Sekundärer Explosionsschutz - wirksame Zündquellen vermeiden
Können Sie trotz der Anwendung primärer Schutzmaßnahmen die Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre nicht ausschließen, sind sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen zu ergreifen. Hierunter versteht man die Vermeidung wirksamer Zündquellen.
Mögliche Zündquellen
Typische Zündquellen gemäß EN 1127-1 sind:
- Heiße Oberflächen
- Flammen und heiße Gase
- Mechanisch erzeugte Funken
- Elektrische Anlagen
- Elektrische Ausgleichsströme
- Statische Elektrizität
- Blitzschlag
- Elektromagnetische Felder
- Optische Strahlung
- Ionisierende Strahlung
- Ultraschall
- Adiabatische Kompression
- Chemische Reaktionen
Sämtliche Zündquellen erzeugen immer Energie – entweder in Form von Wärme oder in Form von Funken. Die Bewertung der Zündquellen hängt davon ab, mit welcher Wahrscheinlichkeit eine explosionsfähige Atmosphäre zu erwarten ist.
| Gas | Zone 0 | Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. |
| Zone 1 | Bereich, in dem sich im Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann. | |
| Zone 2 | Bereich, im dem sich im Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht auftritt oder aber nur kurzzeitig auftritt. | |
| Staub | Zone 20 | Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus brennbaren Staub, der in der Luft enthalten ist, ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. |
| Zone 21 | 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 | 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 Zone 0 und Zone 20 sind Zündquellen zu vermeiden, die ständig, häufig, gelegentlich oder selten auftreten können. In Zone 1 und Zone 21 müssen Zündquellen, die ständig, häufig oder gelegentlich auftreten, verhindert werden. In Zone 2 und Zone 22 sind im Normalbetrieb der Geräte auftretende Zündquellen, die ständig oder häufig auftreten, zu vermeiden.
Mindestzündtemperatur und Mindestzündenergie
Wichtige Parameter zur Abschätzung, ob Zündquellen wirksam sind oder nicht, sind die Mindestzündtemperatur und Mindestzündenergie der brennbaren Stoffe.
Stoff | Mindestzündtemperatur in °C | Temperaturklasse |
Wasserstoff | 560 | T1 |
Aceton | 527 | T1 |
Ethanol | 400 | T2 |
Schwefelkohlenstoff | 95 | T6 |
Beispiele: Mindestzündtemperatur von brennbaren Gasen und Dämpfen.
Stoff | Mindestzündenergie in mJ | Gruppe |
Wasserstoff | 0,016 | IIC |
Aceton | 0,55 | IIA |
Ethanol | 0,28 | IIB |
Schwefelkohlenstoff | 0,009 | IIC |
Beispiele: Mindestzündenergie von brennbaren Gasen und Dämpfen.
Beispielsweise hat Wasserstoff eine Zündtemperatur von 560 °C. Das bedeutet, dass dieser Stoff an einer heißen Oberfläche zündet, sobald diese mindestens 560 °C heiß wird. Hingegen ist die Zündenergie von Wasserstoff sehr gering, was diesen Stoff gefährlich macht – beispielsweise bei elektrisch oder mechanisch erzeugten Funken.
Stoff | Mindestzündtemperatur der Staubwolke in °C |
Aluminiumstäube | 560 |
Wachsstäube | 350 |
Zuckerstaub | 480 |
Weizenmehl Typ 405 | 400 |
Beispiele: Mindestzündtemperatur von brennbaren Stäuben.
Stoff | Mindestzündenergie in mJ |
Feine Aluminiumstäube | < 1 |
Wachsstäube | 1-10 |
Zucker- und Milchpulverstäube | 10-100 |
Weizenmehl, Kohlestaub | > 100 |
Beispiele: Mindestzündenergie von brennbaren Stäuben.
Neben der Zündtemperatur der Staubwolke muss auch die Zündtemperatur der Staubschicht berücksichtigt werden. Beide Temperaturen müssen mit der maximalen zulässigen Oberflächentemperatur des Gerätes verglichen werden. Dabei sind Sicherheitsfaktoren zu berücksichtigen. Die maximale Oberflächentemperatur des Gerätes darf maximal nur 2/3 der Zündtemperatur der Staubwolke, sowie maximal die Zündtemperatur der Staubschicht, abzüglich eines Sicherheitsabschlags (bei 5 mm Staubschicht: 75 °C) betragen.
Wie sollten Sie vorgehen?
Als Anlagenbetreiber empfiehlt sich das folgende Vorgehen:
- Zuerst sind mögliche Zündquellen, deren Ursachen und Wahrscheinlichkeit des Auftretens zu analysieren.
- Anschließend sollten Maßnahmen zur Vermeidung der möglichen Zündgefahren bestimmt werden. Dabei müssen sowohl technische als auch organisatorische Maßnahmen getroffen werden, die sicherstellen, dass keine Zündquelle wirksam wird oder dass die explosionsfähige Atmosphäre und die Zündquelle nicht zusammenkommen. Das Ganze muss entsprechend dokumentiert werden.
- Neben organisatorischen Schutzmaßnahmen sind vor allem technische Maßnahmen zu treffen. Hierzu gehört der Einsatz von explosionsgeschützten Geräten. Diese sind so konstruiert, dass die gerätebezogenen Zündquellen nicht wirksam werden. Dabei ist auch zu beachten, dass es spezielle Installationsanforderungen für elektrische Anlagen gibt.
Nicht in allen Fällen ist es möglich, durch die Auswahl geeigneter Geräte und die Umsetzung organisatorischer Maßnahmen alle wirksamen Zündquellen zu vermeiden. Dann müssen zusätzliche Explosionsschutzmaßnahmen angewandt werden, um die Auswirkungen einer Explosion zu beherrschen.
Grundlagen Explosionsschutz
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