MITTEILUNG DER KOMMISSION über den nicht verbindlichen Leitfaden für bewährte Verfahren im Hinblick auf die Durchführung der Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können

Laut Artikel 11 der Richtlinie 1999/92/EG [1] muss die Kommission in einem unverbindlichen Leitfaden für bewährte Verfahren praktische Leitlinien aufstellen, um die Mitgliedstaaten in Anwendung der genannten Richtlinie bei der Festlegung ihrer einzelstaatlichen Politik für den Schutz von Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer zu unterstützen, insbesondere was die in den Artikeln 3, 4, 5, 6, 7 und 8 sowie im Anhang I und im Teil A des Anhangs II behandelten Aspekte angeht. Um diesem Auftrag nachzukommen, hat die Kommission einen Leitfaden ausgearbeitet, der Leitlinien zu folgenden Fragen enthält: Verhinderung von und Schutz gegen Explosionen, Beurteilung der Explosionsrisiken, Verpflichtungen des Arbeitgebers im Hinblick auf den Schutz der Gesundheit und die Gewährleistung der Sicherheit der Arbeitnehmer, Pflicht des Arbeitgebers, der die Verantwortung für die Arbeitsstätte hat, alle die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Arbeitnehmer betreffenden Maßnahmen zu koordinieren, wenn Arbeitnehmer mehrerer Unternehmen an der gleichen Arbeitsstätte tätig sind, Zoneneinteilung der Bereiche, in denen explosionsfähige Atmosphären vorhanden sein können, und Erstellung des Explosionsschutzdokuments durch den Arbeitgeber.

[1] ABl L 23 vom 28.1.2003.

Bei der Ausarbeitung dieses Leitfadens wurden die Kommissionsstellen vom Beratenden Ausschuss für Sicherheit, Arbeitshygiene und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz unterstützt, der am 15. Mai 2003 eine befürwortende Stellungnahme abgegeben hat.

Nach Ansicht des Beratenden Ausschusses behandelt der Leitfaden die im Mandat vorgegebenen grundlegenden Fragen, insbesondere die Ermittlung von Gefahren, die Bewertung von Risiken und die Festlegung spezifischer Maßnahmen zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet sind. Der Beratende Ausschuss ist des Weiteren der Auffassung, dass in dem Leitfaden die Punkte berücksichtigt wurden, die den Arbeitgebern, insbesondere den KMU, die Ausarbeitung des so genannten ,Explosionsschutzdokuments" ermöglichen. Und schließlich vertritt der Beratende Ausschuss die Ansicht, dass der Leitfaden es dem für die Arbeitsstätte, an der explosionsfähige Atmosphären auftreten können, verantwortlichen Arbeitgeber erleichtern kann, die zur Koordinierung erforderlichen Maßnahmen und Vorgehensweisen einzuführen, wenn Arbeitnehmer mehrerer Unternehmen an derselben Arbeitsstätte tätig sind.

Die Kommission fordert die Mitgliedstaaten auf, gemäß Artikel 11 der Richtlinie 1999/92/EG diesen Leitfaden bei der Festlegung ihrer einzelstaatlichen Politik für den Schutz von Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer so weit wie möglich zu berücksichtigen und für eine möglichst weite Verbreitung des Leitfadens in den interessierten Kreisen zu sorgen.

DECKBLATT

Nicht verbindlicher Leitfaden für bewährte Verfahren im Hinblick auf die Durchführung der Richtlinie 1999/92/EG über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können

Europäische Kommission

GD BESCHÄFTIGUNG UND SOZIALES

Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz

Endfassung: April 2003

Vorwort

Mehr und bessere Arbeitsplätze zu schaffen gehört seit jeher zu den Zielen der Europäischen Union. Formal beschlossen wurde es auf der Tagung des Europäischen Rates in Lissabon im März 2000, und eines der Schlüsselelemente ist dabei die Verbesserung der Qualität der Arbeit.

Damit die neuen Herausforderungen der Sozialpolitik angenommen werden können, die sich aus dem radikalen Wandel der europäischen Wirtschaft und Gesellschaft ergeben, basiert die vom Europäischen Rat in Nizza gebilligte Europäische Sozialagenda auf der Notwendigkeit, eine positive und dynamische Wechselwirkung von Wirtschafts-, Sozial- und Beschäftigungspolitik zu gewährleisten. Durch die Sozialagenda muss die Rolle der Sozialpolitik gestärkt und diese gleichzeitig in die Lage versetzt werden, effektiver für den Schutz des Einzelnen, den Abbau von Ungleichheiten und den sozialen Zusammenhalt zu sorgen. Auf der Tagung des Europäischen Rates in Stockholm wurde die Qualität der Arbeitsplätze - der Wunsch, nicht nur die Minimalstandards zu verteidigen, sondern höhere Standards durchzusetzen und eine gerechtere Teilhabe aller am Fortschritt sicherzustellen - als Schlüsselelement auf dem Weg zu neuerlicher Vollbeschäftigung genannt. In diesem Kontext ist der Arbeitsschutz eines der sozialpolitischen Kernthemen, auf die die Europäische Union ihre Anstrengungen konzentriert.

Glücklicherweise gehören Explosionen und Brände nicht zu den häufigsten Ursachen von Arbeitsunfällen. Ihre Folgen sind aber spektakulär und häufig mit schweren Verlusten an Menschenleben sowie großen wirtschaftlichen Schäden verbunden.

Die Notwendigkeit, die Häufigkeit von Explosionen und Bränden zu senken, ergibt sich sowohl aus humanitären als auch aus wirtschaftlichen Überlegungen und hat zur Annahme der ATEX-Richtlinie 1999/92/EG durch das Europäische Parlament und den Rat geführt. Die humanitären Überlegungen liegen auf der Hand: Explosionen und Brände können schreckliche Verletzungen verursachen und Todesopfer fordern. Die wirtschaftlichen Überlegungen ergeben sich klar und deutlich aus jeder Untersuchung der wahren Unfallkosten: generell zeigt sich, dass ein besseres Risikomanagement (Arbeitsschutzmanagement) für Unternehmen erhebliche wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Dies gilt ganz besonders, wenn es um die Explosionsgefahr geht.

Die Verabschiedung entsprechender Rechtsvorschriften ist ein Aspekt des Anliegens, Gesundheit und Sicherheit am Arbeitsplatz in das globale Konzept des Wohlbefindens bei der Arbeit einzugliedern. Die Europäische Kommission kombiniert eine Vielzahl von Instrumenten mit dem Ziel, eine echte Präventionskultur zu etablieren.

Der vorliegende Leitfaden ist eines dieser Instrumente und geht auf den Auftrag zurück, den das Europäische Parlament und der Rat in Artikel 11 der ATEX-Richtlinie der Kommission erteilt haben, nämlich in einem unverbindlichen Leitfaden für bewährte Verfahren praktische Leitlinien aufzustellen. Dieser Leitfaden kann als Grundlage für Leitlinien der Mitgliedstaaten dienen, mit denen kleine und mittlere Unternehmen bei der Verbesserung ihrer Sicherheit und ihrer Wirtschaftlichkeit unterstützt werden sollen.

Abschließend möchte ich diese Gelegenheit nutzen, um alle Akteure des Arbeitsschutzes, insbesondere die einzelstaatlichen Behörden und die Arbeitgeber, aufzufordern, diese Richtlinie mit Verantwortungsgefühl und Entschlossenheit anzuwenden, um die aus explosionsfähigen Atmosphären entstehenden Gefahren zu vermeiden oder wenigstens auf ein Minimum zu begrenzen und eine gute Arbeitsumgebung zu schaffen.

Odile Quintin Generaldirektorin

Inhalt

1. Anwendung des Leitfadens

1.1 Bezug zur Richtlinie 1999/92/EG

1.2 Anwendungsbereich des Leitfadens

1.3 Geltende Vorschriften und weiterführende Informationen

1.4 Behördliche und außerbehördliche Beratungsstellen

2. Beurteilung der Explosionsrisiken

2.1 Methoden

2.2 Beurteilungsmaßstäbe

2.2.1 Sind brennbare Stoffe vorhanden?

2.2.2 Kann durch ausreichende Verteilung in Luft explosionsfähige Atmosphäre entstehen?

2.2.3 Wo kann explosionsfähige Atmosphäre auftreten?

2.2.4 Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre möglich?

2.2.5 Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zuverlässig verhindert?

2.2.6 Ist die Entzündung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zuverlässig verhindert?

3. Technische Maßnahmen des Explosionsschutzes

3.1 Verhinderung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre

3.1.1 Ersatz der brennbaren Stoffe

3.1.2 Konzentrationsbegrenzung

3.1.3 Inertisieren

3.1.4 Verhindern oder Einschränken der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre in der Umgebung von Anlagen

3.1.4.1 Beseitigung von Staubablagerungen.

3.1.5 Einsatz von Gaswarngeräten

3.2 Vermeiden von Zündquellen

3.2.1 Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche

3.2.2 Umfang der Schutzmaßnahmen

3.2.3 Zündquellenarten

3.3 Begrenzung der Auswirkungen von Explosionen (Konstruktiver Explosionsschutz)

3.3.1 Explosionsfeste Bauweise

3.3.2 Explosionsdruckentlastung

3.3.3 Explosionsunterdrückung

3.3.4 Verhindern der Explosionsübertragung (explosionstechnische Entkoppelung)

3.4 Anwendung von Prozessleittechnik

3.5 Anforderungen an Arbeitsmittel

3.5.1 Auswahl von Arbeitsmitteln

3.5.2 Zusammenbau von Arbeitsmitteln

4. Organisatorische Maßnahmen des Explosionsschutzes

4.1 Betriebsanweisungen

4.2 Ausreichende Qualifikation der Beschäftigten

4.3 Unterweisung der Arbeitnehmer

4.4 Überwachung

4.5 Arbeitsfreigabesystem

4.6 Durchführung von Instandhaltungsarbeiten

4.7 Prüfung und Kontrolle

4.8 Kennzeichnung von explosionsgefährdeten Bereichen

5. Koordinierungspflichten

5.1 Koordinierungsmodalitäten

5.2 Schutzmaßnahmen zur sicheren Zusammenarbeit

6 im Explosionsschutzdokument

6.1 Anforderungen aus der Richtlinie 1999/92/EG

6.2 Umsetzung

6.3 Mustergliederung eines Explosionsschutzdokumentes

6.3.1 Beschreibung der Arbeitsstätte und der Arbeitsbereiche

6.3.2 Beschreibung der Verfahrensschritte und/oder Tätigkeiten

6.3.3 Beschreibung der eingesetzten Stoffe/ Sicherheitstechnische Kenngrößen

6.3.4 Darstellung der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung

6.3.5 Getroffene Explosionsschutzmaßnahmen

6.3.6 Realisierung der Explosionsschutzmaßnahmen

6.3.7 Koordinierung der Explosionsschutzmaßnahmen

6.3.8 Anhang des Explosionsschutzdokumentes

ANLAGEN

A.1 Glossar

A.2 Vorschriften und weiterführende Informationsquellen zum Explosionsschutz

A.2.1. Europäische Richtlinien und Leitlinien

A.2.2 Nationale Vorschriften der europäischen Mitgliedsstaaten zur Umsetzung der Richtlinie 1999/92/EG (Kursivtext von Kommission nachzutragen)

A.2.3 Auswahl an Europäischen Normen

Eine aktuelle Liste ist auf der Website des Europäischen Komitees für Normung (CEN) zu finden: http://www.cenorm. be/standardization/ tech_bodies/cen_bp/workpro/tc305.htm.

A.2.4 Weitere nationale Vorschriften und Literatur (Eintrag durch nationale Stellen)

A.2.5 Nationale Beratungsstellen (Eintrag durch nationale Stellen)

A.3 Musterformulare und Checklisten

A.3.1 Checkliste »Explosionsschutz im Inneren von Apparaten«

A.3.2 Checkliste »Explosionsschutz in der Umgebung von Apparaten«

A.3.3 Muster »Erlaubnisschein für Arbeiten mit Zündquellen in Bereichen mit explosionsfähiger Atmosphäre«

A.3.4 Checkliste »Koordinierungsmaßnahmen zum betrieblichen Explosionsschutz«

A.3.5 Checkliste »Aufgaben des Koordinators zum betrieblichen Explosionsschutz«

A.3.6 Checkliste »Vollständigkeit des Explosionsschutzdokuments«

A.4 Einfügen des Richtlinientextes in der jeweiligen Landessprache durch die Kommission

1. EINLEITUNG

Der Explosionsschutz zählt zu den besonders sicherheitsrelevanten Aufgabenbereichen. Im Explosionsfall sind das Leben und die Gesundheit der Arbeitnehmer durch unkontrollierte Flammen- und Druckwirkung sowie durch schädliche Reaktionsprodukte und Verbrauch des zum Atmen benötigten Sauerstoffs aus der Umgebungsluft gefährdet.

Aus diesem Grunde müssen für eine kohärente Strategie zur Prävention von Explosionen am Arbeitsplatz organisatorische Maßnahmen getroffen werden. Laut Rahmenrichtlinie 89/391/EWG [2] ist der Arbeitgeber verpflichtet, die für die Sicherheit und den Gesundheitsschutz der Arbeitnehmer erforderlichen Maßnahmen zu treffen, einschließlich der Maßnahmen zur Verhütung berufsbedingter Gefahren, zur Information und zur Unterweisung sowie der Bereitstellung einer geeigneten Organisation und der erforderlichen Mittel.

