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TRBS 2152, Teil 4 - Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken
- Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre -
Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS)
Vom 21.02.2012
(GMBl. Nr. 21 vom 26.04.2012 S. 387aufgehoben 19)
Zur Nachfolgeregelung TRGS 724
Archiv 2004
Gemäß § 24 Abs. 5 der Betriebssicherheitsverordnung macht das Bundesministerium für Arbeit und Soziales die vom Ausschuss für Betriebssicherheit (ABS) beschlossenen Änderungen und Ergänzungen der TRBS 2152, Teil 4 "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken", Ausgabe Juni 2008 (GMBl 2008, S. 530 [Nr. 26]), in der nachfolgenden Neufassung bekannt:
Neufassung der TRBS 2152, Teil 4 "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken" *
Vorbemerkung
Die Technischen Regeln für Betriebssicherheit ( TRBS) geben den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse für die Bereitstellung und Benutzung von Arbeitsmitteln sowie für den Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen wieder.
Sie werden vom Ausschuss für Betriebssicherheit ermittelt bzw. angepasst und vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales im Gemeinsamen Ministerialblatt bekannt gegeben.
Diese TRBS konkretisiert im Rahmen ihres Anwendungsbereichs die Anforderungen der Betriebssicherheitsverordnung. Bei Einhaltung der Technischen Regeln kann der Arbeitgeber insoweit davon ausgehen, dass die entsprechenden Anforderungen der Verordnung erfüllt sind. Wählt der Arbeitgeber eine andere Lösung, muss er damit mindestens die gleiche Sicherheit und den gleichen Gesundheitsschutz für die Beschäftigten erreichen.
1. Anwendungsbereich
(1) Diese TRBS beschreibt folgende Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes, welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken:
(2) Die in dieser Technischen Regel aufgeführten Maßnahmen gelten - soweit sie Anforderungen an die Beschaffenheit beinhalten - nur für Anlagen, Geräte und Ausrüstungen, die nicht Geräte und Schutzsysteme im Sinne der Explosionsschutzverordnung ( 11. ProdSV) sind.
Hinweis: Viele der in dieser technischen Regel beschriebenen Schutzsysteme werden als autonome Schutzsysteme im Sinne der Explosionsschutzverordnung ( 11. ProdSV) in Verkehr gebracht, z.B. Explosionsentlastungssysteme, Explosionsunterdrückungssysteme, Flammendurchschlagsicherungen, Schnellschlussschieber, -klappen und -ventile, Doppelschieber, Zellradschleusen und Löschmittelsperren. Solche Systeme werden überwiegend nach harmonisierten Normen ausgelegt und konformitätsbewertet. Diese Normen enthalten neben den für die Konformitätsbewertung notwendigen Angaben auch Informationen für die richtige Auswahl und den richtigen Einsatz sowie den Betrieb dieser Schutzsysteme.
2 Begriffsbestimmungen
Bemerkung: Explosionsdrücke werden als Explosionsüberdrücke bezogen auf atmosphärischen Druck (1 bar) angegeben.
2.1 Zu erwartender Explosionsdruck (perw)
Zu erwartender Explosionsdruck (perw) ist der maximale Druck, der in einem Anlagenteil bei realisiertem Schutzkonzept unter Berücksichtigung sowohl der gegebenen Anlagen und Verfahren als auch aller möglichen Betriebsparameter und Betriebszustände auftreten kann.
Der zu erwartende Explosionsdruck kann sein:
Bemerkung 1: Der zu erwartende Explosionsdruck kann geringer sein als der maximale Explosionsdruck, wenn z.B. der Behälter nur zum Teil mit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre gefüllt ist, die Gemischzusammensetzung für die Explosionsabläufe ungünstig ist oder Abkühlungseffekte durch umfangreiche Einbauten auftreten.
Bemerkung 2: Der zu erwartende Explosionsdruck kann höher sein als der maximale Explosionsdruck, z.B. wenn ein Vordruck in der Anlage vorhanden ist oder erhöhte Turbulenz (im Vergleich zu den Laborbedingungen) auftritt.
