DGUV Information 209-026 - Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen (bis...

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Abschnitt 2, 2 Beurteilung der Gefährdung durch Brände oder ...
Abschnitt 2
Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen (bisher: BGI/GUV-I 719)
Titel: Brand- und Explosionsschutz an Werkzeugmaschinen (bisher: BGI/GUV-I 719)
Normgeber: Bund
Amtliche Abkürzung: DGUV Information 209-026
Gliederungs-Nr.: [keine Angabe]
Normtyp: Satzung

Abschnitt 2 – 2 Beurteilung der Gefährdung durch Brände oder Explosion

Im Rahmen einer Studie des Vereins Deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW) wurden in der metallverarbeitenden Industrie im Zeitraum von 1987-1994 beim Einsatz von nichtwassermischbaren KSS in Werkzeugmaschinen ca. 150 Brandereignisse untersucht. Im Folgenden sind die Ursachen für diese Ereignisse dargestellt.

Abb. 5 Ursache von Brandereignissen an Werkzeugmaschinen [1]

Die meisten Störungen waren mit dem Entstehen glühender Späne, energiereicher Funken oder heißer Oberflächen verbunden, welche als Zündquelle wirkten. In Anbetracht des technischen Fortschrittes hinsichtlich Vorschub und Schnittgeschwindigkeit sowie dem Trend zum Einsatz niedrigviskoser Kühlschmierstoffe mit sehr hohen Drücken hat sich das Brandrisiko eher erhöht.

Abb. 6 Voraussetzungen für einen Brand

Abb. 7 Reaktion um Schleifspindel

Um die Bearbeitungsstelle bildet sich in einem begrenzten Bereich ein reaktives Gemisch aus KSS mit Luft, welches durch die vorgenannten Zündquellen entzündet werden kann. Der daraus resultierende Brand breitet sich sehr schnell auf den gesamten Innenraum der Werkzeugmaschine aus. Der mit der Entzündung einhergehende Druckanstieg ist schwächer ausgeprägt als bei einem Explosionsereignis im Inneren einer geschlossenen Anlage. Durch den Druckaufbau im Innenraum jedoch können Flammenaustritte aus Undichtigkeiten, aufgedrückten Gehäusetüren, Beschickungs- und Entnahmeöffnungen sowie aus Druckentlastungsöffnungen auftreten, sofern keine entsprechenden Vorkehrungen getroffen wurden.

Abb. 8 Entzündung des KSS-Luft Gemisches ...

Abb. 9 ... mit Folgebrand

Im Rahmen von Untersuchungen über die Zündfähigkeit von Sprühnebeln bei der PTB Braunschweig [2] wurde hinsichtlich der Zündquellen Folgendes festgestellt:

  • Die Entzündung von KSS-Sprühstrahlen mittels elektrischer Funken ist schon bei Energien kleiner als 10 Joule möglich. Auch von mechanischen Funken kann im Bereich der Zerspanstelle eine erhebliche Zündgefahr ausgehen.

  • Heiße Oberflächen (≥ 800C) sind außerordentlich wirksame Zündquellen. Die heißen Oberflächen stellen die wesentlichen Zündquellen für Brände von Kühlschmierstoffen in Werkzeugmaschinen dar.

Abb. 10 Funkenflug

Abb. 11 Zündfunken beim Bohren

Oftmals ist die vorgenannte Entzündung des KSS-Luftgemisches im Maschineninnenraum mit einem Folgebrand verbunden. Kommt es zu Flammenaustritten aus Öffnungen und Spalten, besteht die Gefahr, dass ein Maschinenbrand auf die Umgebung übergreift.

Bei der Gefährdungsbeurteilung ist zu berücksichtigen, ob ein Maschinenbrand sich ausbreiten und auf andere Bereiche übergreifen kann. Dies hängt sehr stark von den "Verhältnissen" in der Maschinenumgebung ab. Auch Flüssigkeitsfilme und -lachen können nach der Zündung in Brand geraten. Die Eindämmung solcher Brände gelingt umso leichter, je höher die Viskosität und der Flammpunkt des KSS liegt. Häufigste Ursachen für eine schnelle Ausbreitung eines Folgebrandes sind randvolle Ölauffangwannen und Gitterroste mit großer Oberfläche, großflächige KSS-Lachen sowie sonstiges Brandmaterial (Papier, Pappe, Putzlappen etc.).

Abb. 12 Ölgefüllte Gitterroste mit großer Oberfläche

Abb. 13 Werkzeugmaschine im "Ölbad"