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Abschnitt 5.2 TRBS 2152 Teil 3, 5.2 Heiße Oberflächen
Abschnitt 5.2 TRBS 2152 Teil 3
Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (TRBS 2152 Teil 3)
Bundesrecht
Titel: Technische Regeln für Betriebssicherheit (TRBS) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre (TRBS 2152 Teil 3)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: TRBS 2152 Teil 3
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Technische Regel

Abschnitt 5.2 TRBS 2152 Teil 3 – 5.2 Heiße Oberflächen

Ziel der Schutzmaßnahmen ist die Verhinderung der Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre durch das Wirksamwerden einer heißen Oberfläche als Zündquelle.

5.2.1 Hinweise für die Gefährdungsbeurteilung

(1) Kommt explosionsfähige Atmosphäre mit heißen Oberflächen (heiße Rohrleitungen, Heizkessel usw.) in Berührung, kann es zu einer Entzündung kommen.

(2) Grundlage der Bewertung ist die genormte Zündtemperatur der die explosionsfähige Atmosphäre bildenden Stoffe. Es ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Zündfähigkeit einer heißen Oberfläche u.a. von der Art und der Konzentration des jeweiligen Stoffes im Gemisch mit Luft, von Größe und Gestalt des heißen Körpers und vom Wandmaterial abhängt.

Bemerkung 1: Explosionsfähige Atmosphäre kann z.B. im Inneren größerer erhitzter Räume durch heiße Wände mit deutlich niedrigerer Temperatur als die der Norm-Zündtemperatur des Brennstoffs entzündet werden.

Bemerkung 2: Zur Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre an heißen konvexen Körpern ist eine höhere Wandtemperatur erforderlich; sie nimmt z.B. an Kugeln oder an geraden Rohren mit abnehmendem Durchmesser zu. Die genormte Zündtemperatur ist für die meisten Fälle der Praxis für die Entzündung an konvexen Körpern eine sichere Grenztemperatur.

Bemerkung 3: Beim Vorbeiströmen explosionsfähiger Atmosphäre an erhitzten Oberflächen kann zur Entzündung eine höhere Wandtemperatur erforderlich sein.

(3) Neben betriebsmäßig heißen Oberflächen wie Heizkörpern, Trockenschränken und anderen können auch mechanische Vorgänge durch Reibung oder Spanabhebung (z.B. Bohren) im Bereich der beanspruchten Oberflächen zu gefährlichen Temperaturen führen. Auch an Arbeitsmitteln, die mechanische Energie in Verlustwärme überführen, d.h. alle Arten von Reibungskupplungen und mechanisch wirkenden Bremsen (z.B. an Fahrzeugen und Zentrifugen), kann es deshalb zu betriebsbedingten heißen Oberflächen kommen. Weiterhin können deshalb drehende Teile in Lagern, Wellendurchführungen, Stopfbuchsen usw. bei ungenügender Schmierung zu Zündquellen werden. Wenn sich Teile in engen Gehäusen drehen, können auch durch Eindringen von Fremdkörpern in den Spalt zwischen drehendem Teil und Gehäuse oder durch Achsverlagerungen Reibvorgänge stattfinden, die unter Umständen schon in kurzer Zeit sehr hohe Oberflächentemperaturen hervorrufen.

(4) Elektromagnetische Strahlung kann durch Absorption zu gefährlicher Temperaturerhöhung z.B. eines Werkstücks oder Reaktionsprodukts führen (z.B. bei Strahlungstrocknern), siehe auch Nummer 5.9 und 5.10.

5.2.2 Allgemeine Schutzmaßnahmen für alle Zonen

(1) In Abhängigkeit von der vorliegenden Zone darf die maximale Oberflächentemperatur von Anlagenteilen, die in Kontakt mit explosionsfähiger Atmosphäre stehen, einen bestimmten festgelegten Sicherheitsabstand (siehe Nummer 5.2.3 bis 5.2.8) zu der der Temperaturklasse zugehörigen Grenztemperatur (oder zur Zündtemperatur) nicht unterschreiten.

