Kenngrößen im Explosionsschutz

Was sind sicherheitstechnische Kenngrößen?

Bei Arbeits- und Produktionsprozessen, in denen möglicherweise eine Explosionsgefährdung vorliegt, müssen die Stoffeigenschaften bekannt sein, die für die Beurteilung der Gefährdung sowie für die Festlegung von Schutzmaßnahmen notwendig sind. 

Die sicherheitstechnischen Kenngrößen (STK) machen Aussagen über die Stoffeigenschaften. Es handelt sich grundsätzlich nicht um physikalische Konstanten, sondern um gemessene Größen, die unter standardisierten Messmethoden ermittelt werden. 

Die STK finden sich in Sicherheitsdatenblättern und Datenbanken, wie der GESTIS-STAUB-EX oder GisChem. Weitere Informationen zu den Datenbanken sind im Abschnitt „Sicherheitstechnische Kenngrößen in Datenbanken“. 

Die Nutzung dieser Werte ist nur dann sinnvoll, wenn sie unter Bedingungen eingesetzt werden, die den Messbedingungen ähneln. Typischerweise gelten die STK für atmosphärische Bedingungen (0,8 bar bis 1,1 bar, -20 °C bis 60 °C, Luftsauerstoff als Oxidationsmittel). Liegen andere Bedingungen vor – ist beispielsweise die Prozesstemperatur außerhalb der atmosphärischen Bedingungen, werden Stoffe versprüht oder dient Chlor als Oxidationsmittel – ist eine Bestimmung der relevanten Kenngrößen notwendig.

Die Kenngrößen unterstützen bei der Beurteilung der Explosionsgefährdung, wie beispielsweise bei der Ermittlung, ob ein Stoff unter den vorliegenden (Prozess-)Bedingungen brennbar ist, ob sich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre (g. e. A) bzw. ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch (g. e. G.) bilden kann, welche Voraussetzungen elektrische Betriebsmittel haben müssen, um sie in einer Zone 1 einzusetzen, oder wie eine Druckentlastungseinrichtung dimensioniert werden muss. 

Brennbare Gase, Dämpfe und Flüssigkeiten

Tabelle 1 beschreibt eine Auswahl von sicherheitstechnischen Kenngrößen für brennbare Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe und für welche Schritte der Gefährdungsbeurteilung relevant sind. Eine Übersicht aller STK findet sich im Merkblatt R 003 „Sicherheitstechnische Kenngrößen“ (https://mediencenter.bgrci.de/shop/reihen/bgrci/mb/rreihe/r003/detail).

Tabelle 1: Auswahl einiger sicherheitstechnischer Kenngrößen für Gase, Flüssigkeiten und Dämpfe in der Gefährdungsbeurteilung Explosionsschutz

Brennbare Stäube

Tabelle 2 beschreibt eine Auswahl von sicherheitstechnischen Kenngrößen für Stäube und für welche Schritte der Gefährdungsbeurteilung relevant sind. Dabei muss zwischen Kenngrößen für abgelagerte Stäube und für aufgewirbelte Stäube unterschieden werden. Eine Übersicht aller STK findet sich im Merkblatt R 003 „Sicherheitstechnische Kenngrößen“ (https://mediencenter.bgrci.de/shop/reihen/bgrci/mb/rreihe/r003/detail).

Tabelle 2: Auswahl einiger sicherheitstechnischer Kenngrößen für abgelagerte und aufgewirbelte Stäube in der Gefährdungsbeurteilung Explosionsschutz

Bei der Ermittlung der Kenngrößen für Stäube sind einige Punkte wichtig, die bei Flüssigkeiten, Gasen und Dämpfen nicht berücksichtig werden müssen. So ist die Explosionsfähigkeit von Stäuben stark von der Korngröße abhängig. Daher ist für die Messung von großer Bedeutung, ob sich der Feinheitsgrad im Prozess ändert oder ob es zu einer Anreicherung von Feinanteilen kommen kann (z.B. durch Mahlen, Abrieb, Absaugung, Ablagerung) und wo der sinnvollste Ort der Probenahme ist.

Weitere Informationen für die sichere Anwendung von sicherheitstechnischen Kenngrößen

Brennbare Stoffe sind Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten, Feststoffe oder Gemische, die bei Entzündung eine exotherme Reaktion mit Luft eingehen können. 

Dazu gehören:

1. gemäß CLP-Verordnung entsprechend eingestufte und gekennzeichnete Stoffe und Gemische; dazu zählen Stoffe und Gemische, die mit GHS 01 (explodierende Bombe) oder GHS 02 (Flamme) gekennzeichnet sind, sowie entzündbare Gase, Kat. 2, H221,
2. andere Flüssigkeiten als gemäß Nummer 1 mit einem Flammpunkt bis 370 °C; eine geeignete Methode, die bis 370 °C anwendbar ist, ist z. B. die Methode nach Pensky-Martens mit geschlossenem Tiegel (siehe DIN EN ISO 2719) und
3. andere erfahrungsgemäß brennbare Feststoffe, wie z. B. Papier, Holz oder Polymere, wie z. B. Polyethylen, Polystyrol; Hinweise auf die Brennbarkeit können für Stäube eine Brennzahl > 1 (siehe DIN EN 17077) und für andere Feststoffe ein Sauerstoffindex ≤ 21 (siehe DIN EN ISO 4589) sein.

Anhand der sicherheitstechnischen Kenngrößen wie Flammpunkt oder die Brennzahl kann ebenfalls ermittelt werden, ob ein Stoff brennbar ist.

Hinweise in Technischen Regeln Gefahrstoffe (TRGS)

Die standardisierten Kenngrößen aus Sicherheitsdatenblättern und Datenbanken werden unter atmosphärischen Bedingungen ermittelt. TRGS 721 (https://www.baua.de/DE/Angebote/Regelwerk/TRGS/TRGS#doc6942565985ec843c18713c35bodyText7) enthält im Anhang Tabellen, die aufzeigen, wie sich die Kenngrößen bei abweichenden Parametern „Druck“, „Temperatur“ und „Sauerstoffanteil“ verändern.

In TRGS 723 (https://www.baua.de/DE/Angebote/Regelwerk/TRGS/TRGS#doc6942565985ec843c18713c35bodyText7) sind Informationen dazu enthalten, welche Sicherheitsabstände bzgl. der Mindestzündenergie und -temperatur eingehalten werden müssen, je nachdem welche Zone vorliegt.

Sicherheitstechnische Kenngrößen in Datenbanken

Es gibt eine Reihe von Datenbanken für Informationen zu verschiedenen Gefahrstoffen, die ebenfalls Informationen zu den sicherheitstechnischen Kenngrößen enthalten.