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Effektiver Explosionsschutz: Seminare zu Risiken, Gefahren und Zündquellen

Explosionen und ihre Ursachen

Jedes Jahr ereignen sich in deutschen Unternehmen schwere Explosionen, die zu Personenschäden und hohen Sachschäden, teilweise mit Millionenschaden, führen werden. Für Prävention und Explosionsschutz empfiehlt sich ein Seminar im Haus der Technik.

Explosionen passieren nicht – sie werden verursacht. Schadensauslösend sind dabei häufig ein Zusammenspiel aus persönlichen, organisatorischen und technischen Ursachen im Zusammenspiel mit Gefahrstoff-Tätigkeiten.
Brennbare oder explosive Stoffe sind heute in den Betrieben industrieller Alltag. Neben Gasen und Dämpfen sind aber auch ca. 80 % aller industriell verarbeiteten Stäube explosionsfähig. Dennoch werden die Gefahren häufig unterschätzt. 
 

Unser Veranstaltungsangebot:

Browser URL 100x70 Weiterbildung ExSchutz
Weiterbildung im Explosionsschutz
24.08.2016 in Timmendorfer Strand
Browser URL 100x70 Explosionsschutzbeauftragter
Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten
30.08.2016 - 02.09.2016 in Timmendorfer Strand
Browser URL 100x70 Grundlagen des Explosionsschutzes
Grundlagen des Explosionsschutzes
05.09.2016 in Berlin
Browser URL 100x70 Befähigung ExSchutz
Befähigte Personen im Explosionsschutz
06.09.2016 - 07.09.2016 in Berlin
Browser URL 100x70 Explosionsschutz
Befähigte Person für den Explosionsschutz: Elektrische Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen
07.09.2016 - 09.09.2016 in Bremen
Browser URL 100x70 ATEX mechanisch/ExSchutz
ATEX-Richtlinie 2014/34/EU
20.09.2016 in Essen
Browser URL 100x70 Explosionsschutz Nicht-Techniker
Explosionsschutz für Nicht-Techniker
22.09.2016 in Essen
Browser URL 100x70 Unterweisungen ExSchutz
Effektive Unterweisungen im Brand- und Explosionsschutz (mit Checklisten)
22.09.2016 in Essen
Browser URL 100x70 Explosionsschutzdokument
Das Explosionsschutzdokument
04.10.2016 in Essen
Browser URL 100x70 Explosionsschutztage
10. Essener Explosionsschutztage
05.10.2016 - 06.10.2016 in Essen

Persönliche Ursachen bei sich ereignenden Explosionen können dabei mangelnde Sorgfalt, Unachtsamkeit, Betriebsblindheit, das Nichtbeachten von Vorschriften, das Manipulieren von Sicherheitseinrichtungen und auch die Nichtbefähigung für entsprechende Arbeiten sein.

Organisatorische Ursachen – und damit Mängelaspekte der Führungskräfte – sind häufig die fehlende Unterweisung, das Einsetzen von unqualifiziertem Personal, fehlende Kontrollen und das Nichtprüfen von Arbeitsmitteln.

Technische Ursachen sind u. a. durch Konstruktionsmängel oder falsch dimensionierte Sicherheitseinrichtungen begründet.

Schadensereignisse durch Explosionen

Nachfolgend sind exemplarisch einige Schadensereignisse durch Explosionen beschrieben:

Kesselwagen-Explosion bei BASF (28. Juli 1948)

Die Kesselwagenexplosion ereignete sich am 28. Juli 1948 in Ludwigshafen auf dem Gelände des Chemiewerks BASF. Durch die Katastrophe starben 207 Menschen, es gab 3818 Verletzte, 3122 Gebäude wurden erheblich in Mitleidenschaft gezogen. Der Sachschaden belief sich allein in der BASF auf 80 Millionen DM.

Nachmittags explodierte auf dem Betriebsgelände ein Kesselwagen, der mit etwa 30 Tonnen Dimethylether befüllt war. Er war am frühen Morgen nahe dem Hauptverwaltungsgebäude der BASF abgestellt worden und den ganzen Tag über der Sommerhitze ausgesetzt gewesen.

