Explosionsschutz


aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
(Weitergeleitet von Grenzspaltweite)
Wechseln zu: Navigation, Suche
Datei:Ex-zeichen.svg
Warnung vor einem Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphären auftreten können, nach 1999/92/EG

Der Explosionsschutz ist ein Teilgebiet der Technik, das sich mit dem Schutz vor der Entstehung von Explosionen und deren Auswirkungen beschäftigt. Es gehört zum Bereich der Sicherheitstechnik und dient der Verhütung von Schäden durch technische Produkte, Anlagen und andere Einrichtungen an Personen und Sachen. Der Explosionsschutz wird durch technische Lösungen wie Zündschutzarten und Zoneneinteilung erreicht und in Normen (z. B. IEC oder EN) beschrieben. Grundlage hierzu sind gesetzliche Bestimmungen, wie zum Beispiel die ATEX-Richtlinien der Europäischen Union oder National Electrical Code (NEC) in den USA.

Technisch wird das Bersten oder Platzen von Druckbehältern durch unzulässige Drücke sowie die Behandlung von Sprengstoffen unter dem Begriff Explosionsschutz abgehandelt.

Bedeutung

Die Notwendigkeit und Bedeutung der Regelungen des Explosionsschutzes ist mit dem laufenden Fortschritt in der Industrialisierung gewachsen. Nicht nur im Bereich der chemischen Industrie und des Bergbaus müssen Explosionsgefahren betrachtet werden, sondern auch in weiten Bereichen der verarbeitenden Industrie. Zu den bekannten klassischen Bereichen wie Mühlen, Lagerhäuser für Getreide etc. kommen weitere Produktionsbereiche zum Beispiel in der Textilindustrie oder der holzverarbeitenden Industrie hinzu, in denen es durch die erhöhten Verarbeitungsgeschwindigkeiten und die verstärkte Mechanisierung zu einem stärkeren Abrieb der beteiligten Materialien und damit zu einem erhöhten Gefährdungspotential kommt. Durch die Tendenz zu immer größeren Produktionseinheiten, höherem Produktionsvolumen und nicht zuletzt wegen der restriktiveren rechtlichen Bestimmungen hat sich die Zahl der potentiell betroffenen Betriebe erhöht.

In technischen Anlagen können sich unter bestimmten Bedingungen Explosionen ereignen, bei denen Menschen zu Tode kommen und große Sachschäden auftreten können. Ein Beispiel sind Schlagwetterexplosionen im Bergbau. Der Entzündung von Grubengas folgen oft noch heftigere Explosionen durch die Entzündung von aufgewirbeltem Kohlenstaub. Die schwerste Explosion in Deutschland ereignete sich 1921 im Stammwerk der BASF in Ludwigshafen-Oppau, bei der 561 Menschen ums Leben kamen. 1979 ereignete sich in der Bremer Rolandmühle eine schwere Mehlstaubexplosion, die 17 Tote zur Folge hatte. Im Jahr 2001 kam es in Toulouse zu einer Explosion von 300 Tonnen Ammoniumnitrat. Hier waren 31 Tote zu beklagen und es wurden weite Bereiche im Umfeld der Fabrik verwüstet. Die Auswirkungen von Explosionen stellen eine erhebliche Gefährdung dar.

Grundlagen

Beim Umgang mit Stoffen, die mit Sauerstoff reagieren können, ist immer dann mit einer Explosionsgefahr zu rechnen, wenn in einem Raumvolumen der brennbare Stoff mit einem bestimmten Partialdruck oder als feinkörniger Staub in der Luft vorliegt. Ein explosives Gas-Luft-Gemisch liegt dann vor, wenn der Anteil des brennbaren Gases oder einer verdampften Flüssigkeit zwischen der unteren (UEG) und oberen (OEG) Explosionsgrenze liegt. Bei Stäuben muss für das Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre eine ausreichend geringe Größe der Staubkörner und eine Mindestdichte vorliegen.

Datei:Ex-Methan.jpg
Explosionsdreieck des Gasgemisches Methan/Luft nicht in den Anwendungsbereich der Richtlinie fallen, muss der Explosionsschutz im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung nach der Betriebssicherheitsverordnung nachgewiesen werden.

