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E1.4 Überwachung der Konzentration in der Umgebung von Apparaturen

Neben ihrer Aufgabe der Warnung von Explosionsgefahr können Gaswarngeräte auch Aufgaben der Warnung von Gesundheitsgefahren über nehmen. Die hierfür maßgebenden Konzentrationen liegen in der Regel um Zehnerpotenzen niedriger als die unteren Explosionsgrenzen.

Der Einsatz von Gaswarngeräten als Grundlage für die Einleitung von Maßnahmen des Explosionsschutzes nach E1 ist möglich in Verbindung mit manueller oder automatischer Auslösung von Schutzmaßnahmen oder auch von Notfunktionen zur Stilllegung der Anlage" (hierzu siehe auch E4).

Wesentliche Voraussetzungen für den Einsatz von Gaswarngeräten mit dem Ziel der Reduzierung von Maßnahmen nach E2 sind: ⁹⁹⁾

1. genügende Kenntnis über die zu erwartenden Stoffe, die Lage ihrer Quellen, ihre maximalen Quellstärken und die Ausbreitungsbedingungen, ⁵⁴⁾
2. eine den Einsatzbedingungen angemessene Funktionsfähigkeit der Geräte, insbesondere bezüglich Ansprechzeit, Ansprechwert und Querempfindlichkeit,
3. Vermeiden von gefährlichen Zuständen bei Ausfall einzelner Funktionen der Gaswarnanlagen (Verfügbarkeit),
4. Möglichkeit, die zu erwartenden Gemische durch geeignete Wahl von Anzahl und Ort der Messstellen ausreichend schnell und sicher zu erfassen,
5. Kenntnis des Bereiches, der bis zu Wirksamwerden der durch das Gerät auszulösenden Schutzmaßnahmen explosionsgefährdet wird. In diesem Nahbereich (abhängig von a) bis d)) sind Schutzmaßnahmen nach E2 erforderlich,
6. Ausreichend sicheres Verhindern des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre außerhalb des Nahbereiches durch die auszulösenden Schutzmaßnahmen und Vermeiden anderweitiger Gefahren durch Fehlauslösung.

Zusätzlich müssen Gaswarngeräte für den Einsatz im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen auf messtechnische Funktionsfähigkeit für de vorgesehenen Einsatzfall geprüft sein. Der Nachweis der messtechnisches Funktionsfähigkeit kann durch Anwendung eines für die Gerätegruppe und -kategorie in der Europäischen Richtlinie 94/9/EG ¹⁷⁾ vorgesehene Konformitätsbewertungsverfahrens erfolgen. Hinsichtlich der meßtechnische Funktionsfähigkeit sind insbesondere die Anforderungen entsprechen Anhang II, Abschnitte 1.5.5 bis 1.5.7 der Richtlinie 94/9/EG ¹⁷⁾zu erfüllen Kennzeichnung und Konformitätserklärung müssen Anhang X der Richtlinie 94/9/EG¹⁷entsprechen ^c).

Hinweis: Der Sonderdruck des verzeichnisses durch anerkannte nationale Prüfstellen der geprüften Gaswarngeräte ist abrufbar unter http://www_bgch/vorschriften.htm . ⁸⁵⁾

Die Geräte sind gemäß DIN EN 50073 ⁹⁹⁾ und Merkblatt T 023 ⁵⁴ (BGI 518) regelmäßig instandzuhalten.

Jederzeit muss ein Eingreifen von Hand in den von der Gaswarnanlage gesteuerten automatischen Ablauf möglich sein. Dieser Eingriff darf jedoch nur den vom Betriebsleiter als beauftragt Beschäftigten erlaubt werden.

Die Gaswarnanlagen sind nach ihrer Errichtung und in angemessenen Zeitabständen durch einen Sachkundigen auf ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Hinsichtlich des Einsatzes von Gaswarngeräten zum Ausschalten von Zündgefahren vor dem Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre vgl. Abschnitt E2.3.

E1.4.1 Gaswarnanlagen mit Alarmgabe

Die Sensoren oder Probenahmestellen der Gaswarngeräte sind in der Nähe der Stellen anzubringen, an denen mit dem Auftreten brennbarer Stoffe zu rechnen ist. ^{54) 99)}

Die Alarmschwelle des Gerätes muss auf eine Konzentration mindestens so weit unterhalb der unteren Explosionsgrenze eingestellt sein, dass nach Alarmgabe die in den Betriebsanweisungen festgelegten Maßnahmen die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre noch sicher verhindern. ⁶³⁾

Dabei ist auch zu prüfen, ob allein organisatorische Maßnahmen gemäß festgelegter Betriebsanweisungen zur Vermeidung der Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre ausreichend sind (siehe auch E4).

