Auslöser einer Explosion ist das Zusammenspiel von Sauerstoff, einem brennbaren Stoff und einer Zündquelle. Wichtig ist vor allem das Mischungsverhältnis zwischen Sauerstoff und brennbaren Stoff. Ein Sonderfall ist die Staubexplosion, bei der es zudem auf die Staubverteilung ankommt. Die Voraussetzung für eine Explosion ist eine passende Konzentration des Stoffes. Diese muss stoffabhängig zwischen der unteren und oberen Explosionsgrenze liegen.
Ist die untere Explosionsgrenze nicht erreicht, eine zu geringe Stoffkonzentration vorhanden, kann es zu keiner explosiven Atmosphäre kommen. Ist die Umgebung durch den brennbaren Stoff gesättigt, sprich die obere Explosionsgrenze erreicht und somit der Sauerstoffgehalt zu gering, ist eine Explosion ebenfalls ausgeschlossen. Um eine Explosion zu verhindern, muss also dafür gesorgt werden, dass somit entweder das Mischungsverhältnis von Sauerstoff zu brennbarem Stoff nicht passend ist oder eine Zündquelle ausgeschlossen werden kann.
Ex-Zonen und ihre Einteilung
Die Umgebung des brennbaren Stoffs und damit auch das Thema Ausgasung wird in drei Zonen eingeteilt. Zur Verdeutlichung eignet sich das Anwendungsbeispiel eines Tanklasters, der ein Benzingemisch geladen hat: Im Inneren des Tanks ist oberhalb des Flüssigkeitpegels die höchste Konzentration an explosiver Atmosphäre. Dies entspricht der Zone 0. Wird der Tank entladen, also abgepumpt, ist in der direkten Umgebung um den Ablasshahn bzw. die Schlauchverbindung die Zone 1, die Stoffkonzentration ist wesentlich geringer. Mit einem etwas größeren Abstand um den Ablasshahn sind die Stoffkonzentration und die Wahrscheinlichkeit einer Explosion so gering, dass man diesen Bereich in Zone 2 einteilt. Abhängig von der Zone müssen zur Explosionsverhinderung verschiedene Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
Ein Betreiber ist für die Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch eine explosionsfähige Atmosphäre gefährdet werden können, verantwortlich. Vorgabe bildet hier die Atex-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG bzw. deren Umsetzung in deutsches Recht. Demnach ist für folgende Punkte Sorge zu tragen:
Vermeidung oder Einschränkung der Bildung explosionsfähiger Atmosphäre,
Vermeidung wirksamer Zündquellen und
Beschränkung der Auswirkung einer eventuellen Explosion auf ein unbedenkliches Maß.
Die Reihenfolge der Vorkehrungen ist in diesem Fall gleichbedeutend mit ihrer Priorisierung. Darüber hinaus muss der Betreiber ein Explosionsschutzdokument erstellen, in dem er unter anderem auch die Zoneneinteilung vornimmt. Festgelegt ist dies in der Betriebssicherheitsverordnung. Nur er kennt das Umfeld genau und kann das Zusammenspiel, beispielsweise verschiedener Maschinen und Personaltätigkeit, beurteilen.
Das Ex-Schutzdokument ist ein wesentlicher Bestandteil der Gefährdungsbeurteilung gemäß §5 Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) und damit auch ein wichtiger Bestandteil des betrieblichen Arbeitsschutz-Managements. Der Hersteller von Produkten im Ex-Bereich ist dem gegenüber verpflichtet, diese Produkte sicher zu entwickeln und in den Verkehr zu bringen. Geregelt wird dies über die Atex-Produktrichtlinie 2014/34/EU, die zur Harmonisierung nationaler Vorschriften innerhalb der EU in Kraft getreten ist. Fingerspitzengefühl ist gefragt, denn Produkte mit einer potenziellen oder wirksamen Zündquelle sind kennzeichnungspflichtig. Wichtig ist, dass der Hersteller bewertet und damit auch festlegt, in welcher Zone das Produkt eingesetzt werden darf. Der Betreiber hingegen muss über sein Explosionsschutzdokument und die Zoneneinteilung vorgeben, welches Produkt eingesetzt werden darf.
Anwendungsbeispiel: Fasshandling
Anhand eines von Denios entwickelten Produkts zum Einsatz im Ex-Bereich wird deutlich, wie die Atex-Richtlinien bereits im Entwicklungsprozess eine große Rolle spielen. Es handelt sich dabei um die ergonomische Fasskarre Secu Comfort in der ableitfähigen Version. Dieses Produkt kommt dann zum Einsatz, wenn ein Anwender im Bereich der Gefahrstofflagertechnik 200-Liter-Fässer transportieren und handhaben muss.
Bereits in der Konzept- und Entwurfsphase der Fasskarre wurde auf die Vermeidung potentieller Zündquellen geachtet. In diesem Fall gab es beispielsweise keine heißen Oberflächen, allerdings kann es gerade beim Handling mit der Secu Comfort zu statischen Aufladungen kommen. Um nicht nur die im ersten Schritt offensichtlichen Zündquellen zu betrachten, wurde beginnend mit der Entwurfsphase, begleitend durch die Konstruktion bis hin zur Serienreife des Produkts, eine Gefährdungs- und auch eine Zündquellenanalyse erstellt. Die sich daraus ergebenden Erkenntnisse wurden bereits in der laufenden Entwicklungsphase berücksichtigt, da eine Betrachtung am Ende der Produktentwicklung eine dringend notwendige Änderung gegebenenfalls nicht mehr zugelassen hätte.
Bezogen auf die Secu Comfort wurden vor allem mechanisch erzeugte Funken durch Reibung und auch die statische Aufladung betrachtet. Ersteres konnte anhand der Konstruktion der Karre ausgeschlossen werden. Um eine statische Aufladung zu vermeiden, ist die Secu Comfort ableitfähig konstruiert worden. Das Produkt muss somit nicht durch einen direkt angeschlossenen Potentialausgleich geerdet werden. Gemäß der Atex-Produktrichtlinie werden die Informationen vom Hersteller umfangreich in der Betriebsanleitung zur Verfügung gestellt.
Das voraus gegangene Beispiel zeigt: Das Thema Atex in der Gefahrstofflagertechnik ist bei systematischer und strukturierter Betrachtung und unter Einhaltung der entsprechenden Vorschriften und Richtlinien durchaus anwenderfreundlich zu bewältigen.
