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Explosionsschutz - ATEX, EX-Zonen & Co.

Explosionsschutzkonzepte sind anspruchsvolle Auflagen der Behörden.
Explosionsschutzkonzepte sind anspruchsvolle Auflagen der Behörden.

Betreiber und Planer von Prozessanlagen aus den verschiedenstenen Bereichen wie Chemie, Pharmazie und Biotechnologie werden oft mit der Frage konfrontiert, was bei ihrer Anlage zur Sicherstellung der Anforderungen aus dem Explosionsschutz (ATEX) zu beachten ist.

Was soll geschützt werden?
Die Richtlinien zum Explosionsschutz regeln Massnahmen zur Verhinderung von Explosionen und zum Schutz der Mitarbeiter vor der Explosion von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre und damit verbundener unkontrollierter Flammen- und Druckwirkung sowie schädlichen Reaktionsprodukten.

Unter explosionsfähiger Atmosphäre versteht man ein explosionsfähiges Gemisch aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben und Luft oder Sauerstoff. Gefährlich wird dieses, wenn es in gefahrdrohender Menge von mehr als 10 l auftritt.

Explosionsgefahren, die von Explosivstoffen und instabilen Substanzen sowie von physikalischen Vorgängen ausgehen, werden im Rahmen des Explosionsschutzes nicht betrachtet. Hierzu zählen z.B. Gefahren durch Sprengstoffe, Druckgasflaschen und Dampfkesselanlagen.

 

Gesetzliche Anforderungen
Die zentralen Richtlinien auf dem Gebiet des Explosionsschutzes in der EU sind die ATEX-Richtlinien 94/9/EG (Produktrichtlinie)1) und 1999/92/EG (Betriebsrichtlinie). Verbindlich sind die länderspezifischen Gesetze und Verordnungen, in denen die ATEX-Richtlinien auf nationaler Ebene umgesetzt sind. Dieses sind zum Beispiel die in Deutschland gültige Explosionsschutzverordnung und die Betriebssicherheitsverordnung sowie die Verordnung explosionsfähige Atmosphäre (VEXAT) für Österreich. Für die Schweiz wurden die ATEX-Richtlinien von der Schweizerischen Unfallversicherungsanstalt (SUVA) im Merkblatt 2153 konkretisiert.

Eine umfangreiche Sammlung der relevanten in Deutschland gültigen Regeln zum Thema findet sich in den Explosionsschutz-Regeln (BGR 104) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV). Hier findet sich auch eine Sammlung von relevanten technischen Regeln für Betriebssicherheit (TRBS).

 

Die zentrale Frage im Explosionsschutz
Die zentrale Frage lautet, ob die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre möglich ist. Kann diese Frage mit nein beantwortet werden, ist der Explosionsschutz für den betrachteten Bereich nicht relevant. Dies ist der Fall, wenn brennbare Substanzen nur in Kleinstmengen oder gar nicht auftreten. Kann jedoch eine explosionsfähige Atmosphäre in gefahrdrohender Menge auftreten, so müssen die Regeln des Explosionsschutzes beachtet und umgesetzt werden.

 

Was ist zu tun?

Primäre Explosionsschutz-Massnahmen
Ziel dieser Massnahmen ist es, die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern. Dazu zählen beispielsweise:

  • Substitution kritischer Komponenten durch unbrennbare oder weniger flüchtige
  • Inertisierung von Anlagen oder Anlagenteilen mit Inertgasen wie Stickstoff
  • Verdünnung brennbarer Flüssigkeiten mit inerten Komponenten wie z.B. Wasser
  • Reduzierung der Menge an brennbaren Komponenten, so dass die gefahrdrohende Menge an explosionsfähiger Atmosphäre nicht erreicht wird.
  • Befeuchtung von Stäuben und regelmässige Reinigungsmassnahmen zur Reduzierung der Staubmengen

Meist gelingt es durch diese Massnahmen, nur die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der explosionsfähigen Atmosphäre und deren Ausdehnung zu reduzieren. Damit sind jedoch einfachere und meist kostengünstigere Ausführungen von weiteren erforderlichen Schutzmassnahmen möglich.

 

Sekundäre und tertiäre Schutzmassnahmen
Lässt sich das Auftreten einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre nicht sicher verhindern, sind weitere Explosionsschutz-Massnahmen erforderlich. Dazu zählt das Einteilen der Anlagen nach den Kriterien Wahrscheinlichkeit und möglicher Dauer des Auftretens von explosionsfähiger Atmosphäre in Explosionsschutz-Zonen. Auf Basis der Zoneneinteilung dürfen nur zugelassene Bauteile in den Bereichen eingesetzt werden, um Zündquellen zu eliminieren. Dies führt zur Verhinderung der Zündung einer vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre, was als sekundärer Explosionsschutz bezeichnet wird.

Der sogenannte konstruktive Explosionsschutz, der die Auswirkungen einer möglichen Explosion auf ein unbedenkliches Mass reduziert, wird als tertiärer Explosionsschutz bezeichnet. Hierunter wird z.B. die druckfeste Bauweise verstanden oder das Absichern der Anlage gegen den Explosionsdruck mit Sicherheitseinrichtungen wie Berstscheiben und Klappen.

 

Im Explosionsschutz-Dokument dokumentieren
Es liegt in der Verantwortung des Arbeitgebers, ein Explosionsschutz-Dokument zu  erstellen, in dem die Explosionsrisiken für die betrachtete Anlage ermittelt und bewertet werden. Zudem sind die Zoneneinteilung und alle nötigen Explosionsschutz-Massnahmen in diesem Dokument aufzuführen. Das Dokument muss auf dem neusten Stand gehalten werden und ist daher nach Umbau- und Erweiterungsmassnahmen der Anlagen anzupassen.

 

Fazit
Kommen in Anlagen brennbare Stoffe zum Einsatz, so sind die Anforderungen aus dem Explosionsschutz in den überwiegenden Fällen durch den Anlagenbetreiber als Arbeitgeber umzusetzen. In diesen Fällen muss der Anlagenbetreiber ein Explosionsschutz-Dokument erstellen, in dem diese Anforderungen wie zum z.B. die Einteilung in EX-Zonen sowie die Bewertung und  Umsetzung geeigneter Explosionsschutz-Massnahmen dokumentiert werden.

Als kompetenter Partner in Sachen Explosionsschutz unterstützt Sie Chemgineering gerne bei der Umsetzung dieser anspruchsvollen Pflichten.

1) Ab Mai 2016 ersetzt durch Produktrichtlinie 2014/34/EU.

 

Dr. Heinrich Dörr|Projektingenieur|The Technology Designers

 

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