Explosionsrisikobewertung in Eimeraufzügen

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Eimersilos, die für den industriellen Transport von Feststoffen genutzt werden, erfordern eine detaillierte Explosionsrisikobewertung

1. Einführung und Vorschriften

Eimersilos sind eine der Hauptgeräte für den Transport von Schüttgütern in zahlreichen Einrichtungen der Lebensmittelindustrie allgemein: Getreideverarbeitung, Brauereien, Futtermühlen und andere.

Diese Ausrüstung ist einer der Hauptbereiche mit Explosionsgefahr in Industrien, in denen brennbarer Staub behandelt wird, hauptsächlich aufgrund ihrer großen Neigung zur Erzeugung von Zündquellen unterschiedlicher Herkunft. Daher ist es sehr wichtig, eine korrekte Explosionsrisikobewertung in Einrichtungen durchzuführen, die diese Art von Ausrüstung verwenden, mit dem Ziel, die Wahrscheinlichkeit einer Explosion zu verringern und, falls sie eintritt, deren Folgen minimal zu halten, um materielle und menschliche Schäden zu vermeiden.

Es gibt mehrere international verwendete Standards, um eine korrekte Risikobewertung durchzuführen, darunter die bekanntesten:

• Der Europäische Technische Bericht CEN/TR-16829: Brand- und Explosionsprävention und -schutz für Eimersilos befasst sich ausschließlich mit der Verhinderung und dem Schutz von Eimerelevatoren, basierend auf mehreren durchgeführten Studien.
• Die deutsche Norm VDI-2263, Teil 8: Staubbrände und Staubexplosionen, Gefahrenbewertungs- und Schutzmaßnahmen, Brand- und Explosionsschutz in Aufzügen, 2008, soll als Leitfaden zur Prävention und zum Schutz von Eimersilos gemäß den europäischen Richtlinien 2014/34/EU und 1999/92/EG dienen, wobei sowohl Hersteller als auch Endnutzer berücksichtigt werden.
• Der amerikanische Standard NFPA 61: Standard for the Prevention of Fires and Dust Explosions in Agricultural and Food Processing Facilities enthält einen Abschnitt, der sich ausschließlich mit Präventions- und Schutzmaßnahmen in Eimersilos befasst.

2. Explosionsrisikobewertung

Eine korrekte Einschätzung der Explosionsrisiken sollte mindestens folgende Punkte umfassen:

• Klassifizierung von Bereichen mit Explosionsgefahr.
• Bewertung effektiver Zündquellen.
• Wahrscheinlichkeit einer Explosion.
• Folgen einer Explosion von Ausrüstung und Einrichtungen.

2.1. Klassifikation von explosionsgefährdeten Bereichen in Eimersilos

Es ist üblich, die Ausrüstung als Innenzone 20 zu betrachten, da ihre hohe Betriebsgeschwindigkeit und die hohe Wahrscheinlichkeit, kontinuierlich Staubwolken in brennbarer Konzentration zu bilden, aber auch wegen der Möglichkeit, dass Staubschichten an den Wänden haften können, die aufgehängt werden können.

2.2. Effektive Zündquellen

1. Zündquellen, die vom Aufzug selbst erzeugt werden, wie zum Beispiel die folgenden:

• Heiße Oberflächen, bedingt durch Reibung:
  • des Bandes mit dem Gehäuse aufgrund einer Fehlausrichtung des Riemens.
  • des Riemens mit der Riemenrolle aufgrund von Rutschen, wenn die Riemenspannung unzureichend ist.
  • von losen Teilen (Eimer, Riemenscheiben) mit beweglichen Teilen.
  • Lagerausfälle, da Lager unter staubigen Umgebungsbedingungen und in vielen Fällen hohen Temperaturen auftreten, begünstigen diese Bedingungen keine lange Lagerlebensdauer, sodass bei einem fehlerhaften Lager weiterhin Schwierigkeiten Wärme erzeugt wird.

