Herzlich Willkommen zum Technologieforum OSMO · Explosionsschutz –Technologietage OSMO...

Herzlich Willkommen

zum

Technologieforum OSMO

am 16. & 17.09.2015

Explosionsschutz

18/09/2015Explosionsschutz – Technologietage OSMO 2

Grundlagen und betriebliche Praxis

Verena Wieling-Schröder

Sachverständige für Wasserrecht und Explosionsschutz

Bekanntgegeben als Sachverständige nach §29b BImSchG

TÜV NORD Systems GmbH & Co. KG Region Osnabrück-Emsland

Rheinische Str. 15 • 49084 Osnabrück

Telefon: +49(0)541 5823-254

Handy: +49(0)160 888-3170

[email protected]

mailto:[email protected]

Explosionsschutz – Warum?


Das „Oppauer Loch“ –

Verwüstetes Werk der BASF nach

der Explosion von Düngemitteln

21.09.1921 – Ludwigshafen

Circa 4500 t

Ammoniumsulfatsalpeter

explodierten, nachdem man versucht

hatte, hart gewordenen Dünger in

einem Silo mit Sprengstoff

aufzulockern.

561 Tote, 1952 Schwerverletzte



Gas-Explosion Cleveland

20.10.1944 – Cleveland (USA)

Explosion von ausgetretenem Gas

in der Kanalisation, anschließende

Explosion eines Tanklagers

über 300 Tote, mehr als 2000

Schwerverletzte



Mehlstaubexplosion in der

Rolandmühle

06.02.1979 – Bremen

Ein Kabelbrand führt zu einer

gewaltigen Mehlstaubexplosion in

der Bremer Rolandmühle

14 Tote, 17 Verletzte

Ca. 113 Mio. Euro Sachschaden



Tanklager-Explosion in Toulouse

21.09.2001 – Toulouse

Unglücksursache ungeklärt

14 Tote, 17 Verletzte

Ca. 113 Mio. Euro Sachschaden

http://i.imgur.com/fg5T2.jpg

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Grundlagen Explosionsschutz –

Explosionsdreieck



Physikalische Grundbegriffe


Flammpunkt

Niedrigste Temperatur, bei der

sich über einem Stoff ein

zündfähiges Dampf-Luft-Gemisch

bilden kann.

Der Flammpunkt ist

ausschlaggebend bei der

Einstufung und Klassifizierung als

Gefahrstoff bzw. nach BetrSichV.

Der Flammpunkt dient der Einteilung der Stoffe in entzündbar, leicht

entzündbar und extrem entzündbar.

Liegt der Flammpunkt einer Flüssigkeit bei ≤ 55 °C, sind

Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich!




Zündtemperatur

Niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, an der eine Selbstentzündung

eines Stoffes erfolgen kann.

Brennendes Speiseöl in

Bratpfanne. Selbstentzündung bei

ca. 250°C!

Die Zündtemperatur eines

Streichholzkopfes liegt bei ca.

80°C!




Stoff Flammpunkt Zündtemperatur

Zeitungspapier 175°C

Getreide 250 - 320°C

Holzkohle 300°C

Phosphor (weiß) 34°C

Diesel 67°C 255°C

Ottokraftstoff - 35°C 220°C

Ethanol (70%) 22°C 400°C

Methan (Erdgas) 575 - 640°C




untere / obere Explosionsgrenze

Niedrigste Konzentration von

Gasen/Dämpfen/Stäuben mit Luft, bei der

schon / noch eine Zündung erfolgen

kann.

Wenn die Konzentration des brennbaren

Stoffes in der Luft innerhalb der

Explosionsgrenzen liegt, wird das

Gemisch als explosionsfähige

Atmosphäre bezeichnet.

Unter bzw. oberhalb der

Explosionsgrenzen bezeichnet man das

Gemisch auch als „zu fett“ oder „zu

mager“.


Explosionsdreieck



Zündquellen


Heiße Oberflächen

Flammen

Mechanische erzeugte Funken

Elektrische Anlagen

Statische Elektrizität

Blitzschlag

Elektromagnetische Felder

Elektromagnetische Strahlung

Ionisierende Strahlung

Ultraschall

Adiabatische Kompression

Chemische Reaktionen

Kommen am

häufigsten vor!