Es empfiehlt sich jedoch, die Alarmschwelle bei so niedrigen Konzentrationen festzusetzen, wie es aus betriebstechnischen Gründen gerade noch sinnvoll ist.

E1.4.2 Gaswarnanlagen mit automatischer Auslösung von Schaltungen

Gaswarnanlagen können neben der Alarmgabe noch zusätzliche Funktionen übernehmen. Bei Erreichen einer Alarmschwelle ^d) oder bei darüberliegenden, aber noch unbedenklichen Konzentrationen löst die Gaswarnanlage über automatische Schaltvorgänge Maßnahmen aus, die erfahrungsgemäß eine Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre sicher verhindern. Die Anlage bleibt dabei in Betrieb. Die Maßnahmen können sich entweder auf die Atmosphäre außerhalb oder auf das Innere der Apparaturen beziehen. Beispielsweise können bei Erreichen der Alarmschwelle besondere Lüftungseinrichtungen von der Gaswarnanlage in Betrieb gesetzt werden. In der Apparatur können weitere Maßnahmen ausgelöst werden, z.B. Herabsetzung des Innendruckes, Absperren der undichten Anlagenteile, Inertisieren, Abschalten von Zündquellen.

Diese Maßnahmen haben damit in der Regel einen Einfluss auf die Ausdehnung der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre bzw. auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre (siehe Beispielsammlung). Bezüglich Einsatz von Prozessleittechnik siehe E4.

E1.4.3 Gaswarnanlagen mit automatischer Auslösung von Notfunktionen

Erreicht die Konzentration eine festzulegende Alarmschwelle, die üblicherweise oberhalb der Alarmschwelle nach E1.4.1 oder E1.4.2 liegt, werden durch die Gaswarnanlage über die in E1.4.2 beschriebenen Maßnahmen hinaus automatische Abschaltvorgänge ausgelöst, die ein gefahrloses Abfahren der Betriebsanlage oder der gefährdeten Anlagenteile bewirken.

Diese Maßnahmen haben damit in der Regel einen Einfluss auf die Ausdehnung der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre bzw. auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre (siehe Beispielsammlung).

Bezüglich Einsatz von Prozessleittechnik siehe E4.

E1.5 Maßnahmen zum Beseitigen von Staubablagerungen in der Umgebung staubführender Apparaturen und Behälter

Sowohl im Hinblick auf ein Minimieren von Gefährdungspotenzialen, als auch auf das Vermeiden wirksamer Zündquellen kommt dem Beseitigen unvermeidbarer Staubablagerungen in der Praxis eine sehr große Bedeutung zu. In Arbeits- und Betriebsräumen sind daher regelmäßige Reinigungsmaßnahmen durchzuführen. Hierzu haben sich Reinigungspläne bewährt, in denen Art, Umfang und Häufigkeit von Reinigungsmaßnahmen und die jeweiligen Verantwortlichkeiten verbindlich geregelt werden. Die Festlegungen sind den individuellen Verhältnissen des Einzelfalls anzupassen (vgl. auch D2.3 b). Zu beachten sind insbesondere auch schlecht einsehbare (z.B. höher gelegene) oder schwer zugängliche Oberflächen, auf denen sich im Laufe längerer Zeiträume erhebliche Staubmengen ablagern können. Darüber hinaus ist sicherzustellen, dass bei besonderem Bedarf, d.h. größerer Staubfreisetzung infolge von Betriebsstörungen (z.B. Beschädigen oder Platzen von Gebinden, Leckagen) zusätzliche Maßnahmen zum möglichst unverzüglichen Beseitigen der Staubablagerungen getroffen werden.

Für das Durchführen der Reinigungsmaßnahmen kommen mehrere Möglichkeiten in Frage. In vielen Fällen, wo die Stoffeigenschaften (Benetzbarkeit, keine Reaktionen mit Wasser etc.) sowie die apparativen und räumlichen Gegebenheiten dies zulassen, ist ein Nassreiniger sicherheitstechnisch von Vorteil, kann aber zusätzliche Entsorgungsprobleme schaffen. Ansonsten ist saugenden Verfahren der Vorzug geben (Einsatz geeigneter zentraler Anlagen oder fahrbarer Industriestaubsauger der Bauart B1). Ein Abblasen von abgelagertem Staub ist zu vermeiden.