[2] Richtlinie 89/391/EWG des Rates vom 12. Juni 1989 über die Durchführung von Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Arbeitnehmer bei der Arbeit (ABl. L 183 vom 29.06.1989, S. 1)

Es sei nachdrücklich betont, dass die Einhaltung der in der Richtlinie enthaltenen Mindestvorschriften nicht garantiert, dass die einschlägigen nationalen Gesetze eingehalten werden. Die Richtlinie wurde gemäß Artikel 137 des Vertrags zur Gründung der Europäischen Gemeinschaft erlassen, und darin wird ausdrücklich gesagt, dass die aufgrund dieses Artikels erlassenen Bestimmungen die Mitgliedstaaten nicht daran hindern, strengere Schutzmaßnahmen beizubehalten oder zu treffen, die mit dem Vertrag vereinbar sind.

1. ANWENDUNG DES LEITFADENS

Explosionsgefahren können in allen Unternehmen auftreten, in denen mit brennbaren Substanzen umgegangen wird. Zu diesen Stoffen zählen zahlreiche Einsatzstoffe, Zwischenprodukte, Endprodukte und Reststoffe aus dem alltäglichen Arbeitsprozess, wie Abbildung 1 zeigt.

Bei der Verwendung dieses Leitfadens sollten die Richtlinie 1999/92/EG [3], die Rahmenrichtlinie 89/391/EWG und die Richtlinie 94/9/EG [4] herangezogen werden .

[3] Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 16. Dezember 1999 über die Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können (ABl. L 23 vom 28.01.2000, S. 57)

[4] Richtlinie 94/9/EG des Rates vom 23. März 1994 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (ABl. L 100 vom 19.04.1994, S. 1)

Die Richtlinie 1999/92/EG enthält die Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können. In Artikel 11 dieser Richtlinie ist vorgesehen, dass die Kommission in einem unverbindlichen Leitfaden für bewährte Verfahren praktische Leitlinien aufstellt.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 1: Beispiele für die Entstehung explosionsfähiger Atmosphäre [5].

[5] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

Dieser Leitfaden richtet sich vor allem an die Mitgliedstaaten und soll ihnen die Gestaltung ihrer eigenen nationalen Arbeitsschutzpolitik erleichtern.

Er soll dem Arbeitgeber, insbesondere den kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU), auf dem Gebiet des Explosionsschutzes ermöglichen:

* Gefahren zu ermitteln und die Risiken zu bewerten,

* spezifische Maßnahmen zum Schutz von Sicherheit und Gesundheit der Arbeitnehmer festzulegen, die durch explosionsfähige Atmosphäre gefährdet sind,

* eine sichere Arbeitsumgebung zu gewährleisten und während der Anwesenheit der Arbeitnehmer eine angemessene Überwachung entsprechend der Risikobeurteilung sicherzustellen,

* bei Beschäftigung mehrerer Unternehmen an einer Arbeitsstätte die erforderlichen Koordinierungsmaßnahmen und -modalitäten vorzunehmen und

* ein Explosionsschutzdokument auszuarbeiten.

Betroffen sind nahezu alle Branchen, da Gefährdungen durch explosionsfähige Atmosphäre bei unterschiedlichsten Prozessen und Arbeitsvorgängen entsteht. Beispiele zeigt Tabelle 1.1.

Tab. 1.1: Beispiele für Explosionsgefährdungen in verschiedenen Branchen

>PLATZ FÜR EINE TABELLE>

Zu einer Explosion kommt es, wenn ein Brennstoff im Gemisch mit Luft (d. h. ausreichend Sauerstoff) innerhalb der Explosionsgrenzen sowie eine Zündquelle vorliegt (siehe Abb. 1.2). Zu beachten ist, dass die Richtlinie eine besondere Definition von ,Explosion" enthält, nämlich einschließlich derjenigen Verbrennungsvorgänge, die sich auf das gesamte unverbrannte Gemisch übertragen.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 1.2: Explosionsdreieck

Im Explosionsfall sind die Beschäftigten durch unkontrollierte Flammen- und Druckwirkungen in Form von Hitzestrahlung, Flammen, Druckwellen und umherfliegende Trümmer sowie durch schädliche Reaktionsprodukte und durch den Verbrauch des zum Atmen benötigten Sauerstoffs aus der Umgebungsluft gefährdet.

Beispiele: 1. Bei Reinigungsarbeiten kam es innerhalb einer mit Kohle befeuerten Kesselanlage zu einer Explosion. Die beiden Mitarbeiter erlitten so starke Verbrennungen, dass sie starben. Als Ursache wurde eine Lampe mit einem defekten Anschlusskabel ermittelt. Aufgewirbelter Kohlenstaub wurde durch einen Kurzschluss gezündet.

2. In einem Mischer wurden lösungsmittelfeuchte Stäube gemischt. Der Mitarbeiter inertisierte den Mischer vor Beginn des Prozesses nicht ausreichend. Während des Einfuellens entstand ein explosionsfähiges Lösungsmitteldampf/Luft-Gemisch, das durch elektrostatische Funken, die beim Einfuellen entstanden, gezündet wurde. Auch dieser Mitarbeiter erlitt starke Verbrennungen.

3. In einem Mühlengebäude kam es zu einem Brand. Durch die vorhandenen Deckendurchbrüche kam es zu Folgebränden, durch die eine Staubexplosion ausgelöst wurde. Es wurden vier Mitarbeiter verletzt und das gesamte Mühlengebäude wurde zerstört. Der Sachschaden betrug 600.000 EUR.

Der Leitfaden dient als unverbindliches Hilfsmittel, um das Leben und die Gesundheit von Arbeitnehmern vor den Gefahren einer Explosion zu schützen.

1.1 Bezug zur Richtlinie 1999/92/EG

Der Leitfaden behandelt gemäß Artikel 11 der Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates über Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsfähige Atmosphären gefährdet werden können, die Artikel 3, 4, 5, 6, 7 und 8 sowie die Anhang I und II A der Richtlinie (siehe Anhang 4). Die Zuordnung der Leitfadenkapitel zu den Artikeln und Anhängen ist Tabelle 1.2 zu entnehmen.

Tab. 1.2: Zusammenhang zwischen einzelnen Artikeln der RL und Kapiteln des Leitfadens (Originaltext zu den genannten Artikeln der Richtlinie enthält Anhang 4).

>PLATZ FÜR EINE TABELLE>

Um die Anwendung des Leitfadens zu erleichtern, weicht der Leitfaden in der Reihenfolge der Kapitel an zwei Stellen von der Reihenfolge der Artikel in der Richtlinie 1999/92/EG ab:

1. Beurteilung von Explosionsrisiken in Kapitel 2 (Artikel 4 der RL) vor der Anwendung von Explosionsschutzmaßnahmen (Artikel 3, 5-7 der RL),

2. Darstellung von Maßnahmen zur Verhinderung der Entzündung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Kapitel 3.2 (Artikel 7, Anhang I und II der RL) als Bestandteil technischer Explosionsschutzmaßnahmen nach Kapitel 3 (Artikel 3 der RL).

1.2 Anwendungsbereich des Leitfadens

Der Leitfaden ist für alle Unternehmen gedacht, in denen es durch den Umgang mit brennbaren Stoffen zu gefährlicher explosionsfähige Atmosphäre und dadurch zu Explosionsgefahren kommen kann. Der Leitfaden gilt für den Umgang unter atmosphärischen Bedingungen. Zum Umgang gehören Herstellung, Bearbeitung, Verarbeitung, Vernichtung, Lagerung, Bereitstellung, Umschlag und innerbetriebliche Beförderung in Rohrleitungen oder mit anderen Hilfsmitteln.

Hinweis: Entsprechend der Legaldefinition zu ,explosionsfähiger Atmosphäre" laut Richtlinie 1999/92/EG gilt der Leitfaden nur unter atmosphärischen Bedingungen. Richtlinie und Leitfaden gelten demnach nicht unter nichtatmosphärischen Bedingungen - allerdings ist in diesem Fall der Arbeitgeber keineswegs von seinen Pflichten zum Explosionsschutz entbunden. Hier gelten weiterhin die Anforderungen der übrigen Arbeitsschutz-Vorschriften.

Die Beschreibung der in den einzelnen Leitfadenkapiteln ausgeführten Themen des Explosionsschutzes erfolgt in einer Form, die sich insbesondere an kleine und mittelständische Unternehmen richtet. Der Leitfaden konzentriert sich deshalb auf die Vermittlung von Basiswissen und Prinzipien und verdeutlicht diese innerhalb des Textes an kleinen Beispielen. Ausführungen für Betriebe in Form von Musterformularen und Checklisten sind in Anhang 3 abgebildet. Darüber hinaus wird auf die in Anhang 2 genannten Vorschriften und weiterführenden Informationsquellen verwiesen.

Entsprechend Artikel 1 der Richtlinie 1999/92/EG ist der Leitfaden nicht anwendbar auf:

* Bereiche, die unmittelbar für die medizinische Behandlung von Patienten und während dieser Behandlung genutzt werden,

* die Verwendung von Gasverbrauchseinrichtungen gemäß der Richtlinie 90/396/EWG,

* den Umgang mit Sprengstoffen oder chemisch instabilen Stoffen,

* mineralgewinnende Betriebe, die den Richtlinien 92/91/EWG oder 92/104/EWG unterliegen,

* die Benutzung von Transportmitteln auf dem Land-, Wasser- und Luftweg, auf die die einschlägigen Bestimmungen der internationalen Übereinkünfte (z. B. ADNR, ADR, ICAO, IMO, RID) und die Gemeinschaftsrichtlinien zur Umsetzung dieser Übereinkünfte angewandt werden. Transportmittel zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen sind nicht ausgenommen.

Für das Inverkehrbringen und die Inbetriebnahme einschließlich der Beschaffenheit von Geräten und Schutzsystemen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen wird auf die Richtlinie 94/9/EG verwiesen.

1.3 Geltende Vorschriften und weiterführende Informationen

Zur Erfuellung gesetzlicher Explosionsschutzbestimmungen der einzelnen Mitgliedsstaaten der EU ist die Anwendung dieses Leitfadens alleine nicht ausreichend. Maßgebend sind die nationalen Rechtsvorschriften der Mitgliedsstaaten zur Umsetzung der Richtlinie 1999/92/EG, die über die diesem Leitfaden zu Grunde liegenden Mindestvorschriften der Richtlinie hinausgehen können.

Bei der Erfuellung der Pflichten nach Artikel 8 der Richtlinie 1999/92/EG, z. B. bei der Gestaltung neuer Arbeitsmittel gemäß Richtlinie 94/9/EG, kann sich die Hinzuziehung der entsprechenden ATEX-Websites als nützlich erweisen:

- http://europa.eu.int/comm/enterprise/atex/ index.htm

- http://europa.eu.int/comm/enterprise/atex/ whatsnew.htm

Um darüber hinaus die Umsetzung der Vorschriften mit Hilfe technischer und organisatorischer Maßnahmen zu erleichtern, existieren europäische Normen (EN), die von den nationalen Normungsinstitutionen gegen Gebühr vertrieben werden. Hierzu enthält Anhang 2.2 eine Übersicht.

Weiterführende Informationen lassen sich den nationalen Vorschriften und Normen sowie der einschlägigen Literatur entnehmen. Werden hierzu einzelne Veröffentlichungen von den zuständigen nationalen Stellen der Mitgliedsstaaten als hilfreich angesehen und in den Leitfaden aufgenommen, können die Referenzen dem vorbereiteten Anhang 2.3 entnommen werden. Die Aufnahme einer Veröffentlichung in den Anhang muss jedoch nicht bedeuten, dass der gesamte Inhalt in vollem Einklang mit dem Leitfaden steht.

1.4 Behördliche und außerbehördliche Beratungsstellen

Treten bei der Umsetzung der Explosionsschutzbestimmungen Fragen auf, zu denen der Leitfaden keine Antwort geben kann, sollten die nationalen Informationsträger vor Ort kontaktiert werden. Hierzu zählen regionale Arbeitsschutzbehörden, Unfallversicherungsträger oder Berufsverbände bzw. Industrie- und Handels- bzw. Handwerkskammern.

2. BEURTEILUNG DER EXPLOSIONSRISIKEN

Wann immer möglich, sollte der Arbeitgeber das Auftreten von explosionsfähiger Atmosphäre verhindern. Um diesen obersten Grundsatz nach Artikel 3 der Richtlinie 1999/92/EG zu erfuellen, ist zur Beurteilung der Explosionsrisiken zunächst zu prüfen, ob unter den vorhandenen Gegebenheiten gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Sodann ist zu prüfen, ob sie sich entzünden kann.

Dieser Beurteilungsprozess muss sich immer auf den Einzelfall beziehen und kann nicht pauschal übertragen werden. Im Einzelnen sind nach 1999/92/EG Artikel 4 die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre, die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins und der Aktivierung und des Wirksamwerdens von Zündquellen, die Anlagen, verwendeten Stoffe, Verfahren und ihre möglichen Wechselwirkungen sowie das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen zu betrachten.

Hinweis: Im Vordergrund der Beurteilung der Explosionsrisiken steht zunächst die Beurteilung vom:

* Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre

und des weiteren vom

* Vorhandensein und Wirksamwerden von Zündquellen.

Die Betrachtung der Auswirkungen ist im Beurteilungsprozess von untergeordneter Bedeutung, da im Fall einer Explosion immer mit einem hohen Schadensausmaß gerechnet werden muss, das von erheblichen Sachschäden bis hin zu Verletzten und Toten reichen kann. Im Explosionsschutz hat die Vermeidung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre gegenüber einer quantitativen Risikobetrachtung Vorrang.

Der Beurteilungsvorgang ist für jeden Arbeits- bzw. Produktionsprozess sowie für jeden Betriebszustand einer Anlage und dessen Änderungen durchzuführen. Bei der Beurteilung neuer oder bestehender Anlagen sind insbesondere folgende Betriebszustände zugrunde zu legen:

* die normalen Betriebsbedingungen einschließlich Instandhaltungsarbeiten,

* die In- und Außerbetriebnahme,

* Betriebsstörungen und voraussehbare Fehlzustände,

* der vernünftigerweise vorhersehbare Fehlgebrauch.

