmung des Staubverhaltens von Schüttgütern
VDI 3673 Blatt 1:
Druckentlastung von Staubexplosionen
DIN EN 1127-1:
Explosionsfähige Atmosphäre, Explosionsschutz,
Teil 1: Grundlagen und Methodik
DIN EN 1127-2:
Explosionsfähige Atmosphäre, Explosionsschutz,
Teil 2: Grundlagen und Methodik in Bergwerken
DIN EN 1755:
Flurförderzeuge – Sicherheitsanforderungen und Verifizierung – Zusätzliche Anforderungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen
DIN EN 14491:
Schutzsysteme zur Druckentlastung von Staubexplosionen
DIN EN 14986:
Konstruktion von Ventilatoren für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen