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ZH 1/566 - Merkblatt für Explosionsschutz-Maßnahmen an Lösemittel-Reinigungsanlagen

(Ausgabe 04/1987zurückgezogen)

1 Allgemeines

Die berufsgenossenschaftlichen "Richtlinien für Anlagen zum Reinigen von Werkstücken mit Lösemitteln (Lösemittel-Reinigungsanlagen)" (BGR 180) fordern für Lösemittel-Reinigungsanlagen besondere Schutzmaßnahmen gegenüber Explosionsgefahren.

Der Umfang dieser Schutzmaßnahmen ist abhängig von der Art der verwendeten organischen Lösemittel. Hierbei ist besonders zu unterscheiden zwischen

• brennbaren Lösemitteln ohne Zusatz schwerbrennbarer oder nichtbrennbarer Lösemittel, z.B. brennbare Flüssigkeiten der Gefahrklassen AI, AII, a III und B nach der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten (ZH 1/75.1),
• brennbaren Lösemitteln mit Zusatz von schwerbrennbaren oder nichtbrennbaren Lösemitteln, z.B. Alkohol mit Zusatz von 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (R 113) sowie
• schwerbrennbaren Lösemitteln, z.B. Dichlormethan (Methylenchlorid), Trichlorethen (Trichlorethylen, Tri), 1,1,1-Trichlorethan (Methylchloroform).

Dieses Merkblatt wendet sich an die

• Hersteller von Lösemittel-Reinigungsanlagen, damit erforderliche Schutzmaßnahmen entsprechend dem Grad der Explosionsgefahr schon bei der Konstruktion der Geräte und Anlagen berücksichtigt werden, und an die
• Betreiber von Lösemittel-Reinigungsanlagen, denen hiermit eine Übersicht über die bei der Auswahl von Betriebsmitteln und für die betriebliche Praxis zu beachtenden allgemeinen sicherheitstechnischen Erkenntnisse und Regelungen zur Verfügung gestellt wird.

2 Begriffsbestimmungen

2.1 Brennbare Lösemittel sind alle leichtentzündlichen Lösemittel (brennbare Flüssigkeiten der Gefahrklasse a I und B im Sinne der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten [ZH 1/75.1]), alle entzündlichen Lösemittel (z.B. AII- Flüssigkeiten im Sinne der Verordnung über brennbare Flüssigkeiten [ZH 1/75.1]) sowie alle Lösemittel, die über ihren Flammpunkt erwärmt werden.

2.2 Schwerbrennbare Lösemittel sind nicht vollständig halogenierte Kohlenwasserstoffe, die keinen Flammpunkt aufweisen.

Hierzu gehören z.B. Dichlormethan, Trichlorethen, 1,1,1-Trichlorethan.

2.3 Nichtbrennbare Lösemittel sind vollständig halogenierte Kohlenwasserstoffe.

Hierzu gehören z.B. Tetrachlorethen (Per), Trichlorfluormethan (R11), 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluorethan (R113).

2.4 Der Flammpunkt eines brennbaren Lösemittels ist die niedrigste Temperatur, bei der sich in einem geschlossenen Tiegel aus dem zu prüfenden Lösemittel unter festgelegten Bedingungen Lösemitteldämpfe in solcher Menge entwickeln, dass sich im Tiegel ein durch Fremdzündung entflammbares Lösemitteldampf-Luft-Gemisch bildet. Nach den Flammpunkten werden die brennbaren Lösemittel eingeteilt in die Gefahrklassen a I, a II, a III (alle nicht in Wasser löslich) und Gefahrklasse B (in Wasser löslich).

2.5 Der Untere Explosionspunkt (UEP) eines brennbaren Lösemittels ist die Temperatur, bei der die Konzentration des gesättigten Lösemitteldampfes im Gemisch mit Luft die untere Explosionsgrenze erreicht.

2.6 Feuergefährdete Räume oder Bereiche im Sinne dieses Merkblattes sind Räume und Bereiche, bei denen nach den örtlichen und betrieblichen Verhältnissen die Gefahr besteht, dass sich leichtentzündliche Stoffe in gefahrdrohender Menge Zündquellen (z.B. offenem Feuer, elektrischen Betriebsmitteln) so nähern können, dass dort vorhandene höhere Temperaturen oder Lichtbögen eine Brandgefahr bilden.