Die Explosionsrisiken sind in ihrer Gesamtheit zu beurteilen. Von Bedeutung sind:

* die eingesetzten Arbeitsmittel,

* die baulichen Gegebenheiten,

* die verwendeten Stoffe,

* die Arbeits- und Verfahrensbedingungen und

* die möglichen Wechselwirkungen untereinander sowie mit dem Arbeitsumfeld.

Ebenso sind Bereiche, die über Öffnungen mit explosionsgefährdeten Bereichen in Verbindung stehen oder gebracht werden können, bei der Beurteilung der Explosionsrisiken zu berücksichtigen.

Enthält die explosionsfähige Atmosphäre verschiedene brennbare Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube, so muss dies bei der Bewertung der Explosionsrisiken angemessen berücksichtigt werden. Treten z. B. hybride Gemische auf, kann sich die Wirkung der Explosion erheblich verstärken.

Achtung: Generell können hybride Gemische aus Nebeln oder Stäuben mit Gasen und/oder Dämpfen bereits eine explosionsfähige Atmosphäre bilden, wenn die Konzentration der einzelnen Brennstoffe noch unterhalb ihrer unteren Explosionsgrenze liegt.

Außerdem muss die Gefahr bewertet werden, wieweit Warnsysteme von einer der Phasen ungünstig beeinflusst werden können (z. B. die Vergiftung von Katalysatoren durch Nebel).

2.1 Methoden

Um Arbeitsprozesse oder technische Anlagen bzgl. ihrer Explosionsrisiken beurteilen zu können, sind Methoden geeignet, die eine systematische Vorgehensweise zur sicherheitstechnischen Überprüfung von Anlagen und Verfahren unterstützen. Systematisch bedeutet in diesem Zusammenhang, dass nach sachlichen und logischen Gesichtspunkten gegliedert vorgegangen wird. Es werden die vorhandenen Gefahrenquellen zur Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und die möglicherweise gleichzeitig auftretenden wirksamen Zündquellen betrachtet.

In der Praxis ist es in den meisten Fällen ausreichend, systematisch das Explosionsrisiko entlang einer Abfolge spezifischer Fragestellungen zu ermitteln und zu beurteilen. Im folgenden Kapitel 2.2 wird hierzu anhand charakteristischer Beurteilungsmaßstäbe eine einfache Vorgehensweise beschrieben.

Hinweis: Andere Verfahren zur Risikobeurteilung, wie sie etwa zur Identifikation von Gefahrenquellen (z. B. Anwendung von Checklisten, Ausfall-Effekt-Analyse, Bedienungsfehler-Analyse, Operabilitäts-Analyse/PAAG-Verfahren) oder zur Bewertung von Gefahrenquellen (z. B. Störfall-Ablaufanalyse oder Fehlerbaum-Analyse) in der einschlägigen Literatur nachzulesen sind, sind im Explosionsschutz nur in Ausnahmefällen sinnvoll, z. B. zur Ermittlung von Zündquellen in komplexen technischen Anlagen.

2.2 Beurteilungsmaßstäbe

Die Beurteilung der Explosionsgefahr ist unabhängig von der Einzelfrage durchzuführen, ob Zündquellen vorhanden sind oder auftreten können.

Folgende vier Voraussetzungen müssen gleichzeitig erfuellt sein, damit Explosionen mit gefährlichen Auswirkungen auftreten können:

* Hoher Dispersionsgrad der brennbaren Stoffe,

* Konzentration der brennbaren Stoffe in Luft innerhalb ihrer kombinierten Explosionsgrenzen,

* Gefahrdrohende Mengen explosionsfähiger Atmosphäre,

* Wirksame Zündquelle.

Um diese Voraussetzungen zu prüfen, kann in der Praxis die Beurteilung der Explosionsrisiken anhand von sieben Fragen erfolgen. Hierzu zeigt Abbildung 2.1 den Beurteilungsablauf, in dem jede relevante Fragestellung unterstrichen hervorgehoben ist. Zu ihrer Beantwortung sind die Entscheidungskriterien in den angegebenen Unterkapiteln näher erläutert. Entsprechend dienen die ersten vier Fragen der grundlegenden Prüfung, ob ein Explosionsrisiko besteht und ob überhaupt Explosionsschutzmaßnahmen erforderlich sind. Nur in diesem Fall ist mit Hilfe der drei folgenden Fragen festzustellen, ob die vorgesehenen Schutzmaßnahmen das Explosionsrisiko auf ein unbedenkliches Maß begrenzen. Dieser Schritt ist in Verbindung mit der Auswahl von Schutzmaßnahmen nach Kapitel 3 des Leitfadens ggf. wiederholt durchzuführen, bis eine den Gegebenheiten entsprechende Gesamtlösung gefunden ist.

Im Rahmen des Beurteilungsprozesses ist zu beachten, dass sicherheitstechnische Kenngrößen des Explosionsschutzes in der Regel nur unter atmosphärischen Bedingungen gelten. Unter anderen als diesen atmosphärischen Bedingungen können sich die sicherheitstechnischen Kenngrößen bedeutend ändern.

Beispiele: 1. Die Mindestzündenergie kann bei erhöhten Sauerstoffgehalten oder Temperaturen stark herabgesetzt werden.

2. Die maximalen Explosionsdrücke und -druckanstiegsgeschwindigkeiten steigen bei erhöhtem Vordruck an.

3. Die Explosionsgrenzen werden bei erhöhten Temperaturen und erhöhten Drücken aufgeweitet. Das bedeutet, dass die untere Explosionsgrenze zu niedrigeren und die obere Explosionsgrenze zu höheren Konzentrationen verschoben werden können.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 2.1: Beurteilungsablauf zur Erkennung und Verhinderung von Explosionsgefahren.

In Abbildung 2.1 wird nach einer ,zuverlässigen" Verhinderung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre gefragt. Die Frage kann nur mit ,Ja" beantwortet werden, wenn die bereits getroffenen technischen und organisatorischen Maßnahmen so weitgehend sind, dass unter Berücksichtigung aller Betriebszustände und vernünftigerweise vorhersehbaren Störungen nicht vom Auftreten einer Explosion auszugehen ist.

2.2.1 Sind brennbare Stoffe vorhanden?

Voraussetzung für die Entstehung einer Explosion ist, dass brennbare Stoffe im Arbeits- bzw. Produktionsprozess vorhanden sind. Das heißt, dass mindestens eine brennbare Substanz als Ausgangs- bzw. Hilfsstoff eingesetzt wird, als Rest-, Zwischen- oder Endprodukt entsteht oder bei einer betriebsüblichen Störung gebildet werden kann.

Beispiel: Brennbare Stoffe können auch ungewollt auftreten, z. B. bei der Lagerung schwacher Säuren oder Laugen in Metallbehältern. Hier kann sich durch elektrochemische Reaktionen Wasserstoff bilden und in der Gasphase ansammeln.

Generell sind alle Stoffe als brennbar anzusehen, die zu einer exothermen Oxidationsreaktion fähig sind. Hierunter fallen einerseits alle Stoffe, die bereits nach der Stoffrichtlinie RL 67/548/EWG als entzündlich (R10), leichtentzündlich (F bzw. R11/R15/R17) oder hochentzündlich (F+ bzw. R12) eingestuft und gekennzeichnet sind. Aber auch alle sonstigen Stoffe und Zubereitungen, die (noch) nicht klassifiziert sind, jedoch die jeweiligen Entzündlichkeitskriterien erfuellen oder generell als entflammbar anzusehen sind, fallen hierunter.

Beispiele: 1. Brennbare Gase und Gasgemische, z. B. Flüssiggas (Butan, Buten, Propan, Propen), Erdgas, Verbrennungsgase (z. B. Kohlenmonoxid oder Methan) oder gasförmige brennbare Chemikalien (z. B. Acetylen, Ethylenoxid oder Vinylchlorid).

2. Brennbare Flüssigkeiten, z. B. Lösungsmittel, Treibstoffe, Erd-, Heiz-, Schmier- oder Altöle, Lacke oder wasserunlösliche sowie wasserlösliche Chemikalien.

3. Stäube brennbarer Feststoffe, z. B. Kohle, Holz, Nahrungs- und Futtermittel (z. B. Zucker, Mehl oder Getreide), Kunststoffe, Metalle oder Chemikalien.

Hinweis: Es gibt eine Reihe von Stoffen, die unter normalen Bedingungen nur schwer zu entzünden sind, aber bei besonders kleiner Teilchengröße oder ausreichend hoher Zündenergie im Gemisch mit Luft explosionsfähig sind (z. B. Metallstäube, Aerosole).

Nur wenn brennbare Stoffe vorhanden sind, ist eine weitergehende Betrachtung möglicher Explosionsgefahren notwendig.

2.2.2 Kann durch ausreichende Verteilung in Luft explosionsfähige Atmosphäre entstehen?

Ob sich bei Vorhandensein brennbarer Substanzen eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann, ist von der Zündwilligkeit des in Verbindung mit Luft gebildeten Gemisches abhängig. Wird dabei der notwendige Dispersionsgrad erreicht und liegt die Konzentration der brennbaren Substanzen in der Luft innerhalb ihrer Explosionsgrenzen, dann ist eine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden. Bei Stoffen in gas- oder dampfförmigem Zustand ist ein ausreichender Dispersionsgrad naturgemäß gegeben.

Zur Beantwortung der o. g. Frage sind je nach Gegebenheit folgende Eigenschaften der Stoffe und deren möglichen Verarbeitungszustände zu berücksichtigen:

1. Brennbare Gase und Gasgemische:

* Untere und obere Explosionsgrenze.

* Während des Umgangs entstehende oder herrschende maximale (ggf. auch minimale) Konzentrationen der brennbaren Stoffe .

2. Brennbare Flüssigkeiten:

* Untere und obere Explosionsgrenze von Dämpfen.

* Untere Explosionsgrenze von Nebeln

* Flammpunkt

Hinweis: Im Inneren von Behältern ist nicht von einem explosionsfähigen Gemisch auszugehen, wenn die Temperatur im Behälter stets genügend weit (etwa 5 °C bis 15 °C, vgl. Beispiel in Kapitel 3.1.2) unterhalb des Flammpunktes gehalten wird.

* Verarbeitungs- bzw. Umgebungstemperaturen.

Hinweis: Liegt z. B. die maximale Verarbeitungstemperatur nicht ausreichend tief unter dem Flammpunkt der Flüssigkeit, so können explosionsfähige Dampf/Luft-Gemische vorhanden sein.

* Art der Verarbeitung einer Flüssigkeit (z. B. Versprühen, Verspritzen und Aufreißen eines Flüssigkeitsstrahles, Verdampfen und Kondensation).

Hinweis: Werden die Flüssigkeiten in Tröpfchen verteilt, z. B. versprüht, ist auch bei Temperaturen unterhalb des Flammpunktes mit der Bildung von explosions- fähiger Atmosphäre zu rechnen.

* Verwendung einer Flüssigkeit bei hohen Drücken (z. B. in Hydrauliksystemen).

Hinweis: Treten Leckagen an der Umschließung brennbarer Flüssigkeiten mit hohen Überdrücken auf, kann die Flüssigkeit abhängig von Leckgröße, Überdruck und Materialstabilität herausspritzen und explosionsfähige Nebel bilden, die in explosionsfähige Dämpfe übergehen können.

* Während des Umgangs entstehende oder herrschende maximale (ggf. auch minimale) Konzentrationen der brennbaren Stoffe (nur im Innere von Apparaten/Installationen).

3. Stäube brennbarer Feststoffe:

* Vorhandensein oder Entstehen von Staub/Luft-Gemischen bzw. Staubablagerungen.

Beispiele: 1. Mahlen oder Sieben,

2. Fördern, Füllen oder Entleeren,

3. Trocknen.

* Während des Umgangs entstehende oder herrschende maximale Konzentrationen der brennbaren Stoffe verglichen mit der unteren Explosionsgrenze.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 2.2: Beispiele für die Entstehung von Staub/Luft-Gemischen bei Füll- und Transportvorgängen [6].

[6] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

* Untere und obere Explosionsgrenze.

Hinweis: In der Praxis sind die Explosionsgrenzen für Stäube nicht im gleichen Maße nutzbar wie für Gase und Dämpfe. Die Staubkonzentration kann durch Aufwirbeln von Ablagerungen oder durch Absetzen von aufgewirbeltem Staub stark verändert werden. Es ist z. B. möglich, dass durch Aufwirbeln von Staub explosionsfähige Atmosphäre entsteht.

* Korngrößenverteilung (relevant ist der Feinkornanteil kleiner 500 µm), Feuchte, Schwelpunkt.

2.2.3 Wo kann explosionsfähige Atmosphäre auftreten?

Ist die Bildung explosionsfähiger Atmosphäre möglich, so ist zu ermitteln wo sie am Arbeitsplatz bzw. in der Anlage auftritt, um das Gefährdungspotenzial eingrenzen zu können. Für diese Ermittlung sind wiederum die Eigenschaften der Stoffe und die anlagen-, prozesstechnisch- und umgebungsspezifischen Gegebenheiten zu beachten:

1. Gase und Dämpfe:

* Dichteverhältnis bezogen auf Luft, denn je schwerer die Gase und Dämpfe sind, desto schneller fallen sie nach unten, wobei sie sich fortschreitend mit der zur Verfügung stehenden Luft vermischen und in Gruben, Kanälen und Schächten verbleiben:

- Die Dichte von Gasen, beispielsweise Propan, ist im Allgemeinen größer als die Dichte der Luft. Schwaden tendieren dazu, nach unten zu fallen und sich auszubreiten, und können über weite Strecken ,kriechen" und dort entzündet werden.

