Gefährdungsbeurteilung im Explosionsschutz

Her­rn Dr. Berthold Dry­ba Max-Planck-Str. 13 69226 Nußloch

Gefährdungs­beurteilun­gen kön­nen somit dazu beitra­gen, Wirtschaftlichkeit, Wet­tbe­werb­s­fähigkeit und Unternehmen­sim­age durch ver­ant­wortlich­es Han­deln für die Mitar­beit­er zu verbessern. Geset­ze und Verord­nun­gen regeln nicht im Detail, wie der Unternehmer die Beurteilung vorzunehmen hat. Der Geset­zge­ber hat den Betrieben bewusst einen bre­it­en Spiel­raum für die Gefährdungs­beurteilung gelassen.

Grund­la­gen für die umfassende Gefährdungs­beurteilung bilden das Arbeitss­chutzge­setz und die Betrieb­ssicher­heitsverord­nung. Das Arbeitss­chutzge­setz verpflichtet den Arbeit­ge­ber, Gefährdun­gen zu ermit­teln und die erforder­lichen Maß­nah­men des Arbeitss­chutzes festzule­gen. Nach § 5 des Arbeitss­chutzge­set­zes hat der Arbeit­ge­ber durch eine Beurteilung der für die Beschäftigten mit ihrer Arbeit ver­bun­de­nen Gefährdung zu ermit­teln, welche Maß­nah­men des Arbeitss­chutzes erforder­lich sind. Nach § 3 hat der Arbeit­ge­ber für eine geeignete Organ­i­sa­tion zu sor­gen, die erforder­lichen Mit­tel bere­itzustellen sowie Vorkehrun­gen zu tre­f­fen, dass die Maß­nah­men erforder­lichen­falls bei allen Tätigkeit­en beachtet wer­den und die Beschäftigten ihrer Mitwirkungspflicht nachkom­men kön­nen. Kann nach den Bes­tim­mungen der Betrieb­ssicher­heitsverord­nung und Gefahrstof­fverord­nung die Bil­dung gefährlich­er explo­sions­fähiger Atmo­sphäre nicht sich­er ver­hin­dert wer­den, hat der Arbeit­ge­ber zu beurteilen:

Die Unfal­lver­hü­tungsvorschrift „Grund­sätze der Präven­tion“ (BGV A 1) ver­langt ins­beson­dere die Doku­men­ta­tion des Ergeb­niss­es der Gefährdungsbeurteilung.

Eine Beurteilung der Explo­sion­s­ge­fahr kann nach TRBS 2152 Teil 1 erfol­gen. Die Schw­er­punk­te zur Erstel­lung des Explo­sion­ss­chutz­doku­mentes find­en sich in der EX-RL (BGR 104), Abschnitt E 6.

Für eine erfol­gre­iche Gefährdungs­beurteilung bei Explo­sion­s­ge­fahr müssen die in Abbil­dung 2 aufgezeigten Schw­er­punk­te bear­beit­et werden:

Dabei kann die Gefährdungs­beurteilung ins­ge­samt als ein iter­a­tiv­er Prozess ver­standen wer­den. Wird beispiel­sweise bei der Ermit­tlung der Explo­sions­fähigkeit fest­gestellt, dass eine Staubex­plo­sions­frage gegeben ist, so erfol­gt die Ein­teilung explo­sion­s­ge­fährde­ter Bere­iche sowohl im Innern als auch in der Umge­bung der Anlage in Zonen. Daraus ergeben sich Maß­nah­men zur Ver­mei­dung wirk­samer Zündquellen. Nach Abschätzung der Auswirkung ein­er Explo­sion auf­grund der Tat­sache, dass nicht alle Zündquellen sich­er ver­mieden wer­den kön­nen, wer­den kon­struk­tive Explo­sion­ss­chutz­maß­nah­men fest­gelegt. Oft­mals sind damit erhe­bliche Kosten ver­bun­den. Um Aufwen­dun­gen zu reduzieren, kann in der näch­sten Iter­a­tion geprüft wer­den, ob anstelle des stauben­den Pro­duk­tes beispiel­sweise schup­pen­för­mige, pastöse oder gran­u­latar­tige Stoffe einge­set­zt wer­den kön­nen. Ist dies nicht möglich, kann in der drit­ten Iter­a­tion auch über Iner­tisierungs­maß­nah­men nachgedacht wer­den. Das kann zur Folge haben, dass keine Zonenein­teilung mehr erforder­lich wird oder diese nur noch in engen Bere­ichen erfol­gen muss, so dass die weit­eren Aufwen­dun­gen erhe­blich reduziert wer­den kön­nen (Abb. 3 und 4).

