DGUV Information 213-106 - Explosionsschutzdokument

Atmosphärische Bedingungen

Atmosphärische Bedingungen im Sinne des Explosionsschutzes sind wie folgt definiert (§ 2 Abs. 13 Gefahrstoffverordnung):

• - 20 °C ≤ T ≤ + 60 °C

• 0,8 bar ≤ p ≤ 1,1 bar

• Luft mit ca. 21 Vol-% Sauerstoff

(siehe auch Begriffserläuterung "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre" in diesem Abschnitt)

Brennzahl

Die Brennzahl (BZ) ist ein Kriterium für die Ausbreitung eines Brandes in abgelagertem Staub. Sie wird bestimmt durch lokale Einwirkung einer hinreichend starken Zündquelle auf eine Staubschicht mit bestimmter Geometrie. Die Brennzahl wird aufgrund des Reaktionsverhaltens festgelegt. Sie ist in Stufen von 1 bis 6 eingeteilt:

Dampfdruck

Druck des gesättigten Dampfes, d. h. des Dampfes, der sich in einem geschlossenen Gefäß im Gleichgewicht mit seiner flüssigen oder festen Phase befindet

Dichteverhältnis zu Luft

Das Dichteverhältnis zu Luft ist eine Verhältniszahl. Diese Zahl gibt die Dichte eines Dampfes (oder Gases) bezogen auf die Dichte von Luft des gleichen Zustandes an.

Explosion

Plötzliche Oxidations- oder Zerfallsreaktion mit Anstieg der Temperatur, des Druckes oder beider Größen gleichzeitig (DIN EN 13237:2003-11, siehe auch Abschnitt 1 dieser Schrift).

Explosionsdruck

Siehe Begriffserläuterung "Maximaler Explosionsdruck" in diesem Abschnitt.

Explosionsgruppe

1. 1.

   für Dampf/Luft- oder Gas/Luft-Gemische

   Brände von Dampf/Luft- oder Gas/Luft-Gemischen können an ihrer Fortpflanzung durch Spalte gehindert werden, wenn diese genügend schmal sind. Für die Einstufung von brennbaren Flüssigkeiten bzw. brennbaren Gasen in Explosionsgruppen wird die Flammenfortpflanzung durch genormte Spalte getestet (DIN EN 60079-20-1:2010-09). Die Einstufung in Abhängigkeit der größten Breite des Normspaltes (Grenzspaltweite), durch den der Brand sich gerade nicht mehr fortpflanzt, geht aus der folgenden Tabelle hervor:

1. 2.

   für partikelförmige Stoffe

   IIIA: brennbare Flusen, z. B. Flock

   IIIB: nicht leitfähige Stäube, z. B. Pulverlacke

   IIIC: leitfähige Stäube, z. B. Metallstaub

   Die Explosionsgruppe III betrifft explosionsgefährdete Bereiche über Tage, die durch fein verteilte Feststoffe hervorgerufen werden. Die Einstufung der partikelförmigen Stoffe erfolgt nach DIN EN IEC 60079-0 (VDE 0170-1):2019-09.

Explosionsfähige Atmosphäre

Siehe Begriffserläuterung "Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre" in diesem Abschnitt.

Explosionsfähiges Gemisch

Ein explosionsfähiges Gemisch ist ein Gemisch aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder aufgewirbelten Stäuben und Luft oder einem anderen Oxidationsmittel, das nach Wirksamwerden einer Zündquelle in einer sich selbst fortpflanzenden Flammenausbreitung reagiert, sodass im Allgemeinen ein sprunghafter Temperatur- und Druckanstieg hervorgerufen wird 13 (siehe auch Abschnitt 4.3 dieser Schrift).

Anmerkung: Der Begriff "Explosionsfähiges Gemisch" schließt atmosphärische und nicht atmosphärische Bedingungen (siehe Begriffserläuterung "Atmosphärische Bedingungen" in diesem Abschnitt) ein.

Explosionsgrenzen

Explosionsgrenzen sind Grenzen des Explosionsbereiches.

Untere Explosionsgrenze (UEG) bzw. obere Explosionsgrenze (OEG) ist der untere bzw. obere Grenzwert der Konzentration eines brennbaren Stoffes in einem Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben in einem Oxidationsmittel, in dem sich nach dem Zünden eine von der Zündquelle unabhängige Flamme gerade nicht mehr selbstständig fortpflanzen kann (TRGS 720 Nr. 2.3, siehe auch Abschnitt 4.3.1 dieser Schrift).

