Konstruktiver Explosionsschutz
Beurteilung und Retrofit von Bestandsanlagen
Von Carlo Saling, Sales Executive Explosion Safety, REMBE® GmbH Safety+Control
Sie beschäftigt täglich zahlreiche Anlagenbetreiber weltweit: die Explosionsgefahr in Industrieanlagen, möglich in nahezu allen Branchen. Zum Schutz von Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen arbeiten, stellen die ATEX-Richtlinien grundlegende Explosionsschutz-Anforderungen auf. ATEX steht für ATmosphères Explosibles (explosionfähige Atmosphären) und ist ein verbreitetes Synonym für die Explosionsschutz-Richtlinien der Europäischen Union.
Besonders Branchen in denen Schüttgüter verarbeitet werden, z. B. die Holz-, Pharma-, Chemie-, Lebensmittel-, Futtermittel- sowie die Recyclingindustrie sind von teils verheerenden Explosionen betroffen. Denn die einzelnen Voraussetzungen für eine Explosion treten hier besonders häufig gemeinsam auf: das zeitgleiche und räumliche Aufeinandertreffen von Luft-Sauerstoff, ein brennbarer Stoff (Staub), eine wirksame Zündquelle. Daher sind Anlagentypen wie Mahl-, Trocknungs- und Entstaubungsanlagen sowie Aspirationsfilter, Silos, Förderanlagen oder Strahlanlagen naturgemäß besonders anfällig für derartige Explosionsgefahren und weisen einen überdurchschnittlich häufigen Anteil an tragischen Personenschäden und betriebswirtschaftlichen Einbußen durch Produktions-ausfälle in den betroffenen Unternehmen auf.
Konstruktiver Explosionsschutz durch REMBE®
Möchte man diese Risiken reduzieren, sind Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes gesetzlich vorgeschrieben − sofern explosionsfähige Atmosphären in den Anlagen vorliegen und Zündquellen nicht ausschließbar sind. Ziel der Maßnahmen ist es, die Auswirkungen der Explosion auf ein unbedenkliches Maß für Personen und Anlagen zu reduzieren.
Leider ist es der Fall, dass viele Anlagen dem in der ATEX geforderten Sicherheitsstand durch vorbeugende Maßnahmen allein nicht genügen. Der Gedanke, dass Anlagen, die bereits in Verkehr gebracht wurden, einem Bestandsschutz unterliegen, ist leider ein weitverbreiteter und gefährlicher Irrglaube. Gemäß der in Deutschland gesetzlich geltenden Betriebssicherheitsverordnung sind Betreiber von Anlagen dazu verpflichtet, das Schutzkonzept und deren Maßnahmen vollumfänglich mindestens alle 6 Jahre zu überprüfen und zu beurteilen sowie das Konzept in einem Explosionsschutzdokument zu dokumentieren.
Das sauerländische Unternehmen REMBE® hat es sich seit 50 Jahren zur Aufgabe gemacht, kundenspezifische und langlebige Lösungen für diese Herausforderung zu entwickeln und die Anlagenbetreiber bei dem hochkomplexen Thema „konstruktiver Explosionsschutz“ fachmännisch zu unterstützen.
Beurteilung einer Staubexplosion
Um das Risiko einer Staubexplosion in einer Anlage beurteilen zu können, müssen die Explosions- Kenngrößen des verarbeiteten Produkts bekannt sein oder ermittelt werden. Das sind z. B. die Mindest-zündenergie, die Brennzahl, die Glimm- und Zündtemperatur, die untere Explosionsgrenze oder die Partikelgröße. Liegen diese Kenngrößen nicht vor, sollte mindestens eine der folgenden Maßnahmen
ergriffen werden:
• Prüfung der Staub-Kenngrößen in akkreditierten Prüflaboren mit einer repräsentativen Staubprobe
• Übernahme und Einhaltung orientierender Werte aus Branchenleitfäden, z. B. der Berufsgenossenschaften
Zündgefahrenbewertung.
Der zweite Schritt, um Risiken einer Explosion beurteilen zu können, ist die Zündgefahrenbewertung. Hierbei werden die potenziell in der Anlage vorhandenen Zündquellen systematisch betrachtet und dahingehend analysiert, ob deren Energie ausreichen könnte, ein explosionsfähiges Staub-Luft-Gemisch des Stoffes zu entzünden. Zündquellen, deren Energiemenge größer als die Mindestzündenergie des Staub-Luft-Gemisches ist, werden als wirksame Zündquellen bezeichnet. Zudem muss der Einfluss von Temperatur, Druck und Feuchtigkeit in der Beurteilung berücksichtigt werden, da die Kennwerte unter Normalbedingungen im Labor geprüft werden.
Mögliche Zündquellen
Mögliche Zündquellen und deren Herkunft gem. EN 1127
• Heiße Oberflächen
• Flammen und heiße Gase
• Mechanisch erzeugte Funken
• Elektrische Anlagen
• Kathodischer Korrosionsschutz
• Statische Elektrizität
• Blitzschlag
• Elektromagnetische Filter
• Elektromagnetische Strahlung
• Ionisierende Strahlung
• Ultraschall
• Adiabatische Kompression
• Chemische Reaktionen
Herkunft
• Geräteeigene Zündquellen
• Von extern angesaugte/einwirkende Zündquellen
• Staubeigene Zündquellen
ATEX-Zone
Neben den potenziellen Zündquellen gem. EN 1127 und deren Herkunft ist bei der Beurteilung zudem die ATEX-Zone zu berücksichtigen. Das bedeutet: In Anlagen, in denen z. B. ständig explosionsfähige Atmosphären vorliegen (Zone 20 oder Zone 0), müssen neben Zündquellen während des Normalbetriebs auch Zündquellen beachtet werden, die bei seltenen sowie zu erwartenden Störungen auftreten können. Hierbei ist zwischen geräteeigenen Zündquellen (aus Anlage resultierend), extern eingetragenen Zündquellen (z. B. Glimmnester, Funken, elektrostatische Entladungen, Blitzschlag) und staubeigenen Zündquellen zu unterscheiden.
