TRbF 100 - Allgemeine Sicherheitsanforderungen (4)

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9 Flammendurchschlagsichere Armaturen

9.1 Begriffe

(1) Flammendurchschlagsichere Armaturen sind Einrichtungen, die dazu bestimmt sind, Tanks oder Anlageteile gegen das Hineinschlagen von Flammen zu schützen.

(2) Je nach den Erfordernissen, die sich aus den Betriebsverhältnissen und der gewählten Einbauart ergeben, werden die flammendurchschlagsicheren Armaturen in explosionssichere, dauerbrandsichere und detonationssichere Armaturen eingeteilt.

9.2 Anforderungen

9.21 Zulassung

Flammendurchschlagsichere Armaturen dürfen nur verwendet werden, wenn sie nach § 12 der VbF aufgehoben/ersetzt durch BetriebssicherheitsV) der Bauart nach zugelassen sind. Die Zulassung und das zugehörige Gutachten der PTB enthalten Auflagen und Bedingungen, die sich insbesondere auf die Stoffe, für die die Armatur eingesetzt werden darf, den Einsatzzweck und Einsatzort der Armaturen beziehen.

9.22 Explosionssichere Armaturen (Explosionssicherungen)

(1) Öffnungen von Tanks und von Anlagen oder Mündungen von Rohrleitungen, aus denen Dampf/Luft-Gemische betriebsmäßig nicht austreten, in die aber explosionsfähige Atmosphäre einströmen kann, müssen mit einer flammendurchschlagsicheren Armatur versehen sein, die den Flammendurchschlag in den Tank, die Anlage oder die Rohrleitung bei einer Explosion in der Umgebung dieser Armatur verhindert (Explosionsendsicherungen).

(2) Öffnungen von explosionsdruckfesten Betriebsmitteln und Anlageteilen müssen mit einer Einrichtung versehen sein, die einen Flammendurchschlag in die umgebende explosionsfähige Atmosphäre bei einer Explosion im Inneren des Betriebsmittels oder Anlageteils unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse verhindert (Explosionsvolumensicherungen).

(3) Kurze Rohrleitungen, die an nichtexplosionsdruckfesten Tanks und Anlagen angeschlossen sind und aus denen explosionsfähige Dampf/Luft-Gemische betriebsmäßig nicht über längere Zeit nachströmen, müssen mit einer Einrichtung versehen sein, die den Flammendurchschlag in den Tank oder die Anlage bei einer Explosion unter Berücksichtigung der begrenzten Lange verhindern (Explosionsrohrsicherungen).

(4) Explosionssichere Armaturen müssen den nach den jeweiligen Anwendungsfällen nach Absatz 1 oder 2 auftretenden Explosionsdrücken standhalten. Explosionssichere Armaturen nach Absatz 3 sind ausreichend druckfest gebaut, wenn sie unabhängig von Bauart und -größe für einen Prüfüberdruck von 10 bar ausgelegt sind.

(5) Druckbeanspruchte Teile von Armaturen nach Absatz 2 und 3 müssen eine Bruchdehnung A₅ > 12 % (Leichtmetall > 5 %) aufweisen.

(6) Explosionssichere Armaturen, durch die explosionsfähige Dampf/Luft-Gemische nicht nur kurzzeitig strömen können müssen mit Zusatzeinrichtungen versehen sein, die eine zur Sicherung zurückschlagende und dort weiterbrennende Flamme rechtzeitig erfassen und Notfunktionen auslösen. Die Notfunktionen, können

• in der automatischen Unterbrechung des Nachströmens explosionsfähiger Gemische,
• der Inertisierung des explosionsfähigen Gemisches,
• der Erhöhung der Konzentration der Dämpfe im Gemisch mit Luft über die obere Explosionsgrenze oder
• in einer Verdünnung des Gemisches unter die untere Explosionsgrenze durch Luftzugabe

9.23 Dauerbrandsichere Armaturen (Dauerbrandsicherungen)

(1) Ins Freie mündende Öffnungen von Tanks und Anlagen. aus denen nicht nur kurzzeitig Dampf/Luft-Gemische ausströmen können, müssen mit einer Einrichtung versehen sein, die den Abbrand ausströmender explosionsfähiger Atmosphäre für alle Einsatzbedingungen ohne Flammendurchschlag standhalten und den an Explosionsendsicherungen gestellten Anforderungen nach Nummer 9.22 Abs. 1 genügen. Die Beschränkung der Eignung auf bestimmte Einsatzbedingungen ist nur in Ausnahmefällen zulässig. Diese Armaturen besitzen wie eine Explosionsendsicherung in der Regel nur einen Anschlußflansch oder ein Anschlußgewinde (Dauerbrandsicherungen).