Zunächst trat an der Schadstelle eine geringe Menge Gas aus, die eine erste, kleinere Explosion verursachte, den Kesselwagen beschädigte und zum Kippen brachte. Der Wagen entleerte sich unmittelbar darauf vollständig, was mit einer großen Explosion verbunden war. Deren Druckwelle führte auf dem Werksgelände zur Freisetzung weiterer Chemikalien unterschiedlicher Art, wobei sich auch Giftgaswolken bildeten.


Staubexplosion Rolandmühle, Bremen (06. Februar 1979)

Am 06. Februar 1979 löste ein kleines Feuer in der Bremer Rolandmühle die Katastrophe aus. In einer Kettenreaktion wirbelte jede Einzelexplosion wieder neuen Mehlstaub auf, der wiederum explodieren konnte. 14 Tote, 17 Verletzte und ein Sachschaden von über 100 Millionen Mark - das ist die Bilanz der größten Mehlstaubexplosion in der
Geschichte der Bundesrepublik Deutschland.

Staubexplosion in F-Blaye (20. August 1997)

Beim Entladen von Maismehl in Siloanlagen kommt es im Hafen von Bordeaux zu einer Zündung explosionsfähiger Stäube (ausgelöst durch elektrostatische Aufladung und fehlende Erdung). Es kommt zu einer Staubexplosion in einem Getreidesilo mit einer Kapazität von 37.200 Tonnen.

Dem Aufbau eines hohen Drucks im geschlossenen Behälter –Entlastungsvorrichtungen waren nicht vorhanden – hielten die Behälterstrukturen nicht stand.
Es kommt zur Zerstörung der Silos und des Verwaltungsbereichs; elf Tote, davon sieben Arbeiter, und mehrere Verletzte waren zu beklagen.

Explosion in F-Toulouse (21. September 2001)

Bei der Düngemittelfirma AZT kommt es zu einer Explosion von ca. 350 Tonnen Ammoniumnitrat (vgl. Sprengkraft von ca. 30 Tonnen TNT), 3 km von Toulouse entfernt. Die offizielle Bilanz geht von 30 Toten aus, davon 21 auf dem Firmengelände Beschäftigte. Weiterhin gab es über 2.500 Schwer- und etwa 8.000 Leichtverletzte in den umliegenden Stadtvierteln, meist getroffen durch von der Druckwelle verursachte Glassplitter, Schutt und Trümmerteile. In Toulouse fiel das Telefonnetz aus, Menschen reagierten panikartig, 90 Schulen wurden evakuiert. Es gab unzählige Opfer psychischer Auswirkungen (Depressionen, Angstzustände, Schlaflosigkeit), von denen 18 Monate später noch 14.000 in Behandlung waren. Es gab erhebliche Gebäudeschäden im ganzen südwestlichen Stadtgebiet, an Wohnungen, Industrie- und anderen Unternehmen und an öffentlichen Einrichtungen. Die Schäden wurden auf insgesamt 1,5 Mrd. Euro beziffert.
Die Firma AZT wurde für immer geschlossen, sämtliche noch stehenden Gebäude und Industrieanlagen abgetragen und das Erdreich des gesamten Werksgeländes dekontaminiert.

Explosion in der Raffinerie BP in Texas City (23. März 2005)

Während der Inbetriebnahme einer Isomerisierungseinheit traten innerhalb weniger Minuten geschätzte 30.000 Liter brennbarer Kohlenwasserstoffe aus einem Rückhaltebehälter aus und führten zu einer Explosion, bei der 15 Arbeiter getötet und 180 verletzt wurden.
Der finanzielle Schaden betrug mehr als 1,5 Milliarden US-Dollar.
Zu dem Unfall trugen maßgeblich Bedienerfehler, veraltete Ausrüstung und Designfehler der Kontrollinstrumente bei – so wurde ein Abscheiderturm über mehrere Stunden hinweg bei geschlossenem Pegelkontrollventil betrieben, während dem Bediener normale Werte für Turmpegel und Ventildurchfluss angezeigt wurden.

Die schließlich überfließende Flüssigkeit gelangte in einen veralteten und bekannt unsicheren Rückhaltebehälter, trat dort in einer Fontäne aus und entzündete sich außerhalb. Die anschließende Explosion
zerstörte unter anderem mehrere Büro-Trailer neben dem Behälter, in denen sich die Todesopfer befanden.

