Grundkurs Explosionsschutz Suva 2153 / ATEX 137

Mittels des SUVA Dokument 2153 Explosionschutz

Mindestvorschriften: Umsetzung ATEX 137

Arbeitsmittel in brand- oder explosionsgefährdeten Bereichen müssen so gestaltet sein und so verwendet 
werden, dass sie keine Zündquellen darstellen und dass sich keine Stoffe entzünden oder zersetzen 
können.

Gegen elektrostatische Aufladungen sind die notwendigen Sicherheitsmassnahmen zu treffen.

In Betrieben oder Betriebsteilen mit Explosions- oder Brandgefahr müssen die erforderlichen Massnahmen
getroffen werden, damit die Arbeitnehmer vor diesen Gefahren geschützt sind.
In Bereichen mit besonderer Brand- oder Explosionsgefahr ist der Umgang mit Zündquellen verboten. An allen 
Zugängen müssen gut sichtbare Anschläge auf die Gefahr hinweisen und das Rauchen verbieten. Kann der 
Umgang mit Zündquellen vorübergehend nicht vermieden werden, so müssen alle Massnahmen getroffen 
werden, um Explosionen oder Brände zu verhüten.
Durch geeignete Massnahmen ist dafür zu sorgen, dass Zündquellen nicht in Bereiche mit besonderer Brand-
oder Explosionsgefahr geraten und sich dort auswirken können.

Einzelfall Risikobeurteilung! --> Erkenne von Explosionsgefährdungen (Gefahrenermittlung)

Risikoabschätzung

1. Ermitteln, ob und in welcher Menge mit der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist; 
   → Vermeidung einer explosionsfähigen Atmosphäre
2. Ermitteln, ob Zündquellen vorhanden sind, welche die explosionsfähige Atmosphäre entzünden können; 
   → Vermeidung von Zündquellen
3. Ermitteln, welche Auswirkungen eine Explosion haben kann; 
   → Konstruktiver Explosionsschutz

• Risikobewertung
• Verringern des Risikos durch Festlegen von Massnahmen

Zu einer Explosion kommt es, wenn eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre und eine wirksame Zündquelle gleichzeitig und am gleichen Ort vorhanden sind. 

Wenn eine dieser beiden Voraussetzungen eliminiert wird, kann keine Explosion erfolgen.

Die untere Grenze für die gefährliche Menge einer exposionsfähigen Atmosphäre ist auf 10 Liter als zusammenhängende Menge festegelt!

Nicht 10 Liter Flüssigkeit! --> Da keine Atmosphäre! 1L Bezin ergibt ca. 2500Liter explosionsfähige Atmosphäre!!

• Im Sicherheitsdatenblatt
• SUVA--Publikation
• Gestis Stoffdatenbank (Gut für Stoffe & Gase)
• Des Gestis Staub-EX Stoffdatenbank (Stäube eher schlecht da viele unkommentieret Infos!)

Falls keine Infos vorhanden --> Messtechnisch ermitteln!

• Brennbar
• Explosionsgrenzen
• Zündtemperatur / T-Klasse
• Gasgruppe IIA / IIB / IIC
• Relative Dichte zu Luft / schwerer oder leichter als Luft
• Löslichkeit in Wasser
• Reaktionsfähigkeit
• Siedepunkt / Übergang vom gasigen in flüssigen Zustand
• Hybrides Gemisch (Gase mit Aerosol/Nebel, Partikel) --> Soll vermieden werden!

• Brennbar
• Flammpunkt
• Explosionsgrenzen
• Zündtemperatur / T-Klasse
• Gasgruppe IIA / IIB / IIC
• Sättigungskonzentration
• Leitfähigkeit
• Hybrides Gemisch (Gase mit Aerosol/Nebel, Partikel)
• Dampfdruck / Flüchtigkeit (Verdunstungszahl)
• Mischbarkeit mit Wasser
• Reaktionsfähigkeit
• Sauerstoffgrenzkonzentration --> Ab welcher Sauerstoffkonzentration kann es zu einer Explosion kommen?