- Manche Gase haben in etwa die gleiche Dichte wie Luft, beispielsweise Acetylen, Cyanwasserstoff, Ethylen, Kohlenmonoxid. Ihre natürliche Neigung zur Abfuhr oder zum Absinken ist gering.

- Einige wenige Gase sind wesentlich leichter als Luft, z. B. Wasserstoff oder Methan. Sie haben die natürliche Neigung, sich mit der Luft zu vermischen, wenn sie nicht eingeschlossen werden.

* Bereits geringe Luftbewegungen (natürlicher Zug, Umhergehen von Personen, thermische Konvektion) können die Vermischung mit Luft erheblich beschleunigen.

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Abb. 2.3: Ausbreitungsverhalten von verfluessigten Gasen (Beispiel) [7].

[7] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

2. Flüssigkeiten und Nebel:

* Verdunstungszahl, die bei einer bestimmten Temperatur die sich bildende Menge explosionsfähiger Atmosphäre bestimmt.

* Größe der Verdunstungsfläche und Verarbeitungstemperatur, z. B. bei Versprühen oder Verspritzen von Flüssigkeiten.

* Überdruck, durch den versprühte Flüssigkeiten in die Umgebung freigesetzt werden und explosionsfähige Nebel bilden.

3. Stäube:

* Auftreten von aufgewirbeltem Staub, z. B. in Filtern, bei der Förderung in Behälter, an Übergabestellen oder im Inneren von Trocknern,

* Bildung von Staubablagerungen, bevorzugt auf waagerechten oder schwach geneigten Flächen und Aufwirbeln von Stäuben.

* Korngröße.

Außerdem sind weitere örtliche und betriebliche Verhältnisse zu berücksichtigen:

* Art des Umganges mit den Stoffen unter gas-, fluessigkeits- oder staubdichtem Einschluss oder in offenen Apparaturen, z. B. Beschickung und Entleerung.

* Möglichkeit des Austretens von Stoffen an Ventilen, Schiebern, Rohrleitungsverbindungen usw.

* Be- und Entlüftungsverhältnisse und sonstige räumliche Verhältnisse.

* Mit dem Vorhandensein von brennbaren Stoffen oder Gemischen ist insbesondere in Bereichen zu rechnen, die von der Lüftung nicht erfasst sind, z. B. unbelüftete tief liegende Bereiche, wie Gruben, Kanäle und Schächte.

2.2.4 Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre möglich?

Kann explosionsfähige Atmosphäre in bestimmten Bereichen in solchen Mengen auftreten, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung des Schutzes von Sicherheit und Gesundheit der betroffenen Arbeitnehmer erforderlich werden, so wird die explosionsfähige Atmosphäre als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bezeichnet und die Bereiche werden als explosionsgefährdete Bereiche eingestuft.

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Abb. 2.4: Bereits kleine Mengen brennbarer Flüssigkeiten können bei ihrer Verdampfung zu großen Mengen brennbarer Dämpfe führen (Beispiel verfluessigtes Propan). Hinweis: 1 Liter Flüssigpropan ergibt, wenn im gasförmigen Zustand mit Luft bis zur unteren Explosionsgrenze verdünnt, 13 000 Liter explosionsfähige Atmosphäre. [8]

[8] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

Ob es sich also bei einer zuvor festgestellten explosionsfähigen Atmosphäre um eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre handelt, hängt von dem Volumen der explosionsfähigen Atmosphäre in Verbindung mit der schädigenden Wirkung im Falle einer Entzündung ab. In der Regel kann aber zunächst davon ausgegangen werden, dass mit einer Explosion ein hohes Schadensausmaß verbunden ist und eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorliegt.

Ausnahmen von dieser Regel sind beim Umgang mit sehr kleinen Mengen möglich, z. B. in Laboratorien. Hier ist nach den örtlichen und betrieblichen Verhältnissen zu beurteilen, ob die zu erwartenden Mengen explosionsfähiger Atmosphäre gefahrdrohend sind.

Beispiele: 1. Mehr als 10 Liter explosionsfähiger Atmosphäre als zusammenhängende Menge müssen in geschlossenen Räumen unabhängig von der Raumgröße immer als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre angesehen werden.

2. Eine grobe Abschätzung ist mit Hilfe der Faustregel möglich, dass in solchen Räumen explosionsfähige Atmosphäre von mehr als einem Zehntausendstel des Raumvolumens als gefahrdrohend gelten muss, also z. B. in einem Raum von 80 m3 bereits 8 Liter. Hieraus darf aber nicht gefolgert werden, dass dann der gesamte Raum als explosionsgefährdeter Bereich gilt, sondern nur der Teilbereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann.

3. Bei den meisten brennbaren Stäuben reicht bereits eine gleichmäßig über die gesamte Bodenfläche verteilte Staubablagerung von weniger als 1 mm Schichtdicke aus, um beim Aufwirbeln einen Raum normaler Höhe mit explosionsfähigem Staub/Luft-Gemisch vollständig auszufuellen.

4. Befindet sich explosionsfähige Atmosphäre in Gefäßen, die dem möglicherweise auftretenden Explosionsdruck nicht standhalten, so sind wegen der Gefährdung, beispielsweise durch Splitter beim Bersten, weitaus geringere Mengen als die oben angegebenen als gefahrdrohend anzusehen. Eine untere Grenze kann hierfür nicht angegeben werden.

Darüber hinaus ist bei einer spezifischen Beurteilung der Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre auch die Auswirkung durch eine Zerstörung benachbarter Anlagenteile in der Umgebung zu beachten.

Hinweis: Durch eine Explosion können auch in der Umgebung Schäden hervorgerufen werden, durch die wiederum brennbare oder andere gefährliche Stoffe freigesetzt und gegebenenfalls entzündet werden.

2.2.5 Ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zuverlässig verhindert?

Ist die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre möglich, so sind Explosionsschutzmaßnahmen notwendig. Dabei sollte zunächst versucht werden, das Auftreten explosionsfähiger Atmosphäre zu vermeiden. Hierzu sind die möglichen Explosionsschutzmaßnahmen in Kapitel 3.1 in Verbindung mit organisatorischen Maßnahmen nach Kapitel 4 beschrieben.

Die getroffenen Explosionsschutzmaßnahmen sind hinsichtlich ihrer Wirksamkeit zu prüfen. Dazu sind alle unterschiedlichen Betriebszustände und alle Störungen (auch seltene) zu berücksichtigen. Nur wenn das Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre sicher verhindert ist, kann auf weitere Maßnahmen verzichtet werden.

2.2.6 Ist die Entzündung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zuverlässig verhindert?

Kann die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre nicht vollständig ausgeschlossen werden, sind Maßnahmen zur Vermeidung wirksamer Zündquellen erforderlich. Je wahrscheinlicher demnach das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre ist, desto sicherer muss das Vorhandensein von wirksamen Zündquellen vermieden werden. Die möglichen Explosionsschutzmaßnahmen sind in Kapitel 3.2 in Verbindung mit organisatorischen Maßnahmen nach Kapitel 4 beschrieben.

Falls das gleichzeitige Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und wirksamen Zündquellen nicht in hohem Grad unwahrscheinlich ist, dann sind auch konstruktive Schutzmaßnahmen nach Kapitel 3.3 in Verbindung mit organisatorischen Maßnahmen nach Kapitel 4 erforderlich. Andernfalls sind angemessene Schutzmaßnahmen zu treffen.

3. TECHNISCHE MAßNAHMEN DES EXPLOSIONSSCHUTZES

Unter Explosionsschutzmaßnahmen werden alle Maßnahmen verstanden, die

* die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern,

* die Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre vermeiden oder

* die Auswirkungen von Explosionen soweit reduzieren, dass Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer gewährleistet sind.

3.1 Verhinderung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre

Gemäß Artikel 3 ,Verhinderung und Schutz gegen Explosionen" der Richtlinie 1999/92/EG sind Maßnahmen zur Verhinderung der Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre vorrangig zu betreiben.

3.1.1 Ersatz der brennbaren Stoffe

Die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre kann durch das Vermeiden oder Verringern brennbarer Stoffe verhindert werden. Ein Beispiel für das Vermeiden brennbarer Stoffe ist z. B. der Ersatz brennbarer Löse- und Reinigungsmittel durch wässrige Lösungen. Bei Stäuben kann in einigen Fällen auch die Korngröße der eingesetzten Stoffe vergrößert werden, so dass die Bildung von explosionsfähigen Gemischen nicht möglich ist. Dabei ist darauf zu achten, dass es bei der weiteren Verarbeitung nicht zu einer Verkleinerung der Korngröße, z. B. durch Abrieb, kommt. Eine weitere Möglichkeit ist die Befeuchtung des Staubes oder der Einsatz von pastösen Produkten, so dass eine Aufwirbelung nicht mehr möglich ist.

3.1.2 Konzentrationsbegrenzung

Gase und Stäube sind nur innerhalb gewisser Konzentrationsgrenzen im Gemisch mit Luft explosionsfähig. Unter bestimmten Betriebs- und Umgebungsbedingungen ist es möglich, außerhalb dieser Explosionsgrenzen zu bleiben. Bei gesicherter Einhaltung dieser Bedingungen besteht dann keine Explosionsgefahr.

In geschlossenen Behältern und Anlagen lässt sich die Konzentration von Gasen und Dämpfen brennbarer Flüssigkeiten in der Regel relativ einfach außerhalb der Explosionsgrenzen halten.

Beispiel: Die untere Explosionsgrenze im Dampfraum über brennbaren Flüssigkeiten wird sicher unterschritten, wenn die Temperatur an der Flüssigkeitsoberfläche stets genügend weit (i.d.R. ist bei reinen Lösemitteln eine Temperaturdifferenz von 5 °C und bei Lösemittelgemischen eine Temperaturdifferenz von 15 °C ausreichend sicher) unterhalb des Flammpunktes gehalten wird. Bei brennbaren Flüssigkeiten mit einem niedrigen Flammpunkt wird die obere Explosionsgrenze meist überschritten (z. B. Benzintank beim Auto).

Bei Stäuben ist die Vermeidung explosionsfähiger Gemische durch Begrenzung der Konzentration schwerer zu erreichen. Liegt die Staubkonzentration in Luft unter der unteren Explosionsgrenze, so bilden sich bei nicht ausreichender Luftbewegung durch Herabsinken der Staubpartikel Staubablagerungen. Diese können aufgewirbelt werden und dadurch explosionsfähige Gemische erzeugen.

Hinweis: In Filtern werden Staubpartikel abgeschieden und bilden dort Staubansammlungen, die ein beträchtliches Brand- und Explosionspotenzial haben können.

3.1.3 Inertisieren

Eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre kann auch durch eine Verdünnung des Luftsauerstoffes im Inneren von Anlagen oder des Brennstoffes mit chemisch nicht reaktiven Stoffen (Inertstoffe) vermieden werden. Diese Schutzmaßnahme wird als Inertisierung bezeichnet.

Für die Auslegung dieser Schutzmaßnahme muss die maximale Sauerstoffkonzentration (die Sauerstoffgrenzkonzentration) bekannt sein, bei der noch keine Explosion erfolgt. Die Sauerstoffgrenzkonzentration wird experimentell bestimmt. Die höchstzulässige Sauerstoffkonzentration ergibt sich aus der Sauerstoffgrenzkonzentration abzüglich einer sicheren Konzentrationsdifferenz. Wird der Brennstoff durch einen Inertstoff verdünnt, so ist die höchstzulässige Brennstoffkonzentration analog zu bestimmen. Könnte die Sauerstoffkonzentration stark schwanken oder könnte sie in verschiedenen Anlagenteilen sehr unterschiedlich sein, dann ist eine breite Sicherheitsmarge erforderlich. Die Möglichkeit von Bedienungsfehlern und Fehlzuständen sollte in die Überlegungen einbezogen werden. Auch die Zeitspanne für das Wirksamwerden ausgelöster Schutzmaßnahmen bzw. Notfunktionen ist zu berücksichtigen.

Beispiel: Als gasförmige Inertstoffe werden in der Regel Stickstoff, Kohlendioxid, Edelgase, Verbrennungsabgase und Wasserdampf verwendet. Staubförmige Inertstoffe sind z. B. Calciumsulfat, Ammoniumphosphat, Natriumhydrogencarbonat, Steinmehl u.v.a. Wichtig für die Auswahl des Inertstoffes ist es, dass dieser nicht mit dem Brennstoff reagiert (so kann beispielweise Aluminium mit Kohlendioxid reagieren).

Hinweis: Staubablagerungen können auch noch bei geringen Sauerstoff- bzw. Brennstoffkonzentrationen Glimm- oder Schwelbrände bilden. Diese Konzentrationen können weit unter denen liegen, die zum sicheren Vermeiden von Explosionen ausreichen. So kann z. B. ein Gemisch aus 95 Gew.-% Kalkstein und 5 Gew.-% Kohle noch stark exotherm reagieren.

Die Inertisierung mit Gasen kann i.d.R. nur in geschlossenen Anlagen angewendet werden, in denen nur ein relativ geringer Gasvolumenaustausch pro Zeiteinheit möglich ist. Tritt Inertgas aus betriebsmäßig vorhandenen oder fehlerbedingten Öffnungen in der Anlage aus, so kann dies zu einer Gefährdung der Arbeitnehmer durch Sauerstoffverdrängung führen (Erstickungsgefahr). Werden Verbrennungsabgase als Inertgas eingesetzt, so kann es bei einem Austritt aus der Anlage zur Vergiftung der Arbeitnehmer kommen. Betriebsmäßig vorhandene Öffnungen können z. B. Handaufgaben sein. Werden diese geöffnet so ist der Austritt von Inertgas aus der Anlage und der Eintritt von Luftsauerstoff in die Anlage zu beachten.