Die Reinigungsmaßnahmen sind im Rahmen von Betriebsanweisungen zum Umgang mit brennbaren Feststoffen zu regeln.

Weitere Hinweise zum Problem "abgelagerter Staub" siehe E 2.3.

E2 Maßnahmen, welche die Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern (Vermeiden wirksamer Zündquellen)

E2.1 Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche

Die nachfolgende Zoneneinteilung gilt für Bereiche, in denen Vorkehrungen zur Gefährdungsbeurteilung, zu den Anforderungen an die Bereitstellung und Nutzung der Arbeitsmittel sowie zum Explosionsschutzdokument getroffen werden müssen. Aus dieser Einteilung ergibt sich der Umfang der zu ergreifenden Maßnahmen zur Gewährleistung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigten, die durch gefährliche explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können (vgl. Anlage 4 BetrSichV). ^{5) 51) 57)}

Bemerkung: Der Begriff "häufig" ist im Sinne von "zeitlich überwiegend" zu verwenden.

Hierzu gehört in der Regel nur das Innere von Behältern oder das Innere von Apparaturen (Verdampfer, Reaktionsgefäße usw.), wenn die Bedingungen der Definition der Zone 0 erfüllt sind.

Bemerkung: Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

Hierzu können u. a. gehören:

• die nähere Umgebung der Zone 0,
• die nähere Umgebung von Beschickungsöffnungen,
• der nähere Bereich um Füll- und Entleerungseinrichtungen,
• der nähere Bereich um leicht zerbrechliche Apparaturen oder Leitungen aus Glas, Keramik und dgl.,
• der nähere Bereich um nicht ausreichend dichtende Stopfbuchsen, z.B. an Pumpen und Schiebern,
• das Innere von Apparaturen wie Verdampfer, Reaktionsgefäße

Bemerkung: Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutz werden (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

Zur Zone 2 können u. a. gehören:

• Bereiche, welche die Zonen 0 oder 1 umgeben

Bereiche, in denen brennbare Stoffe nur in Rohrleitungen gefördert werden, die auf Dauer technisch dicht sind, sind keine explosionsgefährdeten Bereiche (vgl. E 1.3.2.1).

Bemerkung: Der Begriff "häufig" ist im Sinne von "zeitlich überwiegend" zu verwenden. Wenn diese Bedingungen auftreten, sind sie im Allgemeinen nur im Innern von Behältern, Rohrleitungen, Apparaturen usw. anzutreffen.

Hierzu können u.a. Bereich im Innern von Anlagen (z.B. Silos, Mischer) oder Bereiche in der unmittelbaren Umgebung von z.B. Staubentnahmestellen oder Füllstationen gehören.

Hierzu können auch Bereiche gehören, in denen abgelagerter Staub in so großer Menge vorliegt, dass es bereits im Normalbetrieb gelegentlich zum Aufwirbeln gefährlicher explosionsfähiger Staub/Luft-Gemische kommen kann.

Hierzu können auch Bereiche in der Umgebung Staub enthaltender Apparaturen gehören, wenn Staub nur in nicht explosionsfähiger Konzentration austritt und sich längerfristig Staubablagerungen bilden, die kurzzeitig zu gefährlichen explosionsfähigen Staub/Luft-Gemischen aufgewirbelt werden können.

Bemerkung: Insbesondere durch entsprechende Reinigungsmaßnahmen können die durch Staubablagerungen bedingten Zonen positiv beeinflusst oder sogar vermieden werden (siehe auch Abschnitt E1.3 und E1.5).

Weitere Beispiele für die Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche sind in der Beispielsammlung zusammengestellt.

Bemerkung 1: Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

Bemerkung 2: Schichten, Ablagerungen und Aufhäufungen von brennbarem Staub sind wie jede andere Ursache, die zur Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre führen kann, zu berücksichtigen (gemäß BetrSichV). ⁵¹⁾

Bestehen bei der Einteilung in Zonen Zweifel, muss sich in dem gesamten explosionsgefährdeten Bereich der Umfang der Schutzmaßnahmen nach der jeweils höchstmöglichen Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre richten. Aus diesem Grunde ist in den Fällen, in denen Stäube mit Gasen, Dämpfen oder Nebeln gemeinsam gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können (hybride Gemische), die Einteilung des explosionsgefährdeten Bereiches sowohl nach den Zonen 0, 1 und 2 als auch nach den Zonen 20, 21 und 22 in Erwägung zu ziehen.