UEG: Untere Explosionsgrenze
OEG: Obere Explosionsgrenze

• Brennbarkeit / Brennzahl (BZ)
• Korngrösse / Medianwert
• Mindestzündenergie
• Mindestzündtemperatur (aufgewirbelter Staub)
• Glimmtemperatur (Selbstentzündung 5 mm Staubschicht)
• Staubgruppe IIIA / IIIB / IIIC
• Pulverdurchgangswiderstand
• Untere Explosionsgrenze
• Lösungsmittelgehalt > 0.5% g/g
• Max. Ex-Druck / Kst-Wert / Ex-Fähigkeit St 1-3
• Schlag- und Reibempfindlichkeit
• Löslichkeit in Wasser
• Zersetzungstemperatur / Reaktionsfähigkeit

• Nicht mit Druckluft reinigen --> Staubsaugen!

Beispiel:

Staub UEG: 20 g/m3 --> Gemäss Sicherheitsdatenblatt

Berechnung mit Raum und Ablagerungen --> Erforderliche Staubmenge --> Staubablagerungen im Raum

• Ersetzen leicht brennbarer Lösemittel --> Substitution
• Flammpunkt > 30°C
• Flammpunkt ausreichend hoch über max. Verarbeitungstemperatur (T):
  • bei Stoffen: T < Flammpunkt -5°C 
  • bei Gemischen: T < Flammpunkt -15 °C
• Inertisierung mit Schutzgas
• Raumlüftung / Quellenabsaugung
• Geschlossene Systeme
• Regelmässige Reinigung

Als geschlossene Systeme ausgelegte Anlagen, in denen mit brennbaren Stoffen umgegangen wird, bieten den Vorteil, dass praktisch keine Gase und Dämpfe austreten und im Aussenraum fast keine brennbaren Stäube abgelagert werden können.

SUVA 2153

Als auf Dauer technisch dichte Verbindungen gelten z. B. Flansche mit Nut und Feder, Flansche mit Vor- und Rücksprung, Flansche mit Schweisslippendichtungen

TRGS 722 / Dichtheit von Anlagenteilen und Verbindungen (ISSA Infoblatt 003 Explosionsschutz):

• Bei Anlagenteilen, die auf Dauer technisch dicht sind, sind keine Freisetzungen zu erwarten
• Auf Dauer technisch dichte Anlagen sind vor Inbetriebnahme bzw. Wiederinbetriebnahme, nach Änderungen oder Reparaturarbeiten als Ganzes oder in betroffenen Abschnitten auf Dichtheit zu kontrollieren --> Protokoll!!
• Anlagenteile gelten als auf Dauer technisch dicht, wenn
  • sie so ausgeführt sind, dass sie aufgrund ihrer Konstruktion technisch dicht bleiben oder
  • ihre technische Dichtheit durch Wartung und Überwachung ständig gewährleistet wird
  • Dabei sind Beanspruchungen – insbesondere auch Wechselbeanspruchungen – zu berücksichtigen:
    • Mechanisch (bspw. Druckwechsel)
    • Thermisch (bspw. Temperaturschwankungen, kalte/ heisse Fluide)
    • Chemisch (ungeeignete Werkstoffpaarungen) 

• Geschweisste Rohrleitungen --> Dokumentation der Schweissnäthen
• Für Gase / Flüssigkeiten:
  • Wellendurchführungen mit doppelt wirkender Gleitringdichtung, z. B. Pumpen, Rührwerke
  • Armaturen mit hermetischer Abdichtung der Spindeldurchführung mittels Faltenbalg
  • Flansche mit Schweisslippendichtungen, mit Nut und Feder, Vor- und Rücksprung, mit V-Nuten und V-Nutdichtungen, Flansche mit glatter Dichtleiste und besonderen Dichtungen, wie z. B. Weichstoffdichtungen bis PN 25 bar
  • metallisch dichtende Verbindungen, ausgenommen Schneid- und Klemmringverbindungen in Leitungen grösser als DN 32
•  Für Stäube gelten im Allgemeinen einfache Flanschverbindungen mit Dichtungen oder Clamp-Verschlüsse als ausreichend dicht

• Bei diesen sind im Normalbetrieb seltene Freisetzungen zu erwarten.