3.1.4 Verhindern oder Einschränken der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre in der Umgebung von Anlagen

Die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre außerhalb von Anlagen sollte möglichst verhindert werden. Dies lässt sich durch geschlossene Anlagen erreichen. Die Teile der Anlage sind entsprechend dicht auszuführen. Diese Anlagen sind so zu konzipieren, dass unter den zu erwartenden Betriebsbedingungen keine nennenswerten Leckagen auftreten. Dies ist unter Anderem durch regelmäßige Wartung sicherzustellen.

Lässt sich der Austritt von brennbaren Stoffen nicht verhindern, so kann die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre oft durch entsprechende Lüftungsmaßnahmen verhindert werden. Zur Beurteilung der Wirksamkeit der Lüftungsmaßnahmen sind folgende Dinge zu berücksichtigen:

* Bei Gasen, Dämpfen und Nebeln ist die Abschätzung der maximalen Menge (Quellstärke) evtl. austretender Gase, Dämpfe und Nebel die Kenntnis der Lage der Quelle sowie der Ausbreitungsbedingungen Voraussetzung zur Dimensionierung einer Lüftung.

* Bei Stäuben bieten Lüftungsmaßnahmen im Allgemeinen nur dann einen ausreichenden Schutz, wenn der Staub an der Entstehungsstelle abgesaugt und zusätzlich gefährliche Staubablagerungen sicher verhindert werden.

* Im günstigsten Fall kann eine entsprechend starke Lüftung das Verhindern explosionsgefährdeter Bereiche bewirken. Die genannten einschränkenden Verhältnisse können jedoch auch dazu führen, dass lediglich eine Verringerung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre oder eine Verringerung der Abmessungen der explosionsgefährdeten Bereiche (Zonen) erreicht wird.

Stichprobenhafte Überprüfungen der sich bei ungünstigen Betriebsverhältnissen einstellenden örtlichen und zeitabhängigen Konzentrationen werden empfohlen.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

* Abb. 3.1: Beispiel für die richtige Anordnung von Lüftungsöffnungen für Gase und Dämpfe, die schwerer sind als Luft [9].

[9] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

3.1.4.1 Beseitigung von Staubablagerungen

Gefährliche Staubablagerungen lassen sich durch regelmäßige Reinigungsmaßnahmen in Arbeits- und Betriebsräumen vermeiden. Hierzu haben sich Reinigungspläne bewährt, in denen Art, Umfang und Häufigkeit von Reinigungsmaßnahmen und die jeweiligen Verantwortlichkeiten verbindlich geregelt werden. Die Festlegungen können dabei den individuellen Verhältnissen des Einzelfalls angepasst werden. Dabei sollten insbesondere auch schlecht einsehbare (z. B. höher gelegene) oder schwer zugängliche Oberflächen beachtet werden, auf denen sich im Laufe längerer Zeiträume erhebliche Staubmengen ablagern können. Bei größerer Staubfreisetzung infolge von Betriebsstörungen (z. B. Beschädigen oder Platzen von Gebinden, Leckagen) sollten zusätzliche Maßnahmen zum möglichst unverzüglichen Beseitigen der Staubablagerungen getroffen werden.

Zur Beseitigung von Staubablagerungen haben sich Nassreinigungsverfahren und saugende Verfahren (Einsatz geeigneter zentraler Anlagen oder fahrbarer, zündquellenfreier Industriestaubsauger) sicherheitstechnisch als vorteilhaft erwiesen. Reinigungsverfahren bei denen der Staub aufgewirbelt wird, sollten vermieden werden (siehe Abbildung 3.2). Beim Einsatz von Nassreinigungsverfahren ist zu bedenken, dass es zusätzliche Entsorgungsprobleme geben kann. Werden Leichtmetallstäube in Nassreinigern abgeschieden, so ist die mögliche Entwicklung von Wasserstoff zu berücksichtigen. Ein Abblasen von abgelagertem Staub sollte vermieden werden.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 3.2: Beseitigung von Staubablagerungen [10].

[10] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

Die Reinigungsmaßnahmen können im Rahmen von Betriebsanweisungen zum Umgang mit brennbaren Feststoffen geregelt werden.

Hinweis: Zum Aufsaugen von brennbaren Stäuben dürfen ausschließlich Staubsauger in zündquellenfreier Bauweise verwendet werden.

3.1.5 Einsatz von Gaswarngeräten

Die Überwachung der Konzentration in der Umgebung von Anlagen kann z. B. durch den Einsatz von Gaswarngeräten erfolgen. Wesentliche Voraussetzungen für den Einsatz von Gaswarngeräten sind:

* genügende Kenntnis über die zu erwartenden Stoffe, die Lage ihrer Quellen, ihre maximalen Quellstärken und die Ausbreitungsbedingungen,

* eine den Einsatzbedingungen angemessene Funktionsfähigkeit der Geräte, insbesondere bezüglich Ansprechzeit, Ansprechwert und Querempfindlichkeit,

* Vermeiden von gefährlichen Zuständen bei Ausfall einzelner Funktionen der Gaswarnanlagen (Zuverlässigkeit),

* Möglichkeit, die zu erwartenden Gemische durch geeignete Wahl von Anzahl und Ort der Messstellen ausreichend schnell und sicher zu erfassen,

* Kenntnis des Bereiches, der bis zum Wirksamwerden der durch das Gerät auszulösenden Schutzmaßnahmen explosionsgefährdet wird. In diesem Nahbereich (abhängig von den vorgenannten Punkten) ist das Vermeiden von Zündquellen erforderlich,

* ausreichend sicheres Verhindern des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre außerhalb des Nahbereiches durch die auszulösenden Schutzmaßnahmen und Vermeiden anderweitiger Gefahren durch Fehlauslösung.

Die Gaswarngeräte müssen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen auf der Grundlage der Europäischen Richtlinie 94/9/EG hinsichtlich ihrer Sicherheit als elektrisches Gerät zulässig und entsprechend gekennzeichnet sein.

Hinweis: Gaswarngeräte müssen für den Einsatz als Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen zur Vermeidung von Zündquellen (z. B. Abschaltung eines nicht explosionsgeschützten Gerätes beim Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre) einzeln oder als Baumuster für den vorgesehenen Einsatzzweck geprüft/geeicht sein. Dabei sind die Anforderungen der Europäischen Richtlinie 94/9/EG zu erfuellen (siehe auch Kapitel 3.4 PLT-Einrichtungen).

3.2 Vermeiden von Zündquellen

Lässt sich die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht verhindern, so ist die Entzündung dieser gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre zu vermeiden. Dies kann durch Schutzmaßnahmen erreicht werden, die das Auftreten von Zündquellen vermeiden oder die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens verringern. Zur Festlegung wirksamer Schutzmaßnahmen müssen die verschiedenen Arten von Zündquellen und deren Wirkungsweise bekannt sein. Die Wahrscheinlichkeit des zeitlichen und räumlichen Zusammentreffens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre mit einer Zündquelle wird abgeschätzt und daraus der Umfang der Schutzmaßnahmen abgeleitet. Basis hierfür ist das nachfolgend beschriebene Zonenmodell, aus dem sich bestimmte Schutzmaßnahmen ableiten.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 3.3: Beispiele für die häufigsten potentiellen Zündquellen [11].

[11] Aus IVSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

3.2.1 Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche

Ein explosionsgefährdeter Bereich ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in solchen Mengen auftreten kann, dass Maßnahmen zum Schutz der Arbeitnehmer vor Explosionsgefährdungen erforderlich werden. Eine solche Menge wird als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bezeichnet. Als Grundlage für die Beurteilung des Umfanges der Schutzmaßnahmen sind verbleibende explosionsgefährdete Bereiche nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen zu unterteilen.

Zone 0: Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

Beispiel: In der Regel treten die Bedingungen der Zone 0 nur im Inneren von Behältern oder von Anlagen (Verdampfer, Reaktionsgefäße usw.) auf, unter Umständen aber auch in der Nähe von Entlüftungs- und anderen Öffnungen.

Zone 1: Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.

Beispiel: Hierzu können u. a. gehören:

* die nähere Umgebung der Zone 0,

* die nähere Umgebung von Beschickungsöffnungen,

* der nähere Bereich um leicht zerbrechliche Apparaturen oder Leitungen aus Glas, Keramik u. dgl., außer wenn der Inhalt zu geringfügig ist, um eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre zu bilden;

* der nähere Bereich um nicht ausreichend dichtende Stopfbuchsen, z. B. an Pumpen und Schiebern,

* das Innere von Anlagen wie Verdampfer oder Reaktionsgefäße.

Zone 2: Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht und aber nur kurzzeitig auftritt.

Beispiel: Zur Zone 2 können u. a. gehören:

* Bereiche, welche die Zonen 0 oder 1 umgeben..

Hinweis: Bereiche in der Umgebung von Rohrleitungen, in denen brennbare Stoffe nur in dauerhaft technisch dichten Rohrleitungen gefördert werden, sind keine explosionsgefährdeten Bereiche.

Zone 20: Bereich, in dem eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

Beispiel: Diese Bedingungen sind sie im Allgemeinen nur im Inneren von Behältern, Rohrleitungen, Apparaturen usw. anzutreffen. Hierzu gehört in der Regel nur das Innere von Anlagen (Mühlen, Trockner, Mischer, Förderleitungen, Silos usw.), wenn sich ständig, langzeitig oder häufig staubexplosionsfähige Gemische in gefahrdrohender Menge bilden können.

Zone 21: Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.

Beispiel: Hierzu können u.a. Bereiche in der unmittelbaren Umgebung von z. B. Staubentnahme- oder Füllstationen gehören und Bereiche, wo Staubablagerungen auftreten und die gelegentlich beim Normalbetrieb eine explosionsfähige Konzentration von brennbarem Staub im Gemisch mit Luft bilden.

Zone 22: Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub normalerweise nicht und aber nur kurzzeitig auftritt.

Beispiel: Hierzu können u.a. gehören:

* Bereiche in der Umgebung Staub enthaltender Anlagen, wenn Staub aus Undichtheiten austreten kann und sich Staubablagerungen in gefahrdrohender Menge bilden.

Anmerkungen:

* Schichten, Ablagerungen und Anhäufungen von brennbarem Staub sind wie jede andere Ursache, die zur Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre führen kann, zu berücksichtigen.

* Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden.

Hinweis: Abgelagerter brennbarer Staub beinhaltet ein erhebliches Explosionspotenzial. Staubablagerungen können sich auf allen Ablagerungsflächen in einem Betriebsraum ansammeln. Infolge einer Primärexplosion kann abgelagerter Staub aufgewirbelt werden und kettenreaktionsartig zu einer Vielzahl von Folgeexplosionen mit verheerenden Wirkungen führen.

3.2.1.1 Beispiel für eine Zoneneinteilung für explosionsgefährdete Bereiche hervorgerufen durch brennbare Gase

In Abbildung 3.4 ist ein Tank für brennbare Flüssigkeiten dargestellt. Der Tank ist im Freien aufgestellt, wird regelmäßig befuellt bzw. entleert und ist mit einer Druckausgleichsöffnung mit der umgebenen Atmosphäre verbunden. Der Flammpunkt der brennbaren Flüssigkeit liegt im Bereich der Jahresdurchschnittstemperatur und die Dichte der entstehenden Dämpfe ist größer als die der Luft. Im Tankinneren ist daher mit langzeitigen auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen. Das Tankinnere wird daher der Zone 0 zugeordnet.

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Abb. 3.4: Beispiel für die Zoneneinteilung bei einem Tank für brennbare Flüssigkeiten

Aus der Druckausgleichsöffnung können gelegentlich Dämpfe austreten und explosionsfähige Gemische bilden. Der Bereich um die Öffnung wird daher der Zone 1 zugeordnet. Unter seltenen ungünstigen Witterungsbedingungen können die Dämpfe außen an der Tankwand hinabfließen und gefährliche explosionsfähige Atmosphären bilden. Ein Bereich um den Tank wird daher der Zone 2 zugeordnet.

Die Größe der Zonen außerhalb des Tanksrichten sic h nach der zu erwartenden Menge der freigesetzten Dämpfe. Diese ist abhängig von den Eigenschaften der Flüssigkeit, der Größe der Öffnung und der Häufigkeit des Befuellens/Entleerens, sowie der durchschnittlichen Änderung des Pegelstandes. Weiterhin ist die Größe der explosionsgefährdeten Bereiche im wesentlichen abhängig von der Verfügbarkeit der natürlichen Lüftung.

3.2.1.2 Beispiel für eine Zoneneinteilung für explosionsgefährdete Bereiche hervorgerufen durch brennbare Stäube

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Abb. 3.5: Beispiel für eine Zoneneinteilung für brennbare Stäube

In Abbildung 3.5 ist eine Mühle mit Vorlagebehälter (Handaufgabe), Produktaustrag und Filter dargestellt. Ein staubförmiges, brennbares Produkt wird von Hand aus einem Fass in den Vorlagebehälter gegeben.

Dabei kann sich während des Aufgabevorgangs im Austragsbereich des Fasses gelegentlich ein explosionsfähiges Gemisch aus Staub und Luft bilden. Dieser Bereich wird der Zone 21 zugeordnet. In einem Bereich um den Vorlagebehälter sind Staubablagerungen vorhanden. Diese können für den seltenen und kurzzeitigen Fall einer Aufwirbelung eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden. Dieser Bereich wird der Zone 22 zugeordnet.