Bemerkung 3: Der zu erwartende Explosionsdruck entspricht dem reduzierten Explosionsdruck, wenn die Anlage durch Explosionsunterdrückung oder Explosionsdruckentlastung geschützt wird.
2.2 Explosionsdruck (pex) und maximaler Explosionsdruck (pmax)
Explosionsdruck (pex) ist der unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte Druck, der in einem geschlossenen Behälter bei der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre mit bestimmter Zusammensetzung auftritt. Maximaler Explosionsdruck (pmax) ist der höchste ermittelte Explosionsdruck, der bei Änderung der Brennstoffanteile auftritt (siehe TRBS 2152 Nummer 2.3 Absatz 12).
2.3 Reduzierter Explosionsdruck (pred)
Reduzierter Explosionsdruck (pred) ist der in einem durch Explosionsdruckentlastung oder Explosionsunterdrückung geschützten Behälter auftretende Explosionsdruck.
2.4 Explosionsfeste Bauweise
(1) Anlagenteile wie Behälter, Apparate, Rohrleitungen sind explosionsfest, wenn sie so gebaut sind, dass sie dem zu erwartenden Explosionsdruck im Innern standhalten, ohne aufzureißen.
Bemerkung: Explosionsfeste Bauweise schließt explosionsdruckfeste und explosionsdruckstoßfeste Bauweise ein.
(2) Anlagenteile sind explosionsdruckfest, wenn sie dem zu erwartenden Explosionsdruck standhalten, ohne sich bleibend zu verformen.
(3) Anlagenteile sind explosionsdruckstoßfest, wenn sie dem zu erwartenden Explosionsdruck standhalten ohne aufzureißen, wobei jedoch bleibende Verformungen zulässig sind.
2.5 Explosionsdruckentlastung
Bei einer Explosionsdruckentlastung werden bei einer Explosion in einem Anlagenteil definierte Öffnungen freigegeben, damit das Anlagenteil nicht über seine Explosionsfestigkeit hinaus beansprucht wird.
2.6 Explosionsdruckentlastungseinrichtungen
Einrichtungen zur Explosionsdruckentlastung können z.B. Berstscheiben, Explosionsklappen oder ständige Öffnungen sein. Sicherheitsventile sind keine Explosionsdruckentlastungseinrichtungen.
2.7 Explosionsunterdrückung
(1) Die Explosionsunterdrückung ist eine Verfahrensweise, bei der die Verbrennung einer explosionsfähigen Atmosphäre in einem geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Volumen erkannt und in der Anfangsphase durch Zugabe eines geeigneten Löschmittels abgebrochen wird, sodass es nicht zu einem gefährlichen Druckaufbau kommt.
(2) Eine Explosion gilt dann als unterdrückt, wenn es möglich ist, den maximalen Explosionsdruck (pmax) auf einen reduzierten Explosionsdruck (pred) zu begrenzen, d. h., der zu erwartende Explosionsdruck wird verringert.
2.8 Explosionsunterdrückungssystem
Gesamtheit von Einrichtungen zur Realisierung einer Explosionsunterdrückung. Das Explosionsunterdrückungssystem besteht im Wesentlichen aus Detektoren, einer Steuerzentrale und unter Druck stehenden Löschmittelbehältern.
2.9 Explosionstechnische Entkopplung
Durch die explosionstechnische Entkopplung wird die Ausbreitung einer Explosion (Druck oder Flamme) in andere Anlagenteile und -bereiche, z.B. über Verbindungsrohre oder -kanäle, verhindert.
2.10 Entkopplungseinrichtungen
(1) Gesamtheit von Einrichtungen zur Realisierung einer explosionstechnischen Entkopplung sind z.B.:
Hinweis: Bei Explosionen von Gasen, Dämpfen und Nebeln im Gemisch mit Luft sind wegen der unter Umständen sehr hohen Ausbreitungsgeschwindigkeiten (Detonationen) aktiven Absperr- oder Löschungssysteme oft zu langsam, sodass hier passive Elemente, z.B. Bandsicherungen, Tauchungen oder Systeme mit hoher Gegenströmung, bevorzugt werden.