2.7 Explosionsfähiges Gemisch (Oberbegriff) ist ein Gemisch von Gasen und Dämpfen untereinander oder mit Nebeln und Stäuben, in dem sich nach erfolgter Zündung eine Reaktion selbständig fortpflanzt.

2.8 Explosionsfähige Atmosphäre umfasst explosionsfähige Gemische von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben mit Luft einschließlich üblicher Beimengungen (z.B. Feuchte) unter atmosphärischen Bedingungen.

Als atmosphärische Bedingungen gelten hier Gesamtdrücke von 0,8 bis 1,1 bar und Gemischtemperaturen von -20 bis +60 °C.

2.9 Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre (g.e.A.) ist explosionsfähige Atmosphäre in gefahrdrohender Menge.

Eine Gemischmenge gilt als gefahrdrohend, wenn im Falle ihrer Entzündung Personenschaden durch direkte oder indirekte Einwirkung einer Explosion bewirkt werden kann.

2.10 Explosionsgefährdete Bereiche sind Bereiche, in denen Explosionsgefahr herrscht, d.h. in denen aufgrund der örtlichen und betrieblichen Verhältnisse gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann.

2.11 Zonen: Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.

Für Bereiche, die durch Gase, Dämpfe oder Nebel explosionsgefährdet sind, umfasst:

Zone 0 Bereiche, in denen gefährliche explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe oder Nebel ständig oder langzeitig vorhanden ist,

Zone 1 Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe oder Nebel gelegentlich auftritt,

Zone 2 Bereiche, in denen damit zu rechnen ist, dass gefährliche explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe oder Nebel nur selten und dann auch nur kurzzeitig auftritt.

3 Explosionsschutz beim Reinigen und Entfetten mit brennbaren Lösemitteln ohne Zusatz schwerbrennbarer oder nicht brennbarer Lösemittel

3.1 Festlegung der explosionsgefährdeten Bereiche

Für die in Abschnitt 4.4.2 der "Richtlinien für Anlagen zum Reinigen von Werkstücken mit Lösemitteln (Lösemittel-Reinigungsanlagen)" (BGR 180) geforderte Festlegung der explosionsgefährdeten Bereiche wird auf die nachfolgende Tabelle einer Zusammenstellung von Ausführungsbeispielen verwiesen.

Hinsichtlich Festlegung von Art und Umfang der Schutzmaßnahmen in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß Abschnitt 4.4.2 "Richtlinien für Anlagen zum Reinigen von Werkstücken mit Lösemitteln (Lösemittelreinigungsanlagen)" (BGR 180) siehe auch "Richtlinien für die Vermeidung der Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung - Explosionsschutz-Richtlinien - (EX-RL)" (BGR 104).

3.2 Beurteilung der Explosionsgefahr

3.2.1 Explosionsgefahren können beim Umgang mit brennbaren bzw. oxidierbaren Stoffen auftreten, wenn diese Stoffe in feiner Verteilung als Gase, Dämpfe, Nebel (Flüssigkeitströpfchen bzw. Aerosole) oder Stäube (Feststoffteilchen bzw. Aerosole) vorliegen (Dispersionsgrad), ihre Konzentration im Gemisch mit Luft innerhalb bestimmter Grenzen liegt (Explosionsgrenzen) und die Gemischmenge gefahrdrohend ist (gefährliche explosionsfähige Atmosphäre).

3.2.2 Zur Einleitung einer Explosion muss eine wirksame Zündquelle vorhanden sein.

3.2.3 Die Beurteilung der Explosionsgefahr muss sich stets auf den Einzelfall beziehen.

3.3 Ausführungsbeispiele

3.3.1 Die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Ausführungsbeispiele stellen eine Auswahl aus der Vielzahl der praktisch vorkommenden Fälle dar. Sie dienen als Entscheidungshilfe bei der Auswahl von Schutzmaßnahmen für die Vermeidung von Explosionsgefahren.

3.3.2 Die in den einzelnen Beispielen aufgeführten Maßnahmen sind für den normalen Betriebszustand befriedigend. Für das erstmalige und für das wiederholte An- und Abfahren einer Anlage sind jedoch besondere Überlegungen zu treffen, die zu weitergehenden Schutzmaßnahmen führen können.