In der Mühle liegt der Staub betriebsmäßig in Form einer Staubwolke vor. Durch das Abreinigen der Filterschläuche wird ebenfalls in regelmäßigen Abständen eine Staubwolke erzeugt. Das Innere der Mühle und des Filters werden daher der Zone 20 zugeordnet. Das gemahlene Produkt wird kontinuierlich ausgetragen. Dadurch bildet sich auch im Austragsbehälter betriebsmäßig eine Staubwolke aus einem explosionsfähigen Gemisch. Der Austragsbehälter wird daher der Zone 20 zugeordnet. Durch Undichtigkeiten sind im Austragsbereich Staubablagerungen vorhanden. Dieser Bereich wird der Zone 22 zugeordnet. Die Größe der Zonen 21 und 22 richtet sich nach der Staubungsneigung des verwendeten Produktes. Umfang der Schutzmaßnahmen

3.2.2 Umfang der Schutzmaßnahmen

Der Umfang der Schutzmaßnahmen richtet sich nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (Zoneneinteilung). Bei der Festlegung des Umfanges der Schutzmaßnahmen sind daher in der Regel die Angaben in Tabelle 3.1 zu berücksichtigen.

Tab. 3.1: Umfang der Schutzmaßnahmen in Abhängigkeit von der Zoneneinteilung

Zoneneinteilung // Zündquellen*) müssen sicher vermieden werden bei:

0 oder 20 // * störungsfreiem Betrieb (Normalbetrieb)

* vorhersehbaren Störungen und

* bei selten auftretenden Betriebsstörungen

1 oder 21 // * störungsfreiem Betrieb (Normalbetrieb) und

* vorhersehbaren Störungen

2 oder 22 // * störungsfreiem Betrieb (Normalbetrieb)

*) In den Zonen 20, 21 und 22 ist zusätzlich die Möglichkeit der Entzündung von abgelagertem Staub zu berücksichtigen.

Die Tabelle gilt für alle Arten von Zündquellen.

6.2.3. 3.2.3 Zündquellenarten

Nach der EN 1127-1 werden dreizehn Zündquellenarten unterschieden:

Heiße Oberflächen

Flammen und heiße Gase

Mechanisch erzeugte Funken

Elektrische Anlagen

Elektrische Ausgleichsströme, kathodischer Korrosionsschutz

Statische Elektrizität

Blitzschlag

Elektromagnetische Felder im Bereich der Frequenzen von 9 kHz bis 300 GHz

Elektromagnetische Strahlung im Bereich der Frequenzen von 300 GHz bis 3 x 106 GHz bzw. Wellenlängen von 1000 µm bis 0,1 µm (optischer Spektralbereich)

Ionisierende Strahlung

Ultraschall

Adiabatische Kompression, Stoßwellen, strömende Gase

* Chemische Reaktionen

Nachfolgend wird nur auf die in der betrieblichen Praxis besonders relevanten Zündquellenarten eingegangen. Weitere, detaillierte Informationen zu den einzelnen Zündquellenarten und über ihre Bewertung können der EN 1127-1 entnommen werden.

3.2.3.1 Heiße Oberflächen

Explosionsfähige Atmosphäre kann durch Kontakt mit heißen Oberflächen entzündet werden, wenn die Temperatur einer Oberfläche die Zündtemperatur der explosionsfähigen Atmosphäre erreicht.

Beispiel: Betriebsmäßig heiße Oberflächen sind beispielsweise Heizungen, bestimmte elektrische Betriebsmittel, heiße Rohrleitungen etc. Störungsbedingt auftretende heiße Oberflächen sind z. B. heißlaufende Teile aufgrund unzureichender Schmierung.

Können heiße Oberflächen mit explosionsfähiger Atmosphäre in Berührung kommen, so sollte ein bestimmter Sicherheitsabstand zwischen der maximal auftretenden Oberflächentemperatur und der Zündtemperatur der explosionsfähigen Atmosphäre gewährleistet werden. Dieser einzuhaltende Sicherheitsabstand ist abhängig von der Zoneneinteilung und wird nach EN 1127-1 festgelegt.

Hinweis: Staubablagerungen haben eine isolierende Wirkung und behindern deshalb die Wärmeabfuhr an die Umgebung. Je dicker die Staubschicht, desto geringer die Wärmeabfuhr. Dies kann zu einen Wärmestau führen und damit eine weitere Temperaturerhöhung zur Folge haben. Dieser Vorgang kann bis zur Entzündung der Staubschicht führen. Betriebsmittel, die gemäß der Richtlinie 94/9/EG sicher in einer explosionsfähigen Gas/Luft-Atmosphäre betrieben werden können, sind daher nicht notwendigerweise auch für einen Betrieb in einer explosionsfähigen Staub/Luft-Atmosphäre geeignet.

3.2.3.2 Flammen und heiße Gase

Sowohl Flammen selbst als auch die glimmenden Feststoffpartikel können explosionsfähige Atmosphäre entzünden. Flammen, auch sehr kleiner Abmessungen, zählen zu den wirksamsten Zündquellen und sind daher in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0 und 20 generell auszuschließen. In den Zonen 1, 2, 21 und 22 sollten Flammen nur dann auftreten, wenn diese sicher eingeschlossen sind (siehe EN 1127-1). Offene Flammen durch Schweißen oder Rauchen sind durch organisatorische Maßnahmen zu verhindern.

3.2.3.3 Mechanisch erzeugte Funken

Durch Reib-, Schlag- und Abtragvorgänge, z. B. Schleifen, können Funken entstehen. Diese Funken können brennbare Gase und Dämpfe sowie bestimmte Nebel/Luft- oder Staub/Luft-Gemische (insbesondere Metallstaub/Luft-Gemische) entzünden. In abgelagertem Staub können darüber hinaus durch Funken Glimmnester entstehen, die dann zur Zündquelle für explosionsfähige Atmosphäre werden können.

Das Eindringen von Fremdmaterialien, z. B. von Steinen oder Metallstücken, in Geräte oder Anlagenteile muss als Ursache von Funken berücksichtigt werden.

Hinweis: Reib-, Schlag- und Abtragvorgänge, bei denen Rost und Leichtmetalle (z. B. Aluminium und Magnesium) und ihre Legierungen beteiligt sind, können eine aluminothermische Reaktion (Thermitreaktion) auslösen, bei der besonders zündfähige Funken entstehen können.

Die Entstehung zündfähiger Reib- und Schlagfunken lässt sich durch Wahl günstiger Materialkombinationen einschränken (z. B. bei Ventilatoren). Bei Betriebsmitteln mit betriebsmäßig bewegten Teilen ist an den möglichen Reib-, Schlag- oder Schleifstellen die Materialkombination Leichtmetall und Stahl (ausgenommen nicht rostender Stahl) grundsätzlich zu vermeiden.

3.2.3.4 Chemische Reaktion

Durch chemische Reaktionen mit Wärmeentwicklung (exotherme Reaktionen) können sich Stoffe erhitzen und dadurch zur Zündquelle werden. Diese Selbsterhitzung ist dann möglich, wenn die Wärmeproduktionsgeschwindigkeit größer ist als die Wärmeverlustrate zur Umgebung. Durch Behinderung der Wärmeableitung oder durch erhöhte Umgebungstemperatur (z. B. bei der Lagerung) kann die Reaktionsgeschwindigkeit derart zunehmen, dass die zur Entzündung notwendigen Voraussetzungen erreicht werden. Entscheidend sind neben anderen Parametern das Volumen/Oberflächen-Verhältnis des Reaktionssystems, die Umgebungstemperatur sowie die Verweilzeit. Die entstehenden hohen Temperaturen können sowohl zur Entstehung von Glimmnestern und/oder Bränden führen als auch zur Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre. Möglicherweise bei der Reaktion entstehende brennbare Stoffe (z. B. Gase oder Dämpfe) können selbst wieder mit der Umgebungsluft explosionsfähige Atmosphäre bilden und so die Gefährlichkeit solcher Systeme beträchtlich erhöhen.

Daher sind in allen Zonen Stoffe, die zur Selbstentzündung neigen, möglichst zu vermeiden. Wenn mit solchen Stoffen umgegangen wird, sind die erforderlichen Schutzmaßnahmen auf den Einzelfall abzustimmen.

Hinweis: Geeignete Schutzmaßnahmen können sein:

1. Inertisieren,

2. Stabilisierung,

3. Verbesserung der Wärmeableitung, z. B. durch Aufteilung der Stoffmengen in kleinere Einheiten oder Lagerungstechniken mit Zwischenräumen,

4. Regelung der Anlagentemperatur,

5. Lagerung bei abgesenkten Umgebungstemperaturen,

6. Begrenzung der Verweilzeiten auf Zeiten, die kleiner sind als die Induktionszeit zur Auslösung von Staubbränden

3.2.3.5 Elektrische Anlagen

Bei elektrischen Anlagen können - selbst bei geringen Spannungen - elektrische Funken (z. B. beim Öffnen und Schließen elektrischer Stromkreise und bei Ausgleichsströmen und heiße Oberflächen als Zündquellen auftreten.

Aus diesem Grunde dürfen nur elektrische Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, die den Anforderungen des Anhangs II der Richtlinie 1999/92/EG entsprechen. Neue Geräte müssen in allen Zonen auf der Grundlage der in der Richtlinie 94/9/EWG aufgeführten Kategorien ausgewählt werden. In Übereinstimmung mit dem Explosionsschutzdokument müssen die Arbeitsmittel einschließlich der Warneinrichtungen sicher gestaltet sein und sicher betrieben und gewartet werden.

3.2.3.6 Statische Elektrizität

Als Folge von Trennvorgängen, an denen mindestens ein Stoff mit einem spezifischen elektrischen Widerstand von mehr als 109 Ùm oder Gegenstände mit einem Oberflächenwiderstand von mehr als 109 Ù beteiligt sind, können unter bestimmten Bedingungen zündfähige Entladungen statischer Elektrizität auftreten. In Abbildung 3.1 sind verschiedene Möglichkeiten aufgezeigt, wie es zu elektrostatischen Aufladungen durch Ladungstrennung kommen kann. Die folgenden Entladungsformen können unter den üblichen betrieblichen Bedingungen auftreten:

* Funkenentladungen: Funkenentladungen können durch Aufladung von nicht geerdeten, leitfähigen Teilen entstehen.

* Büschelentladungen: Büschelentladungen können an aufgeladenen Teilen aus nichtleitfähigen Stoffen, zu ihnen gehören die meisten Kunststoffe, entstehen.

* Gleitstielbüschelentladungen: Sogenannte Gleitstielbüschelentladungen können bei schnell ablaufenden Trennvorgängen, zum Beispiel Abrollen von Folien über Walzen, bei pneumatischen Fördervorgängen in metallischen Rohren oder Behältern, die isolierend ausgekleidet sind, oder an Treibriemen auftreten.

* Schüttkegelentladungen: Schüttkegelentladungen können beispielweise bei der pneumatischen Befuellung von Silos auftreten.

Alle o.g. Entladungsformen sind für die meisten Gase und Lösemitteldämpfe als zündfähig anzusehen. Nebel/Luft- oder Staub/Luft-Gemische können durch die o. g. Entladungsformen ebenfalls entzündet werden, allerdings sind Büschelentladungen nur als mögliche Zündquelle bei zündfähigen Stäuben anzusehen.

>VERWEIS AUF EIN SCHAUBILD>

Abb. 3.6: Beispiele für Ladungstrennungen, die eine elektrostatische Aufladung bewirken können [12].

[12] Aus VSS-Broschüre ,Gas Explosions", The International Section for the Prevention of Occupational Risks in the Chemical Industry, the International Social Security Association (ISSA), Heidelberg, Germany

Die erforderliche Bewertung sowie mögliche Schutzmaßnahmen sind dem CENELEC Report R044-001 ,Guidance and recommendations for the avoidance of hazards due to static electricity" zu entnehmen.

Beispiele: Wichtige Schutzmaßnahmen, die je nach Zone zu beachten sind:

1. Erden leitfähiger Gegenstände und Einrichtungen,

2. Konsequentes Tragen geeigneten Schuhwerks auf geeigneten Fußböden mit einem elektrischen Widerstand der Person gegen Erde von insgesamt nicht mehr als 108 Ù,

3. Vermeiden von Materialien und Gegenständen geringer elektrischer Leitfähigkeit

4. Verkleinern nichtleitfähiger Oberflächen und

5. Vermeidung von metallisch leitenden Rohren und Behältern, die innen elektrisch isolierend beschichtet sind bei Transport- und Füllvorgängen von Stäuben.

3.3 Begrenzung der Auswirkungen von Explosionen (Konstruktiver Explosionsschutz)

In manchen Fällen sind die Explosionsschutzmaßnahmen Vermeidung von explosionsfähigen Atmosphären und Vermeiden von Zündquellen nicht ausreichend sicher durchführbar. Es müssen dann Maßnahmen getroffen werden, die die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken. Solche Maßnahmen sind:

* Explosionsfeste Bauweise,

* Explosionsdruckentlastung,

* Explosionsunterdrückung,

* Verhindern der Flammen- und Explosionsübertragung.

Diese Maßnahmen betreffen in der Regel die Begrenzungen gefährlicher Auswirkungen von Explosionen, die vom Inneren der Einrichtungen ausgehen. Im Allgemeinen werden bei der Wahl konstruktiver Schutzmaßnahmen Geräte und Schutzsysteme eingesetzt, die den Anforderungen der 94/9/EG entsprechen. Möglich sind auch bauliche Maßnahmen wie eine Explosionswand.

3.3.1 Explosionsfeste Bauweise

Anlagenteile, wie Behälter, Apparate, Rohrleitungen werden so gebaut, dass sie einer Explosion im Inneren standhalten, ohne aufzureißen. Dabei geht muss der Anfangsdruck in dem entsprechenden Anlagenteil berücksichtigt werden, wenn dieser nicht gleich dem normalen Atmosphärendruck ist.