3 Allgemeine Anforderungen
(1) Bei Auswahl und Bemessung sowie Installation, Betrieb, Wartung, Prüfung und Instandsetzung von Einrichtungen zum konstruktiven Explosionsschutz sind funktionsbeeinträchtigende Einflüsse, z.B. durch Korrosion, Alterung, Abrasion, Prozessführung oder Umwelteinflüsse, zu beachten.
Hinweis: Damit die sichere Funktion von Einrichtungen des konstruktiven Explosionsschutzes gewährleistet werden kann, sind die Informationen zu Installation, Betrieb, Wartung, Prüfung und Instandsetzung in den Betriebsanleitungen zu beachten.
(2) Zum Schutz vor den Auswirkungen einer Explosion können beim konstruktiven Explosionsschutz folgende Maßnahmen in unterschiedlichen Kombinationen angewendet werden:
(3) Sofern im Falle einer Explosion mit deren Ausbreitung von einem Anlagenteil auf andere Anlagenbereiche zu rechnen ist, muss neben der explosionsfesten Bauweise auch die explosionstechnische Entkopplung grundsätzlich Bestandteil des konstruktiven Explosionsschutzes sein.
(4) Für die Ermittlung des zu erwartenden Explosionsdruckes müssen insbesondere folgende Randbedingungen/Einflussgrößen berücksichtigt werden:
4 Anforderungen an explosionsfeste Bauweise
(1) Explosionsfeste Anlagenteile müssen so gebaut sein, dass sie einer im Inneren erfolgenden Explosion ohne aufzureißen standhalten können. Bei der explosionsfesten Bauweise wird unterschieden zwischen "explosionsdruckfester" und "explosionsdruckstoßfester" Bauweise. Explosionsdruckfeste und explosionsdruckstoßfeste Bauweise sind bezüglich der Schutzziele der Betriebssicherheitsverordnung gleichwertige Maßnahmen.
(2) Als Mindestauslegungsdruck für Anlagenteile und Apparate in explosionsfester Bauweise ist der zu erwartende Explosionsdruck (siehe Nummern 2.1 und 2.3) zugrunde zu legen.
(3) Nach Explosions- oder Detonationsereignissen müssen die betroffenen Anlagenteile dahingehend überprüft werden, ob die Explosionsfestigkeit weiterhin gegeben ist.
5 Anforderungen an eine Explosionsdruckentlastung
(1) Eine Explosionsdruckentlastung ist unzulässig, wenn durch die dabei freigesetzten Stoffe Beschäftigte oder Dritte gefährdet werden können.
(2) Eine Explosionsdruckentlastung ist so vorzunehmen, dass Gefährdungen für Beschäftigte und Dritte, z.B. durch Druck- und Flammenwirkung oder durch weggeschleuderte Teile, vermieden werden. Die bei der Explosionsdruckentlastung auftretenden Rückstoßkräfte sind zu berücksichtigen.
(3) Eine Explosionsdruckentlastung in den Arbeitsbereich ist grundsätzlich zu vermeiden.
(4) Eine Explosionsdruckentlastung soll auf möglichst kurzem und geradem Weg erfolgen.
(5) Die Explosionsdruckentlastung ist so auszulegen, dass die durch die Explosionsdruckentlastung geschützten Anlagenteile dem reduzierten Explosionsdruck standhalten können.
(6) Explosionsdruckentlastungseinrichtungen und Ausblasrohre sind regelmäßig auf einwandfreien Zustand zu überprüfen. Dabei sind auch Beeinträchtigungen durch Umwelteinflüsse, z.B. Schneelast oder Vereisung, zu berücksichtigen.
