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Explosionsschutz

So vermeiden Sie beim Explosionsschutz Zündquellen

| Autor / Redakteur: Thomas Harlfinger / Sabine Mühlenkamp

Einsetzbar ist das Fike Warnex überall, wo Glimmnester zu erwarten sind und die CO-Detektion das Mittel der Wahl darstellt, um Feuer und Explosionen zuverlässig zu vermeiden, wie hier in einem Sprühtrockner.
Einsetzbar ist das Fike Warnex überall, wo Glimmnester zu erwarten sind und die CO-Detektion das Mittel der Wahl darstellt, um Feuer und Explosionen zuverlässig zu vermeiden, wie hier in einem Sprühtrockner. (Bild: Fike)

Beim sekundären Explosionsschutz geht es um die Vermeidung von Zündquellen. Glimmnester werden dabei häufig unterschätzt, zudem sind sie häufig schlecht detektierbar. Ein neues System soll hier nun Abhilfe schaffen.

Die Vermeidung einer explosionsfähigen Atmosphäre ist das Ziel des primären Explosionsschutzes. Bei der Lagerung von Schüttgütern ist dies jedoch nur schwer zu erreichen: alle fünf Bedingungen (siehe Schüttgut-Tipp) sind in der Regel gegeben.

Der tertiäre Explosionsschutz reduziert die Auswirkungen einer Explosion durch konstruktive Maßnahmen auf ein unbedenkliches Maß. Dies gelingt u.a. durch den Einsatz aktiver und passiver Explosionsschutzsysteme zur Entlastung, Unterdrückung und Entkopplung von Explosionen.

Der sekundäre Explosionsschutz vermeidet wirksame Zündquellen. So wird die Entzündung der explosionsfähigen Atmosphäre verhindert. Bei der Lagerung von Schüttgütern ist die Vermeidung wirksamer Zündquellen nur sehr schwer zu realisieren.

Welche Zündquellen sind bei Schüttgütern relevant?

Die Grundnorm EN 1127-1 „Explosionsfähige Atmosphäre – Explosionsschutz – Teil 1“ beschreibt Zündquellen, welche in technischen Einrichtungen vorkommen können:

  • heiße Oberflächen
  • Flammen und heiße Gase (heiße Partikel)
  • mechanisch erzeugte Funken
  • elektrische Anlagen
  • elektrische Ausgleichsströme
  • statische Elektrizität
  • Blitzschlag
  • elektromagnetische Wellen
  • ionisierende Strahlung
  • Ultraschall
  • adiabatische Kompression und Stoßwellen
  • exotherme Reaktion, einschließlich Selbstentzündung von Stäuben.

Bei der Lagerung von Schüttgütern, die explosionsfähige Stäube bilden, spielen insbesondere heiße Oberflächen, mechanisch erzeugte Funken, statische Elektrizität, Ausgleichsströme, exotherme Reaktionen und die Selbstentzündung eine Rolle. Die TRBS 5152, Teil 3 (Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre) führt zu mechanisch erzeugten Funken wie folgt aus: „In abgelagertem Staub können darüber hinaus durch Funken Glimmnester entstehen, die dann zur Zündquelle für eine explosionsfähige Atmosphäre werden können.“

Zu exothermen Reaktionen (chemische Reaktionen mit Wärmeentwicklung) heißt es dort weiter: „Die entstehende hohe Temperatur kann sowohl zur Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre als auch zur Entstehung von Glimmnestern und Bränden führen. Möglicherweise bei der Reaktion entstehende brennbare Stoffe (z.B. Gase oder Dämpfe) können selbst wieder mit der Umgebungsluft explosionsfähige Atmosphäre bilden und so die Gefährlichkeit solcher Systeme als Zündquelle beträchtlich erhöhen.“

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Heiße Flächen (z.B. in Prozessen, bei denen das Produkt erhitzt wird oder wo es durch mechanisch bewegte Teile zu Temperaturerhöhungen kommt) können ebenso wie statische Elektrizität und Ausgleichsströme der Auslöser für Glimmnester sein. Diese können sich bilden,

  • wenn Funken in Produktklumpen eindringen (z.B. in Mühlen).
  • wenn Oberflächen mit Klumpen von Produkt in Kontakt kommen (z.B. in Mühlen).
  • wenn Produkt überhitzt aufgrund von Reibung (z.B. in Mühlen).
  • in Prozessen, die bei erhöhten Temperaturen ablaufen (z.B. Trockner).
  • in Prozessen, bei denen große Mengen an Produkt gelagert werden (z.B. Silos).

Für Schwelbrand anfällige Produkte sind: Kohle, Zellulose, Holz, Baumwolle, Tabak, Torf, Pflanzen, Getreide, Streu, Humus, Schaumstoffe, Milchpulver, Kaffeepulver. Schwelende Brennstoffe haben im Allgemeinen eine poröse Struktur, welche durch Partikel, Körner, Fasern oder Zellen gebildet werden.

Wenn sich ein Glimmnest gebildet hat und dieses sich in einer nicht bewegten Schüttung befindet, verläuft die Verbrennung zunächst langsam, da dem Glimmnest wenig Luft zuströmen kann. Die Verbrennungsgeschwindigkeit liegt dabei bei etwa 0,1 mm/s, was zehnmal langsamer ist als die Verbrennung an der Oberfläche. Die Temperatur, bei der Selbstentzündung in Produktklumpen eintritt, hängt wiederum von der Größe der Produktklumpen ab. So ist die Selbstentzündungstemperatur in Silos aufgrund der dort auftretenden Größe der Produktklumpen niedriger als in Mühlen oder Trocknern.

Ergänzendes zum Thema
 
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