Sicherheit : Wie man Staubexplosionen verhindern kann
In vielen Industriezweigen werden pulver- und staubförmige Produkte verarbeitet oder entstehen während des Produktionsprozesses. Unabhängig von der Einstufung als Nutzstaub oder Abfallstaub, geht von der überwiegenden Zahl aller staubförmigen Substanzen eine Brand- und unter Umständen sogar Explosionsgefahr aus. Die meisten der in der Industrie vorkommenden Stäube sind brennbar und es reicht bereits eine kleine Staubschicht in einem geschlossenen Raum aus, um nach einer Aufwirbelung und Zündung eine Explosion auszulösen. Viele Betroffene sind sich den Gefahren einer möglichen Staubexplosion jedoch nicht bewusst.
Kleine Zündung - Große Wirkung
Fein gemahlen kann jeder Stoff explodieren, wenn er aus brennbarem Material besteht, wie z.B. Kohle, Mehl, Kakao, Kaffee, Stärke, Zellulose, Holzspänne oder -wolle. Auch anorganische Stoffe und Elemente wie Magnesium und Aluminium sind in dieser Form explosionsfähig oder zumindest brennbar.
Damit es knallt bedarf es wenig – neben brennbarem Staub müssen noch ausreichend Sauerstoff und eine wirksame Zündquelle vorhanden sein. Nur die richtige Mischung aus Staub und Luft ist explosionsfähig. 80% aller in der Industrie vorkommenden Stäube sind brennbar. Luft ist überall vorhanden und als Zündquellen können ein unbemerktes Glimmnest oder auch Funken, wie sie bei Schweißarbeiten entstehen, genügen. Bereits eine 1 Millimeter dicke Staubschicht in einem geschlossenen Raum reicht aus, um nach einer Aufwirbelung und Zündung eine Explosion auszulösen. Dies kann fatale Auswirkungen für den Betrieb und die Beschäftigten haben.
Trotzdem ist das Gefährdungsbewusstsein vieler Betroffener oft zu gering ausgeprägt. Der Grund: In einigen Unternehmen ist den Verantwortlichen gar nicht bewusst, dass sie mit brennbarem Staub arbeiten. Betroffen sind hauptsächlich die Industriezweige des lebensmittel- und holzverarbeitenden Gewerbes, der Papier- und Kunststoffherstellung, der Chemie und der Pharmazie, landwirtschaftliche Betriebe, die metallverarbeitende Industrie, Betriebe der Abfallwirtschaft, usw.
Maßnahmen zur Explosionsvermeidung
Um eine Explosion zu verhindern, muss mindestens eine der auslösenden Faktoren verhindert oder eingeschränkt werden. Das kann unter anderem dadurch geschehen, dass die Konzentration des brennbaren Anteils gering gehalten wird z.B. durch Absaugung oder dass die Freisetzung von brennbaren Substanzen komplett unterbunden wird.
Durch die Vermeidung von Zündquellen wird die Zündung der gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre verhindert. Dies kann erreicht werden, indem in einem ersten Schritt die möglichen Zündquellen analysiert werden. Offenes Feuer, Flammen oder Glut können eine explosionsfähige Atmosphäre ebenso zünden wie heiße Oberflächen, mechanische oder elektrische Funken oder elektrostatische Entladung. Triviale Zündquellen wie sie bei Reparaturarbeiten oder beim achtlosen Wegwerfen einer Zigarettenkippe entstehen, dürfen nicht außer Acht gelassen werden. Anschließend wird der erforderliche Umfang an Schutzmaßnahmen festgelegt und geeignete Geräte ausgewählt.
"Konstruktiver Explosionsschutz"
In manchen Fällen können die oben beschriebenen Vorgänge nicht zuverlässig umgesetzt werden. In diesen Fällen müssen Maßnahmen ergriffen werden, die gefährliche Auswirkung einer angelaufenen Explosion begrenzen und auf ein unbedenkliches Maß reduzieren. Zum sogenannten „konstruktiven Explosionsschutz“ gehören explosionsdruckfeste Bauweisen, Explosionsdruckentlastungen, Explosionsunterdrückungen oder Explosionssperren.
Einteilung in staubexplosionsgefährdete Bereiche
Patentrezepte zu Staubexplosionsschutz-Maßnahmen gibt es leider nicht. Eine Hilfe zur Analyse der Gefährdungspotenziale bietet die Einteilung von staubexplosionsgefährdeten Bereichen in Zonen. Dabei werden sie nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre beurteilt. Je höher die Wahrscheinlichkeit des Auftretens ist, desto höher sind die Anforderungen an die dort eingesetzten Geräte.
Entsprechend der ermittelten explosionsgefährdeten Zone, in der ein Gerät eingesetzt werden soll, erfolgt die Geräteeinteilung in Gerätekategorien.
Zündschutzarten
Durch technische Maßnahmen muss sichergestellt sein, dass entsprechend der sicherheitstechnischen Kennzahlen eines unterstellten explosionsfähigen Gemisches keine Zündquelle wirken kann. Nach dem derzeitigen Stand der Technik sind vier Staub-Zündschutzarten vorgesehen.
Stehen die Anforderungen an die Geräte, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, fest, erfolgt deren Auswahl. Es dürfen nur Geräte und Anlagen zum Einsatz kommen, die für den Staubexplosionsschutz ausgelegt sind und die entsprechende Gerätekennzeichnung tragen.
Geräteauswahl - Zünd- und Oberflächentemperatur beachten
Die richtige Auswahl des Geräts hängt zum einen von der Zündtemperatur des Staubes und der Oberflächentemperatur des Gerätes ab. Die maximale Oberflächentemperatur des Gerätes darf weder die Zündtemperatur der Staubwolke noch die der Staubschicht überschreiten. Des Weiteren wird die Eignung von Geräten für die verschiedenen explosionsfähigen Bereiche (z.B. Gas oder Staub) in der Norm durch Gruppen festgelegt. Die Gruppe III steht hierbei für Bereiche mit Staub-Atmosphären. Verschiedene Staubarten stellen jedoch unterschiedliche Anforderungen an die Geräte. Somit ist eine weitere Unterteilung vorgesehen:
IIIA: brennbare Flusen
IIIB: nicht-leitfähige Stäube
IIIC: leitfähige Stäube
Die Geräte können somit den verschiedenen Staubarten mit ihren unterschiedlichen Anforderungen zugeordnet werden.
Ein weiterer wichtiger Aspekt für die Auswahl der Geräte sollte auch immer die Produktqualität sein. Betriebe, wie R. STAHL, die sich auf Explosionsschutz spezialisierten bieten neben einem vollständig zertifizierten Produktprogramm auch eine umfassende Beratung und Schulungen zum Thema.
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