(7) Die sichere Funktion einer Explosionsdruckentlastungseinrichtung muss nachweisbar sein. Der Nachweis gilt z.B. als erbracht, wenn die Explosionsdruckentlastungseinrichtung als autonomes Schutzsystem gemäß der Explosionsschutzverordnung ( 11. ProdSV) in Verkehr gebracht worden ist und bestimmungsgemäß verwendet wird.
6 Anforderungen an die Explosionsunterdrückung
(1) Bei dem Einsatz eines Explosionsunterdrückungssystems sind auch Gefährdungen für Beschäftigte oder Dritte durch die Freisetzung des Explosionsunterdrückungsmittels, z.B. bei Instandhaltungsmaßnahmen, zu berücksichtigen.
(2) Das Explosionsunterdrückungssystem ist so auszulegen, dass die durch das Explosionsunterdrückungssystem geschützten Anlagenteile dem reduzierten Explosionsdruck standhalten können.
(3) Bei der Auslegung des Explosionsunterdrückungssystems ist zu berücksichtigen, dass dessen Wirksamkeit u. a. von der gegebenen Anlagen- und Verfahrenstechnik, den Betriebsparametern, wie Temperatur und Druck, den Eigenschaften der eingesetzten Stoffe und des Explosionsunterdrückungsmittels abhängt.
7 Explosionstechnische Entkopplung bei Gasen, Dämpfen und Nebeln
7.1 Allgemeines
(1) Bei Öffnungen von Anlagenteilen, in denen eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist und die nicht hinreichend explosionsfest ausgeführt sind, ist die Notwendigkeit eines Schutzes der Anlagenteile gegen das Hineinlaufen von Explosionen zu prüfen.
Hinweis 1: Dies kann z.B. bei Be- und Entlüftungseinrichtungen, Füllstandsanzeigern, Füll- und Entleerungsleitungen, aber auch Verbindungsleitungen zu anderen Anlagenteilen erforderlich sein.
Hinweis 2: Bei verbundenen Anlagenteilen kann es bei einer Explosion in einem Anlagenteil zu einer Vorkompression von explosionsfähiger Atmosphäre im anderen Anlagenteil kommen, sodass der dann zu erwartende Explosionsdruck in diesem Anlagenteil wesentlich höher sein kann. Zur Reduzierung der Druckbelastung kann eine flammentechnische Entkopplung, z.B. durch eine geeignete Flammendurchschlagsicherung, erforderlich sein.
(2) Öffnungen von Anlagenteilen, durch die Explosionen herausschlagen können und dadurch zu einer Gefährdung der Beschäftigten oder Dritter führen können, müssen gegen einen Flammendurchschlag geschützt sein. Hierzu können Füll-, Entleerungs- und Gaspendelanschlüsse, aber auch Ansaugöffnung und Auspuff von Verbrennungsmotoren gehören. Mögliche weitere Gefährdungen durch z.B. heiße Gase, Druckeinwirkungen oder Verbrennungsprodukte sind zu berücksichtigen.
(3) Bei miteinander verbundenen Anlagenteilen ist die Notwendigkeit eines Schutzes gegen die Ausbreitung einer Explosion zu prüfen. Dies kann z.B. bei Gaspendelsystemen und bei nicht ständig mit Flüssigkeit gefüllten Rohrleitungen wie Füll- und Entleerungsleitungen erforderlich sein.
7.2 Flammendurchschlagsicherungen
(1) Flammendurchschlagsicherungen sind Einrichtungen, die an der Öffnung eines Anlagenteils oder in verbindenden Rohrleitungen von Anlagenteilen eingebaut sind und deren vorgesehene Funktion es ist, den Durchfluss von Gasen, Dämpfen, Nebeln und Flüssigkeiten zu ermöglichen, aber den Flammendurchschlag zu verhindern.
(2) Die Wirkungsweise einer Flammendurchschlagsicherung beruht im Wesentlichen auf einem oder mehreren der folgenden Mechanismen:
(3) Je nach Einbausituationen und Betriebsverhältnissen sind entweder Deflagrations- oder Detonationssicherungen als Flammendurchschlagsicherungen zu verwenden.