Diese Anlagenteile und Verbindungen sind so auszuführen, dass bei einer Dichtheitsprüfung oder Dichtheitsüberwachung bzw. -kontrolle, z. B.

• für Gase und Dämpfe mit schaumbildenden Mitteln oder mit Lecksuchgeräten/Gasspürgeräten,
• für Stäube durch regelmässige Kontrolle auf Staubaustritte und -ablagerungen sowie auf sichtbare Defekte oder Beschädigungen

keine Undichtheit erkennbar ist!

Um die Dichtheit sicherzustellen, müssen Anlagenteile/Verbindungen diesbezüglich als Ganzes oder in Abschnitten wie folgt geprüft werden:

• Vor der ersten Inbetriebnahme
• nach längeren Betriebsunterbrechungen
• nach Veränderungen 
• nach einem seltenen Öffnen und Wiederverschliessen

Zudem sind Kontrollen nach Wartungs- und Anschlussarbeiten und im Rahmen periodischer Betriebsbegehungen zur Feststellung von offensichtlichen Mängeln erforderlich

Kontrolle des Anzugsmomentes von Flanschverschraubungen nach der Neumontage von Dichtungen

• Feststellung von Undichtigkeiten/Leckagen in Form von Schlieren, Tropfen bzw. Eisbildung, Nebelbildung, leckagetypischen Geräuschen oder Gerüchen
• Feststellung von äusserlichen Veränderungen durch Korrosion, Verfärbungen infolge zu hoher Temperatur, mechanische Beschädigung
• Feststellung unerwünschter Schwingungen/ Vibrationen

Die Lüftung kann auf verschiedene Weise erfolgen:

• natürliche Lüftung
• künstliche Lüftung bzw. Raumlüftung (nicht überwacht) oder Quellenabsaugung (Überwacht)

Durch Lüftungsmassnahmen kann erreicht werden, dass in der Umgebung von Anlagen, Apparaten und dergleichen die explosionsfähige Atmosphäre verringert und damit der explosionsgefährdete Bereich eingeschränkt wird.

Lagerung, Verringerung einer explosionsfähigen Atmosphäre (Zone 2)

• Raumlüftung: 3-5facher Luftwechsel pro h (ganzer Raum), Querlüftung
• Raumlüftung: Natürliche Lüftung, Zuluft und Abluft je 20 cm2 pro m2 Bodenfläche, Querlüftung

Offene Handhabung, Verringerung einer explosionsfähigen Atmosphäre (Zone 1)

• Raumlüftung: 10facher Luftwechsel pro h (Zone 1), Querlüftung
• Quellenabsaugung: 10facher Luftwechsel pro h (Zone 1)

Offene Handhabung, Vermeidung einer explosionsfähigen Atmosphäre (Keine Zone)

EKAS 1871 Richtlinie Labor, bei laborüblichen Mengen (< 5 l) 
• bei geschlossenem Frontschieber ein 200-facher Luftwechsel pro h
• bei nicht geschlossenem Frontschieber ein 300-facher Luftwechsel pro h

Die Zoneneinteilung erfolgt nach der Wahrscheinlichkeit der

• Häufigkeit und
• Dauer

des Vorhandenseins einer explosionsfähigen Atmosphäre.

Die Begriffe ständig, lange Zeiträume und häufig stehen im Zusammenhang mit der tatsächlichen Betriebsdauer einer Anlage. Eine Zone 0 ist zuzuordnen, wenn während mehr als 50% der Betriebsdauer eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorliegt.