3.3.3 Bei den in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Ausführungsbeispielen werden in Spalte 3 die möglichen Lüftungsmaßnahmen (siehe Abschnitt E 1.3.4 "Richtlinien für die Vermeidung von Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung - Explosionsschutz-Richtlinien - [EX-RL]" [BGR 104]) und in Spalte 4 - in Abhängigkeit von der Art der Lüftung - Ausdehnung und Gliederung der verbleibenden explosionsgefährdeten Bereiche sowie zusätzlich Schutzmaßnahmen angegeben. Die in den Zonen 0, 1 oder 2 im Einzelfall erforderlichen Schutzmaßnahmen sind in den Abschnitten E2.2 und E2.3 der obengenannten Richtlinien festgelegt.

Hinsichtlich natürlicher und technischer Lüftung siehe Abschnitt E 1.3.4 "Richtlinien für die Vermeidung von Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung - Explosionsschutz-Richtlinien - (EX-RL)" (BGR 104).

Tabelle: Zusammenstellung von Ausführungsbeispielen bei Verwendung brennbarer Lösemittel ohne Zusatz schwerbrennbarer oder nichtbrennbarer Lösemittel
  

Fp = Flammpunkt des verwendungsfertigen Lösemittels (LM)

g.e.A. = gefährliche explosionsfähige Atmosphäre

4 Explosionsschutz beim Reinigen und Entfetten mit Lösemittelgemischen, die neben brennbaren auch schwerbrennbare oder nichtbrennbare Lösemittel enthalten

Bei diesen Lösemittel-Gemischen (hierunter fallen auch Kaltreiniger) müssen grundsätzlich die gleichen Schutzmaßnahmen getroffen werden, wie sie in Abschnitt 3 für brennbare Lösemittel mit einem Flammpunkt unter 40 °C festgelegt sind. Der Verzicht auf Schutzmaßnahmen ist nur dann zulässig, wenn sichergestellt ist, dass der Flammpunkt oder der untere Explosionspunkt weder durch bevorzugtes Verdampfen einer oder mehrerer Komponenten noch durch andere Umstände (z.B. Einschleppen leichtentzündlicher Flüssigkeiten) unter 40 °C sinkt und das Lösemittel-Gemisch auch nicht betriebsmäßig über seinen Flammpunkt oder unteren Explosionspunkt erwärmt wird.

5 Schutzmaßnahmen an Lösemittel-Reinigungsanlagen gegen Entzündung schwerbrennbarer Lösemittel im Gemisch mit Luft

5.1 Allgemeines

5.1.1 Folgende Chlorkohlenwasserstoffe (CKW) gelten als im Gemisch mit Luft schwerbrennbar:

1. Dichlormethan (Methylenchlorid),
2. 0Trichlorethen (Trichlorethylen, Tri),
3. 1,1,1-Trichlorethan (Methylchloroform).

Diese drei CKW weisen keinen Flammpunkt auf, sind aber im Gemisch mit Luft explosionsfähig.

5.1.2 Tetrachlorethen (Perchlorethylen, Per) ist in Luft nicht brennbar und nicht explosionsfähig. Dies gilt auch für Fluorkohlenwasserstoffe (FKW), die vollständig halogeniert sind.

5.1.3 Eine Gefährdung kann eintreten, wenn brennbare Flüssigkeiten, deren Flammpunkt kleiner oder gleich der Betriebstemperatur der Anlage ist, eingeschleppt oder eingebracht werden, selbst wenn die dadurch entstehende Mischung keinen Flammpunkt besitzt. Dies gilt für schwerbrennbare und für nichtbrennbare Lösemittel. In solchen Fällen ist gemäß Abschnitt 4 zu verfahren, da die in den nachfolgenden Abschnitten 5.2 und 5.3 genannten Maßnahmen nicht ausreichen. Im Zweifelsfall erteilt die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Bundesallee 100, 3000 Braunschweig, Auskunft.

