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TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 1HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
Explosionsschutz –
das dreistufige Konzept
Dr. Hartmut Neumann
HYPOS-Dialog „Wasserstoffsicherheit“
Halle, 27. Juni 2018
Beschaffenheitsvorschriften Betriebsvorschriften
Produktsicherheitsgesetz
(ProdSG)
11. ProdSV
Explosionsschutzprodukte-
verordnung
Arbeitsschutzgesetz
(ArbSchG)
Verordnung über Sicherheit und
Gesundheitsschutz … (BetrSichV)
Verordnung zum Schutz vor
Gefahrstoffen (GefStoffV)
RL 1999/92/EG (ATEX 137) RL 2014/34/EG (ATEX 114)
Nationale Umsetzung in Deutschland
Beschaffenheits- & Betriebsanforderungen
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 2HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
http://www.centersystems.com/media/pageimages/produktesysteme/atex_logo_2.jpghttp://www.atex-explosionproof.es/IMAGENES_ATEX_ZONAS_CLASIFICADAS/Simbolo_Atex100_Normativa_94_9_CE.jpg
GefStoffV - BetrSichV
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 3HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
BetrSichV:
… „gilt für die Verwendung von Arbeitsmitteln. Ziel dieser Verordnung ist es, die
Sicherheit und den Schutz der Gesundheit von Beschäftigten bei der
Verwendung von Arbeitsmitteln zu gewährleisten.“
GefStoffV:
„Ziel dieser Verordnung ist es, den Menschen und die Umwelt vor stoffbedingten
Schädigungen zu schützen durch
1. Regelungen zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung gefährlicher
Stoffe und Zubereitungen,
2. Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten und anderer Personen bei
Tätigkeiten mit Gefahrstoffen und
3. Beschränkungen für das Herstellen und Verwenden bestimmter gefährlicher
Stoffe, Zubereitungen und Erzeugnisse.“
§2 GefStoffV Begriffsbestimmung
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 4HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
(12) Ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch ist ein explosionsfähiges Gemisch, das in
solcher Menge auftritt, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung der
Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten oder anderer Personen erforderlich werden.
(13) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch
mit Luft als Oxidationsmittel unter atmosphärischen Bedingungen (Umgebungstemperatur von
–20 °C bis +60 °C und Druck von 0,8 Bar bis 1,1 Bar).
§3 Gefährlichkeitsmerkmale
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Stoffe und Zubereitungen sind explosionsgefährlich, wenn sie in festem, flüssigem,
pastenförmigem oder gelatinösem Zustand auch ohne Beteiligung von Luftsauerstoff
exotherm und unter schneller Entwicklung von Gasen reagieren können und unter
festgelegten Prüfbedingungen detonieren, schnell deflagrieren oder beim Erhitzen unter
teilweisem Einschluss explodieren,…“
Explosion am Waikupanaha, Hawaii, beim
Zusammentreffen von Magma und Meerwasserhttps://de.wikipedia.org/wiki/Physikalische_Explosion
Explosion
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Detonation
> 330 m/s
> 10 bar
Explosion
< 330 m/s
< 10 bar
Verpuffung
< 10 m/s
< 1bar
Explosion:
Freisetzung großer Mengen an Energie verbunden mit einer
schnellen Volumenvergrößerung und Anstieg des Druckes
Chemische Explosion (Wärmefreisetzung durch eine
chemische Reaktion)
Physikalische Explosion ( Wasserdampfreaktionen)
§6 GefStoffV: Gefährdungsbeurteilung
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Im Rahmen einer Gefährdungsbeurteilung als Bestandteil der Beurteilung der Arbeitsbedingungen nach § 5 des Arbeitsschutzgesetzes hat der
Arbeitgeber festzustellen, ob die Beschäftigten Tätigkeiten mit Gefahrstoffen
ausüben oder ob bei Tätigkeiten Gefahrstoffe entstehen oder freigesetzt
werden können.