(2) Bei Dauerbrandsicherungen, bei denen ein Überdruckventil als Flammensperre wirkt (dynamische Flammensperre), müssen die Dauerbrandsicherheit auch bei den Schließvorgängen und bei Schleichmengen (Leckmengen) und die Ventilfunktion bei allen Betriebsvorgängen gewährleistet sein.

(3) Die Freistrahlabführung darf bei einem Abbrand nicht beeinträchtigt sein.

9.24 Detonationssichere Armaturen (Detonationssicherungen)

(1) An nichtexplosionsdruckfesten Tanks und Anlagen angeschlossene längere Rohrleitungen, die betriebsmäßig nicht ständig mit brennbaren Flüssigkeiten gefüllt sind, müssen mit einer Einrichtung versehen sein, die den Flammendurchschlag durch die Rohrleitung in die Tanks oder Anlagen bei einer Detonation in der Rohrleitung bei ruhendem explosionsfähigem Dampf/Luft-Gemisch verhindert (Detonationssicherungen).

(2) Detonationssichere Armaturen müssen den auftretenden Drücken standhalten, die mit impulsartigen Druckspitzen in Fortpflanzungsrichtung der Detonation auf die Detonationssicherung wirken können. Durch die Druckimpulse dürfen die für die Flammendurchschlagsicherheit wichtigen Bauteile der Armatur nicht beschädigt werden und keine gefährlichen bleibenden Verformungen auftreten.

(3) Detonationssichere Armaturen in Rohrleitungen, durch die explosionsfähige Dampf/Luft-Gemische nachströmen können, z.B. Lüftungsleitungen, müssen folgenden Anforderungen genügen:

1. Die Rohrleitungen zwischen Detonationssicherung und dem Ort der möglichen Zündquelle (z.B. zwischen Sicherung und der Öffnung einer ins Freie mündenden Lüftungsleitung) müssen mindestens die nachfolgend genannte Länge aufweisen:

   Nennweite der Rohrleitung in mm	Länge der Rohrleitung in m
   15 20 25 32 40 50 65 80 100 bis 200	0,5 1 1,5 2 3 4 6 8 10

2. Ist die Rohrleitung zwischen Detonationssicherung und dem Ort der möglichen Zündquelle kürzer als für Rohrleitungen < DN 200 in Ziffer 1 festgelegt, müssen detonationssichere Armaturen mit Zusatzeinrichtungen versehen sein, die eine zur Sicherung zurückschlagende und dort weiterbrennende Flamme rechtzeitig erfassen und Notfunktionen auslösen. Als Notfunktion kann
   • das Nachströmen explosionsfähiger Gemische automatisch unterbrochen oder
   • das explosionsfähige Gemisch inertisiert oder
   • die Konzentration der Dämpfe im Gemisch mit Luft über die obere Explosionsgrenze angereichert oder
   • durch Luftzugabe unter die untere Explosionsgrenze verdünnt werden.

(4) In Rohrleitungen sind zwischen der Detonationssicherung und dem Ort der möglichen Zündung Rohre und Formstücke mit einer Nennweite bis DN 200 mindestens in Nenndruck PN 10 und Rohre und Formstücke mit einer Nennweite über DN 200 mindestens in Nenndruck PN 16 auszuführen. Für Rohrleitungen mit Nennweiten bis DN 200 sind Krümmer mit beliebigem Krümmungsradius sowie T-Stücke und andere Formstücke zulässig. Für Rohrleitungen mit Nennweiten über DN 200 müssen die Formstücke ein Verhältnis von Krümmungsradius r zum Rohrdurchmesser D von mindestens 1,5 besitzen.

(5) Druckbeanspruchte Bauteile von Detonationssicherungen müssen eine Bruchdehnung A₅ > 12 % (Leichtmetall > 5 %) ausweisen.

(6) Die Detonationssicherheit schließt die Flammendurchschlagsicherheit gegen Explosionen mit ein.

