Forum Verlag Herkert GmbH - Prüfhandbuch Explosionsschutz

1 Grundlagen des Explosionsschutzes

1.1 Primärer Explosionsschutz {Primärer Explosionsschutz}

Der primäre Ansatz und damit das vorrangige Bestreben im Explosionsschutz ist, stets die Bildung von explosionsfähigen Atmosphären in Form von gefährlichen explosionsfähigen Gemischen zu vermeiden.

Das kann auf verschiedene Art und Weise erreicht werden: Eine technische Lüftung kann z. B. Lösemitteldämpfe absaugen, Stäube können durch regelmäßige Reinigung entfernt werden oder Stoffe können durch weniger zündwillige oder einfach durch andere Körnungen oder Konzentrationen ersetzt werden.

Im Rahmen seiner Gefährdungsbeurteilung, mit dem Ziel sein Explosionsschutzdokument zu erstellen, wird der Betreiber einer Anlage „Zonen“ mit Explosionsgefährdung gemäß Richtlinie 1999/92/EG (ATEX 137) ausweisen:

1.2 Sekundärer Explosionsschutz {Sekundärer Explosionsschutz}

Überall dort, wo es in der verfahrenstechnischen Anlage nicht gelingen kann, das Auftreten von explosionsgefährlichen Atmos­phären zu vermeiden, wird der zweitrangige Ansatz verfolgt, alle möglichen Arten von Zündquellen zu untersuchen.

Hierbei werden von allen möglichen Zündquellen die wirksamen Zündquellen identifiziert und mit entsprechenden Gegenmaßnahmen belegt: Elektrische wie auch mechanische Betriebsmittel werden mit ihren Kategorien entsprechend der Zoneneinteilung in ihrem Einsatzbereich ausgewählt. Behälter können ggf. inertisiert werden, Maschinen können in ihrer Konstruktion anders ausgewählt werden, Steuerungen können mit erhöhter Zuverlässigkeit ausgewählt werden usw.

Weitergehende Informationen finden sich in der TRGS 723 sowie in der DIN EN 1127-1:2019-10

Beispiele für zu betrachtende Zündquellen können Heizkörper, Trockenschränke, Heizspiralen, Begleitheizungen, Zerspanungsprozesse, Reibungskupplungen, Glühlampen, mechanische Bremsen, Wellenlager, Stopfbuchsen, Transformatoren, Thyristoren usw. sein.

Bei älteren, nicht-elektrischen Geräten kann im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung die Vermeidung von Zündquellen durch eine Zündquellenbewertung erfolgen.

1.3 Tertiärer Explosionsschutz {Tertiärer Explosionsschutz}

Wenn verfahrenstechnische Prozesse bewertet werden, bei denen weder der gefährliche Stoff ausgetauscht noch sein Aus­treten vermieden werden kann und auch mindestens eine wirksame Zündquelle vorliegt, dann gilt es, eine mögliche Explosion in ihren Auswirkungen konstruktiv zu begrenzen. Man spricht hier vom konstruktiven Explosionsschutz {Konstruktiver Explosionsschutz} .

Ein möglicher Ansatz ist, die Apparate in einer ausreichenden mechanischen Druckfestigkeit gegen die zu erwartenden Überdrücke aus einer möglichen Explosion zu konstruieren.

Eine Explosion kann auch unterdrückt werden, indem z. B. ein bereits geringfügiger, aber schneller Druckanstieg in einem Apparat erkannt werden kann, woraufhin binnen wenigen Milli­sekunden in den Behälter ein Löschmittel gut verteilt eingebracht wird, das den beginnenden explosionsartigen Abbrand vermindert und vollständig stoppt. Ziel ist, dass der Behälter oder eine Rohrleitung nicht unkontrolliert zerbirst.

In verfahrenstechnischen Anlagen ist es nicht unüblich, dass verschiedene Apparate miteinander durch Rohrleitungen oder andere Förderwege verbunden sind. Dann gilt es, nicht nur das Bersten einzelner Apparate zu unterbinden, sondern zusätzlich die Ausbreitung einer möglichen Explosion in die benachbarten Apparate zu vermeiden. Auch hier können die vorher beschriebenen Löschmittelsperren, Rückschlagklappen oder Ventile ähnlich eines Airbags oder einer Guillotine eingesetzt werden. Ebenso ist eine explosionstechnische Entkopplung durch passive Einrichtungen, wie z. B. durch Schleusen oder Material­puffer, üblich.

Des Weiteren ist ein simples „Abblasen“ des Explosionsüberdrucks in die Umgebung möglich, sofern der Apparat im Freien steht. Die Größe der Druckentlastungsfläche ist abhängig von den Kenndaten der eingesetzten Stoffe, der maximalen Festigkeit des Apparats und der Frage, ob der Flammenstrahl der frei werdenden Explosion sich ungehindert ausbreiten kann. Für Apparate, die nicht im Freien stehen, gibt es zugelassene, flammenlose Druckentlastungseinrichtungen.

Alle Druckentlastungseinrichtungen wollen so angeordnet sein, dass sie einerseits für die Instandhaltung zugänglich sind, andererseits aber auch keine Menschen in Verkehrsbereichen zwischen den Anlagenteilen gefährden.

1.4 Zündquellenarten {Zündquellenarten}

Als mögliche Zündquellen können die Folgenden eingeschätzt werden:

Genaueres zu den einzelnen Zündquellen kann man in der TRGS 723 und in der DIN EN 1127 Teil 1 nachlesen.

Bei einer Zündquellenanalyse werden diejenigen Zündquellen identifiziert, die eine ausreichende Energie, z. B. in Form von Wärme mit sich bringen, um ein explosionsfähiges Gemisch zu entzünden.

Man unterscheidet dabei verschiedene Arten von Zündquellen hinsichtlich ihres Auftretens:

Eine wirksame Zündquelle ist demnach eine Zündquelle, die durch Übertragung von Energie eine Entzündung auslöst. Hierbei muss ihr Vorkommen im zu betrachtenden explosions­fähigen Gemisch berücksichtigt werden.