Bei der Dokumentation nach Absatz 8 hat der Arbeitgeber in Abhängigkeit der
Feststellungen nach Absatz 4 die Gefährdungen durch gefährliche
explosionsfähige Gemische besonders auszuweisen –
Explosionsschutzdokument
Explosionskenngrößen - Wasserstoff
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Untere Explosionsgrenze (UEG): 4 Vol.-% (Luft)
Obere Explosionsgrenze (OEG): 77 Vol.-% (Luft)
Mindestzündenergie (MZE): 0,016 mJ
Explosionsgruppe: IIC
Zündtemperatur: 560 °C
Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK): 4,3 Vol.-% (Stickstoff)
Maximaler Explosionsdruck: 8,3 bar
Voraussetzungen für eine Explosion –
Explosionsdreieck
Vermeiden von
explosionsfähiger
Atmosphäre
Schutz vor
Explosions-
wirkung
Vermeidung von
Zündquellen
drei Ansätze für
Explosionsschutz
Voraussetzungen - Wasserstoffexplosion
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 9HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
Explosionsschutzdokument
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 10HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
Explosionsschutz
Primärer Explosionsschutz(§11 Abs. 2 Nr.1)
Entstehung einer explosionsfähigen
Gemisches verhindern
SekundärerExplosionsschutz(§11 Abs. 2 Nr.2)
Zündung einer explosionsfähigen
Gemisches verhindern
Tertiärer Explosionsschutz(§11 Abs. 2 Nr.3)
Auswirkung einerExplosion wird auf ein unbedenkliches
Maß beschränkt
Explosionsschutzmaßnahmen
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 11HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
Primärer Explosionsschutz
► z. B. Lüftungsmaßnahmen
► Inertisierung und Überwachung der Gaskonzentration
► Vermeiden oder Einschränkung von Stoffen
► auf Dauer technisch dichte Anlagen
Sekundärer Explosionsschutz
► Schutzmaßnahmen gegen mögliche Zündquellen
► Einsatz explosionsgeschützter Betriebsmittel
Tertiärer Explosionsschutz
► Explosionsfeste Bauweise (Explosion im Inneren standhalten, ohne aufzureißen)
► Explosionsdruckentlastungen (Explosionsklappen, Berstscheiben)
► Explosionsunterdrückung (schnelles Einblasen von Löschmittel)
► Verhinderung der Explosionsübertragung (Flammendurchschlagssicherungen,…)
Zoneneinteilung - Gerätekategorie
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 12HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
Zone
RL 1999/92/EGExplosionsfähiges Gemisch
Gerätekategorie
RL 2014/34/EG
Explosionsfähiges Gemisch ist ständig, über
lange Zeiträume oder häufig vorhanden
Zone 0
Zone 20
Kategorie 1
(sehr hohes Maß
an Sicherheit)
Zone 1
Zone 21
Zone 2
Zone 22
Explosionsfähiges Gemisch tritt im
Normalbetrieb gelegentlich auf
Explosionsfähiges Gemisch tritt
normalerweise nicht oder nur sehr selten auf
Kategorie 2
(hohes Maß an
Sicherheit)
Kategorie 3
(normales Maß
an Sicherheit)
Gerätegruppe (Verwendung)
Untertagebetrieb I
Übrige Bereiche II
Gerätekategorie (Schutzgrad)
Zone 0, 1, 2: Gase, Dämpfe
und Nebel
Zone 20, 21, 22: Stäube
Kennzeichnung nach ATEX 95
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 13HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
beispielhaft für elektrische Geräte:
0000
Nummer der
benannten Stelle
Zusätzliche Kennzeichnung nach ATEX
Zusätzliche Kennzeichnung
nach CENELEC-Norm EN 6000879
(EN 50014)
Einsatzbereich
Gerätegruppe I - Bergbau
II - übrige Bereiche
Gerätekategorie 1, 2, 3
Atmosphäre: G - Gas, Dampf, Nebel
D - Staub
Bescheinigt
nach
CENELEC
Norm für
Ex-Schutz
Gerätegruppe I, II
Zündenergie:
A, B, C
Zündschutzart
o – Ölkapselung
q – Sandkapselung
…..
