Abbildung 1: Ein Filterschrank ist mit einem Feuerlöscher ausgerüstet.

Für die Reinigung von Luftströmen wird in der Industrie häufig von Filterschränken Gebrauch gemacht. Wenn sich in diesen Strömen entzündbare Pulver, Fasern oder Staub befinden, müssen Maßnahmen gegen Explosionsgefahr getroffen werden. Filterschränke sind oft Teil einer Absaugvorrichtung, die freigesetztes Pulver zu ungefährlichen Konzentrationen verdünnt und an einer zentralen Stelle sammelt. Der Zusammenhang mit der Explosionssicherheit ist klar.

Über Filterschränke und Explosionssicherheit bestehen viele Unklarheiten. Fragen, die hierüber regelmäßig gestellt werden:

  • Gibt es explosionssichere Filterschränke?
  • Was muss ein Arbeitgeber selbst regeln und was kann er vom Fabrikanten erwarten?
  • Was machen wir mit einem alten Filterschrank?

In diesem Artikel werden einige dieser Fragen beantwortet.

EXPLOSIVE ATMOSPHÄREN

Um Explosionen zu verhüten, muss der Arbeitgeber zunächst bestimmen, wo sich in und um den Filterschrank herum explosive Atmosphären entwickeln können. Diese Gebiete werden in Zonenklassen eingeteilt, mit denen der Zusammenhang zwischen einem entzündbaren Gemisch und der Betriebszeit des Filterschranks oder der Dauer der Aktivität am Filterschrank wiedergegeben wird (z. B.: das Öffnen einer Beobachtungsklappe).

Für Filterschränke werden meistens die folgenden Zonenklassen angewendet:

  1. Das Innere des Filterschranks an der Staubseite wird als Zone 20 klassifiziert
  2. Das Innere des Filterschranks an der sauberen Seite wird als Zone 22 oder als ein Ungefährlicher Bereich klassifiziert
  3. Um den Filterschrank herum wird von einer Zone 22 oder einem Ungefährlichen Bereich ausgegangen
Zone 20 Explosionsfähige Atmosphäre >10 % vorhanden im Verhältnis zu Betriebszeit oder Aktivität.

Zone 21 Explosionsfähige Atmosphäre >0,1 % <10 % vorhanden im Verhältnis zu Betriebszeit oder Aktivität.

Zone 22 Explosionsfähige Atmosphäre >0,1 % vorhanden im Verhältnis zu Betriebszeit oder Aktivität.

NGG Gefahr einer explosionsfähigen Atmosphäre unwesentlich durch angewendete organisatorische und/oder technische Maßnahmen. In diesem Bereich sind Maßnahmen gegen Entzündungsquellen nicht erforderlich.

ENTZÜNDUGSQUELLEN

In den Zonen werden Maßnahmen gegen Entzündungsquellen getroffen und eventuell auch, um die Folgen einer Explosion zu beschränken. Das Arbeitsschutzgesetz schreibt darum vor, dass angewendete Geräte und Sicherheitssysteme explosionssicher sein müssen. Das bedeutet, dass sie die explosionsfähige Atmosphäre nicht entzünden können und konform ATEX 114 Produktionsrichtlinie ausgeführt sind. Für die richtige Wahl dieser Produkte sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften des aufzufangenden Produkts sehr wichtig.

In der Praxis wird jedoch regelmäßig von untauglichen Produkteigenschaften oder Verfahrensumständen ausgegangen. Nachstehende Tabelle zeigt das Verhältnis zwischen der Umgebungstemperatur und der minimalen Entzündungsenergie von Magermilchpulver. Wenn die Temperatur zunimmt, nimmt die Entzündungsenergie ab. Wenn dies bei der Wahl von Geräten und Sicherheitssystemen nicht berücksichtigt wird, ist die Gefahr groß, dass falsche Entscheidungen getroffen werden und man von Scheinsicherheit sprechen muss.

Verfahrenstemperatur 25 °C 45 °C 80 °C
Minimale Entzündungsenergie 30 mJ 10 mJ 5 mJ

EXPLOSIONSSICHERE FILTERSCHRÄNKE

Explosionssichere Filterschränke geben dem Arbeitgeber Sicherheit. Der Fabrikant weist durch die EU-Konformitätserklärung nach, dass der Filterschrank die relevanten Produktrichtlinien erfüllt. Im dazugehörenden Benutzerhandbuch stehen alle Vorschriften für eine sichere Anwendung.
Aber Achtung: explosionssichere Filterschränke existieren formell nicht. Der Grund dafür ist, dass die Entzündungsquellen, die mit dem Filterschrank assoziiert werden, nicht inhärent mit der Funktion des Filterschranks verbunden sind, sondern hauptsächlich von der korrekten Nutzung abhängig sind.

