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Absaugung von abgelagertem Staub So geht vorbeugender Explosionsschutz bei Schüttgütern

Von Sabine Mühlenkamp |

Anbieter zum Thema

Ruwac Industriesauger GmbH
REMBE® GmbH Safety+Control
AZO GmbH + Co. KG
VEGA Grieshaber KG

Das Thema Sauberkeit nimmt überall dort einen besonderen Stellenwert ein, wo die Anforderungen des Staubexplosionsschutzes gelten. Hier ist abgelagerter Staub ein Risiko, das schwerwiegende Folgen haben kann. An die Saug- und Absauganlagen, die in Staub-Ex-Zonen zum Einsatz kommen, werden besondere Anforderungen gestellt.

Bei der Verarbeitung von (Leicht-)Metallpulvern und Additiven spielt der Staubexplosionsschutz eine wichtige Rolle.
Bei der Verarbeitung von (Leicht-)Metallpulvern und Additiven spielt der Staubexplosionsschutz eine wichtige Rolle.
(Bild: Ruwac)

Eigentlich ist es ganz einfach und der Grundsatz ähnlich wie im eigenen Zuhause: Möglichst sauber sollte es in der „guten Stube“ der Produktionsumgebung sein – auch und gerade dann, wenn staubende Güter verarbeitet oder pulverförmige Produkte produziert werden. Denn Sauberkeit macht einen besseren Eindruck bei Besuchern und sorgt für Wohlbefinden bei den Mitarbeitern. Je nach Art des Produktes und der möglichen Verschmutzungen trägt ein sauberes Umfeld auch zum Gesundheitsschutz, zur Unfallvermeidung (Rutschgefahr!) und zu höherer Produktqualität bei.

Wenn in der Produktion staubförmige organische Rohstoffe verarbeitet oder organische Schüttgüter hergestellt werden, kommt ein wichtiger Aspekt hinzu. Da die Stäube, die sich ablagern, in Kombination mit Luftsauerstoff entzündlich sind, müssen Böden und Anlagen staubfrei oder zumindest sehr staubarm gehalten werden. Dies fordern auch die einschlägigen Bestimmungen zum Explosionsschutz in Betrieben, die europaweit in der Atex-Richtlinie 99/92/EG („Betreiberrichtlinie“) festgeschrieben sind. Diese Richtlinie wurde in Deutschland mit der Betriebssicherheitsverordnung in nationales Recht umgesetzt.

Individuelle Projektierung der Anlage

Ruwac zeigt in Dortmund mobile Sauger und stationäre Absauganlagen, die für den Einsatz in staubexplosionsgefährdeten Bereichen entwickelt wurden. In der Praxis werden die Anlagen individuell für die jeweilige Anwendung projektiert – in Zusammenarbeit mit dem Anwender und auf der Grundlage einer umfassenden Analyse, zu der auch die Einschätzung des Risikos durch Staubexplosionen gehört. Dabei kann Ruwac auf ein modulares Bauprinzip zurückgreifen, das in Bezug auf Volumenströme sowie Filtertypen und -größen flexibel ist und das neben dem Staub- auch den Gasexplosionsschutz umfasst. Darüber hinaus gibt es Module, die eigens für den Staubexplosionsschutz entwickelt wurden. Dazu gehören z.B. eine „Funkenfalle“, die das Einsaugen von Funken zuverlässig verhindert, und ein Nassabscheider, der als Vorstufe einer Staub-Ex-Anlage Verwendung findet und das energiereiche (sprich zündfähige) Sauggut wirkungsvoll durch Benetzung neutralisiert bzw. abscheidet. Die Anlagen kommen in den unterschiedlichsten Branchen zum Einsatz. Schwerpunkte liegen in der Chemieindustrie, der Lebensmittelproduktion und der Kunststoffverarbeitung. Aber auch – um nur ein Beispiel zu nennen – in einigen Bereichen der Metallverarbeitung können explosible Stäube auftreten. Das betrifft das Schleifen von Aluminium- und Magnesiumbauteilen ebenso wie die viel diskutierten additiven Fertigungsverfahren (3D-Druck), bei denen Metallkomponenten schichtweise aus Pulvern aufgebaut werden.