Temperaturklasse
T1 = 450 °C
T2 = 300 °C
T3 = 200 °C
T4 = 135 °C
T5 = 100 °C
T6 = 85 °C
Prüfung nach §14 und §15 BetrSichV
TÜV SÜD Industrie Service GmbH Folie 14HYPOS-Dialog, Fraunhofer IMWS Halle 27.06.2018
(4) Die in Anhang 3 genannten Arbeitsmittel hat der Arbeitgeber auf ihren
sicheren Zustand und auf ihre sichere Funktion umfassend prüfen zu lassen:
1. vor ihrer erstmaligen Inbetriebnahme,
2. vor Wiederinbetriebnahme nach prüfpflichtigen Änderungen und
3. wiederkehrend nach Maßgabe der in Anhang 3 genannten Vorgaben.
Zusätzliche Vorschriften für überwachungsbedürftige Anlagen
§ 15 Prüfung vor Inbetriebnahme und vor Wiederinbetriebnahme nach prüfpflichtigen
Änderungen
(1) Der Arbeitgeber hat sicherzustellen, dass überwachungsbedürftige Anlagen vor erstmaliger
Inbetriebnahme und vor Wiederinbetriebnahme nach prüfpflichtigen Änderungen nach Maßgabe
der in Anhang 2 genannten Vorgaben geprüft werden. Bei der Prüfung ist festzustellen,
1. ob die für die Prüfung benötigten technischen Unterlagen, wie beispielsweise eine EG-
Konformitätserklärung, vorhanden sind und ihr Inhalt plausibel ist und
2. ob die Anlage einschließlich der Anlagenteile entsprechend dieser Verordnung errichtet ist und
sich auch unter Berücksichtigung der Aufstellbedingungen in einem sicheren Zustand befindet.
Die Prüfung ist nach Maßgabe der in Anhang 2 genannten Vorgaben durchzuführen. Prüfinhalte,
die im Rahmen von Konformitätsbewertungsverfahren geprüft und dokumentiert wurden, müssen
nicht erneut geprüft werden.
Normen
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EN 1127-1 „Explosionsschutz, Teil 1: Grundlagen und Methodik“
DIN EN 60079-14: 2004-07 (DIN VDE 0165-1)
„Elektrische Anlagen für gefährdete Bereiche“
DIN EN 60079-14: 2009-05 (DIN VDE 0165-1) Explosionsfähige
Atmosphäre „Projektierung, Auswahl und Errichtung elektrischer Anlagen“
DIN EN 60079-17: 2004-06 (DIN VDE 0165-10) „Prüfung und
Instandhaltung elektrischer Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen“
DIN EN 13463-1: 2002-04 „Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in
explosionsgefährdeten Bereiche, Teil1: Grundlagen und Anforderungen“
Technische Regeln (TRBS, TRGS)
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TRBS 1111 Gefährdungsbeurteilung
TRBS 1201-1 Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und Überprüfung
von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen
TRBS 1203 Befähigte Personen
TRBS 2152/ TRGS 720 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Allgemeines
TRBS 2152-1/ TRGS 721 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Beurteilung der Explosionsgefährdung
TRBS 2152-2 , TRGS 722 Vermeidung oder Einschränkung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre
TRBS 2152-3 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Vermeidung der Entzündung
gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre
TRBS 2152-4 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre - Maßnahmen des konstruktiven Explosionsschutzes,
welche die Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken
TRBS 3146 / TRGS 746 Ortsfeste Druckanlagen für Gase
TRGS 400 Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen
TRGS 509 Lagern von flüssigen und festen Gefahrstoffen in ortsfesten Behältern
sowie Füll- und Entleerstellen für ortsbewegliche Behälter
TRGS 510 Lagerung von Gefahrstoffen in ortsbeweglichen Behältern
TRGS 725 Gefährliche, explosionsfähige Atmosphäre - Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen
im Rahmen von Explosionsschutzmaßnahmen
TRGS 727 Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen
DVGW G 110 Ortsfeste Gaswarneinrichtungen
DVGW G 440 (M) Explosionsschutzdokument für Anlagen zur leitungsgebundenenVersorgung der Allgemeinheit mit Gas
DVGW G 491 (A) Gas-Druckregelanlagen für Eingangsdrücke bis einschließlich 100 bar; Planung, Fertigung, Errichtung,Prüfung, Inbetriebnahme und Betrieb
Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit
TÜV SÜD Industrie Service GmbH
Bahnhofstraße 20
09111 Chemnitz
Dr. Hartmut Neumann
Telefon +49 (0)371 26 737 22
E-Mail: [email protected]
Mehr Sicherheit. Mehr Wert.
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