Staubexplosionsschutz


auch brennbare Stäube als Brennstoff können unter bestimmten

Umständen zu Explosionen führen

Brennbare Stäube können als Puder vorliegen, oder bei Be- und

Verarbeitung brennbarer Feststoffe z.B. durch Schleifen, Mahlen, Fräsen

usw. entstehen

Bei Brennbaren Stäuben müssen zum Teil noch andere und weitere

explosionstechnische Kennzahlen berücksichtigt werden.


Rechtliche Grundlagen


Betriebliche Anforderungen

RL 1999/92/EG

„ATEX-Betriebsrichtlinie“

(Mindestanforderungen)

Betriebssicherheits-verordnung

(BetrSichV) neu 2015

Gefahrstoff-verordnung

(GefStoffV) neu 2015

Beschaffenheits-anforderungen

RL 2014/34/EU

„ATEX-Produktrichtlinie“

Umsetzung 1:1!

Explosionsschutz-verordnung

(11. ProdSV)




Betriebssicherheitsverordnung

§3 Gefährdungsbeurteilung

Der Arbeitgeber hat vor der

Verwendung von Arbeitsmitteln die

auftretenden Gefährdungen zu

beurteilen (Gefährdungsbeurteilung)

und daraus notwendige und geeignete

Schutzmaßnahmenabzuleiten!

§9 Weitere Schutzmaßnahmen bei der Verwendung von Arbeitsmitteln

(4) Werden Arbeitsmittel in Bereichen mit explosionsfähiger Atmosphäre

verwendet, oder kommt es durch deren Verwendung zur Bildung

explosionsfähiger Atmosphäre, so müssen besondere Schutzmaßnahmen

getroffen werden. […] Diese sind vor der erstmaligen Verwendung der

Arbeitsmittel im Explosionsschutzdokument nach §6 Absatz 8 und 9 der

Gefahrstoffverordnung zu dokumentieren!


Schutzmaßnahmen


Sekundärer Ex-Schutz

Tertiärer Ex-Schutz

Primärer Ex-Schutz


Primäre Explosionsschutzmaßnahmen


Vermeidung von Stoffen, die zur Bildung explosionsfähiger

Atmosphäre führen (Substitution)

Konzentrationsbegrenzung

Inertisierung

Dichtheit von Anlagenteilen

Lüftungsmaßnahmen

Überwachung der Konzentration in der Umgebung von

Anlagenteilen, z.B. Gaswarnanlagen

Maßnahmen zum Beseitigen von Staubablagerungen in der

Umgebung staubführender Anlagenteile und Behälter


Zoneneinteilung (GefStoffV, Anhang 1, Nr. 1.6/1.7)


Kann das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Gemische nicht sicher

verhindert werden, sind Schutzmaßnahmen zu ergreifen, um eine

Zündung zu vermeiden.

Für die Festlegung von Maßnahmen und die Auswahl der Arbeitsmittel

kann der Arbeitgeber explosionsgefährdete Bereiche einteilen und

zuordnen.

Dampf-Luft-Gemisch /

Staub-Luft

Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer geA

Zone 0 / 20 ständig, über längere Zeiträume

Zone 1 / 21 im Normalbetrieb gelegentlich

Zone 2 / 22 Normalerweise nicht;

wenn, dann nur kurzfristig


Schutzmaßnahmen


Primärer Ex-Schutz




Sekundäre Explosionsschutzmaßnahmen


Ziel: Vermeidung von Zündquellen

Auswahl und Einbau von Geräten, die für die Verwendung in

explosionsgefährdeten Bereichen geeignet sind

Verwendung von Werkzeugen mit potentieller Zündquelle nur in ex-

geschützter Ausführung oder funkenarm

Ableitfähigkeit der verwendeten Materialien

Potentialausgleich / Erdung

Bei Heißarbeiten nur mit Freigabeschein und vorheriger Freimessung


Rechtliche Grundlagen



RL 1999/92/EG

„ATEX-Betriebsrichtlinie“

(Mindestanforderungen)

Betriebssicherheits-verordnung

(BetrSichV) neu 2015

Gefahrstoff-verordnung

(GefStoffV) neu 2015

Beschaffenheits-anforderungen

RL 2014/34/EU

„ATEX-Produktrichtlinie“

Umsetzung 1:1!