Anmerkung: Für Stäube sind obere Explosionsgrenzen in der Regel nicht bekannt. Da zudem Stäube zum Absetzen neigen, wäre die sichere Überschreitung einer oberen Explosionsgrenze meist nicht möglich.

Explosionsschutzkonzept

Unter dem Explosionsschutzkonzept sind alle getroffenen Maßnahmen zur Vermeidung von Explosionen oder ihrer schädlichen Auswirkungen zu verstehen (siehe § 6 Abs. 9 Nr. 2 Gefahrstoffverordnung und Nr. 2.4 TRBS 1201 Teil 1 (Ausgabe März 2019).

Fachkundige Person

Nach § 2 Abs. 16 Gefahrstoffverordnung ist fachkundig, wer zur Ausübung einer in dieser Verordnung (Anmerkung: gemeint ist die Gefahrstoffverordnung) bestimmten Aufgabe über die erforderlichen Fachkenntnisse verfügt. Die Anforderungen an die Fachkunde sind abhängig von der jeweiligen Art der Aufgabe. Zu den Anforderungen zählen eine entsprechende Berufsausbildung, Berufserfahrung oder eine zeitnah ausgeübte entsprechende berufliche Tätigkeit sowie die Teilnahme an spezifischen Fortbildungsmaßnahmen.

Für die Erstellung des Explosionsschutzdokumentes kann eine Person als fachkundig angesehen werden, die die erforderlichen Kenntnisse der physikalischen Grundlagen, Anlagen, betrieblichen Prozesse, der gesetzlichen Regelungen und des Standes der Technik im Bereich des Brand- und Explosionsschutzes hat.

Flammpunkt

Niedrigste Temperatur einer Flüssigkeit, bei der sich unter bestimmten genormten Bedingungen aus der Flüssigkeit Dämpfe in solcher Menge entwickeln, dass sie fähig sind, ein entflammbares Dampf/Luft-Gemisch zu bilden.

Flammpunktkriterium

Sichere Unterschreitung des Flammpunktes bei Verwendung brennbarer Flüssigkeiten. Bei reinen Flüssigkeiten muss die maximale Temperatur der Flüssigkeit mindestens 5 K, bei Flüssigkeitsgemischen mindestens 15 K unter dem Flammpunkt liegen (TRGS 722 Nr. 4.2.2). Voraussetzung ist jeweils, dass die Flüssigkeit nicht vernebelt und nicht versprüht wird. Brennbare Flüssigkeiten in fein verteiltem Zustand, z. B. als Spritzwolke, können auch bei Einhaltung des Flammpunktkriteriums entzündet werden.

Das Flammpunktkriterium gilt nur bei Normaldruck und kann nicht bei halogenierten Einzelstoffen oder Gemischen, die mindestens eine halogenierte Komponente enthalten, angewandt werden.

Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre

Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch (siehe Begriffserläuterung unten) mit Luft als Oxidationsmittel unter atmosphärischen Bedingungen (siehe auch Begriffserläuterung "Atmosphärische Bedingungen" in diesem Abschnitt und Abschnitt 4.4 dieser Schrift). 14

Gefährliches explosionsfähiges Gemisch

Ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch ist ein explosionsfähiges Gemisch (siehe Begriffserläuterung "Explosionsfähiges Gemisch" in diesem Abschnitt), das in solcher Menge auftritt, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten oder anderer Personen erforderlich werden 15 (siehe auch Abschnitt 4.4.1 dieser Schrift).

Gerätegruppe

Geräte werden nach der Richtlinie 2014/34/EU in 2 Gerätegruppen unterteilt:

Gerätegruppe I: Geräte, die zur Verwendung in Untertagebetrieben von Bergwerken sowie deren Übertageanlagen, die durch Grubengas und/oder brennbare Stäube gefährdet werden können, bestimmt sind.

Gerätegruppe II: Geräte, die zur Verwendung in den übrigen Bereichen, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können, bestimmt sind.