(4) Wenn es zum Nachströmen von explosionsfähiger Atmosphäre und damit zu einem stabilisierten Brennen in/an der Flammendurchschlagsicherung kommen kann, muss die Flammendurchschlagsicherung, sofern Nummer 7.4 nicht zutrifft, mit einer Überwachungseinrichtung zum Erkennen eines stabilisierten Brennens ausgerüstet und für die unter Berücksichtigung ggf. eingeleiteter Maßnahmen (z.B. Absperren der Gemischzufuhr, Einblasen von Inertgas oder Luft) zu erwartende Dauer des Brennens geeignet sein. Abweichend von Satz 1 brauchen Detonationssicherungen unmittelbar an Tanks oder Behältern im Zuge von Gaspendel- und Gassammelleitungen nicht mit Überwachungseinrichtungen zum Erkennen eines stabilisierten Brennens ausgerüstet werden.
Hinweis: Flammendurchschlagsicherungen widerstehen ggf. einem Abbrand nur über eine begrenzte Zeitspanne (Standzeit) und verlieren dann ihre Flammendurchschlagsicherheit. Die Standzeit kann der Betriebsanleitung des Herstellers entnommen werden.
(5) Flammendurchschlagsicherungen müssen für die möglichen explosionsfähigen Gemische (zünddurchschlagsichere Normspaltweiten) und die Betriebsbedingungen (Druck und Temperatur der Gemische) geeignet sein.
(6) Flammendurchschlagsicherungen dürfen nicht durch ihren Strömungswiderstand zu gefährlichen Druckerhöhungen in der Anlage führen.
(7) Die Gefahr des Zusetzens z.B. durch Schmutz, Polymerisation und Sublimation sowie durch Einfrieren muss ebenso beachtet werden wie der Verlust der sicheren Funktion der Flammendurchschlagsicherung z.B. durch Korrosion.
(8) Flammendurchschlagsicherungen müssen möglichst nahe am Tank oder Behälter angebracht und so angeordnet sein, dass sie leicht gewartet werden können. Ist aus statischen Gründen die Montage auf dem Tankdach nicht möglich, kann die Flammendurchschlagsicherung direkt neben den Tank angeordnet werden, sofern die Rohrleitung zwischen Tank und Flammendurchschlagsicherung direkt neben der Tankwandung angeordnet wird. Die Flammendurchschlagsicherung ist so anzuordnen, dass im Tank oder in der Rohrleitung vorhandene explosionsfähige Atmosphäre durch einen Dauerbrand an der Flammendurchschlagsicherung nicht entzündet werden kann.
7.3 Strömungsüberwachte rückzündsichere Einrichtungen
(1) Strömungsüberwachte rückzündsichere Einrichtungen halten eine Strömungsgeschwindigkeit von Gasen oder Dämpfen an der Ausströmöffnung oberhalb der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit aufrecht, um auf diese Weise einen Flammenrückschlag zu verhindern. Strömungsüberwachte rückzündsichere Einrichtungen sind geeignet, um explosionsfähige Atmosphäre in Anlagen mit erhöhten Temperaturen (Temperatur oberhalb der Zündtemperatur der brennbaren Gase und Dämpfe) einzuleiten.
(2) Die Strömungsgeschwindigkeit der Gase und Dämpfe ist auf geeignete Weise zu überwachen. Bei Unterschreiten der erforderlichen Mindestströmungsgeschwindigkeit ist die Zufuhr von explosionsfähiger Atmosphäre unverzüglich zu unterbrechen.
(3) Die erforderlichen Mindestströmungsgeschwindigkeiten für explosionsfähige Gemische mit Stoffen der Explosionsgruppen IIa und IIB können Tabelle 1 entnommen werden. Die Tabellenwerte gelten als sichere Grenzwerte für die explosionsfähigen Gemische dieser Stoffe bei Ausströmen aus Rohren ohne turbulenzerhöhende Bauweise. In Fällen erhöhter Turbulenz und für andere explosionsfähige Gemische sind die Mindestströmungsgeschwindigkeiten experimentell zu bestimmen.