5.1.4 Bei den nachfolgend genannten Maßnahmen wird zum Teil unterschieden zwischen solchen, die im Innern ("Innen") und solchen, die in der Umgebung ("Außen") von Lösemittel-Reinigungsanlagen zu treffen sind. Die unter "Außen" angegebenen Maßnahmen sind bei geschlossenen Lösemittel-Reinigungsanlagen im Bereich von ca. 0,5 m und bei offenen oder halboffenen Anlagen im Bereich von ca. 2 m um die Anlage bzw. deren Öffnungen durchzuführen.

Die sonst übliche Einleitung in die Zonen 0, 1 und 2 nach den "Richtlinien für die Vermeidung von Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung - Explosionsschutz-Richtlinien - (EX-RL)" (BGR 104) ist für die in Abschnitt 5.1.1 angegebenen Stoffe nicht anwendbar und wurde deshalb durch eine Unterscheidung nach "Innen" und "Außen" ersetzt.

5.2 Zündquellenarten

Die Auflistung nachfolgender Zündquellenarten entspricht Abschnitt E 2.3 "Richtlinien für die Vermeidung von Gefahren durch explosionsfähige Atmosphäre mit Beispielsammlung - Explosionsschutz-Richtlinien - (EX-RL)" (BGR 104).

5.2.1 Heiße Oberflächen

5.2.2 Flammen und heiße Gase

5.2.3 Mechanisch erzeugte Funken

5.2.4 Elektrische Anlagen

Hinsichtlich der Oberflächentemperaturen ist zu beachten, dass die Zersetzung schon bei Temperaturen zwischen 120 und 160 °C beginnen kann.

5.2.5 Elektrische Ausgleichsströme, kathodischer Korrosionsschutz

5.2.6 Statische Elektrizität

5.2.7 Blitzschlag

Die Anforderungen nach Abschnitt 6.1 DIN VDE 0185 Teil 2 "Blitzschutzanlage; Errichten besonderer Anlagen" sind einzuhalten.

5.2.8 Elektromagnetische Wellen (Hochfrequenz)

5.2.9 Elektromagnetische Wellen (optischer Spektralbereich)

5.2.10 Ionisierende Strahlung

5.2.11 Ultraschall

5.2.12 Adiabatische Kompression, Stoßwellen, strömende Gase

5.2.13 Chemische Reaktionen

Bei Vorhandensein von Aluminium oder aluminiumhaltigen Werkstoffen, die mit Chlorkohlenwasserstoffen in Berührung kommen können, dürfen nur Tetrachlorethen und solche sonderstabilisierte Chlorkohlenwasserstoffe verwendet werden, für die ein Gutachten einer von der Berufsgenossenschaft für diese Untersuchungen benannten Prüfstelle vorliegt.

Sofern diese sonderstabilisierten Chlorkohlenwasserstoffe einen Flammpunkt aufweisen, sind Explosionsschutzmaßnahmen wie bei brennbaren Flüssigkeiten erforderlich.

Weiterreichende Auskünfte zu gefährlichen chemischen Reaktionen erteilt die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Unter den Eichen 87, 1000 Berlin 45.

5.3 Ausführungsbeispiele

5.3.1 Allgemeines

Die systematische Vorgehensweise zur Findung sicherheitsgerechter konstruktiver Lösungen soll am Beispiel einer großen Lösemitttel-Reinigungsanlage erläutert werden. Hierzu wurde die Lösemittel-Reinigungsanlage in verschiedene Bereiche unterteilt (siehe nachfolgende Abbildung); die als potentielle Zündquellen wirkenden Ausrüstungen werden diesen Bereichen zugeordnet:

5.3.2 Aufteilung der Lösemittel-Reinigungsanlage in Bereiche

Abbildung: Schema der verschiedenen Bereiche an Reinigungsanlagen mit Chlorkohlenwasserstoffen

5.3.3 Schutzmaßnahmen in den Bereichen

Die Frage der Zündfähigkeit ist für Chlorkohlenwasserstoff-Luft-Gemische noch nicht in allen Einzelheiten geklärt. Die im folgenden genannten Anforderungen werden derzeit für notwendig und ausreichend erachtet. In Zweifelsfällen sind die Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM) oder die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) zu Rate zu ziehen.

Gegenüber der vorhergehenden Ausgabe vom April 1986 wurden folgende Abschnitte geändert:

• 5.1.4,
• 5.3.3.

ENDE