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EBRO ARMATUREN Gebr.Bröer GmbH

Primärer Explosionsschutz

Zunächst ist von jedem Anlagenbetreiber sicherzustellen, dass die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre verhindert oder einschränkt wird. (Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre). Nur durch die entsprechende Konzentration von geeignetem Staub in Luft kann es zu einer Explosion oder Verpuffung überhaupt kommen. Wird dieses Mischungsverhältnis durch geeignete Maßnahmen wirksam abgewandelt, indem entweder der Sauerstoffanteil z.B. durch Erhöhung des Stickstoffgehalts im System reduziert oder aber der Staubanteil mechanisch begrenzt wird, kann die explosionsfähige Atmosphäre vermieden werden. Verfahrenstechnisch abgewandelte Oberflächenstrukturen des Mediums können ebenfalls dazu beitragen, dass die Zündfähigkeit des Staubes deutlich herabgesetzt wird. Im vorliegenden Fall der Zuckerfabrik zeigten sich hier erhebliche Defizite. Offene bzw. unzureichend abgedeckte Förderung, mangelnde Temperaturüberwachung und unzureichende Wartung und Reinigung ermöglichten den Materialaustritt und die Bildung der zündfähigen Staub-Luft-Mischung.

Sekundärer Explosionsschutz

Lässt sich eine zündfähige Konzentration nicht oder nicht dauerhaft sicher vermeiden, greift die Notwendigkeit, die Entzündung der explosionsfähigen Atmosphäre wirksam zu verhindern (wirksame Zündquellen eliminieren). Da die elektrotechnische Seite zumindest in den europäischen Ländern einen hohen Stellenwert hat, sind Zündungen durch konstruktiv mangelhafte Geräte (Steuerungen, Positionsrückmeldungssysteme, Druck, -Temperatur,- und Füllstandsensorik usw.) eher selten. Die Erfahrungen aus Bergbau und Chemieanlagen führten schon vor über hundert Jahren zu entsprechenden Schutzmaßnahmen. Auch die Ableitung von auftretender Elektrostatik fand ihren Niederschlag im Regelwerk der Elektrotechniker. Rohrleitungen, Behälter und Filteranlagen wurden und werden in den Potenzialausgleich einbezogen. Weniger Beachtung fand die Betrachtung von Armaturen und deren Bestandteilen. Während bei Kugelhähnen, Schiebern und Rückschlagklappen die Elastomer-Dichtflächen verhältnismäßig klein sind, trifft das durchgeleitete Medium bei Absperr- und Regelklappen und Quetschventilen auf große Flächen mit hohem Ableitwiderstand. Hier ist die Gefahr der elektrostatischen Aufladung nicht zu vernachlässigen und die Armaturen müssen über geeignete Materialpaarungen mit nachgewiesenen elektrischen und mechanischen Eigenschaften verfügen.

Vor allem mechanisch erzeugte Funken als wirksame Zündquelle entziehen sich oft dem Blick der Betreiber. Gerade die Zuckerindustrie sieht sich aber mit einer Vielzahl von metallischen Verunreinigungen konfrontiert. Gelangen diese z.B. in eine Druck- oder Saugförderleitung, können diese aber aufgrund der hohen Geschwindigkeit sehr wohl Funken erzeugen. Eine unzureichend ausgelegte Scheibe-Wellenverbindung der Absperrklappe kann im Fall einer Explosion herausreißen und dabei oder in der Folge Zündfunken generieren. Hier ist eine sorgfältige Prüfung durch den Hersteller, die benannte Stelle und den verantwortlichen Anlagenbetreiber unumgänglich. Die vom Hersteller erfolgreich durchlaufene Baumusterprüfung ist das geeignete Verfahren, um den Betreiber abzusichern und mit der entsprechenden Dokumentation zu unterstützen. Im Fall der Explosion in Port Wentworth wurden hier gravierende Mängel hinsichtlich Konstruktion und Eignungsnachweis festgestellt, was letztendlich dazu führte, dass die verantwortlichen Manager persönlich zur Rechenschaft gezogen werden mussten.

Tertiärer Explosionsschutz

Die Auswirkungen einer dennoch stattfindenden Explosion unter eine Unbedenklichkeitsschwelle zu drücken, ist Aufgabe des konstruktiven Explosionsschutzes. Hierzu gehören sowohl die geeignete räumliche Trennung der Anlagenteile als auch die Isolation des Ereignisses innerhalb der Förderstrecken. Unabhängig von der Transportart (Schwerkraft, pneumatische oder mechanische Förderung) sind geeignete Übergabestellen einzurichten. Hierzu stehen z.B. zertifizierte Taktschleusen zur Verfügung. Diese relativ kostengünstige Übergabeeinheit besteht im Wesentlichen aus zwei über ein Rohrstück oder Konusbehälter verbundene Armaturen, die in sich als zünd/flammdurchschlagsicher und druckstoßfest zertifiziert sein müssen. Zunächst wird die Einlassklappe geöffnet und das Medium fließt in die Kammer ein. Die Auslassklappe muss zwingend verriegelt bleiben, bis die obere Armatur wieder sicher verschlossen ist. Erst dann wird das Medium durch die untere Armatur in den nachfolgenden Produktionsprozess übergeben und der Austragszyklus beginnt erneut. Die Verriegelung erfolgt durch zertifizierte elektrische Sicherheitsbauteile, um mechanische Störquellen und verschleißbedingte Ungenauigkeiten in der Positionsüberwachung zu vermeiden.

Dabei wird die gesamte Baugruppe als Einheit zur Explosionsentkopplung betrachtet und ist entsprechend zertifiziert. Durch die Verwendung standardisierter Armaturen ergeben sich keine besonders erhöhten Wartungs- und Instandhaltungskosten, im Wesentlichen werden im Verschleißfall lediglich die Elastomerdichtungen gewechselt. Somit ist die Taktschleuse nicht nur unter Investitionskosten-Betrachtung sondern auch mit Blick auf die Folgekosten interessant. Zudem lässt sich die Taktschleuse in der Regel aufgrund ihrer leichten und kompakten Bauform problemlos in bestehende Anlagen integrieren. Die Richtlinien der Atex haben in den Mitgliedsländern Gültigkeit, sind aber sowohl von Planern, Anlagenbauern und -betreibern aber auch darüber hinaus fundamentale Bestandteile von Risikobewertungen und wirksamen Maßnahmen in anderen Ländern, deren Regelwerke den Schutz von Leben differenzierter betrachten. Zertifizierte Armaturen und Explosionsentkopplungssysteme stellen sicher, dass auch unter betriebswirtschaftlichen Betrachtungen ein Höchstmaß an Sicherheit gewährleistet werden kann.

[1] Richtlinie 2014/34/EU des europäischen Parlaments und des Rates vom 26. Februar 2014 (Neufassung)

[2] U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board

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