Darum muss der Filterschrank für die Beschränkung des Aufbaus von statischer Elektrizität mit einem Potentialausgleich versehen sein und muss ein antistatisches Filtermedium angewendet werden. Es müssen außerdem Anweisungen für die Nutzung aufgestellt werden. Diese Anweisungen müssen den Benutzern des Filterschranks bekannt sein und ein angestellter Aufsichtführender muss die korrekte Einhaltung überwachen. Anweisungen können durch ein Arbeitsgenehmigungssystem verankert werden.

In der Praxis kommt unsachgemäßer Gebrauch regelmäßig vor. Es wird manchmal vergessen, den Potentialausgleich anzuschließen oder diesen regelmäßig zu überprüfen, wodurch sich statische Elektrizität aufbauen und als Funke überspringen kann (Abbildung 2). Es kommt auch vor, dass der Widerstand im Leitungssystem zunimmt, weil das Filtermedium verstopft ist, wodurch die Luftgeschwindigkeit sinkt und sich Pulver anhäuft

Abbildung 2: Ein überspringender Funke bei fehlendem Potentialausgleich
Abbildung 3: Anhäufung von Pulver im Leitungssystem.

ANWENDUNG VON EXPLOSIONSSICHEREN GERÄTEN UND SICHERHEITSSYSTEMEN

Es kommt vor, dass in einem Filterschrank Geräte angewendet werden, die durchaus potentielle Entzündungsquellen besitzen. Denken Sie dabei beispielsweise an Füllstandmesser oder Austragschleusen. Diese Geräte müssen darum explosionssicher sein und die ATEX 114 erfüllen. Dasselbe gilt für Sicherheitssysteme, die eine beginnende Explosion stoppen oder die die Auswirkungen einer Explosion beschränken sollen. Denken Sie dabei an einen Explosions-Entlastungspult oder ein ‑Unterdrückungssystem.

Als Nachweis für den Benutzer, dass explosionssichere Geräte und Sicherheitssysteme angewendet werden, montiert der Fabrikant oft ein übergeordnetes Typenschild auf dem Filterschrank. Dieses Schild bezieht sich dann nicht auf den Filterschrank selbst, sondern auf die angewendeten Produkte. Das ist zugelassen, solange die ursprünglichen Typenschilder auf den Produkten nicht entfernt werden und die Produkte zum vom Fabrikanten vorgeschriebenen Zweck verwendet werden. In diesem Sinn ist der Filterschrank als Kombinationsprodukt explosionssicher.

FILTERSCHRÄNKE AUS DER ZEIT VOR DER HEUTIGEN ATEX RICHTLINIE

Abbildung 4: Die Beziehung zwischen Zonenklasse und Entzündungsquelle.

Vor 2003 gab es praktisch noch keine explosionssicheren Geräte für Staubluftumgebungen. Um Sicherheit nachzuweisen, muss der Arbeitgeber darum selbst eine Risikobeurteilung durchführen. In der Risikobeurteilung geht es im Großen und Ganzen darum, dass, wenn die Wahrscheinlichkeit einer explosionsfähigen Atmosphäre zunimmt, mehr Maßnahmen gegen Entzündungsquellen getroffen werden müssen. Es müssen dabei auch die Folgen einer eventuellen Explosion berücksichtigt werden. Eine solche Risikobeurteilung wird meistens in einem Explosionssicherheitsdokument oder einer technischen Dokumentation des Filterschranks festgelegt.

Wenn aus der Risikobeurteilung hervorgeht, dass ein nicht akzeptables Sicherheitsniveau vorliegt, dann können vorübergehend ergänzende Maßnahmen getroffen werden. So kann mit einem Explosions-Entlastungspult die Folge einer Explosion beschränkt werden. Mit einer Berechnung und Festigkeitsprüfungen muss dann nachgewiesen werden, dass der Filterschrank hierfür geeignet ist. In vielen Situationen ist es jedoch einfacher, einen alten Filterschrank abzuschreiben und durch ein korrekt ausgeführtes Modell auszuwechseln. Solange Sie als Arbeitgeber den Filterschrank nur für den vorgeschriebenen Verwendungszweck nutzen und die notwendigen Inspektionen sowie Wartung ausführen, sorgen Sie für einen sicheren und gesunden Arbeitsplatz für Ihre Mitarbeiter.

Verfasser: Frank de Jager, Senior Consultant bei D&F Consulting B.V. Frank ist ATEX-Experte bei der Business Unit Process Safety von D&F.  www.denf.nl