Explosionsschutz-verordnung

(11. ProdSV)


Beschaffenheitsanforderungen


II G IIB

Gerätegruppe (I oder II)

Kennzeichen zur

Verhütung von

Explosionen

G=Gas, Dampf oder Nebel

D=Staub

II 2G Ex d IIB T4

Schutzsystem(z.B. Flammendurchschlag-

sicherung)

Explosionsgruppe

Kategorie

Gerät(z.B. Elektromotor)

Zündschutzart

Beispiele:

Temperatur-

klasse


Kennzeichnung von Betriebsmitteln


Medium Einsatzbereich

G Gase, Dämpfe, Nebel

D Stäube (Dust)

Geräte-

gruppe Einsatzbereich

I Bergbau

II Sonstige

Geräte-

kategorie

Einsetzbar in

Ex-Zone

1 0, 1 und 2 bzw. 20,21 und 22

2 1 und 2 bzw. 21 und 22

3 2 bzw. 22

Explosions-

gruppe

IIA IIB IIC

Temperatur-

klasse

T1 T2 T3 T4 T5 T6

Max. zulässige

Oberflächen-

temperatur

450°C 300°C 200°C 135°C 100°C 85°C


Zündschutzarten

Ex „d“ – Druckfeste Kapselung

Ex „p“ - Überdruckkapselung

Ex „e“ – erhöhte Sicherheit

Ex „m“ - Vergusskapselung



Zündschutzarten

Ex „o“ – Ölkapselung

Ex „c“ – konstruktive Sicherheit

Ex „b“ - Zündquellenüberwachung

Ex „q“ – Sandkapselung

Ex „fr“ – schwadenhemmende

Kapselung

Ex „k“ - Flüssigkeitskapselung



Normen


Elektrische Betriebsmittel in gasexplosionsgefährdeten Bereichen

DIN EN 60079-7 – Zündschutzarte „e“ erhöhte Sicherheit

DIN EN 60079-1 – Zündschutzart „d“ Druckfeste Kapselung

DIN EN 60079-2 – Zündschutzart „p“ Überdruckkapselung

DIN EN 60079-11 – Zündschutzart „i“ Eigensicherheit

DIN EN 60079-25

DIN EN 60079-27

DIN EN 60079-6 – Zündschutzart „o“ Ölkapselung

DIN EN 60079-6 – Zündschutzart „q“ Sandkapselung

DIN EN 60079-18 – Zündschutzart „m“ Vergusskapselung

usw.


Normen


Elektrische Betriebsmittel in staubexplosionsgefährdeten Bereichen

DIN EN 61241-1 – Zündschutzart „tD“ Schutz durch Gehäuse

DIN EN 61241-4 – Zündschutzart „pD“ Überdruckkapselung

DIN EN 61241-11 – Zündschutzart „iD“ Eigensicherheit

DIN EN 61241-18 – Zündschutzart „mD“ Vergusskapselung

usw.


Normen


Nicht-Elektrische Betriebsmittel in gasexplosionsgefährdeten Bereichen und

in Bereichen mit brennbaren Stäuben

DIN EN 13463-5 – Zündschutzart „c“ konstruktive Sicherheit

DIN EN 13463-3 – Zündschutzart „d“ druckfeste Kapselung

DIN EN 13463-7 – Zündschutzart „p“ Überdruckkapselung

DIN EN 13463-6 – Zündschutzart „b“ Zündquellenüberwachung

DIN EN 13463-8 – Zündschutzart „k“ Flüssigkeitskapselung

DIN EN 13463-2 – Zündschutzart „fr“ Schwadenhemmende Kapselung

usw.

http://www.kem.de/image/image_gallery?img_id=37112989

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Normen


DIN EN 60079-14

Anforderungen an das Errichten von

elektrischen Anlagen in

gasexplosionsgefährlichen

Bereichen

DIN EN 61241-14

Anforderungen an das Errichten von

elektrischen Anlagen in Bereichen

mit brennbarem Staub


Schutzmaßnahmen


Primärer Ex-Schutz




Tertiäre Explosionsschutzmaßnahmen


Ziel: die Auswirkungen einer Explosion auf ein

unbedenkliches Maß beschränken

Explosionsfeste Bauweise

Explosionsdruckentlastung

Explosionsunterdrückung

Explosionstechnische Entkopplung (von Flammen und Druck)