Tanklagerexplosion in Buncefield (11. Dezember 2005)

Eine Serie von Explosionen erschüttert das 40 km von London entfernt in Hemel Hempstead gelegene Öllager Buncefield und löst ein Flammeninferno aus. Das von Total und Texaco betriebene Depot belieferte auch den Flughafen Heathrow. Das Feuer gilt als einer der größten Brandkatastrophen in Europa seit dem 2. Weltkrieg.

Zu der Explosion kommt es aufgrund einer Überfüllung der Tankanlagen, da mehrere Sicherheitseinrichtungen nicht ordnungsgemäß funktioniert haben und menschliches Versagen vorlag.
Rund 180 Feuerwehrleute, ausgerüstet mit 26 Löschpumpen und 20 Begleitfahrzeugen, bekämpfen den mehrere Tage dauernden Großbrand. In einem benachbarten Gewerbegebiet entstand schwerer Sachschaden. Nach der ersten Explosion, die mit einem Wert von 2,4 auf der Richterskala verzeichnet wurde, war die Stabilität vieler Gebäude gefährdet. Noch in mehr als 800 m Entfernung wurden Häuser beschädigt. Auf die Versicherer kamen Schadenersatzforderungen in Millionenhöhe zu.

Definitionen zum Explosionsschutz

Explosion
schnelle selbstständige Flammenausbreitung nach Entzündung von brennbaren Stoffen, die mit hoher Energiefreisetzung und Druckwellen unter starker Geräuschentwicklung verbunden ist.

Explosionsbereich
ist der Konzentrationsbereich von brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, in dem nach erfolgter Zündung eine selbständige Flammenfortpflanzung möglich ist. Der Explosionsbereich wird charakterisiert durch seine Explosionsgrenzen (UEG, OEG).

Explosionsgefahr
kann bestehen, wenn brennbare Gase, Flüssigkeiten oder Stäube hergestellt, gelagert oder verarbeitet werden und dabei Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube im Gemisch mit Luft in entsprechender Menge auftreten. Zur Explosion kommt es dann, wenn Zündquellen mit ausreichender Energie zugeführt werden.

Als Grundvoraussetzungen müssen für Explosionen vorhanden sein:

  • Explosionsfähige Atmosphären
  • Wirksame Zündquellen

Die drei Grundprinzipien des Explosionsschutzes leiten sich daraus ab:

  • Vermeiden explosionsfähiger Atmosphären
  • Vermeiden jeder möglichen wirksamen Zündquelle
  • Begrenzen möglicher Explosionsauswirkungen auf ein annehmbares Maß durch konstruktive Maßnahmen.

Dabei wird das Ziel des Vermeidens explosionsfähiger Atmosphären im wesentlichen dadurch erreicht, dass entweder die Konzentration des brennbaren Stoffes so verändert wird, dass sie außerhalb des Explosionsbereiches liegt oder dass die Sauerstoffkonzentration auf einen Wert unterhalb der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) abgesenkt wird.

Explosionsfähige Atmosphäre
Eine explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, in dem sich der Verbrennungsvorgang 
nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt.

Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre
Als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ein explosionsfähiges Gemisch von brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebel oder Stäuben mit Luft in gefahrdrohender Menge einschließlich üblicher Beimengungen unter atmosphärischen Bedingungen zu verstehen, in dem sich nach erfolgter Entzündung eine Reaktion selbstständig fortpflanzt, so dass
es zum Schaden kommt.

Explosionsgefährdete Bereiche
sind räumliche Bereiche in denen auf Grund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Diese Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen (Anhang 3 BetrSichV) unterteilt.

Explosionsschutz
umfasst alle Maßnahmen, die beim Einsatz brennbarer Gase, Dämpfe, Nebel oder Stäube geeignet sind, Explosionen zu verhindern oder so zu begrenzen, dass keine Personen-, Sach- oder Umweltschäden auftreten können.

Folgende Maßnahmen sind in der aufgelisteten Reihenfolge zu treffen:

  • Vermeiden oder Einschränken gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre
  • Vermeiden von Zündquellen, insbesondere von elektrostatischen Aufladungen
  • Beschränken der Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß durch konstruktive Maßnahmen (explosionsfeste Bauweise, Explosionsdruckentlastung und Explosionsunterdrückung).