(2) Die in Nummer 5.2.3 bis 5.2.8 genannten Temperaturgrenzen dürfen in besonderen Fällen (z.B. bei sehr kleinen heißen Oberflächen) überschritten werden, wenn gesicherte Erkenntnisse vorliegen, dass keine Entzündung zu erwarten ist.

(3) Wenn sich bei der Gefährdungsbeurteilung ergibt, dass unterhalb der genormten Zündtemperatur eine Entzündung der Atmosphäre nicht auszuschließen ist (z.B. in großen konkaven Gebilden wie Behältern mit einheitlicher Oberflächentemperatur), müssen die zulässigen Temperaturen der Oberflächen, die mit explosionsfähiger Atmosphäre in Berührung kommen können, im Einzelfall festgelegt werden.

(4) Bei Geräten und ggf. bei Komponenten und Schutzsystemen nach der Explosionsschutzverordnung (11. GPSGV) i.V.m. der Richtlinie 94/9/EG wird die maximale Oberflächentemperatur vom Hersteller bei seiner Zündgefahrenbewertung ermittelt. Wenn Geräte, Komponenten oder Schutzsysteme der Kategorien 1G bis 3G nach Explosionsschutzverordnung (11. GPSGV) mit Temperaturklasse, niedrigster zulässiger Zündtemperatur einer explosionsfähigen Atmosphäre oder den explosionsfähigen Atmosphären, für die sie geeignet sind, gekennzeichnet sind, sind Sicherheitsabstände bereits berücksichtigt, so dass sie ohne weitere Sicherheitsabstände in den entsprechenden explosionsfähigen Atmosphären eingesetzt werden dürfen. Im Gegensatz dazu sind Geräte der Kategorien 1D bis 3D mit der maximalen Oberflächentemperatur ohne Einrechnung eines Sicherheitsabstandes gekennzeichnet. Für die Einhaltung des Sicherheitsabstandes in diesem Fall siehe Nummer 5.2.6 bis 5.2.8.

(5) Brennbare Gase und Dämpfe werden nach ihrer Zündtemperatur in Temperaturklassen eingeteilt. Für explosionsfähige Atmosphären aus Stoffen einer Temperaturklasse ist in der Regel der jeweils untere Wert der Zündtemperatur ihrer Temperaturklasse die Grundlage für die Festlegung der maximal zulässigen Oberflächentemperaturen (siehe Tabelle 2).

Tabelle 2: Zusammenhang zwischen Temperaturklasse und Zündtemperatur

TemperaturklasseZündtemperatur (Tz) in C
T1> 450
T2300 < TZ ≤ 450
T3200 < TZ ≤ 300
T4135 < TZ ≤ 200
T5100 < TZ ≤ 135
T685 < TZ ≤ 100

5.2.3 Schutzmaßnahmen für Zone 0

(1) In Zone 0 dürfen sich Oberflächen - selbst bei selten auftretenden Betriebsstörungen - nicht gefährlich erwärmen. Dazu muss durch wirksame Überwachung und Begrenzung sichergestellt und durch Kontrolle der Wirksamkeit nachgewiesen sein, dass die Temperaturen der Oberflächen, die mit explosionsfähiger Atmosphäre in Berührung kommen können, 80 Prozent der Zündtemperatur oder des zur Temperaturklasse gehörigen unteren Wertes der Zündtemperatur nicht überschreiten. Dabei sind auch Temperaturerhöhungen durch z.B. Wärmestau und chemische Reaktionen zu beachten.

(2) Absatz 1 Satz 1 gilt beispielsweise als erfüllt, wenn die zulässige Temperatur durch den Sattdampfdruck einer Flüssigkeit sicher eingehalten ist (Dampfheizung).

5.2.4 Schutzmaßnahmen für Zone 1

(1) In Zone 1 sind Oberflächentemperaturen so zu begrenzen, dass sie nur selten 80 Prozent der Zündtemperatur überschreiten können.