Kennzeichnung

Es ist zu unterscheiden in Kennzeichnung entsprechend der angewendeten Norm (z. B. IEC 60079-0, EN 60079-0) und Vorgaben durch Richtlinien (ATEX-Richtlinie) oder gesetzlichen Vorgaben/Regelwerken (z. B. National Electrical Code (NEC) in USA).

Kennzeichnung nach ATEX-Richtlinie 94/9/EG

Datei:Explosionsschutzkennzeichnung.svg
Kennzeichnung von Geräten für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen nach ATEX-Produktrichtlinie 94/9/EG

Die ATEX-Richtlinie 94/9/EG fordert:

  • „Ex-Zeichen“ ATEX-Logo (epsilon chi im Sechseck)
  • Gerätegruppe („I“: Bergbau, „II“: alle anderen Bereiche)
  • Kategorie gemäß Definition in ATEX-Richtlinie 94/9/EG (1G, 2G, 3G, 1D, 2D, 3D)
  • Kennzeichnung entsprechend der angewendeten Normen
(wurde entsprechend EN 50014 und EN 60079-0 bis 12/2004 mit „EEx“ abgekürzt, mit der Übernahme der IEC-Norm als EN-Norm „Ex“)
Bei Produkten, für die einer Fertigungsüberwachung durch eine benannte Stelle gefordert wird, ist mit dem CE-Zeichen die jeweilige Nummer der benannten Stelle anzugeben. Die gilt für Geräte/Systeme mit einer EG-Baumusterprüfbescheinigung (ist das Ergebnis der EG-Baumusterprüfung) durch eine Benannten Stelle (elektrische Betriebsmittel für die Zonen 0, 20, 1, 21 [und auch Verbrennungsmotoren]) und mechanische Betriebsmittel für die Zonen 0, 20.

Beispiele für Kennnummern von 'Benannten Stellen'

  • 0102 für die physikalisch-Technische-Bundesanstalt; (PTB) Diese vergibt das PTB-Prüfzeichen.
  • 0589 für die Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) in Berlin

Hinweis: Die BAM und die PTB sind gemeinsam in geteilter Zuständigkeit die Bundesoberbehörden für den Explosionsschutz.

Beispiel der ATEX-Richtlinien-Kennzeichnung: CE 0589 EX II 2G Ex e II T4

Kennzeichnung nach Norm auf dem Typenschild

EN 60079-0 (Gas bis Ausgabe 2007)
  • „Ex“
  • Zündschutzart, z. B. „ia/ib“, „e“, „m“, "d" usw.
  • Gruppe (I: Bergbau; II: Gas/Staub ohne Bergbau)
  • Buchstabe A, B oder C, wenn durch Zündschutzart gefordert (z. B. Ex i, Ex d)
  • Temperaturklasse T1 bis T6
  • „U“ für Ex-Bauteile (Komponente) oder „X“: Zusätzliche Anforderungen, siehe Betriebsanleitung
  • Zulässiger Umgebungstemperaturbereich, wenn dieser abweichend von -20 °C bis +40 °C ist.

Beispiel der Kennzeichnung nach Norm:

Ex e II T4
Ex ia IIC T4 X
EN 61241-0 (Staub)
  • „Ex“
  • Zündschutzart (z. B. Schutz durch Gehäuse „tD“)
  • Angewendete Methode der Prüfung, z. B. A21
  • IP-Schutzniveau des Gehäuses nach IEC/EN 60529
  • Oberflächentemperatur

Beispiel der Kennzeichnung nach Norm:

Ex tD A21 IP64 T120°C
EN 60079-0 (Ausgabe 2009, IEC 60079-0 Edition 5)<ref>EN 60079-0
2009 Explosionsfähige Atmosphäre – Teil 0: Geräte – Allgemeine Anforderungen (IEC 60079-0:2007).</ref> für Gas und Staub

Diese Ausgabe führt die allgemeinen Anforderungen für Gas- und Staubatmosphären zusammen.