Bestimmungsgemäße Verwendung
ist die Verwendung von Geräten, Schutzsystemen und Vorrichtungen entsprechend der Gerätegruppe und –kategorie und unter Beachtung aller Herstellerangaben und des Standes der Technik, die für den sicheren Betrieb notwendig sind.


Rechtliche Grundlagen zum Explosionsschutz

Die rechtlichen Grundlagen zum Explosionsschutz sind umfassend, aber in vielen verschiedenen Rechtsgrundlagen begründet.

Für den Hersteller und Inverkehrbringer von Anlagen/Geräte für explosionsgefährdete Bereiche gilt das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (GPSG) und die Explosionsschutzverordnung (11. GPSGV). Die Explosionsschutzverordnung gilt für das Inverkehrbringen von
Geräten und Schutzsystemen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
Sie gilt auch für Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen für den Einsatz außerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen, die im Hinblick auf Explosionsgefahren jedoch für den sicheren Betrieb von Geräten und Schutzsystemen erforderlich sind oder dazu beitragen.

Für den Anwender und Benutzer der Arbeitsmittel gilt insbesondere die Betriebssicherheitsverordnung.
Alle diese rechtlichen Regelungen sind in der europäischen Gemeinschaft vereinheitlicht in Kraft.

In der Betriebssicherheitsverordnung vom Oktober 2002 sind für die Nutzer und Betreiber folgende Aspekte des Explosionsschutzes von besonderer Bedeutung:

§ 3 Gefährdungsbeurteilung
§ 5 Explosionsgefährdete Bereiche
§ 6 Explosionsschutzdokument
§ 9 Unterrichtung und Unterweisung
§ 10 Prüfung der Arbeitsmittel
§ 11 Aufzeichnungen

 

Anhänge

Anhang 3: Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche
Anhang 4: A. Mindestvorschriften zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigen, die durch gefährliche explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können
B. Kriterien für die Auswahl von Geräten und Schutzsystemen

Weiterhin gelten im Explosionsschutz insbesondere die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit (TRBS), die Maßgaben der Betriebssicherheitsverordnung näher konkretisieren und die DIN EN-Norm 1127 „Explosionsschutz“.

In der DIN EN 1127 werden u. a. abgehandelt

  • Beschreibung und Umgang mit den möglichen Zündquellen
  • Erkennen von Gefährdungen
  • Elemente der Risikobeurteilung
  • Vermeiden oder Verringern des Risikos
  • Benutzerinformation
  • Werkzeuge zum Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen
  • Beziehung zwischen Kategorien und Zonen.

Weitere Festlegungen zum Explosionsschutz sind anderen Publikationen zu entnehmen. Beispiele:

  • EN 292 Sicherheit von Maschinen – Grundbegriffe,
  • allgemeine Gestaltungsleitsätze
  • EN 414 Sicherheit von Maschinen – Regeln für die
  • Abfassung und Gestaltung von Sicherheitsnormen
  • EN 954 Sicherheit von Maschinen –
  • Sicherheitsbezogene Teile von Steuerungen
  • EN 1050 Sicherheit von Maschinen – Risikobeurteilung
  • EN 50014 Elektrische Betriebsmittel für
  • explosionsgefährdete Bereiche; allgemeine Bestimmungen

Die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit (TRBS)

Die Technischen Regeln zur Betriebssicherheit konkretisieren die allgemein formulierten Maßnahmen der Betriebssicherheitsverordnung näher und geben damit Hilfestellungen für den Arbeitgeber, der mit Explosionsgefahren arbeitet.

Wichtige TRBSen sind insbesondere

TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung
TRBS 1112-1 Explosionsgefährdungen bei und durch Instandhaltungsarbeiten
TRBS 1123 Änderungen und wesentliche Veränderungen von Anlagen
TRBS 1201 Prüfungen von AM und überwachungsbedürftigen Anlagen
TRBS 1201-1 Prüfungen von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und
Überprüfung von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen
TRBS 1203 Befähigte Personen (in Kraft seit 08.10.2004, Neufassung im März 2010)
TRBS 2152 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre
TRBS 2153 Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen


Die

TRBS können im Internet unter www.baua.de oder www.druckgeraete-online.de downgeloaded werden.