Tabelle 1: Erforderliche Mindestströmungsgeschwindigkeiten
Nennweite in mm |
Stoffe der Explosionsgruppe II A |
Stoffe der Explosionsgruppe II B |
||
< 20 | < 200 | < 20 | < 200 | |
Geschwindigkeit in m/s bei Umgebungstemperatur an der Einströmöffnung (z.B. bei einer Fackel) |
> 4 | > 8 | > 6 | > 12 |
Geschwindigkeit in m/s bei erhöhter Temperatur an der Einströmöffnung (z.B. an einem Feuerraum) |
> 8 | > 16 | > 12 | > 24 |
(4) Die erforderlichen Schutzmaßnahmen gegen Flammendurchschlag müssen unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre (Zonen) und der in einer Rückgewinnungs- oder Abluftreinigungsanlage vorhandenen Zündmöglichkeiten abgestuft durchgeführt werden. Für die Zahl der gleichzeitig anzuwendenden und voneinander unabhängigen Maßnahmen zur Erzielung der Flammendurchschlagsicherheit gilt Tabelle 2.
Hinweis: Eine strömungsüberwachte rückzündsichere Einströmung gilt nicht als autonomes Schutzsystem im Sinne der Richtlinie 94/9/EG.
Tabelle 2: Anzahl der Schutzmaßnahmen bei der Absicherung von Abluftleitungen
Wahrscheinlichkeit des Auftretens wirksamer Zündquellen in der Rückgewinnungs- oder
Abluftreinigungsanlage |
Anzahl der Schutzmaßnahmen bei Vorliegen folgender Zonen im Abluftsystem |
||
Zone 0 | Zone 1 | Zone 2 | |
ständig oder häufig (z.B. Brennerflamme) | 3 | 2 | 1 |
gelegentlich (z.B. bei vorhersehbaren Störungen) | 2 | 1 | 0 |
selten (z.B. bei seltenen Störungen) | 1 | 0 | 0 |
(5) Eine unabhängige Maßnahme nach Absatz 4 Satz 2 ist gegeben, wenn nach DIN EN ISO 16852 bzw. der früheren DIN EN 12874 auf stabile Detonationen geprüfte Detonationssicherungen verwendet werden. Eine strömungsüberwachte rückzündsichere Einströmung gilt erst dann als unabhängige Schutzmaßnahme, wenn eine weitere unabhängige Schutzmaßnahme (z.B. eine Detonationssicherung nach Satz 1) vorhanden ist.
(6) Die Funktionssicherheit einer strömungsüberwachten rückzündsicheren Einströmung ist nachzuweisen.
7.4 Flammendurchschlag bei Dauerbrand
(1) Ins Freie mündende Öffnungen von Tanks und Anlagen, aus denen nicht nur kurzzeitig Dampf/Luft-Gemische ausströmen können, müssen mit einer Einrichtung versehen sein, die dem Abbrand ausströmender explosionsfähiger Gemische für alle Einsatzbedingungen ohne Flammendurchschlag standhält (Dauerbrandsicherungen). Für den Fall, dass geeignete Dauerbrandsicherungen nicht einsetzbar sind (z.B. für Dämpfe einer bestimmten brennbaren Flüssigkeit wie z.B. für Alkohole), dürfen alternativ zu Satz 1 Detonationssicherungen in Lüftungsleitungen eingesetzt werden, wenn zwischen Detonationssicherung und der Öffnung der ins Freie mündenden Lüftungsleitung mindestens die nachfolgend genannte Länge eingehalten wird. Satz 2 ist z.B. erfüllt, wenn auf stabile Detonationen geprüfte Detonationssicherungen verwendet werden.