9.3 Einsatzbedingungen

9.31 Allgemeines

Flammendurchschlagsichere Armaturen müssen im oder möglichst nahe am zu schützenden Tank oder Anlageteil angebracht und so angeordnet sein, daß sie leicht gewartet werden können.

9.32 Explosionssichere Armaturen

(1) Explosionssichere Armaturen sind als Explosionsendsicherungen z.B. an Unterdruckventilen von Lüftungseinrichtungen an Tanks erforderlich. Explosionsvolumensicherungen werden z.B. an Kurbelräumen von Verbrennungsmotoren eingesetzt. Eine Explosionsrohrsicherung wird z.B. in kürzeren Rohrstücken zwischen einer Pumpe und einem Tank oder in einem kurzen Abstand vor thermischen Nachverbrennungsanlagen eingesetzt.

(2) Zwischen dem möglichen Ort einer Zündquelle und einer Explosionsrohrsicherung dürfen keine flammenbeschleunigend wirkenden Einbauten, wie Blenden` plötzliche Querschnittsverengungen oder -erweiterungen, Filter o.ä. vorhanden sein, es sei denn die Einbauten sind Bestandteil der Begutachtung. Diese Einschränkung gilt nicht für Absperreinrichtungen mit gleichem Querschnitt wie die Rohrleitungen, wenn sie betriebsmäßig offen gehalten werden.

9.33 Dauerbrandsichere Armaturen

(1) Dauerbrandsichere Armaturen sind z.B. erforderlich an Entlüftungseinrichtungen und an allen sonstigen Öffnungen, die den Dampfraum des Tanks bestimmungsgemäß mit der Außenluft verbinden -

(2) Dauerbrandsichere Armaturen sind Endsicherungen, die in der Regel nur mit einem Flansch zur Befestigung versehen sind. Diese Sicherungen sollen unmittelbar am Tank installiert werden; sie dürfen aber auch mit kurzen Rohrleitungen errichtet werden. Für oberirdische Tanks mit Bauhöhen < 4 m entspricht eine 4 m über Erdgleiche endende Entlüftungsleitung noch der Forderung nach einer kurzen Rohrleitung.

(3) Dauerbrandsichere Armaturen müssen im Falle des Abbrandes so eingebaut sein, daß die Dampf/Luft-Gemische senkrecht nach oben abgeführt werden.

(4) Parallelanordnungen von Dauerbrandsicherungen sind zulässig. Die Mindestabstände der Armaturen voneinander sollen von Achse zu Achse mindestens fünfmal größer als der Durchmesser der Bandsicherung sein.

9.34 Detonationssichere Armaturen

(1) Detonationssichere Armaturen sind z.B. erforderlich

1. am Anschluß der Lüftungsleitung am Tank, wenn sich an die detonationssichere Armatur eine Rohrleitung zur Abführung der Dampf/Luft-Gemische anschließt, die den Bestimmungen der Nummer 9.24 Abs. 3 genügt,
2. an Füll- und Entleerungsleitungen, die betriebsmäßig nicht ständig mit brennbaren Flüssigkeiten gefüllt sind und explosionsfähige Gemische enthalten können; dies gilt besonders für Füll- und Entleerungsleitungen, die von oben in den Tank eingeführt sind und bis auf die Tanksohle reichen.

(2) Nicht als Rohrleitung im Sinne von Absatz 1 sind zum Befüllen und Entleeren eines Tanks oder zur Gaspendelung bestimmte lösbare Rohr- und Schlauchverbindungen anzusehen, wenn diese unmittelbar an eine durch eine explosionssichere oder durch eine dauerbrandsichere Armatur geschützte Kupplungseinrichtung angeschlossen werden.

9.35 Verzicht auf flammendurchschlagsichere Armaturen

(1) Wegen des Verzichts auf den Einbau flammendurchschlagsicherer Armaturen an Tanks wird auf TRbF 120 Nr. 5.2 verwiesen.

(2) Wegen der Öffnungen von Tanks, die gegen Flammenrückschlag nicht gesichert sind, wird auf TRbF 180 Nr. 5.1 verwiesen.

(3) Wegen der Einschränkung von Anforderungen an flammendurchschlagsicheren Armaturen an Tanks mit Inertisierungsmaßnahmen wird auf TRbF 100 Nr. 3.36 verwiesen.

