Tertiärer Explosionsschutz - die Auswirkungen von Explosionen vermindern

Folgende Maßnahmen kommen für den tertiären Explosionsschutz in Frage:

Bei einer explosionsdruckfesten Bauweise wird der Behälter mit einem berechneten Maximaldruck ausgelegt. Das heißt: der Behälter wird so ausgelegt, dass er dem Auslegungsdruck langfristig ohne Verformungen standhält. Diese Auslegungsweise führt zu großen Sicherheitsreserven und sollte daher nur bei Apparaten angewendet werden, in denen Explosionen sehr wahrscheinlich und gehäuft auftreten.

Es gibt jedoch auch Behälter, die im Laufe ihrer Standzeit nur wenige Male durch eine Explosion belastet werden. Hier ist eine explosionsdruckstoßfeste Bauweise ausreichend. Bei dieser Variante müssen keine Sicherheitsreserven für die Festigkeitskennwerte des Materials berücksichtigt werden, da davon ausgegangen wird, dass der Behälter durch die bei einer Belastung auftretende plastische Verformung noch Festigkeitsreserven enthält. Im Falle einer Explosion muss dann jedoch angenommen werden, dass sich der Behälter verformt und nachfolgend den Festigkeitsanforderungen nicht mehr entspricht. Nach einer Explosion dürfen Sie den Behälter daher nur nach einer entsprechenden Prüfung weiter betreiben.

Die Explosionsdruckentlastung soll die Druckwirkung im Inneren der zu schützenden Apparatur auf ein ungefährliches Maß begrenzen. Darunter fallen alle Maßnahmen, die im Falle einer Explosion den ursprünglich geschlossenen Apparat oder Behälter in eine ungefährliche Richtung öffnen (Sollbruchstelle). Diese Schutzmaßnahme dürfen Sie nicht anwenden, wenn dabei Stoffe ausgeworfen werden können, die laut Gefahrstoffverordnung als giftig, ätzend, reizend, kanzerogen, fruchtschädigend oder erbgutverändernd einzustufen sind. Der Markt bietet zahlreiche Varianten baumustergeprüfter und zertifizierter Entlastungseinrichtungen – meist in Form von Berstscheiben oder Explosionsklappen.

Bei einer Explosionsunterdrückung wird die anlaufende Explosion durch einen Druckdetektor oder einen auf Flammenstrahlung reagierenden optischen Detektor erkannt – und durch das Einblasen eines Löschmittelstaubes bereits in einem frühen Stadium abgebrochen. Daher kommt es hier nur zu einer reduzierten Druckäußerung der Explosion, bei der sich auch hier der sogenannte "reduzierte maximale Explosionsdruck" als maximaler Innendruck – der sich trotz der Schutzmaßnahme (worst-case) einstellen kann – ergibt.

Explosionsunterdrückungsanlagen bestehen aus Explosionsdetektoren, Alarmzentrale und Löschmittelbehältern. Als Löschstäube werden bevorzugt Ammoniumphosphat oder Natriumbicarbonat eingesetzt, da diese sich durch gute Unterdrückungswirkung auszeichnen. Der Löscheffekt beruht in der Hauptsache auf einem Quenchen, d.h. Abkühlen der Flammenzone durch Einbringen des inerten Staubes. Bei den genannten Stäuben wird dies durch endotherme Zersetzungsreaktionen mit der Freisetzung inerter Gase verstärkt.

Die Explosionsunterdrückung bietet Ihnen Vorteile in Bereichen, in denen aufgrund der räumlichen Verhältnisse keine anderen, kostengünstigeren Maßnahmen ergriffen werden können. Durch die Beschränkung der Explosion auf das Behälterinnere kann sie auch in ständigen Betriebsbereichen oder besonders gefährdeten Räumen eingesetzt werden. Ihr geringer Platzbedarf ermöglicht weiterhin einen guten Zugang zu allen Apparateteilen.

Der Nachteil von Explosionsunterdrückungssystemen besteht in den relativ hohen Investitionskosten. Ebenso kommt es zu hohen Wartungskosten für den vorgeschriebenen regelmäßigen Austausch der pyrotechnischen Elemente sowie Kosten für die Wiederinbetriebnahme nach einer Auslösung.