Ergibt die oben genannte Analyse, dass konstruktiver Explosionsschutz für eine Anlage erforderlich ist, um die Anforderungen aus der ATEX-Richtlinie zu erfüllen, muss die Anlage nachgerüstet werden. Hier bietet die REMBE ® GmbH Safety+Control praxisorientierte, risikogerechte Hilfestellung und Lösungswege an.
Consulting. Engineering. Products. Service.
Nicht ohne Grund gilt REMBE® als anerkannter Spezialist auf den Gebieten des vorbeugenden und konstruktiven Explosionsschutzes und dem Retrofit von Bestandsanlagen. Die Expertise der Mitarbeiter basiert auf jahrelangen Erfahrungen aus der ganzen Welt sowie regelmäßigen Schulungen und Weiterbildungen. Kunden können von dieser Expertise in folgendem Umfang profitieren:
Nach Bereitstellung relevanter Informationen, z. B. dem Explosionsschutzdokument, der Explosions-kenngrößen der Stoffe oder Fließbilder erfolgt eine gemeinsame Begehung mit dem Betreiber der Anlage vor Ort. Hierbei werden Abmessungen, mechanische Schnittstellen zu verbundenen Anlagen und weitere relevante Parameter aufgenommen, anhand derer REMBE ® ein vollumfängliches, rechtssicheres Explosionsschutz-konzept erstellt. Dieses Konzept enthält anlagenspezifische Empfehlungen bestehend aus organisatorischen, vorbeugenden und konstruktiven Maßnahmen, die sowohl den Stand der Technik abbilden als auch praxisorientiert und konkret sind.
Umsetzung
Um den Betreiber bei der Umsetzung der Maßnahmen zu unterstützen, können die REMBE®-Ingenieure auf ein weltweites Netzwerk an Experten und Fachfirmen zurückgreifen, die z. B.
• bei Montagen und/oder Heißarbeiten, bei der Berechnung oder Prüfung der Druckstoßfestigkeit der Anlage,
bei der Beurteilung der Statik unterstützen oder
• die Konformitätsbewertung der gesamten Bestandsanlage oder der Überarbeitungdes Explosionsschutz-
dokuments übernehmen können.
Selbstverständlich können die Experten der REMBE ® Advanced Services+Solutions die Inbetriebnahme sowie die wiederkehrenden Prüfungen und auch die Elektroinstallation der autonomen Schutzsysteme in die Hand nehmen. Da die Nachrüstung von Bestandsanlagen ein hohes Maß an Sorgfalt und Erfahrung erfordert sowie zahlreiche Detailvorgaben beachtet und eingehalten werden müssen, ist es für Anlagebetreiber daher von unvergleichbarem Vorteil, einen Partner wie REMBE® mit langjähriger Erfahrung in den verschiedensten Branchen an ihrer Seite zu wissen.
Autor des Beitrages
Carlo Saling ist Dipl.-Ing. (FH) sowie Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) und seit 2017 Sales Executive Explosion Safety/Key Accounts D-A-C-H bei REMBE ® GmbH Safety+Control. Sein Beitrag geht auf seinen Vortrag am DSIV Tag der Filtertechnik 2022 zurück.
Kontakt
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Über Rembe
REMBE® verbinden die meisten Personen mit der REMBE® GmbH Safety+Control, den Spezialisten für Explosionsschutz und Druckentlastung weltweit. Dem Unternehmen bietet Kunden branchenübergreifend Sicherheitskonzepte für Anlagen und Apparaturen. Sämtliche Produkte werden in Deutschland gefertigt und erfüllen die Ansprüche nationaler und internationaler Regularien. Zu den Abnehmern der REMBE®-Produkte zählen Marktführer diverser Industrien, darunter die Nahrungsmittel-, Holz-, Chemie- und Pharmaindustrie. Das ingenieurtechnische Know-how basiert auf fast 50 Jahren Anwendungs- und Projekterfahrung. Als unabhängiges, inhabergeführtes Familienunternehmen vereint REMBE® Expertise mit höchster Qualität und engagiert sich weltweit in diversen Fachgremien. Kurze Abstimmungswege erlauben schnelle Reaktionen und kundenindividuelle Lösungen für alle Anwendungen: vom Standardprodukt bis zur Hightech-
Sonderkonstruktion. Neben der REMBE® GmbH Safety+Control mit ca. 340 Mitarbeitern weltweit, Hauptsitz in Brilon (Hochsauerland) sowie zahlreichen Tochtergesellschaften weltweit (Italien, Finnland, Brasilien, USA, China, Dubai, Singapur, Südafrika, Japan), firmieren vier weitere Unternehmen unter der Dachmarke REMBE®: REMBE® Research & Technology Center GmbH, REMBE® Advanced Services+Solutions GmbH, REMBE® Kersting GmbH und REMBE ® FibreForce GmbH