Gerätekategorie nach Richtlinie 2014/34/EU

Geräte innerhalb jeder Gerätegruppe werden in Gerätekategorien eingeteilt. Aus der Gerätekategorie ist das Maß an Sicherheit ersichtlich, das beim Einsatz des Gerätes gewährleistet ist. Für die Gerätekategorien der Gerätegruppe II gilt: Gerätekategorie 1 entspricht einem sehr hohen Maß, Kategorie 2 einem hohen Maß, Kategorie 3 einem Normalmaß an Sicherheit 16.

Für die Gerätegruppe II gilt in explosionsgefährdeten Bereichen die folgende Zuordnung von Gerätekategorien zu den Zonen (siehe Begriffserläuterung "Zoneneinteilung" in diesem Abschnitt):

Die Gerätekategorie geht aus der Kennzeichnung des Gerätes hervor.

Hybrides Gemisch

Ein hybrides Gemisch ist ein Gemisch von Luft und brennbaren Stoffen in unterschiedlichen Aggregatzuständen, z. B. brennbare Stäube in brennbaren Dämpfen (DIN EN 13237:2013-01 siehe auch Abschnitt 5.4.5 dieser Schrift).

Korngrößenverteilung

Die Korngrößenverteilung wird auch als Partikelgrößenverteilung bezeichnet. Sie gibt an, mit welcher statistischen Häufigkeit Partikel in Abhängigkeit von deren Größe oder Durchmesser in einer Schüttgutprobe vorkommen.

K_St-Wert

Der K_St-Wert ist eine staubspezifische, volumenunabhängige Kenngröße, die mit dem kubischen Gesetz berechnet wird:

(dp/dt)_max ･ V^1/3 = const = K_St = K_max

Er ist numerisch gleich dem Wert des maximalen zeitlichen Druckanstiegs ((dp/dt)_max), der in einem 1 m³-Behälter unter vorgeschriebenen Versuchsbedingungen gemessen wird (DIN EN 14034-2:2011-04). Dazu gehört die Verwendung von zwei chemischen Zündern mit einer Gesamtenergie von 10 kJ.

Zusammen mit dem maximalen Explosionsdruck (siehe Begriffserläuterung in diesem Abschnitt) charakterisiert der K_St-Wert das Reaktionsverhalten eines Staubes.

Maximaler Explosionsdruck

Höchstwert des Explosionsdruckes, der bei den Prüfungen des Explosionsdruckes gemessen wird, wenn der Anteil an brennbaren Stoffen in dem Gemisch variiert wird (DIN EN 14034-1:2011-04).

Mindestzündenergie

Die Mindestzündenergie ist die in einem Kondensator gespeicherte niedrigste Energie, die bei einer Entladung ausreichend ist, um unter festgelegten Prüfbedingungen die Zündung der zündfähigsten explosionsfähigen Atmosphäre auszulösen (DIN EN 13237:2013-01).

Mindestzündtemperatur einer Staubwolke

Die Mindestzündtemperatur einer Staubwolke ist die niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, die das zündfähigste Staub/Luft-Gemisch unter festgelegten Prüfbedingungen entzündet (DIN EN 13237:2013-01).

Mindestzündtemperatur einer Staubschicht

Die Mindestzündtemperatur einer Staubschicht ist die niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der unter festgelegten Bedingungen die Entzündung der Staubschicht, die auf der heißen Oberfläche liegt, auftritt (DIN EN 13237:2013-01).

Normalbetrieb

Normalbetrieb ist der Zustand, in dem die Arbeitsmittel oder Anlagen und deren Einrichtungen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt oder betrieben werden (TRGS 720 Nr. 2.2). Zum Normalbetrieb gehören auch (Vorbemerkung zur EX-RL-Beispielsammlung, Anlage 4, DGUV Regel 113-001):

• das An- und Abfahren von Anlagen,

• die regelmäßig wiederkehrende Reinigung von Anlagen, die zum laufenden Betrieb erforderlich ist,

• Tätigkeiten, wie häufige bzw. gelegentliche Inspektion, Wartung und gegebenenfalls Überprüfung,

• die Freisetzung bei betriebsüblichen Störungen, z. B. Abriss eines Sacks bei einer Sackbefülleinrichtung,

• die Freisetzung geringer Mengen brennbarer Stoffe (z. B. aus Dichtungen, deren Wirkung auf der Benetzung durch die geförderte Flüssigkeit beruht).