Gesetze, Normen, technische Regeln


TRBS 1111 - Gefährdungsbeurteilung und sicherheitstechnische Bewertung

TRBS 1112 - Instandhaltung

TRBS 1112 Teil 1 - Explosionsgefährdungen bei und durch Instandhaltungsarbeiten -

Beurteilung und Schutzmaßnahmen

TRBS 1123 - Änderungen und wesentliche Veränderungen von Anlagen nach § 1 Abs. 2

Satz 1 Nr. 3 BetrSichV – Ermittlung der Prüfnotwendigkeit gemäß § 14 Abs. 1 und 2

BetrSichV

TRBS 1201 - Prüfungen von Arbeitsmitteln und überwachungsbedürftigen Anlagen

TRBS 1201 Teil 1 - Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und

Überprüfung von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen

TRBS 1201 Teil 3 - Instandsetzung an Geräten, Schutzsystemen, Sicherheits-/Kontroll-

und Regelvorrichtungen im Sinne der RL 94/9/EG – Ermittlung der Prüfnotwendigkeit

gemäß § 14 Abs. 6 BetrSichV

TRBS 1201 Teil 5 - Prüfung von Lageranlagen, Füllstellen, Tankstellen und

Flugfeldbetankungsanlagen und soweit entzündliche, leichtentzündliche oder

hochentzündliche Flüssigkeiten gelagert oder abgefüllt werden hinsichtlich Gefährdungen

durch Brand und Explosion

TRBS 1203 - Befähigte Personen


Technische Regeln


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 2152 Teil 3 - Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Vermeidung der

Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre

TRBS 2152 Teil 4 - Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Maßnahmen des

konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein

unbedenkliches Maß beschränken

TRBS 2153 - Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen

TRBS 2210 - Gefährdungen durch Wechselwirkungen

TRBS 3151, TRGS 751 - Vermeidung von Brand-, Explosions- und Druckgefährdungen an

Tankstellen und Füllanlagen zur Befüllung von Landfahrzeugen

Prüfungen des Explosionsschutz


§15 BetrSichV

Prüfung vor

Inbetriebnahme

ÜA

§16 BetrSichV

Wiederkehrende

Prüfung

ÜA

BetrSichV – Anhang 2 – Abschnitt 3 - Explosionsgefährdungen

4. Prüfung vor

Inbetriebnahme

4.1 vor IBN

4.2 Instandsetzung

5. Wiederkehrende

Prüfung

5.1 Anlage (max. 6 Jahre)

5.2 Geräte (max. 3 Jahre)

5.3 Einrichtungen (jährl.)

§14 BetrSichV

Prüfung von

Arbeitsmitteln

bP

nach

Ziffer 3

ZÜS

Prüfzyklen nach BetrSichV - Explosionsschutz


PvI

nach 4.15.3 5.3 5.35.35.3

wiederk.

nach 5.1 (inkl. 5.2

+ 5.3)

5.2

Vor

Inbetrieb-

nahme

1 Jahr 3 Jahre 6 Jahre

■ Lüftungs-

■ Gaswarn-

■ Inertisierungs-

anlagen

■ Geräte

■ Schutzsysteme

■ SKR-Vorrichtungen

nach 94/9/EG (2014/34/EU)

inkl. Wechselwirkungen

■ Explosionsschutzdokument

■ technische Unterlagen

■ Errichtung und Zustand

■ technische + organisatorische

Maßnahmen

Grundlagen Explosionsschutz


Grundlagen Explosionsschutz


Bei weiteren Fragen:

Verena Wieling-Schröder

Sachverständige für Wasserrecht und Explosionsschutz

Bekanntgegeben als Sachverständige nach §29b BImSchG

TÜV NORD Systems GmbH & Co. KG Region Osnabrück-Emsland

Rheinische Str. 15 • 49084 Osnabrück

Telefon: +49(0)541 5823-254

Handy: +49(0)160 888-3170

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