Wie wir gesehen haben, begrenzen die UEG und die OEG den Explosionsbereich, der durch die Gesamtheit der explosiven Konzentrationen einer explosiven Substanz in der Atmosphäre gebildet wird. Um das Risiko einzuschätzen, wird der Arbeitgeber die Konzentration der explosiven Substanz entsprechend der verwendeten Menge beurteilen und diese mit den Explosionsgrenzen vergleichen. Als Präventionsmaßnahme wird er sich einen Sicherheitsspielraum geben und dann die Konzentration mindestens bis zur Sicherheitskonzentration durch ein Absaug-/Filtersystem der ATEX verdünnen.
Sommaire
- Die UEG wird verwendet, um das Risiko der Entstehung von ATEX mit der Menge des verwendeten Produkts in Beziehung zu setzen.
- Der Explosionsbereich, der UEG und der SEG geben Auskunft über die Bildung von ATEX und das Ausmaß des Explosionsrisikos, das mit dem Produkt verbunden ist.
- Der Explosionsbereich dient dazu, einen Sicherheitsabstand zur Vermeidung der Bildung von ATEX einzuhalten.
Die UEG wird verwendet, um das Risiko der Entstehung von ATEX mit der Menge des verwendeten Produkts in Beziehung zu setzen.
Die untere Explosionsgrenze (UEG) wird mit den Konzentrationen explosiver Substanzen verglichen, die eine ATEX bilden könnten. Diese Konzentrationen hängen von der Emissionsrate der explosiven Substanzen ab. Diese wiederum ergibt sich aus der Menge der vorhandenen Produkte in der untersuchten Betriebssituation. Der Arbeitgeber wird diese Konzentrationen für verschiedene ATEX-Bildungsszenarien abschätzen.
Ein theoretisches Beispiel: das eines ATEX-Szenarios bei Gasaustritt aus einer Rohrleitung. Von der Durchflussrate in der Rohrleitung hängt die Emissionsrate des brennbaren Produkts in die Umgebungsluft ab. Daraus ergibt sich die Berechnung der Konzentrationsgradienten im Arbeitsbereich. Die Konzentrationswerte werden in Bezug zum Explosionsbereich gesetzt. Daraus wird der Grad des ATEX-Risikos abgeleitet. Die Beständigkeit dieses Risikos wird bewertet, abhängig von der Position im Arbeitsbereich. Anschließend werden die ATEX-Zonen bestimmt. Schließlich werden Präventionsmaßnahmen angewendet, wie die Absaugung und Filterung des brennbaren Gases. Die Absaugleistung berücksichtigt die potenzielle Leckrate des brennbaren Gases.
Ein reales Beispiel: Im Jahr 2011 explodierte ein zu 95 % gefüllter 1000 m3-Papiertank in Nogent sur Seine, wobei eine Person ums Leben kam. Der Papierbrei hatte Wasserstoff in die Tankatmosphäre abgegeben. Die Emissionsrate pro Einheit Trockenmasse beträgt 20 dm3 pro Stunde (Trockengehalt des Breis 10 %). Bei dieser Rate wird die UEG nach 1,6 Stunden erreicht. Der Wasserstoff vermischte sich mit der
Der Explosionsbereich, der UEG und der SEG geben Auskunft über die Bildung von ATEX und das Ausmaß des Explosionsrisikos, das mit dem Produkt verbunden ist.
UEG und OEG legen die Amplitude des Explosionsbereichs fest, der unteren und oberen Explosionsbereiche (Bereiche der nicht-explosiven Konzentrationen einer explosiven Substanz). Folglich geben sie sowohl Aufschluss über die Wahrscheinlichkeit einer Entzündung und Explosion der ATEX als auch über die Wahrscheinlichkeit der ATEX-Bildung.
Je mehr sich der Explosionsbereich erweitert, desto kleiner werden die Bereiche der nicht-explosiven Konzentrationen. Daher ist die Wahrscheinlichkeit, dass eine Emission einer explosiven Substanz eine Konzentration im Explosionsbereich erzeugt, umso höher.