Keine Kompromisse beim Explosionsschutz

Die Absaugung des Staubes an der Entstehungsstelle sowie das Absaugen von abgelagerten Stäuben erfüllen hier somit auch das wichtige Ziel des vorbeugenden Explosionsschutzes. Welche Technik – sprich: welcher mobile Sauger und/ oder welche Absauganlage – unter diesen Bedingungen zum Einsatz kommt, hängt von den Anforderungen ab, die in der Atex-Richtlinie 94/9/EG genannt sind. Sie enthält eine Einteilung in die Staub-Ex-Zonen 20, 21 und 22, die nach der Häufigkeit des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre klassifiziert sind. Den einzelnen Zonen entsprechen Gerätekategorien. So ist der Staub-Ex-Zone 21 die Gerätekategorie II 2D zugeordnet und der Staub-Ex-Zone 22 die Kategorie II 3D.

In diesem Zusammenhang muss man auf einen Fehlschluss hinweisen, der bei Gesprächen über diese Zonen immer wieder auftritt. Ein Ex-Sauger für Zone 22 (Definition nach Norm: „Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt“ ist nicht etwa weniger gegen Explosionsrisiken geschützt als ein Sauger für Zone 21 („Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub gelegentlich bilden kann“).

Bei beiden Saugertypen muss zuverlässig und in jedem Betriebszustand ausgeschlossen werden, dass sie eine Zündquelle darstellen. Der Unterschied besteht darin, dass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer explosiblen Atmosphäre bei Zone 21 größer ist. Aber auch in Zone 22 ist diese Wahrscheinlichkeit gegeben, und der Zone-22-Sauger muss hier ebenso sicher betrieben werden wie ein Zone-21-Sauger in Staub-Ex-Zone 21.

Auf die Details kommt es beim Explosionsschutz an

Unabhängig von der jeweiligen Ex-Zone gilt für die Konstruktion von mobilen Staub-Ex-Saugern und von stationären Staub-Ex-Absauganlagen besondere Sorgfaltspflicht. Denn weil die auf- oder abgesaugten Stäube explosibel sind und sich in den (Ab-)Sauganlagen, mit denen sie entfernt werden, noch aufkonzentrieren, müssen die Sauger genau wie alle anderen Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen so konstruiert sein, dass von ihnen zuverlässig kein Explosionsrisiko ausgeht.

Das bedeutet: Beim Betrieb des Saugers muss eine Funkenbildung an elektrischen Antriebskomponenten ebenso ausgeschlossen werden wie eine elektrostatische Aufladung, die zur Funkenbildung führen kann. Dies erreicht man u.a. durch die Verwendung eines ableitfähigen Gehäusewerkstoffs (GFK). Auch die elektrischen Komponenten müssen für den Betrieb in staubexplosionsgefährdeten Bereichen entwickelt und entsprechend gekennzeichnet sein. Wenn der Sauger für das Auf- bzw. Absaugen von brennbaren und leitfähigen Stäuben eingesetzt wird, werden höhere Anforderungen an die Schutzart gestellt.

Spätestens hier stellt sich die Frage, die jeder Industriebetrieb mit staubexplosionsgefährdeten Produktions- und Lagerbereichen beantworten muss: Welche Eigenschaften hat das Schüttgut bzw. der Staub und welche Risiken gehen von ihm aus? Wie steht es um Explosionsfähigkeit, Leitfähigkeit und Mindestzündenergie? Erst auf der Basis dieser Erkenntnisse kann der Betreiber die entsprechende Staub-Ex-Zone bzw. die erforderliche Gerätekategorie festlegen.

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Aufschlussreiche Hinweise zu diesem Thema gibt die Gestis-Stoffdatenbank der DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung), die Brenn- und Explosionskenngrößen von über 6000 Staubproben enthält. In der Rubrik „Staub-Ex“ kann man einzelne Stoffe wie „Weizenmehl“ oder „Polypropylen“ aufrufen und aus den angegebenen Werten Rückschlüsse über die Risiken ziehen, die von dem jeweiligen Stoff ausgehen.

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