Wesentliche Voraus­set­zun­gen für die Wirk­samkeit der Iner­tisierung ist ihre Sich­er­stel­lung, z. B. durch Überwachung der Sauer­stof­fkonzen­tra­tion, der Inert­gaskonzen­tra­tion des Gesamt­druck­es oder der Men­gen­ströme von Inert­gas und brennbarem Stoff. Weit­er­hin ist eine Alarm­schwelle unter­halb der höchst zuläs­si­gen Sauer­stof­fkonzen­tra­tion festzule­gen. Bei Erre­ichen der Alarm­schwelle müssen den Bedin­gun­gen des Einzelfalls entsprechend von Hand oder automa­tisch Schutz­maß­nah­men aus­gelöst und durchge­führt wer­den. Die festzule­gende Alarm­schwelle, die Eigen­schaften der Überwachung­sein­rich­tun­gen, ihre erforder­liche Funk­tion­ssicher­heit und die Reak­tion­szeit­en des Per­son­als und der Anlage sind aufeinan­der abzustimmen.

Die Ermit­tlung der Explo­sions­fähigkeit unter Berück­sich­ti­gung der Bee­in­flus­sung durch die Prozess­be­din­gun­gen kann durch Beant­wor­tung der fol­gen­den drei Fra­gen gek­lärt werden:

Auf der Basis der TRBS 2152 Teil 1 Punkt 3.2 kön­nen Aus­sagen getrof­fen wer­den, ob im Bere­ich der zu beurteilen­den Anlage oder im Innern von Anla­gen explo­sions­fähige Atmo­sphäre auftreten kann.

Zündquellen wer­den in ihrer Wirkung häu­fig unter­schätzt oder nicht erkan­nt. Ihre Wirk­samkeit, d. h. die Fähigkeit explo­sions­fähige Atmo­sphäre zu entzün­den hängt unter anderem von der Energie der Zündquelle und von den Eigen­schaften der explo­sions­fähi­gen Atmo­sphäre ab. Die für die Prax­is wichtig­sten Zündquellen sind in Abbil­dung 5 dargestellt.

Lässt sich die Wahrschein­lichkeit des Wirk­samw­er­dens ein­er Zündquelle entsprechend der Zuläs­sigkeit nach der Zonenein­teilung des Bere­ich­es in dem sie sich befind­et nicht abschätzen, ist die Zündquelle als dauernd wirk­sam zu betra­cht­en. Für eine Rei­he von Zündquellen sind Gren­zw­erte angegeben, bei deren Ein­hal­tung eine Zündge­fahr aus­geschlossen wer­den kann. Die in der Gefährdungs­beurteilung festzule­gen­den Maß­nah­men sollen Zündquellen unwirk­sam machen oder die Wahrschein­lichkeit ihres Wirk­samw­er­dens ver­ringern. Bei der Beurteilung möglich­er Zündquellen haben Ablagerun­gen brennbaren Staubes eine beson­dere Bedeutung.

In der TRBS 2152 Teil 3 sind für alle 13 Zündquel­lenarten dif­feren­ziert Aus­führun­gen zu find­en. Kommt explo­sions­fähige Atmo­sphäre mit heißen Ober­flächen, zum Beispiel heiße Rohrleitun­gen, heiße Kessel in Berührung, kann es zu ein­er Entzün­dung kommen.

Grund­lage der Bew­er­tung ist die genormte Zündtem­per­atur der die explo­sions­fähige Atmo­sphäre bilden­den Stoffe. Neben betrieb­smäßig heißen Ober­flächen, wie Heizkör­pern, Trock­en­schränken und andere, kön­nen auch mech­a­nis­che Vorgänge durch Rei­bung oder Spanab­he­bung, z. B. Bohren im Bere­ich der beansprucht­en Ober­fläche zu gefährlichen Tem­per­a­turen führen.