Tabelle 3: Mindestlänge der Rohrleitungen
Nennweite der Rohrleitung in mm |
Länge der Rohrleitung in m |
15 | 0,5 |
20 | 1 |
25 | 1,5 |
32 | 2 |
40 | 3 |
50 | 4 |
65 | 6 |
80 | 8 |
100 bis 200 | 10 |
8 Entkopplungseinrichtungen für Stäube
8.1 Allgemeines
Die für Gase und Dämpfe genannten Einrichtungen zur explosionstechnischen Entkopplung sind bei Stäuben im Allgemeinen nicht einsetzbar (Verstopfungsgefahr etc.). Bei den für Stäube geeigneten Einrichtungen zur explosionstechnischen Entkopplung unterscheidet man zwei Systeme:
Vollständige Entkopplung und Teil-Entkopplung
Hinweis: Geeignet für den Einbau in Rohrleitungssysteme oder zum Produktaustrag sind z.B. die unter den Nummern 8.2 bis 8.8 genannten Einrichtungen.
8.2 Schnellschlussschieber, Schnellschlussklappe
(1) Die zu entkoppelnde Explosion wird durch geeignete Detektoren erkannt. Über eine Steuereinheit wird ein Auslösemechanismus aktiviert, der Schieber oder Klappe(n) innerhalb einer ausreichend kurzen Zeit schließt (bevor Druck und Flamme Schieber oder Klappe(n) erreicht haben).
(2) Der für die Wirksamkeit von Schnellschlussschiebern oder -klappen erforderliche Einbauabstand ist zu beachten.
8.3 Schnellschlussventil (Explosionsschutzventil)
(1) Beim Überschreiten einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung schließt das Ventil automatisch und verbleibt anschließend in geschlossener Stellung. Die für das Schließen notwendige Strömungsgeschwindigkeit wird durch die Druckwelle der Explosion erzeugt.
(2) Reicht die zu erwartende Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit durch die Druckwelle der Explosion für ein rechtzeitiges Auslösen eines Schnellschlussventils nicht aus, kann ein fremderregtes Schnellschlussventil eingesetzt werden, bei dem die Explosion durch geeignete Detektoren erkannt wird und das Schnellschlussventil mittels einer Hilfsströmung (z.B. Einblasen von Stickstoff auf den Schließkörper) rechtzeitig geschlossen wird.
(3) Der für die Wirksamkeit von Schnellschlussventilen erforderliche Einbauabstand ist zu beachten.
8.4 Zellenradschleusen
(1) Zellenradschleusen zur explosionstechnischen Entkopplung müssen für den zu erwartenden Explosionsdruck explosionsfest und zünddurchschlagsicher ausgeführt sein.
(2) Im Explosionsfall muss die Zellenradschleuse automatisch, z.B. über einen Detektor, stillgesetzt werden, damit das Austragen von brennendem Produkt in nachfolgende Anlagenteile verhindert wird.
8.5 Doppelschiebersysteme
(1) Doppelschiebersysteme bestehen im Allgemeinen aus zwei jeweils für den zu erwartenden Explosionsdruck explosionsfest und zünddurchschlagsicher ausgeführten Schiebern, mit denen eine Schleuse gebildet wird. Durch eine entsprechende funktionsgeprüfte Steuerung ist gewährleistet, dass sich immer mindestens ein Schieber in geschlossener Stellung befindet.
(2) Im Explosionsfall muss ein Doppelschiebersystem automatisch, z.B. über einen Detektor, stillgesetzt werden, damit das Austragen von brennendem Produkt in nachfolgende Anlagenteile verhindert wird.
8.6 Löschmittelsperren
(1) Löschmittelsperren bestehen im Wesentlichen aus einem oder mehreren Detektoren, einer Steuereinheit sowie einem oder mehreren Löschmittelbehälter(n). Eine anlaufende Explosion wird durch Detektoren erkannt, die das Eindüsen von Löschmittel in die Rohrleitung zwischen den zu entkoppelnden Anlagenteilen auslösen. Durch das Löschmittel wird die Explosionsflamme gelöscht. Ein Ausbreiten des Explosionsdrucks wird durch die Löschmittelsperre nicht verhindert.