Aus Sicht des Benutzers können Geräte der verschiedenen Kategorien, wie in der Tabelle gezeigt, angewendet werden: ¹²⁾

Tabelle E2.1: Geräte für den Einsatz in den unterschiedlichen Zonen

Weitere Einteilungskriterien müssen berücksichtigt werden, z.B. Temperaturklasse, Zündschutzart, Explosionsgruppe usw.

Der weitere Betrieb von elektrischen Betriebsmitteln, die auf der Grundlage der vor dem 20.12.1996 geltenden ElexV in Verkehr gebracht wurden, ist aus Sicht des Explosionsschutzes unbedenklich, wenn diese mindestens den dort geregelten Anforderungen für den Einsatz in den Zonen 0, 1 und 2 genügen.

In den Zonen 20 und 21 können neben den Geräten der entsprechenden Kategorien auch Geräte eingesetzt werden, die für den Einsatz in Zone 10 zugelassen wurden.

In Zone 22 können neben den Geräten der entsprechenden Kategorie auch elektrische Betriebsmittel eingesetzt werden, die den Anforderungen der ElexV (alt) für den Einsatz in Zone 10 oder 11 genügen. ¹⁰⁷⁾

E2.2 Umfang der Schutzmaßnahmen

Beim Einsatz von Betriebsmitteln sowie beim Betrieb von Anlagen innerhalb explosionsgefährdeter Bereiche ist unter Berücksichtigung von Abschnitt E2.3 zu prüfen, ob Zündgefahren auftreten können. Ist dies der Fall, ist anzustreben, die Zündquellen aus dem explosionsgefährdeten Bereich zu entfernen. Wenn dies nicht möglich ist, sind unter Beachtung der nachfolgenden Hinweise Schutzmaßnahmen durchzuführen ⁵⁰⁾

Die Maßnahmen sollen Zündquellen völlig unwirksam machen oder die Wahrscheinlichkeit ihres Wirksamwerdens verringern. ⁵⁰⁾ Der Umfang der Schutzmaßnahmen richtet sich nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre. Bei der Festlegung des Umfanges der Schutzmaßnahmen ist daher in der Regel folgendes zu berücksichtigen:

In Bereichen, die durch Gase, Dämpfe oder Nebel explosionsgefährdet sind, sind

zu vermeiden.

In Bereichen, die durch Stäube explosionsgefährdet sind, sind

zu vermeiden.

Geräte und Schutzsysteme, die dem Geltungsbereich der Explosionsschutzverordnung ( 11. GSGV) unterliegen, müssen den durch diese Verordnung geregelten Anforderungen entsprechen. Die hier aufgeführten Schutzmaßnahmen gelten - soweit sie Anforderungen an die Beschaffenheit beinhalten - nur für Anlagen, Geräte und Ausrüstungen, die nicht Geräte und Schutzsysteme im Sinne der 11. GSGV sind. ¹⁰²)

Hinweis: Anlagen gemäß § 1 Abs. 2 Satz 1 Nr. 3 BetrSichV, die Geräte und Schutzsysteme gemäß Artikel 1 der RL 94/9/EG sind oder beinhalten, sind überwachungsbedürftige Anlagen. Montage, Installation und Betrieb dieser Anlagen sind entsprechend dem Dritten Abschnitt der BetrSichV durchzuführen. Sofern diese Anlagen von einem Arbeitgeber betrieben werden, sind auch die Anforderungen des zweiten Abschnitts zu beachten.

Lässt sich die Wahrscheinlichkeit des Wirksamwerdens einer Zündquelle nicht abschätzen, ist die Zündquelle als dauernd wirksam zu betrachten.

Ist der Einsatz von Betriebsmitteln, die als Zündquelle wirksam werden können, erforderlich (z.B. Kraftfahrzeuge, Schweißgeräte, Messgeräte), so ist dafür zu sorgen, dass während dieser Zeit explosionsfähige Atmosphäre in gefahrdrohender Menge nicht auftreten kann.

Hinsichtlich des betriebsbedingten Kraftfahrzeugverkehrs wird als Beispiel auf die Technischen Regeln über brennbare Flüssigkeiten TRbF 20 "Läger" verwiesen.

