ABGS GmbH

Aehnelt & Braune Gaswarn- & Systemtechnik

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[Fachartikel] Technische Regeln Betriebssicherheit – Teil 5

11. August 2011 | ABGS GmbH | Kategorie Wissen

[Fachartikel] Die Technischen Regeln Betriebssicherheit (TRBS) konkretisieren die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) hinsichtlich der Ermittlung und Bewertung von Gefährdungen sowie der Ableitung von geeigneten Maßnahmen. Sie sind keine verbindlichen Rechtsnormen.

In den nachfolgenden Ausführungen soll keine Kurz- oder Zusammenfassung des Regelwerkes versucht werden. Vielmehr soll schwerpunktmäßig auf die Regeln hingewiesen werden, die im Zusammenhang mit dem Einsatz von Gaswarntechnik stehen.

2. Gefährdungsbezogene Regeln

TRBS 2152/TRGS 720 (06/06) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre – Allgemeines

Diese Technische Regel gilt für die Beurteilung der Explosionsgefährdungen durch Stoffe, die gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können und für die Auswahl und Durchführung geeigneter Schutzmaßnahmen.

Es gelten die folgenden Begriffsbestimmungen:

Brennbarer Stoff ist ein Stoff in Form von Gas, Dampf, Flüssigkeit, Feststoff oder Gemischen davon, der bei der Entzündung eine exotherme Reaktion mit Luft eingehen kann.
Normalbetrieb ist der Zustand, in dem die Arbeitsmittel oder Anlagen und deren Einrichtungen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt oder betrieben werden.
Explosionsfähiges Gemisch ist ein Gemisch aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben, in dem sich ein Verbrennungsvorgang nach erfolgter Zündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt.
Explosionsfähige Atmosphäre ist ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, in dem sich ein Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt.
Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist eine explosionsfähige Atmosphäre, die in einer solchen Menge (gefahrdrohende Menge) auftritt, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung des Schutzes von Sicherheit und Gesundheit der Beschäftigten oder Dritter erforderlich werden.
Explosion im Sinne dieser Regel ist eine plötzliche Oxydationsreaktion mit Anstieg der Temperatur, des Druckes oder beidem zugleich.
Deflagration ist eine Explosion, die sich mit Unterschallgeschwindigkeit fortpflanzt.
Detonation ist eine Explosion, die sich mit Überschallgeschwindigkeit fortpflanzt; sie ist gekennzeichnet durch eine Stoßwelle.
Explosionsbereich ist der Bereich der Konzentration (Stoffmengenanteil) eines brennbaren Stoffes in Luft, in dem eine Explosion auftreten kann.
Selbstentzündung einer Staubschüttung ist die Entzündung von Stäuben, die dadurch hervorgerufen wird, dass die Wärmeproduktionsgeschwindigkeit der Oxidations- oder Zersetzungsreaktion der Stäube größer ist als die Wärmeverlustgeschwindigkeit an die Umgebung.
Hybrides Gemisch ist ein Gemisch von Luft mit brennbaren Stoffen in unterschiedlichen Aggregatzuständen.
Explosionsgefährdeter Bereich ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann. Ein Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre nicht in einer solchen Menge zu erwarten ist, dass besondere Schutzmaßnahmen erforderlich werden, gilt nicht als explosions-gefährdeter Bereich.
Die Zoneneinteilung dient als Grundlage für die Festlegung von Maßnahmen, insbesondere zur Vermeidung der Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre. Diese Einteilung erfolgt nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.

Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder NebelnGefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub
Zone 0
ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden
Zone 20
ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden
Zone 1
bei Normalbetrieb gelegentlich vorhanden
Zone 21
bei Normalbetrieb gelegentlich vorhanden
Zone 2
bei Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig vorhanden
Zone 22
bei Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig vorhanden

Für die Beurteilung der Gefährdung und die Festlegung von Maßnahmen sind die sicherheitstechnische Kenngrößen bedeutsam:

Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der unter festgelegten Versuchsbedingungen eine Flüssigkeit brennbares Gas oder brennbaren Dampf in solcher Menge abgibt, dass bei Kontakt mit einer wirksamen Zündquelle sofort eine Flamme auftritt.
Explosionspunkte: Unterer Explosionspunkt (UEP) bzw. oberer Explosionspunkt (OEP) einer brennbaren Flüssigkeit ist die Temperatur, bei der die Konzentration (Stoffanteil) des gesättigten Dampfes im Gemisch mit Luft die untere bzw. obere Explosionsgrenze erreicht. Bei reinen Stoffen und azeotropen Gemischen lassen sich mit Hilfe der Explosionspunkte und der Dampfdruckkurve die Explosionsgrenzen bestimmen.
Explosionsgrenzen sind Grenzen des Explosionsbereiches. Untere Explosionsgrenze (UEG) bzw. obere Explosionsgrenze (OEG) ist der untere bzw. obere Grenzwert der Konzentration (Stoffmengenanteil) eines brennbaren Stoffes in einem Gemisch von Gasen, Dämpfen, Nebeln und/oder Stäuben, in dem sich nach dem Zünden eine von der Zündquelle unabhängige Flamme gerade nicht mehr selbsttätig fortpflanzen kann.
Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) ist die maximale Sauerstoffkonzentration (Stoffmengenanteil) in einem Gemisch eines brennbaren Stoffes mit Luft und inerten Gas oder Staub, in dem eine Explosion nicht auftritt; sie wird bestimmt unter festgelegten Versuchsbedingungen.
Mindestzündenergie (MZE) ist die unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte, kleinste in einem Kondensator gespeicherte elektrische Energie, die bei Entladung ausreicht, das zündwilligste Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre zu entzünden.
Zündtemperatur (eines brennbaren Gases oder einer brennbaren Flüssigkeit) ist die unter Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der die Entzündung eines brennbaren Stoffes als Gas/Luft- oder Dampf/Luft-Gemisch eintritt.
Mindestzündtemperatur einer explosionsfähigen Atmosphäre ist die Zündtemperatur eines brennbaren Gases oder des Dampfes einer brennbaren Flüssigkeit oder einer Staubwolke; sie wird jeweils unter festgelegten Versuchsbedingungen bestimmt.
Mindestzündtemperatur einer Staubschicht ist die unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der die Staubschicht entzündet wird.
Mindestzündtemperatur einer Staubwolke ist die unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte niedrigste Temperatur einer heißen Oberfläche, bei der sich das zündwilligste Gemisch des Staubes mit Luft entzündet.
Glimmtemperatur ist die Mindestzündtemperatur einer Staubschicht von 5 mm Dicke.
Schwelpunkt ist die niedrigste Temperatur, bei der ein Staub brennbare dampf- oder gasförmige Produkte (Schwelgas) in solchen Mengen entwickelt, dass diese im Luftraum oberhalb der Schüttung durch eine kleine Flamme entzündet werden können.
Explosionsdruck (pex) ist der unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte Druck, der in einem geschlossenen Behälter bei der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre mit bestimmter Zusammensetzung auftritt. MaximalerExplosionsdruck (pmax) ist der höchste ermittelte Explosionsdruck, der bei einer Änderung der Brennstoffanteile auftritt.
Maximaler zeitlicher Druckanstieg ((dp/dt)max) ist der unter festgelegten Versuchsbedingungen bei Änderung der Brennstoffanteile ermittelte höchste zeitliche Druckanstieg in einem geschlossenen Behälter, der bei der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre auftritt.

Der Arbeitgeber hat die Gefährdung seiner Beschäftigten durch Explosionen zu ermitteln, zu beurteilen und die notwendigen Schutzmaßnahmen abzuleiten. Dabei sind die folgenden Gesichtspunkte zu beachten:

  • Es ist zu prüfen, ob brennbare feste, flüssige, gasförmige oder staubförmige Stoffe betriebsmäßig vorhanden sind oder unter den in Betracht zu ziehenden Betriebszuständen gebildet werden können.
  • Es muss festgestellt werden, ob nach Art des Auftretens dieser brennbaren Stoffe überhaupt mit der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre zu rechnen ist.
  • Es ist zu beurteilen, ob die zu erwartenden Mengen explosionsfähiger Atmosphäre auf Grund der örtlichen oder betrieblichen Verhältnisse gefahrdrohend sind.

Ist die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre möglich, sind Schutzmaßnahmen zu treffen:

  • Es sind bevorzugt Stoffe und Zubereitungen einzusetzen, die keine explosionsfähige Atmosphäre bilden können. Ist dies nach dem Stand der Technik nicht möglich, ist die Bildung von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre zu verhindern oder einzuschränken. Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist gefahrlos zu beseitigen, soweit dies nach dem Stand der Technik möglich ist.

Kann gefährliche explosionsfähige Atmosphäre nicht sicher verhindert werden, hat der Arbeitgeber zu beurteilen:

  • die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre,
  • die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins oder der Entstehung und des Wirksamwerdens von Zündquellen einschließlich elektrostatischer Aufladungen und
  • die zu erwartenden Auswirkungen von Explosionen; besondere örtliche Verhältnisse sowie das Maß über- oder unterschreitende Explosionsgefährdungen müssen berücksichtigt werden.

Aus dieser Beurteilung hat der Arbeitgeber die erforderlichen Maßnahmen zum Schutz der Beschäftigten abzuleiten:

  • Maßnahmen, welche eine Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern oder einschränken,
  • Maßnahmen, welche die Entzündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern und
  • Maßnahmen, welche die Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken.

Der Prozess der Entscheidung ist in Bild 1 der Regel in Form eines Abfrageschemas zum Erkennen und Vermeiden von Explosionsgefährdungen dargestellt. Die erforderlichen Explosionsschutz-maßnahmen müssen im Rahmen eines in sich widerspruchsfreien Explosionsschutzkonzeptes ausgewählt, bewertet und im Explosionsschutzdokument festgehalten werden.

wird fortgesetzt

Gastautor: Dipl.-Ing. Dieter Seyfert

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© 2011 ABGS GmbH – Dipl.-Ing. Dieter Seyfert

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Der Beitrag wurde am Donnerstag, den 11. August 2011 um 08:49 Uhr veröffentlicht und wurde unter Wissen abgelegt.

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