Auch an Arbeitsmit­teln, die mech­a­nis­che Energie in Ver­lust­wärme über­führen, d. h. alle Arten von Rei­bungskup­plun­gen und mech­a­nisch wirk­enden Brem­sen, z. B. an Fahrzeu­gen und Zen­trifu­gen, kann es deshalb zu betrieb­s­be­d­ingten heißen Ober­flächen kom­men. Weit­er­hin kön­nen deshalb drehende Teile in Lagern, Wellen­durch­führung, Stopf­buch­sen usw. bei ungenü­gen­der Schmierung zu Zündquellen wer­den. Wenn sich Teile in engen Gehäusen drehen, kön­nen auch durch Ein­drin­gen von Fremd­kör­pern in den Spalt zwis­chen drehen­dem Teil und Gehäuse oder durch Achsver­lagerung Reib­vorgänge stat­tfind­en, die unter Umstän­den schon in kurz­er Zeit hohe Ober­flächen­tem­per­a­turen her­vor­rufen. Ziel der unter 5.2.2 bis 5.2.8 in der TRBS 2152 Teil 3 beschriebe­nen Schutz­maß­nah­men ist die Ver­hin­derung der Entzün­dung explo­sions­fähiger Atmo­sphäre durch Wirk­samw­er­den ein­er heißen Ober­fläche als Zündquelle, in Abhängigkeit von der Zone.

Unter Punkt 5.2.2 „All­ge­meine Schutz­maß­nah­men in allen Zonen“ der TRBS 2152 Teil 3 find­et man unter anderem fol­gende Aus­sagen: In Abhängigkeit von der vor­liegen­den Zone darf die max­i­male Ober­flächen­tem­per­atur von Anla­gen­teilen, die im Kon­takt mit explo­sions­fähiger Atmo­sphäre ste­hen, einem bes­timmten fest­gelegten Sicher­heitsab­stand zu der Tem­per­aturk­lasse zuge­höri­gen Gren­ztem­per­atur nicht unterschreiten.

Bei Geräten, Kom­po­nen­ten und Schutzsys­te­men nach Explo­sion­ss­chutzverord­nung in Verbindung mit der Richtlin­ie 94/9/EG wird die max­i­male Ober­flächen­tem­per­atur vom Her­steller bei sein­er Zündge­fahren­be­w­er­tung ermit­telt. Wenn Geräte, Kom­po­nen­ten oder Schutzsys­teme der Kat­e­gorien 1 G bis 3 G mit Tem­per­aturk­lasse niedrig­ster zuläs­siger Zündtem­per­atur oder ein­er explo­sions­fähi­gen Atmo­sphäre oder den explo­sions­fähi­gen Atmo­sphären für die sie geeignet sind, gekennze­ich­net sind, sind Sicher­heitsab­stände bere­its berück­sichtigt, so dass sie ohne weit­ere Sicher­heitsab­stände in den entsprechen­den explo­sions­fähi­gen Atmo­sphären einge­set­zt wer­den dürfen.

Brennbare Gase und Dämpfe wer­den nach ihrer Zündtem­per­atur in Tem­per­aturk­lassen eingeteilt. Für explo­sions­fähige Atmo­sphären aus Stof­fen ein­er Tem­per­aturk­lasse ist in der Regel der jew­eils untere Wert der Zündtem­per­atur ihrer Tem­per­aturk­lasse die Grund­lage für die Fes­tle­gung der max­i­mal zuläs­si­gen Oberflächentemperatur.

Hingewiesen sei an dieser Stelle auch auf die DIN EN 15198 „Meth­o­d­en zur Bew­er­tung der Zündge­fahren für nicht-elek­trische Geräte und Kom­po­nen­ten zur Ver­wen­dung in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen“. Zur Durch­führung von Gefährdungs­beurteilun­gen gibt es mehrere Möglichkeit­en bzw. Ver­fahren. Für kleine über­schaubare Bere­iche kön­nen Arbeits­blät­ter oder Check­lis­ten ver­wen­det wer­den. Als Betreiber von Anla­gen mit explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen bietet sich die sys­tem­a­tis­che Anwen­dung der Explo­sion­ss­chutz-Regeln an. Für Her­steller von Geräten und Schutzsys­te­men zum Ein­satz in explo­sion­s­ge­fährde­ten Bere­ichen bzw. von Bere­ichen, in denen explo­sions­fähige Atmo­sphäre nicht auszuschließen ist, kann die Basis­norm des Explo­sion­ss­chutzes die DIN EN 1127–1 in Anwen­dung gebracht wer­den. Für kom­plexe Anla­gen bietet sich im Einzelfall auch die Anwen­dung spezieller Meth­o­d­en an.