Enthält die explosionsfähige Atmosphäre mehrere Arten von brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben, so müssen die Schutzmaßnahmen in der Regel nach der gefährlichsten Komponente ausgewählt werden.

Wird in Sonderfällen mit einer das übliche Maß über- oder unterschreitenden Gefährdung gerechnet, muss bzw. kann dieser Gegebenheit durch speziell festzulegende Maßnahmen Rechnung getragen werden.

Eine das übliche Maß überschreitende Personengefährdung kann z.B. auftreten, wenn Versammlungsstätten (Kantinen usw.), Wege mit dichtem Verkehr (Straßen, viel benutzte Treppen, Fluchtwege usw.), Wohnungen und größere Büroräume im gefährdeten Bereich liegen oder wenn durch Explosionen Folgeschäden größeren Ausmaßes zu erwarten sind. Diesen Sonderfällen kann in der Regel bereits bei der Planung der Anlage durch Wahl ausreichender Abstände des explosionsgefährdeten Bereiches von den als Beispiel genannten Anlagen bzw. Einrichtungen oder durch Einsatz einer erhöhten Gerätekategorie Rechnung getragen werden.

Andererseits kann auch eine explosionsgefährdete Anlage unter so günstigen Bedingungen betrieben werden (z.B. ferngesteuerte Anlage mit automatisch arbeitenden Notfunktionen), dass mit Personengefährdung nicht zu rechnen ist oder wenigstens der Umfang der Schutzmaßnahmen eingeschränkt werden kann. z.B. gilt bei Einsatz von CKW, die einen Explosionsbereich jedoch keinen Flammpunkt besitzen, dass Geräte und Schutzsysteme verwendet werden dürfen, die für die jeweils um eine Stufe weniger gefährdete Zone geeignet sind.

Tabelle E2.2: Zusammenhang zwischen explosionsgefährdetem Bereich und geeigneten Kategorien

E2.3 Zündquellenarten und Schutzmaßnahmen

Die Zündfähigkeit einiger der in den nachfolgenden Abschnitten behandelten Zündquellen ist noch nicht ausreichend bekannt. Dennoch wurde angestrebt, auf Grund theoretischer Abschätzung wenigstens Grenzwerte anzugeben, bei deren Einhaltung man mit ausreichender Sicherheit eine Zündgefahr ausschließen kann. Diese Angaben sagen aber nicht aus, dass bei Nichteinhaltung dieser Grenzwerte explosionsfähige Atmosphäre in jedem Fall entzündet werden kann. Vielmehr ist in diesen Fällen festzulegen, ob und ggf. in welchem Umfang unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsbedingungen Schutzmaßnahmen erforderlich sind.

Zur Ausschaltung einiger der nachfolgend beschriebenen Zündgefahren bei Gasen und Dämpfen ist in gewissen Fällen auch der Einsatz von Gaswarngeräten möglich. Durch die Gaswarngeräte müssen wirksame Zündquellen durch automatisches Auslösen von Schaltungen oder von Notfunktionen ausreichend sicher unwirksam gemacht werden. Bei dieser Verwendung von Gaswarngeräten müssen die in Abschnitt E1.4 genannten Voraussetzungen (Abs. f ausgenommen) sowie Prüf-, Betriebs- und Wartungsbedingungen erfüllt sein.

Bemerkung: Besondere Zündgefahren durch abgelagerten brennbaren Staub

Ablagerungen brennbaren Staubes sind mit einer Reihe besonderer Probleme verbunden, die es beim Durchführen von Maßnahmen zum Vermeiden wirksamer Zündquellen zu berücksichtigen gilt:

1. Abgelagerter brennbarer Staub beinhaltet ein erhebliches Explosionspotenzial. Bereits mit der Staubmenge, die bei einer Schichtdicke von 1 mm und weniger auf dem Fußboden ruht, kann ein normal hoher Raum ganz mit einem explosionsfähigen Staub/Luft-Gemisch ausgefüllt werden. Hinzu kommt die Möglichkeit zahlreicher weiterer Staubablagerungen, die sich auf allen möglichen Ablagerungsflächen in einem Betriebsraum ansammeln können.
   Infolge einer Primärexplosion kann abgelagerter Staub aufgewirbelt werden und kettenreaktionsartig zu einer Vielzahl von Folgeexplosionen mit verheerenden Wirkungen führen. In der Risikobewertung nimmt dieser Umstand einen sehr hohen Stellenwert ein, da in diesem Fall explosionsfähige Staub/Luft-Gemische und wirksame Zündquellen hinsichtlich ihrer Auftrittswahrscheinlichkeiten nicht mehr voneinander unabhängig sind.
2. Ebenfalls hoch ist der Risikofaktor hinsichtlich der Auftrittswahrscheinlichkeit der Staubschicht. Schichten, Ablagerungen und Aufhäufungen von brennbarem Staub sind wie jede andere Ursache, die zur Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre führen kann, zu berücksichtigen.
   Um das Zusammentreffen einer Staubschicht mit ihrem unter 1 beschriebenen Gefährdungspotenzial mit einer wirksamen Zündquelle hinreichend gering zu halten, muss ein entsprechend hoher Aufwand zum Vermeiden wirksamer Zündquellen betrieben werden (es müssen auch Zündquellen ausgeschlossen werden, die durch selten auftretende Störungen verursacht werden können).
   Eine entzündete/brennende Staubschicht stellt ihrerseits eine "langlebige" Zündquelle dar, die zwar nicht ais "betriebsmäßig" bezeichnet werden kann, hinsichtlich ihrer Auftrittswahrscheinlichkeit aber durchaus gleichwertig angesehen werden muss. Sie ist demzufolge auch in einer Zone 22 zu vermeiden.
3. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die isolierende Wirkung von Staubschichten. So kann auf wärmefreisetzenden Betriebsmitteln/Oberflächen abgelagerter Staub zu einer deutlich höheren (Oberflächen-)Temperatur der Betriebsmittel und damit wiederum zu störungsbedingten Zündquellen führen.
   Hinzu kommen die Abhängigkeit der Mindestzündtemperatur abgelagerten Staubes von der Dicke der Staubschicht und die mit der Größe eines Haufwerkes zunehmende Gefahr von Selbsterhitzungsvorgängen, die bis zur Selbstentzündung führen können.

E2.3.1 Heiße Oberflächen

Zündvorgang

Kommt explosionsfähige Atmosphäre mit erhitzten Oberflächen (heiße Rohrleitungen, Heizkessel usw.) in Berührung, kann es zu einer Entzündung kommen. ²⁷⁾

Die Zündfähigkeit einer erhitzten Oberfläche hängt von der Art und der Konzentration des jeweiligen Stoffes im Gemisch mit Luft ab und ist umso größer, je höher die Temperatur und je größer die Oberfläche des erhitzten Körpers ist. ²⁸⁾ Bei längerer Verweilzeit des Gemisches an der heißen Oberfläche kann es zu Vorreaktionen, z.B. kalte Flammen, kommen, sodass sich niedriger entzündbare Spaltprodukte bilden, die eine Entzündung der ursprünglichen Gemische begünstigen. Weiterhin hängt die eine Entzündung auslösende Temperatur von Größe und Gestalt¹¹⁶⁾ des erhitzten Körpers, vom Konzentrationsgefälle im Bereich der Wand und zum Teil auch vom Wandmaterial ⁹³⁾ ab. So kann z.B. explosionsfähige Atmosphäre im Inneren größerer erhitzter Räume (etwa 1 Liter und mehr) durch niedrigere Wandtemperaturen als die nach DIN 51794 ²⁹⁾ gemessene Zündtemperatur entzündet werden. Dagegen ist bei erhitzten Körpern ohne konkave Wandflächen zur Entzündung eine höhere Wandtemperatur erforderlich; sie wächst z.B. bei Kugeln oder geraden Rohren mit abnehmendem Durchmesser, ist aber auch von der Anordnung abhängig. Auch beim Vorbeiströmen explosionsfähiger Atmosphäre an erhitzten Oberflächen kann wegen der kurzen Verweilzeit zur Entzündung eine höhere Wandtemperatur erforderlich sein. ³³⁾

