Zündquellen

Zusammenfassung

Begriff

Eine Zündquelle ist grundsätzlich jede Art von Energie, die theoretisch in der Lage ist, Stoffe oder explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden. Nach TRGS 723 ist eine Zündquelle bedingt durch einen physikalischen, chemischen oder technischen Vorgang, Zustand oder Arbeitsablauf, der geeignet ist, die Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre auszulösen. Je nach Art des Stoffs oder der explosionsfähigen Atmosphäre, die entzündet werden könnten, muss die Zündquelle einen bestimmten Energieinhalt (Mindestzündenergie) aufweisen, um wirksam und damit zur Ursache einer Zündung zu werden. Die Wirksamkeit wird jedoch auch von weiteren Parametern wie der Geometrie der Zündquelle oder deren Einwirkungsdauer bestimmt. Zündbereitschaft des Stoffs und Zündquelle müssen als Einheit gesehen werden. Zur Bestimmung sicherheitstechnischer Kennwerte von z. B. Gasen, sind die Zündquellen genormt. Nach Zündung setzt sich der Verbrennungsvorgang zumindest eine gewisse Zeit selbstständig fort.

Gesetze, Vorschriften und Rechtsprechung

Lässt sich die Bildung explosionsfähiger Atmosphäre nicht sicher verhindern, so sind nach Gefahrstoffverordnung wirksame Zündquellen zu vermeiden. Lassen sich auch wirksame Zündquellen nicht vermeiden, so sind weitere Maßnahmen zum Explosionsschutz erforderlich (z. B. nach TRGS 724). In der Vielzahl von Regelungen zum Brandschutz ist die Vermeidung wirksamer Zündquellen eine zentrale Maßnahme, da sich brennbare Stoffe aus unserer Umwelt praktisch nicht entfernen lassen. 13 Arten von möglichen Zündquellen sind in der TRGS 723 bzw. in der DGUV-R 113-001 beschrieben. In der DGUV-R 113-001 ist auch eine hilfreiche Beispielsammlung zum Brand- und Explosionsschutz enthalten. Anforderungen zur Vermeidung von Zündgefahren durch elektrostatische Aufladungen sind in der TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen" zu finden. Nach Anhang I Nr. 1.8 Gefahrstoffverordnung dürfen Arbeitsmittel nur in Betrieb genommen werden, wenn aus der Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung hervorgeht, dass sie in explosionsgefährdeten Bereichen sicher verwendet werden können. Dazu teilt die Explosionsschutzprodukteverordnung (11. ProdSV) Arbeitsmittel auf Grund ihrer Zündfähigkeit in Kategorien ein. Die Explosionsschutzprodukteverordnung setzte die Richtlinie 2014/34/EU (ATEX-Richtlinie) in deutsches Recht um.

1 Arten von Zündquellen

In der TRGS 723"Gefährliche explosionsfähige Gemische – Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Gemische" werden 13 verschiedene Arten von Zündquellen beschrieben, von denen die ersten 6 die höchste betriebliche Relevanz besitzen. Die Beschreibung der Zündquellenarten kann natürlich auch für die Betrachtung der Zündung anderer brennbarer Stoffe im Rahmen einer Zündquellenanalyse genutzt werden. Insbesondere bei der Zündquellenbetrachtung brennbarer Feststoffe kommt der Möglichkeit der Wärmeabfuhr im Wirkbereich einer potenziellen Zündquelle eine besondere Bedeutung zu.

1.1 Heiße Oberflächen

Kommt explosionsfähige Atmosphäre mit erhitzten Oberflächen (heiße Rohrleitungen, Heizkessel, heiße Lagerstellen) in Berührung, kann es zu einer Entzündung kommen. Die eine Entzündung auslösende Temperatur hängt von Größe und Gestalt des erhitzten Körpers, vom Konzentrationsgefälle im Bereich der Wand und z. T. auch vom Wandmaterial ab. Drehende Teile in Lagern, Wellendurchführungen, Stopfbuchsen usw. können bei ungenügender Schmierung zu Zündquellen werden. Heiße Oberflächen sind eine wesentliche Zündquelle bei der Entzündung von Staubablagerungen.

1.2 Flammen und heiße Gase

Flammen sind das Ergebnis exothermer chemischer Reaktionen, die bei Temperaturen von etwa 1.000 ºC und mehr schnell ablaufen. Als Reaktionsprodukte treten heiße Gase, bei Staubflammen oder rußenden Flammen auch glühende Feststoffpartikel auf. Sowohl die Flammen selbst als auch die heißen Reaktionsprodukte können explosionsfähige Atmosphäre, Feststoffe und Flüssigkeiten entzünden. Flammen, auch sehr kleiner Abmessungen, zählen zu den wirksamsten Zündquellen.

1.3 Zündquellen durch mechanische Reib-, Schlag- und Abriebvorgänge

Durch Reib-, Schlag- und Schleifvorgänge können aus festen Materialien Teilchen abgetrennt werden, die eine erhöhte Temperatur aufgrund der beim Trennvorgang aufgewandten Energie annehmen. Bestehen die Teilchen aus oxidierbaren Substanzen, wie z. B. Eisen oder Stahl, können diese Teilchen aufgrund des Oxidationsprozesses auf Temperaturen bis weit über 1.000 ºC gelangen.

Beim Schweißen und Schneiden entstehende Schweißperlen sind Funken mit sehr großer Oberfläche und sie gehören deshalb zu den wirksamsten Zündquellen. Bei energiereichen Schlägen mit einer Schlagenergie von 200 J und mehr von hartem Stahl auf ebenfalls sehr hartem Metall und beim Gebrauch von Trennscheiben entstehen Funken mit hoher Zündenergie.

1.4 Elektrische Anlagen

Bei elektrischen Betriebsmitteln (z. B. Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen, Motoren) können selbst bei geringen Spannungen elektrische Funken (z. B. beim Öffnen und Schließen elektrischer Stromkreise und bei Ausgleichsströmen) sowie heiße Oberflächen als Zündquellen auftreten. Fehlerhafte elektrisch...