  • „Ex“
  • Zündschutzart, z. B. „ia/ib/ic“, „e“, „ma/mb“, "d" usw.
  • Gruppe (I: Bergbau; II: Gas; III: Staub)
  • Buchstabe A, B oder C für die jeweilige Gas- oder Staubgruppe, unabhängig von der/den verwendeten Zündschutzart/en
  • Temperaturklasse T1 bis T6 bei Gas oder Oberflächentemperatur bei Staub
  • Geräteschutzniveau bzw. Equipment Protection Level (EPL): „M“ Bergbau (Mining) – „G“ Gas (Gas) – „D“ Staub (Dust)
Ma (Sehr hoher Grad der Gefährdung) – Mb (Hoher Grad der Gefährdung)
Ga (Zone 0) – Gb (Zone 1) – Gc (Zone 2)
Da (Zone 20) – Db (Zone 21) – Dc (Zone 22)
  • „U“ für Ex-Bauteile (Komponente) oder „X“: Zusätzliche Anforderungen, siehe Betriebsanleitung
  • Zulässiger Umgebungstemperaturbereich, wenn dieser Abweichend von -20 °C bis +40 °C ist.

Beispiel der Kennzeichnung nach Norm (Gas):

Ex e IIC T4 Gb oder alternativ Ex eb IIC T4
Ex ia IIC T4 Ga oder alternativ Ex ia IIC T4

Beispiel der Kennzeichnung nach Norm (Staub):

Ex tb IIIC T120°C Db oder alternativ Ex tb IIIC T120°C
Zusätzlich ist auch der IP-Schutz anzugeben, z. B. IP65
Hinweis
Kennzeichnungen für Gas und Staub sind nicht zu kombinieren.

Normative Dokumente

Harmonisierte Normen

  • DIN EN 1127 – 1 Explosionsfähige Atmosphären, Explosionsschutz Teil 1, Grundlagen und Methodik
  • DIN EN 1127 – 2 Explosionsfähige Atmosphären, Explosionsschutz Teil 2, Grundlagen und Methodik in Bergwerken
  • EN 13237 Begriffe für Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Räumen
  • EN 13463-1 Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Grundlagen und Anforderungen
  • EN 13463-3 Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Schutz durch druckfeste Kapselung „d“
  • EN 13463-5 Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Schutz durch Konstruktive Sicherheit „c“
  • EN 13463-6 Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Schutz durch Zündquellenüberwachung „b“
  • EN 13463-8 Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen, Schutz durch Flüssigkeitskapselung „k“
  • EN 14491 Schutzsysteme zur Druckentlastung von Staubexplosionen
  • EN 14797 Einrichtungen zur Explosionsdruckentlastung.
  • DIN EN 13980:2003-02 Sicherheitstechnischen Grundsätze für Explosionsgefährdete Bereiche und die Anwendung des Qualitätsmanagementsystems, ersetzt durch EN 80079-34.
  • EN 80079-34: Explosionsgefährdete Bereiche – Teil 34: Anwendung von Qualitätsmanagementsystemen für die Herstellung von Geräten
  • EN 60079-0: Explosionsfähige Atmosphäre – Teil 0: Geräte – Allgemeine Anforderungen

Nationale Regelwerke

  • Betriebssicherheitsverordnung
  • DGUV Regel 113-001 (früher BGR 104 (davor: ZH 1/10)) Regeln für das Vermeiden der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung (Explosionsschutz-Regeln – EX-RL)
  • DGUV Regel 109-001 (früher BGR 109 (davor: ZH 1/32)) Richtlinien zur Vermeidung der Gefahren von Staubbränden und Staubexplosionen beim Schleifen, Bürsten und Polieren von Aluminium und seinen Legierungen
  • TRBS 2153 – Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen
  • BGI 740, Lackierräume und -einrichtungen, Bauliche Einrichtungen, Brand- und Explosionsschutz, Betrieb
  • VDI 2263 Staubbrände und Staubexplosionen
  • VDI 3673 Bl. 1 Druckentlastungen von Staubexplosionen (jetzt EN 14491 s.o.)
  • TAA-GS-13 Leitfaden explosionsfähige Staub/Luftgemische und Störfallverordnung, Teil 2 Störfallvorsorge und Anhang

Siehe auch

Literatur

Weblinks

Einzelnachweise

<references />