 

Gefährdungsbeurteilung

Die Gefährdungsbeurteilung nach BetrSichV verpflichtet den Arbeitgeber, dass wenn das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären nicht verhindert werden kann, dieser zu beurteilen hat

1. Die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens von gefährlichen explosionsfähigen Atmosphären,
2. Die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins, der Aktivierung und des Wirksamwerdens von Zündquellen einschließlich elektrostatischer Aufladungen und
3. Das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen von Explosionen. Für Arbeitsmittel sind insbesondere Art, Umfang und Fristen erforderlicher Prüfungen zu ermitteln.

Ferner hat der Arbeitgeber die notwendigen Voraussetzungen zu ermitteln und festzulegen,

  • zu Art und Umfang der vorzusehenden Prüfungen
  • zu Prüffristen
  • die Personen erfüllen müssen, die von ihm mit der Prüfung oder Erprobung von Arbeitsmitteln zu beauftragen sind.

Explosionsschutzzonen und Zoneneinteilung

Der Arbeitgeber hat explosionsgefährdete Bereiche entsprechend Anhang 3 der Betriebssicherheitsverordnung unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung gemäß § 3 in Zonen einzuteilen.

Hinsichtlich seiner explosionsgefährdeter Bereiche hat der Arbeitgeber eine Zoneneinteilung vorzunehmen (Anhang 3).
Die Beurteilung setzt den Normalbetrieb in der Bewertung voraus. Die Zonen selbst unterscheiden sich durch die Häufigkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären.

Zone 0
umfasst Bereiche, in denen eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln mit Luft besteht, ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist.

Zone 1
umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln mit Luft besteht, gelegentlich auftritt.

Zone 2
umfasst Bereiche, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln mit Luft besteht, auftritt; aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraums.

Zone 20
umfasst Bereiche, in denen eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von brennbaren Stäuben mit Luft besteht, ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist.

Zone 21
umfasst Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre, die aus einem Gemisch von brennbaren Stäuben mit Luft besteht, gelegentlich auftritt.

Zone 22
umfasst Bereiche, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre durch aufgewirbelten Staub auftritt; aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nur selten und während eines kurzen Zeitraums.

Umfassende Hilfestellungen und zahlreiche Beispiele zur Zoneneinteilung sind den beiden Anhängen der BGR 104 „Explosionsschutz-Regeln“ zu entnehmen.


Schutzmaßnahmen in Explosionsschutzzonen

Der Anhang 4 der Betriebssicherheitsverordnung beschreibt Mindestvorschriften zur Verbesserung der Sicherheit und des Gesundheitsschutzes der Beschäftigten, die durch gefährliche explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können. 13 klassische Schutzmaßnahmen werden hier beschrieben und nachfolgend kurz erläutert:

So hat er seine Beschäftigten ausreichend und angemessen hinsichtlich des Explosionsschutzes zu unterweisen.

Er hat weiterhin schriftliche Anweisungen, Arbeitsfreigaben und eine
Aufsicht im Einzelfall vorzusehen.

Arbeiten in Zonen sind gemäß den schriftlichen Anweisungen des
Arbeitgebers auszuführen; ein Arbeitsfreigabesystem ist
anzuwenden bei

  • gefährlichen Tätigkeiten und
  • Tätigkeiten, die durch Wechselwirkung mit anderen Arbeiten gefährlich werden können. Die Arbeitsfreigabe ist vor Beginn der Arbeiten von einer hierfür verantwortlichen Person zu erteilen. Während der Anwesenheit von Beschäftigten in einem Arbeitsumfeld, in dem explosionsfähige Atmosphäre in einer Menge auftreten kann, die Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten gefährden kann, ist eine angemessene Aufsicht gemäß den Grundsätzen der Gefährdungsbeurteilung auch durch Verwenden von geeigneten technischen Mitteln zu gewährleisten.

Anlagen, Geräte, Schutzsysteme und die dazugehörigen Verbindungsvorrichtungen dürfen nur in Betrieb genommen werden, wenn aus dem Explosionsschutzdokument hervorgeht, dass sie in Zonen sicher verwendet werden können.