• Mechanische Funken, verursacht durch:
  • Beim Aufprall der Eimer mit dem Gehäuse (aufgrund unzureichender Riemenspannung, defektem Riemen, fallenden Eimern) oder mit dem Auslass des Aufrugers.
  • Band-Fehlanpassung.
• Elektrische Ausrüstung, aufgrund von:
  • Ausrüstung ohne den richtigen Schutz oder beschädigt.
  • Falsche Erdung oder fehlende Kontinuität.
• Elektrostatische Entladung, verursacht durch:
  • Trennprozesse zwischen Riemen und Riemenscheibe.
  • Elektrische Ladung der Eimer durch Induktion.
  • Belastung eines anderen Bauteils ohne ordnungsgemäße Erdung.

2. Zündquellen, die von anderen miteinander verbundenen Geräten eingeleitet werden, z. B. heiße Partikel oder Explosionen in anderen Geräten sowie Zündquellen, die von elektrischen Geräten außerhalb des Aufzugs erzeugt werden.

3. Externe Zündquellen durch Wartung, Schweißen, Schneiden (heiße Arbeiten), Rauchen in der Installation oder Deflagrationen von anderen Geräten. Solche Zündquellen werden durch organisatorische Maßnahmen verhindert.

4. Zündquellen, die vom zu transportierenden Produkt erzeugt werden, zum Beispiel durch Selbstverbrennung von Staubansammlungen im Aufzug.

3. Empfohlene Präventions- und Schutzmaßnahmen

Unter Berücksichtigung des möglichen nahezu kontinuierlichen Vorhandenseins explosiver Atmosphären und der Vielzahl wirksamer Zündquellen ist die Wahrscheinlichkeit einer Explosion in einem Aufzug hoch, und ihre Folgen können katastrophal für Einrichtungen und Menschen sein.

Aus diesem Grund gelten bei dieser Ausrüstung sowohl Präventions- als auch Explosionsschutzmaßnahmen als notwendig. Dazu sollten Folgendes berücksichtigt werden.

3.1. Präventionsmaßnahmen

Maßnahmen zur Verhinderung von Explosionen umfassen:

• Verhinderung explosiver Atmosphären:
  • Staubabsammelsysteme am Fuß und Kopf der Ausrüstung.
  • Regelmäßige Reinigung der Ausrüstung.
• Verhinderung von Zündquellen:
  • Installation von Magneten oder Gittern, um das Eindringen von Fremdkörpern zu verhindern.
  • Detektoren für Gürtelabweichungen.
  • Rotationssteuerung auf der Motorachse des Fußes.
  • Störungsdetektor an der Stelle des Produktentladens.
  • Temperaturerkennung in Lagern.
  • Korrekte Erdung und Gleichpotential, Verwendung eines antistatischen Materialbands, wenn die minimale Zündenergie des Produkts niedrig ist (EMI < 10 mJ).

3.2. Schutzmaßnahmen

• Explosionslüftungen wurden am Fuß, Kopf und an den Stangen der Ausrüstung angebracht, entsprechend der in anerkannten Normen oder Leitfäden angegebenen Konfiguration (z. B. CEN/TR 16829).
• Flammenlose Entlüftungsgeräte, falls sich die Ausrüstung in den Einrichtungen befindet.
• Chemische Unterdrückung der Explosion mittels eines Flammenlöschmittels.

• Explosions-, chemische oder mechanische Isolierung:
  • Mechanische Isolierung mittels zertifizierter Drehventile (gemäß ATEX-Richtlinie 2014/34/EU oder NFPA 61), die am Ein- und Auslass des Produkts installiert sind.
  • Chemisches Isolationssystem (chemische Barrieren), installiert am Ein- und Auslass des Produkts.
  • Mechanische Dämmung mittels eines Klappenventils (passive Isolierung), das im Staubsaugrohr installiert ist.

Hinweis: Die Implementierung von Schutzsystemen in Eimerelevatoren muss den Angaben eines anerkannten Standards oder Leitfadens folgen (z. B. dem oben genannten technischen Bericht CEN/TR 16829, VDI 2263 oder NFPA 61).

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