Das Innere von Behältern, Anlagen, Apparaten und Rohren wird in der Regel als Zone 0 betrachtet.

Zone 20 ist im Allgemeinen nur im Innern von Behältern, Rohrleitungen, Apparaturen usw. festzulegen. 

Der Begriff «häufig» ist im Sinne von «zeitlich überwiegend» zu verstehen.

Zone 0 soll nur dann festgelegt werden, wenn die Voraussetzungen für diese Zone tatsächlich gegeben sind.

Zone 1 / 21 ist zu definieren, wenn Dauer und Häufigkeit der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre zwischen Zone 2 / 22 und Zone 0 / 20 liegt.

Überschreitet die Dauer 2 Stunden oder sie tritt gelegentlich, z. B. täglich auf, ist aber kleiner als 50% der Betriebsdauer, liegt eine Zone 1 vor.

Zone 1 ist in der Regel vorhanden:

• in der näheren Umgebung der Zone 0
• in der näheren Umgebung von Beschickungsöffnungen
• im näheren Bereich um Füll- und Entleereinrichtungen
• im näheren Bereich von nicht ausreichend dichtenden Stopfbüchsen (z. B. an Pumpen und Schiebern)
• im näheren Bereich von leicht zerbrechlichen Geräten

Zone 1 kann in Betrieben der chemischen und pharmazeutischen Industrie angewendet werden:

• in (nach den Regeln der Technik) inertisierten Apparaturen und Anlagen
• in Rohrleitungen und Armaturen, die im Normalbetrieb vollständig mit Flüssigkeit gefüllt sind

In Zone 21 werden u.a. folgende Bereiche eingeteilt:

• in (nach den Regeln der Technik) inertisierten Apparaturen und Anlagen
• Bereiche in der unmittelbaren Umgebung von Staubentnahme- oder Füllstationen
• Bereiche, in denen Staubablagerungen auftreten und die bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Konzentration von brennbarem Staub im Gemisch mit Luft bilden können

In den Zonen 2 und 22 ist das Vorhandensein explosionsfähiger Atmosphäre wenig wahrscheinlich. Sie kann jedoch auftreten:

• im anormalen Betrieb (z. B. mögliche technische Störungen oder menschliche Fehlhandlungen) oder
• im Normalbetrieb selten (d.h. nur wenige Male im Jahr) und nur kurzzeitig, d.h. jeweils weniger als zwei Stunden lang.

Zone 2 ist in der Regel vorhanden:

• in der näheren Umgebung der Zone 0 oder 1
• in der näheren Umgebung von Sicherheitsventilen
• in Lagerräumen für brennbare Flüssigkeiten und Gase in geschlossenen Behältern.

Zone 2 wird in Fabrikationsräumen der chemischen und pharmazeutischen Industrie festgelegt, wobei folgende Bedingungen erfüllt sein müssen:

• Die Anlagen sind zuverlässig überwacht
• Es ist eine den voraussehbaren Störungen angepasste Lüftung vorhanden
• Es wird mit geschlossenen Apparaturen gearbeitet.

Gemisch Leichter als Luft!

Lagerung: Höhe 1m - Zone 2

Offener Umgang: 1m ab Öffnung Zone 1; im Behälter Zone 0

Leichter als Luft --> Gas steigt!

Von möglicher Austrittstelle 1m ind alle Richtungen Zone 1

In der Inertisierten Apparatur Zone 1

Um den Behälter Zone 2 --> Ganzer Raum

UEG: Unterer Explosionsgrenzwert

Zone 2 kann erheblich minimiert werden!

Automatische Massnahmen:

• 10% UEG: fährt Lüftung hoch
• 20% UEG: Anlage stromlos Schaltung

Man unterscheidet Spritzkabinen mit oder ohne Verriegelung --> Es kann nur gespritzwerden, wenn die Lüftung läuft!

Ohne Verriegelung --> Gesamte Spritzkabine Zone 2

Mit Verrieglung --> Keine Zone