Neben betriebsmäßig bedingten heißen Oberflächen wie Heizkörpern, Trockenschränken, Kochplatten und anderen können auch mechanische Vorgänge durch Reibung oder Spanabhebung (wie z.B. Bohren) im Bereich der beanspruchten Oberflächen zu gefährlichen Temperaturen führen. Hierzu sind auch die Betriebsmittel zu zählen, die mechanische Energie in Verlustwärme überführen, d.h. alle Arten von Reibungskupplungen und mechanisch wirkenden Bremsen (z.B. an Fahrzeugen und Zentrifugen). ³²) Weiterhin können alle sich drehenden Teile in Lagern, Wellendurchführungen, Stopfbuchsen usw. bei ungenügender Schmierung zu Zündquellen werden. ^{100) 119)} Sich in engen Gehäusen drehende Teile können auch durch Eindringen von Fremdkörpern oder durch Achsverlagerungen zu Reibvorgängen führen, die unter Umständen schon in kurzer Zeit sehr hohe Oberflächentemperaturen hervorrufen. Ferner kann elektromagnetische Strahlung z.B. durch Fokussierung zu gefährlicher Temperaturerhöhung führen (Strahlungstrockner), siehe auch E2.3.8 und E2.3.9.

Schutzmaßnahmen

Bei Gasen, Dämpfen oder Nebeln:

In Zone 0 ist der Einsatz von Betriebsmitteln, deren Oberflächen sich - selbst bei selten auftretenden Betriebsstörungen - gefährlich erwärmen können, soweit wie möglich zu vermeiden. Andernfalls muss durch laufende Überwachung sichergestellt und durch betriebliches Prüfen nachgewiesen sein, dass die Temperaturen der Oberflächen, die mit explosionsfähiger Atmosphäre in Berührung kommen können, 80 % der nach DIN 51794 ²⁹⁾ gemessenen Zündtemperatur in °C nicht überschreiten. Dabei sind auch Temperaturerhöhungen durch Wärmestau und chemische Reaktionen zu beachten.

Die Einhaltung der zulässigen Temperatur kann z.B. durch den Saftdampfdruck einer Flüssigkeit sichergestellt sein (Dampfheizung).

In Zone 1 ist der Einsatz von Betriebsmitteln, deren Oberflächen sich betriebsmäßig und bei häufiger auftretenden Betriebsstörungen auf nicht mehr als 80 % der Zündtemperatur in °C erwärmen können, zulässig. Eine Überschreitung dieses Wertes bis zur Zündtemperatur ist zulässig, wenn die Oberflächentemperaturen unter den Betriebsverhältnissen sicher begrenzbar sind. Die Zündtemperatur darf nur in besonderen Fällen mit Zustimmung der Berufsgenossenschaft überschritten werden. ³⁶⁾

In Zone 2 dürfen Betriebsmittel mit maximalen Oberflächentemperaturen bis zur Zündtemperatur eingesetzt werden. Betriebsübliche Störungen brauchen hierbei nicht berücksichtigt zu werden.

Betriebsmittel mit Oberflächentemperaturen, oberhalb der Zündtemperatur sind insbesondere in Freianlagen in Sonderfällen zulässig, wenn hinreichende Sicherheit durch die übrigen getroffenen Maßnahmen und betrieblichen Verhältnisse gewährleistet ist (s. Zündvorgang).

Bei Stäuben:

In Zone 20 darf die Temperatur sämtlicher Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können, 2/3 der Mindestzündtemperatur in °C der betreffenden Staubwolke nicht überschreiten, auch nicht bei selten auftretenden Betriebsstörungen. Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand ^e) niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann; dies muss auch bei selten auftretenden Betriebsstörungen gewährleistet sein. Falls die Schichtdicke unbekannt ist, muss die dickste vorhersehbare Schicht angenommen werden.

In Zone 21 darf die Temperatur sämtlicher Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können, 2/3 der Mindestzündtemperatur in °C der betreffenden Staubwolke nicht überschreiten, auch nicht bei Betriebsstörungen. Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand ^e) niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann; dies muss auch bei Betriebsstörungen gewährleistet sein.

In Zone 22 darf beim Normalbetrieb die Temperatur sämtlicher Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können,²/₃ der Mindestzündtemperatur in °C der betroffenen Staubwolke nicht überschreiten. Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand ^e) niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann.

In allen Zonen können die oben genannten Temperaturgrenzen in besonderen Fällen überschritten werden, wenn nachgewiesen wird, dass keine Entzündung zu erwarten ist.

Bemerkung: Das Vermeiden gefährlicher Erwärmung durch Reibungsvorgänge ist in manchen Fällen durch geeignete Werkstoffauswahl möglich. Wenigstens eines der beiden reibenden Teile muss hierbei aus einem Material bestehen, das unterhalb der höchstzulässigen Oberflächentemperatur so weich wird, dass durch das Fließen des Materials der wärmeerzeugende Reibvorgang abgebrochen wird.

weiter .