Es sind alle erforderlichen Vorkehrungen zu treffen, um sicherzustellen, dass der Arbeitsplatz, die Arbeitsmittel und die
dazugehörigen Verbindungsvorrichtungen, die den Arbeitnehmern zur Verfügung gestellt werden, so konstruiert, errichtet,
zusammengebaut und installiert werden und so gewartet und betrieben werden, dass die Explosionsgefahr so gering wie möglich gehalten wird und, falls es doch zu einer Explosion kommen sollte, die Gefahr einer Explosionsübertragung innerhalb des Bereichs des betreffenden Arbeitsplatzes oder des Arbeitsmittels kontrolliert oder so gering wie möglich gehalten wird. Bei solchen Arbeitsplätzen sind geeignete Maßnahmen zu treffen, um die Gefährdung der Beschäftigten durch die physikalischen Auswirkungen der Explosion so gering wie möglich zu halten.

Erforderlichenfalls sind die Beschäftigten vor Erreichen der Explosionsbedingungen optisch und akustisch zu warnen und
zurückzuziehen (Horn, Lichttableau).

Soweit nach der Gefährdungsbeurteilung erforderlich, sind Fluchtmittel bereitzustellen und zu warten, um zu gewährleisten, dass die Beschäftigten die Zonen im Gefahrenfall schnell und sicher verlassen können.

Vor der erstmaligen Nutzung von Arbeitsplätzen mit Zonen muss die Explosionssicherheit der Arbeitsplätze, einschließlich der vorgesehenen Arbeitsmittel und der Arbeitsumgebung überprüft werden. Sämtliche zur Gewährleistung des Explosionsschutzes erforderlichen Bedingungen sind aufrechtzuerhalten. Diese Überprüfung ist von einer „Befähigten Person“ durchzuführen, die über besondere Kenntnisse auf dem Gebiet des Explosionsschutzes verfügt.


Explosionsschutzdokument

Das Explosionsschutzdokument soll einen Überblick über die Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung und die daraus resultierenden technischen und organisatorischen Schutzmaßnahmen für eine Anlage und deren Arbeitsumgebung geben.

Daher hat jeder Arbeitgeber im Rahmen seiner Pflichten
nach § 6 der Betriebssicherheitsverordnung sicherzustellen, dass ein Dokument (Explosionsschutzdokument) erstellt und auf dem letzten Stand gehalten wird.

Aus dem Explosionsschutzdokument muss nach § 6 insbesondere hervorgehen,

1. dass die Explosionsgefährdungen ermittelt und einer Bewertung unterzogen worden sind,
2. dass angemessene Vorkehrungen getroffen werden, um die Ziele des Explosionsschutze zu erreichen,
3. welche Bereiche entsprechend Anhang 3 in Zonen eingeteilt wurden, und
4. für welche Bereiche die Mindestvorschriften gemäß Anhang 4 gelten.

Dieses Explosionsschutzdokument ist vor Aufnahme der Arbeit zu erstellen. Für bestehende Arbeitsmittel und Arbeitsverfahren fordert der Gesetzgeber eine erstmalige Erstellung des
Explosionsschutzdokuments bis Ende 2005.

Das Explosionsschutzdokument ist zu überarbeiten, wenn Veränderungen, Erweiterungen oder Umgestaltungen der Arbeitsmittel oder des Arbeitsablaufes vorgenommen werden. Es wird in der Form nicht vorgegeben werden und kann nach den Vorstellungen der Unternehmen sehr unterschiedlich aussehen.


Erkennen von Explosionsgefährdungen (nach DIN EN 1127 „Explosionsschutz“)

Die Explosionsgefährdung hängt ab von

  • den Stoffen, die von den Geräten, Schutzsystemen und Komponenten be- oder verarbeitet, verwendet oder freigesetzt werden
  • den Werkstoffen, aus denen die Geräte, Schutzsysteme und Komponenten hergestellt sind.

Einige dieser Stoffe und Werkstoffe können mit Luft Verbrennungsreaktionen eingehen. Bei diesen Verbrennungsreaktionen können beträchtliche Wärmemengen freigesetzt werden, die von einem Druckaufbau und Freisetzen gefährlicher Stoffe begleitet werden können. Im Gegensatz zu einem Brand ist eine Explosion im wesentlichen eine selbstunterhaltende Ausbreitung der Reaktionszone (Flamme) durch die explosionsfähige Atmosphäre.