Störungen (z. B. Versagen von Dichtungen, von Pumpen oder Flanschen oder die Freisetzung von Stoffen infolge von Unfällen), die z. B. Instandsetzung oder Abschaltung erfordern, werden nicht als Normalbetrieb angesehen (TRGS 720 Nr. 2.2).

Oxidationsmittel

Bei der Explosion bzw. der Verbrennung findet eine chemische Reaktion zwischen einem brennbaren Stoff und einem gasförmigen Oxidationsmittel statt. Beispiele für Oxidationsmittel sind Sauerstoff (in der Luft zu ca. 21 % enthalten), Chlor, Fluor (siehe auch Abschnitt 4.2 dieser Schrift).

Sauerstoffgrenzkonzentration

Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) ist die maximale Sauerstoffkonzentration (Stoffmengenanteil) in einem Gemisch eines brennbaren Stoffes mit Luft und inertem Gas, in dem eine Explosion nicht auftritt, bestimmt unter festgelegten Versuchsbedingungen (DIN EN 13237:2013-01).

Selbstentzündungstemperatur

Die Selbstentzündungstemperatur ist die höchste Lagerungstemperatur einer Staubschüttung, bei der bei allseitiger Wärmeeinwirkung und Anwesenheit von Sauerstoff/ Luft gerade noch keine Entzündung eintritt.

Anmerkung: Die Selbstentzündungstemperatur ist abhängig vom Volumen und der Form der Schüttung. Zu beachten ist auch die Dauer der Temperatureinwirkung auf das Produktvolumen.

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Sicherheitstechnische Kenngrößen sind quantitative Aussagen über Stoffeigenschaften, die für die Beurteilung von Explosionsgefahren und für die Festlegung von Schutzmaßnahmen maßgebend sind. Sie gelten in der Regel für atmosphärische Bedingungen. Beispiele für sicherheitstechnische Kenngrößen sind Flammpunkt, Explosionsgrenzen, Zündtemperaturen, Mindestzündenergie, maximale Druckanstiegsgeschwindigkeit und maximaler Explosionsdruck (siehe auch Abschnitt 5.4.5 dieser Schrift).

Temperaturklasse

Temperaturbereich, der entweder für die

• Einteilung von Geräten, Schutzsystemen für explosionsfähige Atmosphären entsprechend ihrer maximalen Oberflächentemperatur oder

• Einteilung der brennbaren Gase und Dämpfe entsprechend ihrer Zündtemperatur

gilt (DIN EN 13237:2013-01).

Wirksame Zündquelle

Eine wirksame Zündquelle ist eine Zündquelle, die in der zu betrachtenden explosionsfähigen Atmosphäre eine Entzündung auslösen kann (TRGS 723 Nr. 2.2, siehe auch Abschnitt 4.5 dieser Schrift).

Zoneneinteilung

Explosionsgefährdete Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen unterteilt (Anhang I Nr. 1.7 Gefahrstoffverordnung). Diese Einteilung dient als Grundlage für die Festlegung von Maßnahmen, insbesondere zur Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.

Zone 0

ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

Zone 1

ist ein Bereich, in dem sich im Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.

Zone 2

ist ein Bereich, in dem im Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht auftritt, und wenn doch, dann nur selten und für kurze Zeit.

Zone 20

ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus brennbarem Staub, der in der Luft enthalten ist, ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

Zone 21

ist ein Bereich, in dem sich im Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.

Zone 22

ist ein Bereich, in dem im Normalbetrieb eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub normalerweise nicht auftritt, und wenn doch, dann nur selten und für kurze Zeit.

Anmerkung:

1. Schichten, Ablagerungen und Aufhäufungen von brennbarem Staub sind wie jede andere Ursache, die zur Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre führen kann, zu berücksichtigen.

2. Normalbetrieb: siehe Begriffserläuterung in diesem Abschnitt.

Zündtemperatur

Zündtemperatur ist die niedrigste Temperatur (einer heißen Oberfläche), bei der unter festgelegten Prüfbedingungen die Entzündung eines brennbaren Gases oder Dampfes in einem Gemisch mit Luft oder Luft/Inertgas auftritt (DIN EN 13237:2013-01). Anhand der Zündtemperatur werden brennbare Gase und Dämpfe in Temperaturklassen eingeteilt.

Die Zündtemperatur benötigt man für die Beurteilung der Zündgefahr durch heiße Oberflächen, z. B von Arbeitsmitteln.