(2) Der für die Wirksamkeit von Löschmittelsperren erforderliche Einbauabstand ist zu beachten.
(3) Bei der explosionstechnischen Entkopplung mittels Löschmittelsperre handelt es sich um eine Teil-Entkopplung. Die mögliche Druckerhöhung ist bei der Auslegung der hinter der Löschmittelsperre angeordneten Anlagenteile zu berücksichtigen.
8.7 Entlastungsschlot
(1) Ein Entlastungsschlot ist eine Entkopplungseinrichtung, mit der eine Explosionsübertragung durch Änderung der Strömungsrichtung um 180 Grad bei gleichzeitiger Druckentlastung am Umlenkpunkt verhindert werden soll. Dies wird durch eine besondere Rohrleitungsgestaltung und -anordnung (siehe Abb. 1) und üblicherweise durch den Einsatz einer Druckentlastungseinrichtung (z.B. Berstscheibe) am Umlenkpunkt erreicht.
(2) Für den Einsatz des Entlastungsschlotes gelten im Wesentlichen die gleichen Einsatzbeschränkungen hinsichtlich der freiwerdenden Stoffe und der Gefährdung Beschäftigter, Dritter oder der Umwelt wie für die Explosionsdruckentlastung (siehe Nummer 5 Absätze 1 bis 3).
(3) Da bei dem Einsatz von Entlastungseinrichtungen an einem Entlastungsschlot u. U. andere Belastungsfälle auftreten als bei dem Einsatz an Behältern, muss die Funktionsfähigkeit der Entlastungseinrichtung für diesen Anwendungsfall nachgewiesen sein.
(4) Bei der explosionstechnischen Entkopplung mittels Entlastungsschlot handelt es sich um eine Teil-Entkopplung. Die Einschränkungen gegenüber einer vollständigen Entkopplung können für die hinter dem Entlastungsschlot angeordneten Anlagenteile zusätzliche Maßnahmen erforderlich machen.
Abb. 1: Schematische Darstellung eines Entlastungsschlotes
8.8 Produktvorlage
(1) Im Zusammenhang mit den Schutzmaßnahmen "explosionsfeste Bauweise für einen reduzierten Explosionsdruck" und "Explosionsdruckentlastung" oder "Explosionsunterdrückung" können Produktvorlagen mit ausreichender Füllhöhe eine geeignete Maßnahme zur explosionstechnischen Entkopplung sein. Dies setzt eine hinreichend feste Austragseinrichtung voraus, auf der die Produktvorlage "aufliegt" (z.B. Zellenradschleuse, Förderschnecke oder Prozessventil). Die Austragseinrichtung selbst muss hierfür nicht flammendurchschlagsicher sein.
(2) Die Produktüberdeckung muss so hoch sein, dass unter Explosionsdruckbelastung ein Flammendurchschlag nicht erfolgen kann. Der erforderliche Mindestfüllstand muss auf geeignete Weise sichergestellt sein.
9 Explosionstechnische Entkopplung bei hybriden Gemischen
Für eine explosionstechnische Entkopplung bei hybriden Gemischen kommen aufgrund des Staubanteils Maßnahmen aus Nummer 8 in Frage, wenn diese Einrichtungen auch die durch den Dampf- oder Gasanteil verursachten Explosionsauswirkungen ausreichend sicher begrenzen.
Bemerkung: Für das Vermeiden der Ausbreitung von Explosionen mit Staubanteilen über verbindende Rohrleitungen, Fördereinrichtungen o. Ä. sowie eines Flammenaustritts aus Anlagenteilen sind in der Regel die in Nummer 7 genannten Flammendurchschlagsicherungen aufgrund der Verstopfungsgefahr nicht geeignet.
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(Stand: 25.07.2022)
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