Da das Gefährdungspotenzial nicht vom Stoff selbst, sondern von dessen Kontakt oder seiner Vermischung mit Luft ausgeht, müssen die Eigenschaften des Gemisches aus brennbarem Stoff und Luft bestimmt werden. Diese Verbrennungseigenschaften geben Auskunft über das Brennverhalten eines Stoffes und darüber, ob er Feuer oder Explosion verursachen kann. Wesentliche Kenndaten sind dabei z. B.

  • Flammpunkt
  • Explosionsgrenzen (UEG, OEG)
  • Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK).

Wesentliche Kenngrößen für die Zündeigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre (Voraussetzungen für eine Entzündung) sind z. B.

  • Mindestzündenergie
  • Mindestzündtemperatur der explosionsfähigen Atmosphäre
  • Mindestzündtemperatur einer Staubschicht.

Nach erfolgter Zündung muss das Verhalten der explosionsfähigen Atmosphäre (Explosionsverhalten) durch folgende Kenngrößen beschrieben werden:

  • maximaler Explosionsdruck (p max)
  • maximaler zeitlicher Druckanstieg ([dp/dt]max)
  • Normspaltweite (NSW).


Elemente der Risikobewertung im Explosionsschutz

Diese Risikobeurteilung muss immer für jeden Einzelfall in Übereinstimmung mit der EN-Norm 1050 erfolgen.

Die Risikobeurteilung enthält folgende Elemente:

  • Erkennen von Gefährdungen
  • Ermitteln, ob mit der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist (und in welcher Menge)
  • Ermitteln, ob Zündquellen vorhanden sind, welche die explosionsfähige Atmosphäre entzünden können (und mit welcher Wahrscheinlichkeit diese Zündquellen auftreten können)
  • Ermitteln, welche Auswirkungen eine Explosion haben kann
  • Bewerten des Risikos
  • Berücksichtigen der Maßnahmen zur Verringerung des Risikos.

Berücksichtigt werden müssen bei der Risikobeurteilung die Zünd- und Explosionsgefahren durch

  • die Geräte, Schutzsysteme und Komponenten selbst,
  • die Wechselwirkung zwischen den Geräten, Schutzsystemen und Komponenten und den gehandhabten Stoffen,
  • die in den Geräten, Schutzsystemen und Komponenten ablaufenden Verarbeitungsprozesse,
  • Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Vorgängen in den verschiedenen Teilen der Geräte, Schutzsysteme und Komponenten,
  • die Umgebung der Geräte, Schutzsysteme und Komponenten und mögliche Wechselwirkungen mit benachbarten Prozessen.

Das Auftreten von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre hängt ab von

  • dem Vorhandensein eines brennbaren Stoffes,
  • dem Dispersionsgrad des brennbaren Stoffes,
  • der Konzentration des brennbaren Stoffes in der Luft innerhalb des Explosionsbereichs,
  • dem Vorhandensein einer solchen Menge explosionsfähiger Atmosphäre, dass sie Schaden bei Entzündung verursacht. Als brennbarer Stoff können dabei brennbare Gase, Dämpfe, Aerosole und brennbare Stäube in Erscheinung treten.

Zur Beurteilung der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre muss die eventuelle Bildung explosionsfähiger Atmosphäre durch

  • chemische Reaktionen,
  • Pyrolyse und
  • biologische Prozesse
  • der vorhandenen Stoffe berücksichtigt werden.

Kann die Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre nicht eingeschätzt werden, ist davon auszugehen, dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ständig vorliegt, außer, wenn die Konzentration des brennbaren Stoffes zuverlässig überwacht wird.

Auch das Innere von Geräten, Schutzsystemen und Komponenten sowie deren Umgebung sollte auf der Grundlage der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen eingeteilt werden.


Zündquellen

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

Ist eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nicht auszuschließen, dürfen diese Zündquellen nicht vorhanden sein.


Elektrostatische Aufladung

Unter bestimmten Bedingungen können zündfähige Entladungen statischer Elektrizität auftreten. Die Entladung aufgeladener, isoliert angeordneter leitfähiger Teile kann leicht zu zündfähigen Funken führen. An aufgeladenen Teilen aus nichtleitfähigen Stoffen, zu denen z. B. die meisten Kunststoffe gehören, sind Büschelentladungen und Gleitstielbüschelentladungen möglich.
Auch können Schüttkegelentladungen bei Schüttgütern sowie gewitterblitzähnliche Entladungen auftreten.

