Explosionsschutz: Zündquellenbewertung

Zusammenfassung

Überblick

Die Zündquellenbewertung schließt die Bewertung des Vorhandenseins und der Möglichkeit des Wirksamwerdens von Zündquellen ein, die evtl. vorhandene explosionsfähige Atmosphäre zünden können. Sie ist Bestandteil des sekundären Explosionsschutzes und trägt der geforderten Beurteilung nach Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) Rechnung. Dieser Beitrag zeigt, was bei der Zündquellenbewertung für unterschiedliche Arten von Zündquellen zu berücksichtigen ist.

Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

• § 6 Abs. 4 GefStoffV
• TRGS 723 "Gefährliche explosionsfähige Gemische – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Gemische" (ersetzt TRBS 2152 Teil 3)
• DIN EN 13463-1 "Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen – Teil 1: Grundlagen und Anforderungen"

1 Zündquellenanalyse

Im Rahmen der Zündquellenanalyse ist für eine spätere Bewertung zuerst zu prüfen, welche Zündquellen in explosionsgefährdeten Bereichen vorhanden sind. Dabei ist v. a. darauf zu achten, ob auch potenzielle Zündquellen vorhanden sein können, die auf den ersten Blick nicht erkennbar sind. Lager rotierender Teile z. B. können durch Fehlerzustände (fehlende Schmierung etc.) heißlaufen und somit zu einer Zündquelle werden. Folglich müssen Zustände außerhalb des Normalbetriebs für eine Zündquellenanalyse und -bewertung ebenfalls in Betracht gezogen werden. Tab. 1 enthält potenzielle Zündquellen.

Mögliche Zündquelle	Bewertungskriterium
Heiße Oberflächen	Temperatur
Flammen und heiße Gase	Vorhandensein von Flammen (meist zündfähig)/Temperatur heißer Gase
Mechanische Reib-, Schlag- und Abriebvorgänge	Schlagenergie, Materialpaarung, heiße Partikel
Elektrische Anlagen	Geräteart/Schutzmaßnahmen
Statische Elektrizität	Art/übertragene Energie von möglichen elektrostatischen Entladungen
Elektrische Ausgleichsströme/kathodischer Korrosionsschutz	Isolierung gegen Überbrückung/Potenzialausgleich vorhanden?
Blitzschlag	Vorhandensein von Blitzschutz, Verlauf der Ableitwege
Elektromagnetische Felder	Frequenz/mögliche Zündinduktionszeit/Spitzenleistung
Elektromagnetische Strahlung	Frequenz/Wellenlänge/Leistung
Ionisierende Strahlung	Aktivität/Ionendosisleistung
Ultraschall	Frequenz
Adiabatische Kompression/Stoßwellen/strömende Gase	Auftreten
Chemische Reaktionen	Stoffe/Stoffmengen

Tab. 1: Potenzielle Zündquellen (vgl. Abschn. 5 TRGS 723).

2 Zündquellenbewertung

Bei der Zündquellenbewertung ist zu evaluieren, welche der potenziellen Zündquellen in Bezug auf die Art der vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre auch als Zündquelle wirksam werden kann.

Dies kann z. B. durch Vergleiche zwischen Sicherheitstechnischen Kennzahlen (STK, z. B. Zündtemperatur) und Werten der potenziellen Zündquelle (z. B. Oberflächentemperatur) erfolgen.

2.1 Heiße Oberflächen

Bei heißen Oberflächen sind die max. Oberflächentemperatur sowie die Zündtemperatur (bzw. Mindestzündtemperatur) des jeweiligen Stoffes zu vergleichen (siehe z. B. Temperaturklassen T1–T6). Dabei ist zu beachten, dass ggf. ein ausreichender Sicherheitsabstand zwischen den beiden genannten Temperaturwerten besteht (Tab. 2).

Zone	Oberflächentemperatur
0	Darf 80 % der Zündtemperatur nicht überschreiten.
1	Darf 80 % der Zündtemperatur nur selten überschreiten.
2	Darf Zündtemperatur nicht überschreiten.
20	Darf 2/3 der Zündtemperatur nicht überschreiten.
21
22

Tab. 2: Sicherheitsabstände zwischen Oberflächen- und Zündtemperatur

Für Zone 20, 21 und 22 gilt zudem, dass eine Unterschreitung der Mindestzündtemperatur einer 5 mm Staubschicht um 75 K als ausreichend sicher angesehen wird und deshalb eingehalten werden sollte.

Dabei ist darauf zu achten, dass dies nur für die genannten 5 mm Staubschichtdicke gilt. Besteht die Möglichkeit, dass sich eine dickere Staubschicht ablagern kann, ist aufgrund der isolierenden Wirkung eine weitere Unterschreitung der Zündtemperatur notwendig.

Bei elektrischen Geräten ist zu prüfen, ob diese der für die jeweilige Zone korrekten Gerätegruppe angehören. Ist das der Fall, kann davon ausgegangen werden, dass die max. zulässigen Oberflächentemperaturen im Normalbetrieb sicher unterschritten werden.

2.2 Flammen und heiße Gase

In den Zonen 0 und 20 dürfen keine Einrichtungen mit Flammen vorhanden sein, während in den Zonen 1 und 2 bzw. 21 und 22 Flammen sicher eingeschlossen sein müssen und ein Schutz gegen Flammendurchschlag bestehen muss (die Oberflächentemperatur von Einhausungen ist zu beachten, s. Abschn. 2.1).

Heiße Gase bedürfen in Zone 0 und 20 einer Einzelfallbetrachtung.

In den Zonen 1 und 2 (21 und 22) ist die Temperatur der Gase zu beachten. Hier ist zu prüfen, ob die Gastemperatur sicher unterhalb der Zündtemperatur liegt. In diesem Fall ist es ebenfalls wichtig, einen sicheren Temperaturabstand zu bewahren.

2.3 Mechanische Reib-, Schlag- und Abriebvorgänge

Durch Reib-, Schlag- und Abriebvorgänge erzeugte Funken können unter bestimmten Voraussetzungen zündfähig sein.

Dabei muss die Energie der Schlagvorgänge bzw. Materialkombinationen von aneinander reibenden Teilen berücksichtigt werden. Besondere Vorsicht ist aufgrund von leichtem Funkenriss geboten bei:

• Verwendung von Leichtmetallen (Alumini...