10 Ableitung von Dampf/Luft-Gemischen

10.1 Allgemeines

(1) Das beim Befüllen von Tanks verdrängte Dampf/Luft-Gemisch muß so abgeleitet werden, daß Gefahren für Beschäftigte und Dritte nicht entstehen können.

(2) Dampf/Luft-Gemische werden

1. beim Befüllen eines Tanks durch die brennbaren Flüssigkeiten,
2. durch Atmen infolge Erwärmung, z.B. durch Sonneneinstrahlung,
3. beim Einleiten anderer Medien in den Tank (z.B. Luft, Wasser, Wasserdampf, inertes Gas) zur Vorbereitung von Arbeiten in oder am Tank

aus dem Tank verdrängt.

(3) Verdrängte Dampf/Luft-Gemische können

1. gefahrlos ins Freie abgeleitet oder
2. in einen anderen Tank (z.B. Transporttank, Lagertank), aus dem abgefüllt wird, zurückgeführt (Gaspendelverfahren) oder
3. in eine Rückgewinnungsanlage geleitet oder
4. durch Verbrennen, z.B. durch Abfackeln, gefahrlos vernichtet

werden.

(4) Bei der Auswahl der Verfahren nach Absatz 3 sind die Erfordernisse sowohl des Brand- und Explosionsschutzes als auch des Immissionsschutzes zu berücksichtigen.

10.2 Ableitung von Dampf/Luft-Gemischen

Auf TRbF 180 Nr. 2.9 und 3.3 wird verwiesen.

10.3 Gaspendeln

10.31 (1) Bei der Anwendung des Gaspendelverfahrens müssen die Gaspendelleitungen und ihre Anschlüsse so bemessen sein, daß unzulässige Über- und Unterdrücke in den Tanks nicht auftreten können. Auf TRbF 112 Nr. 3.3, TRbF 120 Nr. 5.16 und TRbF 180 Nr. 2.9 wird verwiesen.

(2) Sind die höchstmöglichen Über- und Unterdrücke nicht mit genügender Sicherheit bestimmbar, ist das Gaspendelverfahren zur Einhaltung der zulässigen Drücke mit einer Sicherheitseinrichtung gegen Drucküber- bzw. Druckunterschreitung auszurüsten:

10.32 Für die Ausrüstung von Gaspendelleitungen mit Flammendurchschlagsicherungen gilt TRbF 120 Nr. 5.2.

10.33 (1) Das Gaspendelsystem und die angeschlossenen Anlagen dürfen während des Gaspendelns keine betriebsmäßigen Öffnungen ins Freie haben, vgl. TRbF 120 Nr. 5.16 Abs. 3. Satz 1 gilt nicht für Gaspendelleitungen an Tanks von Tankstellen, sofern die Bedingungen nach TRbF 112 Nr. 3.3 Abs. 6 erfüllt sind.

(2) An der Anschlußstelle eines mittels Gaspendelverfahrens zu befüllenden Behälters muß durch eine deutlich sichtbare und gut lesbare Aufschrift darauf hingewiesen sein, daß die Befüllung nur unter Anwendung dieses Verfahrens erfolgen darf.

10.4 Rückgewinnen und Verbrennen

10.41 Explosionsgefährdete Bereiche

(1) Das Innere von Anlagen zur Rückgewinnung oder Verbrennung von Dampf/Luft-Gemischen aus Tanks gehört zu den explosionsgefährdeten Bereichen, i.d.R. sind diese Bereiche Zone 0.

(2) Die explosionsgefährdeten Bereiche in den Zuführungsleitungen zur Rückgewinnungs- bzw. Verbrennungsanlage können durch Schutzmaßnahmen, die die Wahrscheinlichkeit gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in diesen Leitungen herabsetzen, der Zone eines niedrigeren Gefahrengrades zugeordnet werden.

10.42 Einschränkung oder Verhinderung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre

10.421 Primäre Explosionsschutzmaßnahmen

(1) In der Leitung, die der Rückgewinnungs- oder Verbrennungsanlage Abluft zuführt, sind möglichst Maßnahmen zur Einschränkung oder Verhinderung der Bildung gefährlicher Mengen explosionsfähiger Atmosphäre zu treffen.