Büschelentladungen können nahezu alle explosionsfähige Gas- und Dampfatmosphären entzünden. Die Zündung von explosionsfähigen Staub/Luft-Gemischen mit extrem niedrigen Mindestzündenergien durch Büschelentladungen kann nicht ausgeschlossen werden.
Funken-, Gleitstielbüschel-, Schüttkegel- und gewitterblitzähnliche Entladungen können unabhängig von ihrer Entladungsenergie alle Arten explosionsfähiger Atmosphären entzünden.

Umfassende Ausführungen inklusive Fallbeispielen sind der BGI 5127 und der TRBS 2153 zu entnehmen.

 


Mögliche Auswirkungen einer Explosion

Die möglichen Auswirkungen von Explosionen müssen berücksichtigt werden. Diese können als sekundäre Erscheinung zu hohen Schäden führen:

  • Flammen
  • Wärmestrahlung
  • Druckwellen
  • Weggeschleuderte Teile
  • Gefährliche Freisetzung von Stoffen.

Die Auswirkungen hängen ab von

  • den chemischen und physikalischen Eigenschaften der brennbaren Stoffe,
  • der Menge und der Umschließung der explosionsfähigen Atmosphäre,
  • der Geometrie der Umgebung,
  • der Festigkeit der Umschließungs- und Stützkonstruktionen,
  • den physikalischen Eigenschaften der gefährdeten Gegenstände.

Eine jeweilige Abschätzung der zu erwartenden Personen- oder Sachschäden und der Größe des beeinträchtigten Bereichs ist somit nur für den jeweiligen Einzelfall in Ihrem Unternehmen möglich.


Befähigte Person im Explosionsschutz

Eine befähigte Person ist, vergleichbar § 2 BetrSichV, eine Person,

die durch ihre Berufsausbildung, Berufserfahrung und ihre zeitnahe berufliche Tätigkeit über die erforderlichen Fachkenntnisse zur Prüfung verfügt.

Der TRBS 1203 sind grundlegende Anforderungen an alle befähigten Personen (Vorbemerkungen, Anwendungsbereich, Anforderungen)
zu entnehmen. Für den Explosionsschutz sind in der TRBS 1203 ergänzende Anforderungen für Prüfungen von Arbeitsmitteln in gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre gelistet und in den beiden Anhängen beispielhaft beschrieben.


Explosionsschutzbeauftragter

Die Maßnahmen zur Umsetzung des vorbeugenden Explosionsschutzes sind technisch sehr anspruchsvoll, die rechtlichen Auflagen/Versicherungsauflagen sehr umfassend.
Da der Unternehmer diese Auflagen nicht alleine erfüllen kann, ist insbesondere in größeren und mittelständischen Betrieben mit Explosionsgefährdungen das Einsetzen eines Explosionsschutzbeauftragten ratsam.
Der „Explosionsschutzbeauftragte“ - der Begriff ist ähnlich dem Gefahrstoffbeauftragten gesetzlich nicht geschützt - ist dabei ein fachkundiger Mitarbeiter, der den Arbeitgeber in allen Fragen des vorbeugenden Explosionsschutzes berät und unterstützt. Zu seinem Aufgabengebiet können die Erstellung der erforderlichen Dokumente (Explosionsschutzdokument, Gefährdungsbeurteilungen, Gefahrenabwehrplan), regelmäßige Begehungen betroffener Arbeitsbereiche, Schulungen der Mitarbeiter im Explosionsschutz sowie der Kontakt zu den Behörden und der Feuerwehr gehören. In dem viertägigen Qualifizierungsseminar „Explosionsschutzbeauftragter“ werden die Maßnahmen des vorbeugenden Explosionsschutzes erläutert und umfassende Hilfestellungen gegeben. Mögliche Ursachen für Explosionen werden dargestellt und die Maßnahmen zur Vermeidung bzw. Reduzierung des möglichen Schadensausmaßes aufgezeigt (primärer, sekundärer und tertiärer Explosionsschutz).

 
Erstellt von Dipl.-Ing. Jens-Christian Voss, Ingenieurbüro Voss – Partner für Arbeitssicherheit, Brand-, Strahlen- und Umweltschutz, 86316 Friedberg (Bayern), www.voss-arbeitsschutz.de


Stand: Juni 2011

Unser Seminar erhöht die betriebliche Sicherheit um ein Vielfaches.

 

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