(2) Eine dauerhafte Überschreitung der Oberflächentemperatur nach Absatz 1 bis zur Zündtemperatur ist zulässig, wenn die Oberflächentemperatur unter den Betriebsverhältnissen sicher begrenzt bleibt.

5.2.5 Schutzmaßnahmen für Zone 2

(1) In Zone 2 darf beim Normalbetrieb die Temperatur von Oberflächen die Zündtemperatur nicht überschreiten.

(2) Arbeitsmittel mit Oberflächentemperaturen oberhalb der Zündtemperatur sind insbesondere in Freianlagen in Sonderfällen zulässig, wenn hinreichende Sicherheit durch die betrieblichen Verhältnisse (z.B. erhöhte Strömung der explosionsfähigen Atmosphäre durch Windbewegung) gewährleistet ist (siehe Nummer 5.2.1 Abs. 2).

5.2.6 Schutzmaßnahmen für Zone 20

(1) In Zone 20 muss die Temperatur sämtlicher Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können, ausreichend niedrig sein. Dies ist erfüllt, wenn 2/3 der Mindestzündtemperatur der betreffenden Staubwolke nicht überschritten wird, auch nicht bei selten auftretenden Betriebsstörungen.

(2) Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann; dies muss auch bei selten auftretenden Betriebsstörungen gewährleistet sein. Falls die Schichtdicke unbekannt ist, muss die dickste vorhersehbare Schicht angenommen werden. Wenn in der Gefährdungsbeurteilung nichts anderes festgelegt wurde, ist ein Sicherheitsabstand von 75 K zwischen der Mindestzündtemperatur einer Staubschicht und der Oberflächentemperatur des Arbeitsmittels ausreichend.

Hinweis 1: Bei dickeren Staubschichten tritt ein größerer isolierender Effekt auf, welcher zu höheren Oberflächentemperaturen des Arbeitsmittels führt.

Hinweis 2: Der Abstand von 75 K gilt nur für Staubdicken von max. 5 mm.

5.2.7 Schutzmaßnahmen für Zone 21

(1) In Zone 21 muss die Temperatur sämtlicher Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können, ausreichend niedrig sein. Dies ist erfüllt, wenn 2/3 der Mindestzündtemperatur in C der betreffenden Staubwolke nicht überschritten wird, auch nicht bei Betriebsstörungen.

(2) Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann; dies muss auch bei Betriebsstörungen gewährleistet sein.

Wenn in der Gefährdungsbeurteilung nichts anderes festgelegt wurde, ist ein Sicherheitsabstand von 75 K zwischen der Mindestzündtemperatur einer Staubschicht und der Oberflächentemperatur des Arbeitsmittels ausreichend.

Hinweis 1: Bei dickeren Staubschichten tritt ein größerer isolierender Effekt auf, welcher zu höheren Oberflächentemperaturen des Arbeitsmittels führt.

Hinweis 2: Der Abstand von 75 K gilt nur für Staubdicken von max. 5 mm.

5.2.8 Schutzmaßnahmen für Zone 22

(1) In Zone 22 muss beim Normalbetrieb die Temperatur von Oberflächen, die mit Staubwolken in Berührung kommen können, ausreichend niedrig sein. Dies ist erfüllt, wenn 2/3 der Mindestzündtemperatur nicht überschritten wird.

(2) Darüber hinaus muss die Temperatur von Oberflächen, auf denen sich Staub ablagern kann, um einen Sicherheitsabstand niedriger sein als die Mindestzündtemperatur der dicksten Schicht, die sich aus dem betreffenden Staub bilden kann.

Wenn in der Gefährdungsbeurteilung nichts anderes festgelegt wurde, ist ein Sicherheitsabstand von 75 K zwischen der Mindestzündtemperatur einer Staubschicht und der Oberflächentemperatur des Arbeitsmittels ausreichend.

Hinweis 1: Dicke Staubschichten können wegen ihrer thermischen Isolationswirkung zu einer Erhöhung der Oberflächentemperatur führen.

Hinweis 2: Der Abstand von 75 K gilt nur für Staubdicken von max. 5 mm.