Zudem gilt: Je mehr sich der explosive Konzentrationsbereich ausdehnt, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit des Explosionsrisikos. (Beachten Sie, dass die Wahrscheinlichkeit des Explosionsrisikos von anderen Faktoren abhängt, die mit der Atmosphäre und dem industriellen Umfeld zusammenhängen.) Wenn die empfohlene Präventionsmaßnahme die Absaugfiltration ist, hängt die Absaugleistung der ATEX teilweise von der Konzentration der explosiven Substanz in dieser Atmosphäre ab. (Beachten Sie, dass die Konzentration der explosiven Substanz nicht der einzige Faktor ist, der die erforderliche Absaugleistung zur Gewährleistung der Sicherheit des Bereichs bestimmt.)
Zum Beispiel hat der Explosionsbereich von Wasserstoff 71 Prozentpunkte (4 % bis 75 % Volumenanteil in der Luft), während Propan 7,8 Prozentpunkte (2,2 % bis 10 % Volumenanteil in der Luft) aufweist; also etwa 10-mal weniger. Daher sind die Gelegenheiten, explosive Situationen anzutreffen, bei Wasserstoff häufiger.
Und die Zeit, in der ATEX durch Absaugen verdünnt werden muss, um das ATEX-Risiko zu reduzieren, ist umso länger, je näher die Substanz in einer explosiven Konzentration an der oberen Grenze des Explosionsbereichs liegt.
Des Weiteren gilt: Bei gleicher Amplitude des Explosionsbereichs, je niedriger die UEG ist (oder je höher die OEG im Falle einer sauerstoffarmen Atmosphäre ist), desto kleiner ist der untere (oder obere) Explosionsbereich. Folglich ist der Übergang von einer nicht-explosiven Konzentration zu einer explosiven Konzentration schneller. Je niedriger die UEG ist, desto höher ist das Risiko der ATEX-Bildung.
Wenn beispielsweise die Ausgangssituation eine Atmosphäre ohne brennbare Substanz ist, dann birgt Propan (UEG = 2,2 %) ein höheres Risiko der ATEX-Bildung als Wasserstoff (UEG = 4,4 %). Aber das Entzündungs- und Explosionsrisiko ist geringer.
Unter den meisten Betriebsbedingungen erweist es sich als einfacher, die Konzentration unter der UEG zu halten. Um dies zu erreichen, ist die Absaugung/Filterung brennbarer Substanzen die übliche Präventionsmaßnahme. Je niedriger die UEG ist, desto höher muss die Absaugleistung sein, entweder um den Explosionsbereich zu verlassen oder um die explosiven Konzentrationen bis zur vollständigen Entfernung der Substanz aus der Atmosphäre zu reduzieren.
Einige industrielle Prozesse erfordern es eher, das explosive Produkt in einer Konzentration oberhalb der OEG zu halten. Zum Beispiel Reinigungsverfahren durch Eintauchen in ein brennbares Lösungsmittel in einer geschlossenen Atmosphäre.
Der Explosionsbereich dient dazu, einen Sicherheitsabstand zur Vermeidung der Bildung von ATEX einzuhalten.
Um die ATEX-Bildung zu vermeiden, muss die Konzentration des Gases oder Dampfes außerhalb des Explosionsbereichs gehalten werden. Je nach Umgebungsbedingungen wird eine explosionsfähige Atmosphäre mehr oder weniger homogen in brennbaren Produkten. Zum Beispiel könnten aufgrund von Turbulenzen bestimmte Zonen, die als ATEX-frei galten, eine explosive Konzentration erreichen.
Zur Prävention des ATEX-Risikos wird der Arbeitgeber einen Sicherheitsspielraum bei den Explosionsgrenzwerten einhalten. Diesbezüglich empfiehlt die ATEX-Verordnung, die Konzentration im Arbeitsbereich, in dem sich eine ATEX bilden könnte, auf mindestens 10 % unter der UEG festzulegen. Und unter dem Schwellenwert von 25 % in anderen Räumlichkeiten.[i]
[i] Rundschreiben vom 09/05/85 über den technischen Kommentar der DekreteNr. 84-1093 und 84-1094 vom 7/12/1984 über die Belüftung und Sanierung von Arbeitsplätzen