Man unterscheidet im Allgemeinen folgende explosionsfeste Ausführungen:

* Ausführung für den maximalen Explosionsüberdruck,

* Ausführung für den reduzierten Explosionsüberdruck in Verbindung mit Explosionsdruckentlastung oder Explosionsunterdrückung.

Die Bauweise der Anlagenteile kann dabei explosionsdruckfest oder explosionsdruckstoßfest sein.

Hinweis: Bei der Unterteilung des Inneren von Anlagen oder bei der Verbindung zweier Behälter durch eine Rohrleitung kann während einer Explosion in dem einen Teilvolumen der Druck in dem anderen Teilvolumen erhöht und dadurch dort die Explosion bei erhöhtem Ausgangsdruck eingeleitet werden. Somit entstehen Druckspitzen, die höher sein können, als die unter atmosphärischen Bedingungen ermittelte Kenngröße ,maximaler Explosionsdruck". Lassen sich derartige Anordnungen nicht vermeiden, sollten entsprechende Maßnahmen getroffen werden, z. B. ausreichend explosionsfeste Bauweise für den erhöhten Explosionsdruck oder explosionstechnische Entkoppelung.

3.3.1.1 Explosionsdruckfeste Bauweise

Explosionsdruckfeste Behälter und Apparate halten dem zu erwartenden Explosionsüberdruck stand, ohne sich bleibend zu verformen. Als Berechnungsdruck wird der zu erwartende Explosionsüberdruck zugrunde gelegt.

Hinweis: Der maximale Explosionsüberdruck beträgt für die meisten Gas/Luft- und Staub/Luft-Gemische 8 bar bis 10 bar. Für Leichtmetallstäube kann er jedoch auch darüber liegen.

3.3.1.2 Explosionsdruckstoßfeste Bauweise

Explosionsdruckstoßfeste Behälter und Apparate sind so gebaut, dass sie einem bei einer Explosion in ihrem Inneren auftretenden Druckstoß in Höhe des zu erwartenden Explosionsüberdruckes standhalten. Dabei sind jedoch bleibende Verformungen zulässig.

Nach Explosionsereignissen müssen die betroffenen Anlagenteile auf Verformung überprüft werden.

3.3.2 Explosionsdruckentlastung

Der Begriff ,Explosionsdruckentlastung" umfasst im weitesten Sinne alles, was dazu dient, beim Entstehen oder nach einer gewissen Ausweitung einer Explosion die ursprünglich abgeschlossene Anlage, in der sich der Explosionsablauf vollzieht, bei Erreichen des Ansprechdruckes einer Explosionsdruckentlastungseinrichtung kurzfristig oder bleibend in ungefährliche Richtung zu öffnen.

Die Explosionsdruckentlastungseinrichtung soll bewirken, dass die Anlage/der Anlagenteil nicht über ihre Explosionsfestigkeit hinaus beansprucht wird. Es stellt sich ein reduzierter Explosionsüberdruck ein.

Hinweis: Der reduzierte Explosionsüberdruck ist höher als der Ansprechdruck der Explosionsdruckentlastungseinrichtungen.

Als Explosionsdruckentlastungseinrichtung können z. B. Berstscheiben oder Explosionsklappen verwendet werden.

Hinweis: Es sollten nur geprüfte Explosionsdruckentlastungseinrichtungen, die den Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG entsprechen, eingesetzt werden. Selbstkonstruierte Explosionsdruckentlastungseinrichtungen sind oft nicht wirksam und haben schon zu schweren Unfällen geführt. Unverschlossene Behälterklappen, aufgesetzte Deckel, Türen und dergleichen sind ebenfalls i.d.R. nicht geeignet. Sollten dennoch Eigenkonstruktionen eingesetzt werden, mit denen in der Praxis gute Erfahrungen gemacht wurden, muss die Einsetzbarkeit hinsichtlich des Explosionsschutzes im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung nachgewiesen werden. Das Ergebnis ist im Explosionsschutzdokument niederzulegen. Wo relevant, sind auch die Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG zu erfuellen.

Die Berechnung der erforderlichen Druckentlastungsflächen für Anlagen setzt u.a. die Kenntnis der sicherheitstechnischen Kenngrößen des Gemisches voraus.

Die Explosionsdruckentlastung ist unzulässig, wenn durch die dabei freigesetzten Stoffe Personen gefährdet werden oder die Umwelt (z. B. durch giftige Stoffe) geschädigt wird.

Hinweis: Beim Ansprechen von Explosionsdruckentlastungseinrichtungen kann es zu beträchtlichen Flammen- und Druckwirkungen in Entlastungsrichtung kommen. Deshalb ist bei der Anbringung von Explosionsdruckentlastungseinrichtungen an Anlagen darauf zu achten, dass die Druckentlastung in eine ungefährliche Richtung erfolgt. Eine Druckentlastung in den Arbeitsraum sollte deshalb grundsätzlich vermieden werden. Erfahrungsgemäß kann es beim nachträglichen Einbau von Explosionsdruckentlastungseinrichtungen in bestehende Anlagen problematisch werden, die erforderlichen Sicherheitsabstände einzuhalten. Ausnahme: Bei der Anwendung von sog. Q-Rohren kann auch eine Explosionsdruckentlastung in einen Raum erfolgen, da Flammen- und Druckwirkungen auf ein ungefährliches Maß reduziert werden. Dabei aber ist die mögliche Freisetzung von giftigen Verbrennungsgasen zu beachten.

Hinweis: Wird die Explosionsschutzmaßnahme ,Explosionsdruckentlastung" angewendet, so ist für eine explosionstechnische Entkopplung gegenüber vor- und nachgeschalteten Anlagenteile zu sorgen.

3.3.3 Explosionsunterdrückung

Explosionsunterdrückungseinrichtungen verhindern durch schnelles Einblasen von Löschmitteln in Behälter und Anlagen im Falle einer Explosion das Erreichen des maximalen Explosionsdruckes. Dies bedeutet, dass die so geschützten Apparate nur für einen reduzierten Explosionsdruck ausgelegt werden müssen.

Im Gegensatz zur Explosionsdruckentlastung bleiben die Auswirkungen einer Explosion auf das Innere der Apparatur beschränkt. Je nach Ausführung kann der Explosionsüberdruck bis auf ca. 0,2 bar reduziert werden.

Hinweis: Neue Explosionsunterdrückungseinrichtungen sollten entsprechend den Anforderungen der Richtlinie 94/9/EG als Schutzsystem geprüft und gekennzeichnet werden.

Hinweis: Auch bei der Explosionsunterdrückung muss ggf. für eine explosionstechnische Entkopplung der vor- und nachgeschalteten Anlagenteile gesorgt werden.

3.3.4 Verhindern der Explosionsübertragung (explosionstechnische Entkoppelung)

Ereignet sich in einem Anlagenteil eine Explosion, so kann sich diese in die vor- und nachgeschalteten Anlagenteile ausbreiten und dort weitere Explosionen verursachen. Beschleunigungseffekte durch Einbauten in den Anlagen oder durch die Ausbreitung in Rohrleitungen können zu einer Verstärkung der Explosionswirkungen führen. Die dabei entstehenden Explosionsdrücke können weit höher sein als der maximale Explosionsdruck unter Normalbedingungen und auch bei explosionsdruckfester oder explosionsdruckstoßfester Bauweise zur Zerstörung von Anlagenteilen führen. Aus diesem Grunde ist es wichtig, mögliche Explosionen auf einzelne Anlagenteile zu beschränken. Dies wird durch explosionstechnische Entkopplung erreicht.

Für die explosionstechnische Entkopplung von Anlagenteilen sind z. B. folgende Systeme verfügbar:

* Mechanisches Schnellabsperren,

* Löschen von Flammen in engen Spalten oder durch Löschmitteleintrag,

* Aufhalten von Flammen durch hohe Gegenströmung,

* Tauchung oder,

* Schleusen.

Für die praktische Anwendung sind folgende Gesichtspunkte maßgeblich:

Hinweis: Bei Explosionen von Gasen, Dämpfen und Nebeln im Gemisch mit Luft sind wegen der unter Umständen sehr hohen Ausbreitungsgeschwindigkeiten (Detonationen) aktive Absperr- oder Löschsysteme oft zu langsam, so dass hier passive Systeme wie Flammendurchschlagsicherungen (z. B. Bandsicherungen oder Tauchungen)bevorzugt werden.

3.3.4.1 Flammendurchschlagsichere Einrichtungen für Gase, Dämpfe und Nebel

Um bei explosionsfähiger Atmosphäre Flammendurchschläge, z. B. durch Rohrleitungen, Atmungseinrichtungen und nicht ständig mit Flüssigkeit gefuellte Füll- und Entleerungsleitungen zu verhindern, können flammendurchschlagsichere Einrichtungen angewendet werden. Lässt sich z. B. in einem nicht explosionsfesten Behälter für brennbare Flüssigkeiten die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre nicht vermeiden, so sind ständig vorhandene Öffnungen zu Bereichen, in denen mit dem Auftreten von Zündquellen zu rechnen ist, und durch die eine Explosion in den Behälter übertragen werden kann, flammendurchschlagsicher zu gestalten.

Hinweis: Dies betrifft z. B. Be- und Entlüftungseinrichtungen, Füllstandsanzeiger sowie Füll- und Entleerungsleitungen, sofern Letztere nicht ständig mit Flüssigkeit gefuellt sind.

Soll umgekehrt das Herausschlagen von Flammen aus einer Apparatur in einen explosionsgefährdeten Bereich vermieden werden, so sind die vorgenannten Maßnahmen sinngemäß anzuwenden.

Die Wirkungsweise flammendurchschlagsicherer Einrichtungen beruht im Wesentlichen auf einem oder mehreren der folgenden Mechanismen:

* Löschen von Flammen in engen Spalten und Kanälen (z. B. Bandsicherungen, Sintermetalle),

* Aufhalten einer Flammenfront durch entsprechend hohe Ausströmgeschwindigkeit der unverbrannten Gemische (Hochgeschwindigkeitsventile),

* Aufhalten einer Flammenfront durch Flüssigkeitsvorlagen (z. B. Tauchsicherungen oder Flüssigkeitsverschlüsse).

Hinweis: Man unterscheidet bei flammendurchschlagsicheren Einrichtungen explosionssichere, dauerbrandsichere und detonationssichere Armaturen. Nicht dauerbrandsichere Armaturen widerstehen einem Abbrand nur über eine begrenzte Zeitspanne (Standzeit) und verlieren dann ihre Flammendurchschlagsicherheit.

3.3.4.2 Entkoppelungseinrichtungen für Stäube

Die flammendurchschlagsicheren Einrichtungen für Gase, Dämpfe und Nebel sind aufgrund der Verstopfungsgefahr bei Stäuben nicht einsetzbar. Für das Vermeiden der Ausbreitung von Staubexplosionen über verbindende Rohrleitungen, Fördereinrichtungen o. Ä. sowie Flammenaustritt aus Anlagenteilen haben sich in der Praxis folgende Einrichtungen bewährt:

Löschmittelsperre:

Die Explosion wird durch Detektoren erkannt. Aus Löschmittelbehältern werden Löschmittel in die Rohrleitung eingedüst und die Flamme wird abgelöscht. Der auftretende Explosionsdruck vor der Löschmittelsperre wird dadurch nicht beeinflusst. Auch hinter der Löschmittelsperre ist die Festigkeit der Rohrleitung und die der nachgeschalteten Apparatur für den zu erwartenden Druck auszulegen. Das Löschmittel muss für die jeweilige Staubart geeignet sein.

Schnellschlussschieber, Schnellschlussklappe:

Die durch die Rohrleitung laufende Explosion wird durch Detektoren erkannt. Ein Auslösemechanismus schließt den Schieber oder die Klappe innerhalb von Millisekunden.

Schnellschlussventil (Explosionsschutzventil):

Beim Überschreiten einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit schließt ein Ventil in der Rohrleitung. Die für das Schließen notwendige Strömungsgeschwindigkeit wird entweder durch die Druckwelle der Explosion oder durch eine detektorgesteuerte Hilfsströmung (z. B. Einblasen von Stickstoff auf den Ventilkegel) erzeugt. Bisher bekannte Schnellschlussventile dürfen nur in waagerecht verlegten Rohrleitungen eingebaut werden und eignen sich auch nur für Leitungen mit relativ geringer Staubbelastung (z. B. Reinluftseite von Filteranlagen).

Zellenradschleuse:

Zellenradschleusen dürfen nur dann als ,Flammensperre" eingesetzt werden, wenn ihre Zünddurchschlagsicherheit und Druckbelastbarkeit für die jeweiligen Einsatzbedingungen nachgewiesen sind. Im Explosionsfall muss die Schleuse automatisch über einen Detektor stillgesetzt werden, damit das Austragen von brennendem Produkt verhindert wird.

Entlastungsschlot:

Ein Entlastungsschlot besteht aus Leitungsteilen, die durch ein spezielles Rohrstück miteinander verbunden sind. Den Abschluss der Rohrleitung gegen die Atmosphäre bildet eine Entlastungseinrichtung (Abdeckplatte oder Berstscheibe; Ansprechüberdruck in der Regel p <= 0,1 bar). Eine Explosionsübertragung soll durch Änderung der Strömungsrichtung um 180 Grad bei gleichzeitiger Explosionsdruckentlastung am Umlenkpunkt nach Öffnen der Entlastungseinrichtung verhindert werden.

Das Wegfliegen von Teilen der Entlastungseinrichtung muss vermieden werden, z. B. durch einen Schutzkorb. Die Entlastung muss grundsätzlich in eine ungefährliche Richtung erfolgen, keinesfalls aber in Arbeitsbereiche oder auf Verkehrswege. Diese Schutzmaßnahme ist unzulässig, wenn durch das Freisetzen von Stoffen Personen gefährdet werden oder die Umwelt geschädigt wird.

Durch den Entlastungsschlot kann die Explosionsübertragung nicht immer zuverlässig verhindert werden. Die Ausbreitung der Flammenfront wird jedoch so gestört, dass in dem nach-gesetzten Leitungsteil höchstens mit dem langsamen Anlaufen der Explosion zu rechnen ist. In den Fällen, in denen innerhalb der Rohrleitung nicht mit dem Auftreten explosionsfähiger Gemischkonzentrationen gerechnet werden muss, z. B. bei vielen Entstaubungsanlagen, kann von einer hinreichenden Entkoppelungswirkung ausgegangen werden.

Produktvorlage:

Im Zusammenhang mit der Schutzmaßnahme Explosionsdruckentlastung sind Produktvorlagen (z. B. am Austrag eines Silos) von ausreichender Höhe geeignet, Anlageteile zu entkoppeln. Die Produktschüttung muss jeweils so hoch sein, und dies muss durch Füllstandsmelder abgesichert sein, dass unter der Druckbelastung der Explosion ein Flammendurchschlag durch das Produkt nicht erfolgen kann.

Doppelschieber:

Produktausträge von explosionsfest gebauten Apparaturen können zum Verhindern eines Flammendurchschlages mit einem Doppelschiebersystem gesichert werden. Die Schieber müssen dabei mindestens die gleiche Festigkeit wie die Apparatur haben. Durch entsprechende Steuerung muss gewährleistet sein, dass wechselweise ein Schieber immer geschlossen ist.

Hinweis: Alle Explosionsentkopplungseinrichtungen, die der Richtlinie 94/9/EG unterliegen, müssen entsprechend den Anforderungen der Richtlinie als Schutzsystem geprüft und gekennzeichnet werden.

3.4 Anwendung von Prozessleittechnik

Die bisher beschriebenen Explosionsschutzmaßnahmen können durch Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen (im Folgenden Prozessleittechnik (PLT) genannt), aufrecht erhalten, überwacht oder ausgelöst werden. Allgemein können PLT-Einrichtungen zur Verhinderung des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre, zum Vermeiden von Zündquellen oder zur Abschwächung der schädlichen Auswirkungen einer Explosion genutzt werden.

Potentielle Zündquellen, wie beispielweise eine heiße Oberfläche, können durch PLT-Einrichtungen überwacht und durch eine entsprechende Steuerung auf einen ungefährlichen Wert begrenzt werden. Eine Abschaltung potentieller Zündquellen beim Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre ist ebenfalls möglich. So können beispielweise nicht explosionsgeschützte elektrische Betriebsmittel beim Ansprechen einer Gaswarnanlage spannungsfrei geschaltet werden, wenn dadurch die Abschaltung der dem Gerät innewohnenden potentiellen Zündquellen möglich ist. Das Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre lässt sich beispielsweise durch die Zuschaltung eines Lüfters vor Erreichen der höchstzulässigen Gaskonzentration verhindern. Durch solche PLT-Einrichtungen können die explosionsgefährdeten Bereiche (Zonen) verkleinert, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verringert oder deren Auftreten ganz verhindert werden. PLT-Einrichtungen in Verbindung mit geeigneten Vorrichtungen zur Abschwächung der schädlichen Auswirkungen einer Explosion sind Schutzsysteme (z. B. Explosionsunterdrückung) und werden bei den konstruktiven Explosionsschutzmaßnahmen in Kapitel 3.3 beschrieben. Auslegung und Umfang dieser PLT-Einrichtungen und der von ihnen ausgelösten Maßnahmen hängen von der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von wirksamen Zündquellen ab. Durch die Zuverlässigkeit der PLT-Einrichtungen in Verbindung mit den getroffenen technischen und organisatorischen Explosionsschutzmaßnahmen, muss für alle Betriebsbedingungen sichergestellt werden, dass die Gefahr einer Explosion auf ein vertretbares Maß beschränkt wird. In bestimmten Anwendungsfällen kann es sinnvoll sein, PLT-Einrichtungen zur Vermeidung von Zündquellen mit PLT-Einrichtungen zur Vermeidung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zu kombinieren.

Die erforderliche Zuverlässigkeit der PLT-Einrichtungen muss sich an der Beurteilung der Explosionsrisiken orientieren. Die Zuverlässigkeit der sicherheitstechnischen Funktion der PLT-Einrichtungen und ihrer Teilkomponenten wird erreicht durch Fehlervermeidung und Fehlerbeherrschung (unter Beachtung aller Betriebsbedingungen und vorgesehenen Wartungs- und/oder Prüfmaßnahmen).

Beispiel: Führen die Beurteilung der Explosionsrisiken und das Explosionsschutzkonzept zu dem Schluss, dass ohne PLT-Einrichtungen ein hohes Risiko herrscht, z. B. dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist (Zone 0, Zone 20) und dass mit dem Wirksamwerden einer Zündquelle bei einer Betriebsstörung zu rechnen ist, müssen die PLT-Einrichtungen so ausgeführt sein, dass eine einzige Störung in der PLT-Einrichtung das Sicherheitskonzept nicht außer Kraft setzen kann. Dies kann z. B. durch redundanten Einsatz von PLT-Einrichtungen erreicht werden. Vergleichbares ist erreichbar, indem eine einzelne PLT-Einrichtung zur Vermeidung des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre mit einer davon unabhängigen einzelnen PLT-Einrichtung zur Vermeidung des Wirksamwerdens von Zündquellen kombiniert wird.

Die Tabelle 3.2 zeigt Konzepte von PLT-Einrichtungen zur Vermeidung des Wirksamwerdens von Zündquellen bei normalen Betriebsbedingungen, bei anzunehmenden Störungen und selten auftretenden Störungen, die alternativ, zusätzlich oder ergänzend zu verfahrenstechnische Maßnahmen eingesetzt werden können.

Beispiel: Ein Getriebe mit mehreren Lagern soll in der Zone 1 betrieben werden. Die Temperatur der Lager liegt im Normalbetrieb sicher unter der Zündtemperatur des Gas/Luft-Gemisches. Im Fehlerfall (z. B. durch Schmiermittelverlust) kann die Lagertemperatur die Zündtemperatur erreichen, wenn keine Schutzmaßnahmen getroffen werden. Ein ausreichendes Maß an Sicherheit kann durch eine Temperaturüberwachung der Lager erreicht werden, die bei Erreichen der maximal zulässigen Oberflächentemperatur den Antrieb abschaltet.

Die Anforderungen an PLT-Einrichtungen aus Tabelle 3.2 lassen sich analog auch auf das Verhindern von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre übertragen, wenn bei gegebener Auftrittswahrscheinlichkeit von potentiellen Zündquellen eine bestimmte Zone gewährleistet werden muss.

Beispiel: In einem Trockenschrank werden lösemittelbehaftete Werkstücke getrocknet. Die Oberflächentemperatur der Heizung kann bei einer Betriebsstörung die Zündtemperatur erreichen. Durch eine PLT-Einrichtung in Verbindung mit einem Lüfter muss sichergestellt werden, dass die Lösemitteldampfkonzentration den Grenzwert (UEG -anlagenspezifischer Sicherheitsabstand) nicht überschreitet. Diese PLT-Einrichtung in Verbindung mit dem Lüfter muss auch bei Betriebsstörungen (z. B. Energieausfall) weiterhin wirksam bleiben.

Hinweis: 1. Die beschriebenen PLT-Maßnahmen lassen sich nur anwenden, wenn sich die explosionsschutztechnisch relevanten physikalischen, chemischen und verfahrenstechnischen Größen überhaupt mit vertretbarem Aufwand und in ausreichend kurzer Zeit regeln bzw. steuern lassen. So lassen sich beispielweise Materialeigenschaften i.d.R. durch derartige Einrichtungen nicht beeinflussen.

2. Neue PLT-Einrichtungen, die zur Vermeidung von Zündquellen oder des Entstehens einer explosionsfähigen Atmosphäre eingesetzt werden (die sie aber nicht zuverlässig verhindern können), müssen den Anforderungen der Europäischen Richtlinie 94/9/EG entsprechen. Diese PLT-Einrichtungen müssen immer einer Prüfung der gleichen Kategorie unterzogen werden wie das zu schützende Gerät.

Tab. 3.2: Konzepte zum Einsatz von PLT-Einrichtungen zur Reduzierung der Auftrittswahrscheinlichkeit wirksamer Zündquellen.

>PLATZ FÜR EINE TABELLE>

* oder eine entsprechend nach 94/9/EG geprüfte Einrichtung

3.5 Anforderungen an Arbeitsmittel

Der Arbeitgeber stellt sicher, dass die Arbeitsmittel und sämtliches Installationsmaterial für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen geeignet sind. Dabei sind die möglichen Umgebungsbedingungen am jeweiligen Arbeitsplatz zu berücksichtigen. Die Arbeitsmittel müssen so montiert, installiert und betrieben werden, dass sie keine Explosion auslösen können.

3.5.1 Auswahl von Arbeitsmitteln

In den Bereichen, in denen gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann, sind Geräte und Schutzsysteme entsprechend den Kategorien gemäß der Richtlinie 94/9/EG auszuwählen, wenn es nicht anders im Explosionsschutzdokument vorgesehen und durch eine entsprechende Risikobeurteilung begründet ist. Für den sicheren Betrieb von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen müssen darüber hinaus weitere Kriterien, z. B. Temperaturklasse, Zündschutzart, Explosionsgruppe usw., berücksichtigt werden. Diese Kriterien sind abhängig von den Brenn- und Explosionskenngrößen der eingesetzten Stoffe.

Arbeitsmittel, die bereits vor dem 30. Juni 2003 im Unternehmen oder Betrieb im Gebrauch sind oder zum ersten Mal für die Verwendung bereitgestellt werden, müssen, wenn sie in Bereichen verwendet werden, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann, ab diesem Datum den Mindestanforderungen nach Anhang II Teil A entsprechen, wenn keine andere Richtlinie der Gemeinschaft anwendbar ist oder nur Teile davon.

Arbeitsmittel, die nach dem 30. Juni 2003 im Unternehmen oder Betrieb zum ersten Mal für die Verwendung in Bereichen bereitgestellt werden, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann, müssen den Mindestanforderungen nach Anhang II Teile A und B entsprechen.

Auch wenn Arbeitsmittel, die nicht unter die Definition von ,Gerät" in der Richtlinie 94/9/EG fallen, nicht mit dieser Richtlinie übereinstimmen können, müssen sie auf jeden Fall der Richtlinie 1999/92/EG entsprechen.

Wird auf Grund der Beurteilung der Explosionsrisiken (Stoffeigenschaften, Verfahren) festgestellt, dass mit einer das übliche Maß überschreitenden Gefährdung von Arbeitnehmern und Dritten zu rechnen ist, kann ein höherer Schutzgrad für die ausgewählten Geräte und Arbeitsmittel erforderlich sein. Können ortsveränderliche Arbeitsmittel durch die Art ihrer Nutzung in Bereichen mit unterschiedlichem Gefahrenpotenzial (unterschiedliche Zoneneinteilung) zum Einsatz kommen, müssen sie für den ungünstigsten Einsatzfall ausgewählt werden. Wird also ein Arbeitsmittel sowohl in der Zone 1 als auch in der Zone 2 eingesetzt, muss es den Anforderungen für den Betrieb in Zone 1 entsprechen.

Davon kann abgewichen werden, wenn durch geeignete organisatorische Maßnahmen für die Dauer des Einsatzes des ortsveränderlichen Arbeitsmittels in einem explosionsgefährdeten Bereich ein sicherer Betrieb gewährleistet werden kann. Diese Maßnahmen sollten im Arbeitsfreigabeschein oder im Explosionsschutzdokument ausführlich dargestellt werden. Solche Arbeitsmittel dürfen nur durch entsprechend geschultes Personal benutzt werden (89/655/EWG).

Tab. 3.3: Geräte für den Einsatz in den unterschiedlichen Zonen.

>PLATZ FÜR EINE TABELLE>

Hinweis: Sollen Geräte in hybriden Gemischen eingesetzt werden, so müssen diese für einen derartigen Gebrauch geeignet und ggf. geprüft worden sein. So ist beispielsweise ein Gerät mit der Kennzeichnung II 2 G/D nicht zwangsläufig auch für die Verwendung in hybriden Gemischen geeignet und zulässig.

6.5.2. 3.5.2 Zusammenbau von Arbeitsmitteln

Arbeitsmittel und deren Verbindungsvorrichtungen (z. B. Rohrleitungen, elektrische Anschlüsse) müssen so zusammengebaut sein, dass sie keine Explosion verursachen bzw. auslösen können. Eine Inbetriebnahme darf nur dann erfolgen, wenn sich aus der Beurteilung der Explosionsrisiken ergibt, dass mit ihrem Betrieb keine Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre verbunden ist. Dies gilt auch für Arbeitsmittel und deren Verbindungsvorrichtungen, die keine Geräte und Schutzsysteme im Sinne der 94/9/EG sind.

In Übereinstimmung mit der europäischen Richtlinie 89/655/EWG (Sicherheit und Gesundheitsschutz bei Benutzung von Arbeitsmitteln durch Arbeitnehmer) muss der Arbeitgeber sicherstellen, dass die eingesetzten Arbeitsmittel hinsichtlich der tatsächlichen Betriebs- und Einsatzbedingungen geeignet sind. Auch bei der Auswahl von Installationsmaterialien, von Arbeitskleidung und von persönlichen Schutzausrüstungen hat er sicherzustellen, dass diese geeignet sind.

4. ORGANISATORISCHE MAßNAHMEN DES EXPLOSIONSSCHUTZES

Best