(2) Das Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre kann in einer Rückgewinnungs- oder Verbrennungsanlage eingeschränkt werden. Hierbei kann durch

1. betriebsmäßige Verringerung der Konzentration der brennbaren Dämpfe in der Abluft durch Frischluftzufuhr auf einen Wert ausreichend weit (i.d.R. mindestens 50 %) unterhalb der unteren Explosionsgrenze
2. betriebsmäßige Erhöhung der Konzentration der brennbaren Dämpfe in der Abluft durch Zufuhr von brennbaren Gasen oder Dämpfen (bei letzterem Kondensationsvorgänge ausschließen) auf einen Wert ausreichend weit oberhalb der oberen Explosionsgrenze oder
3. ausreichende Inertisierung ³

aus einem vorliegenden explosionsgefährdeten Bereich (z.B. Zone 0) eine Zone niedrigeren Gefahrengrades (z.B. Zone 1) oder sogar ein nichtexplosionsgefährdeter Bereich erzielt werden.

10.422 Überwachungseinrichtungen

(1) Maßnahmen zur Einschränkung oder Verhinderung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre erfordern eine Überwachung. Die Überwachungseinrichtungen können u.a. Konzentrations- (Sauerstoff- oder Brennstoffanteil) oder Strömungsmeßgeräte sein.

(2) Die Überwachungseinrichtungen müssen bei Über- bzw. Unterschreitung der im Einzelfall festzulegenden Grenzwerte zur Einschränkung oder Vermeidung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre akustischen Alarm und rechtzeitig Not-Funktionen auslösen.

(3) Konzentrationsmeßgeräte müssen den "Sicherheitsregeln für Anforderungen an Eigenschaften ortsfester Gaswarneinrichtungen für den Explosionsschutz ⁴ und den "Grundsätzen für die Prüfung der Funktionsfähigkeit ortsfester Gaswarneinrichtungen für den Explosionsschutz" ⁴ genügen.

(4) Die Funktionsbereitschaft der Überwachungseinrichtungen der Anlage muß auch bei Ausfall des Versorgungsnetzes gegeben sein.

10.43 Kombinierte

(1) Werden Maßnahmen nach Nummer 10.421 in Verbindung mit einer Überwachungseinrichtung eingesetzt, kann aus einem explosionsgefährdeten Bereiche Zone 0 auch eine Zone 2 werden.

(2) Werden Maßnahmen nach Nummer 10.421 in Verbindung mit einer redundanten Überwachung nach Nummer 10.422 durchgeführt, ist es möglich, eine Zone 0 in einen nicht explosionsgefährdeten Bereich zu überführen (siehe Nummer 3.315).

(3) Elektrische wie nichtelektrische Betriebsmittel müssen für die Zonen geeignet sein, die sich nach den gemäß Nummer 10.421 Abs. 2 oder 10.43 Abs. 1 oder 10.43 Abs. 2 durchgeführten Maßnahmen ergeben (siehe Nummer 3.2).

10.44 Flammendurchschlagsicherheit

(1) Tanks sind, sofern sie nicht explosionsdruckstoßfest gebaut sind, gegen Flammendurchschlag zu sichern.

(2) Die Auslaßöffnung der gereinigten Abluft von Rückgewinnungsanlagen ist in der Regel mit einer geeigneten Flammendurchschlagsicherung zu versehen.

(3) Die erforderlichen Schutzmaßnahmen gegen Flammendurchschlag müssen unter Berücksichtigung der nach Nummer 10.421 Abs. 2 und 10.43 durchgeführten Maßnahmen und der in einer Rückgewinnungs- oder Verbrennungsanlage vorhandenen Zündmöglichkeiten abgestuft durchgeführt werden. Für die Zahl der gleichzeitig anzuwendenden und. voneinander unabhängigen Maßnahmen zur Erzielung der Flammendurchschlagsicherheit gilt Tafel 1.

Tafel 1

10.45 Eignungsnachweis

(1) Die Eignung der nach Nummer 10.41 bis 10.44 getroffenen Schutzmaßnahmen ist nachzuweisen.

(2) Flammendurchschlagsichere Einrichtungen müssen nach § 12 der VbF aufgehoben/ersetzt durch BetriebssicherheitsV) der Bauart nach zugelassen sein.

10.5 Sonderfälle

Wird in Sonderfällen mit einer das übliche Maß über- oder unterschreitenden Gefährdung gerechnet, muß bzw. kann dieser Gegebenheit durch speziell festzulegende Explosionsschutzmaßnahmen bzw. Überwachungsmaßnahmen Rechnung getragen werden (siehe EX-RL E 2.2).

ENDE