Für Arbeits­blät­ter und Check­lis­ten sind an dieser Stelle ver­schiedene Hil­f­s­mit­tel aufge­führt. So gibt es beispiel­sweise beruf­sgenossen­schaftliche Infor­ma­tio­nen, die sich mit der Gefährdungs­beurteilung beschäfti­gen. In der BGI 570 ist ein Arbeits­blatt 3 aufge­führt. In der BGI 571 wer­den für 11 Gefährdungs- und Belas­tungs­fak­toren kleine anschauliche Fra­genkat­a­loge ange­boten. Im Abschnitt 7.2 wer­den Gefahren durch explo­sions­fähige Atmo­sphäre behandelt.

Im nicht verbindlichen Leit­faden für bew­erte Ver­fahren im Hin­blick auf die Durch­führung der Richtlin­ie 1999/92/EG über Min­destvorschriften zur Verbesserung des Gesund­heitss­chutzes und der Sicher­heit der Arbeit­nehmer, die durch explo­sions­fähige Atmo­sphären gefährdet wer­den kön­nen, sind im Abschnitt A 3 „Muster­for­mu­la­re und Check­lis­ten“ enthal­ten, so auch ein Muster­for­mu­lar A 3.1 „Check­liste Explo­sion­ss­chutz im Innern von Appa­ra­turen“ und A 3.2 „Check­liste Explo­sion­ss­chutz in der Umge­bung von Apparaturen“.

Das Merk­blatt BGI 570 „Gefährdungs­beurteilung – Wie, Warum, Wer“ bildet, für kleine und mit­tlere Unternehmen eine geeignete Grund­lage zur Durch­führung der Gefährdungs­beurteilung und kann in sein­er Sys­tem­atik für ver­schiedene Gefährdungsarten genutzt wer­den. In den Anhän­gen wird unmit­tel­bares Arbeits­ma­te­r­i­al geliefert. Die in Abbil­dung 7 dargestellte Tabelle basiert auf dem Arbeits­blatt 3 zur Gefährdungsbeurteilung.

Von ver­schiede­nen Ein­rich­tun­gen, z. B. Betrieben, Beruf­sgenossen­schaften und Ver­bän­den wur­den Hil­f­s­mit­tel für die Beurteilung der Explo­sion­s­ge­fahr erar­beit­et. Auf der Basis der Explo­sion­ss­chutz-Regeln wurde ein geeignetes Indus­triebeispiel speziell für den Explo­sion­ss­chutz auf der Basis der EX-RL in Form ein­er Check­liste von der Wack­er Chemie GmbH, Burghausen erar­beit­et. Diese Check­lis­ten befassen sich mit den Schw­er­punk­ten, Ver­mei­den oder Ein­schränken gefährlich­er explo­sions­fähiger Atmo­sphäre sowohl im Innern von Appa­ra­turen als auch in der Umge­bung. Im Teil B „Ver­mei­den wirk­samer Zündquellen“ wer­den in Verbindung mit der entsprechen­den TRBS alle 13 Zündquel­lenarten abge­fragt und im Teil C wird auch auf den kon­struk­tiv­en Explo­sion­ss­chutz einge­gan­gen. Diese Check­liste stellt dann die Basis für die Erstel­lung des Explo­sion­ss­chutz­doku­ments dar (siehe www.exinfo.de, ID-Num­mer 1234.0).

Für kom­plexe Anla­gen und Prozesse ist die Anwen­dung spezieller Meth­o­d­en erforder­lich, so z. B. für die Sicher­heit­s­analyse nach Stör­fal­lverord­nung. In der 12. Verord­nung zur Durch­führung des Bun­des­im­mis­sion­s­ge­set­zes wer­den Anforderun­gen for­muliert, in denen Sicher­heit­s­analy­sen für der­ar­tige Anla­gen genü­gen müssen. Liegt keine Stör­fal­lan­lage vor, kann man sich am Anhang II „Min­destangaben im Sicher­heits­bericht“ und Anhang III „Grund­sätze für das Konzept zur Ver­hin­derung von Stör­fällen und das Sicher­heits­man­age­mentsys­tems“ ori­en­tieren. Durch Ein­führung der Stör­fal­lverord­nung erhiel­ten die Meth­o­d­en der Risiko­er­mit­tlung eine erhöhte Bedeu­tung mit der Ein­führung der Pflicht zur Sicher­heit­s­analyse. In der Prax­is wer­den z. B. fol­gende Risiko­er­mit­tlungsver­fahren einge­set­zt (PAAG):

Auf der Basis der Gefährdungs­beurteilung kann dann das Explo­sion­ss­chutz­doku­ment erstellt werden.

Weit­ere Infor­ma­tio­nen unter: