Zündquellen gemäß der ATEX-Richtlinie

Eine wirksame Zündquelle ist eines der drei grundlegenden Elemente zur Beschreibung einer Explosionsgefahr. Ohne ausreichend zugeführte Energie für ein System aus brennbaren Stoffen (in Form von Gas, Dampf oder Staub) und Luft (oder einem anderen Oxidationsmittel) besteht keine Explosionsgefahr. Daher besteht eine der wichtigsten Maßnahmen zur Gefahrenvermeidung darin, die Wahrscheinlichkeit ihres Auftretens zu beseitigen oder so weit wie möglich zu reduzieren.

Ebenso wie es Normen gibt, die die meisten Themen im Zusammenhang mit dem Explosionsschutz beschreiben, gibt es auch eine Norm, die genau festlegt, welche Zündquellen in der ATEX-Richtlinie berücksichtigt werden.

Nach PN-EN 1127-1:2019-10 „Explosionsfähige Atmosphären und Explosionsschutz – Teil 1: Grundbegriffe und Methodik“ können 13 Faktoren eine Explosion auslösen.

Die Norm unterscheidet

Heiße Oberflächen

Explosionsfähige Atmosphären können sich entzünden, wenn sie mit heißen Oberflächen in Kontakt kommen, deren Temperatur die Zündtemperatur der Atmosphäre erreicht. Wenn heiße Oberflächen mit explosionsfähigen Atmosphären in Kontakt kommen können, muss ein Sicherheitsabstand zwischen der maximalen Oberflächentemperatur und der Zündtemperatur der Atmosphäre gewährleistet sein. Dieser Abstand hängt von der Zoneneinteilung ab und wird gemäß PN-EN 1127-1 festgelegt.

Flammen und heiße Gase

Sowohl Flammen als auch glühende Feststoffpartikel können explosionsfähige Atmosphären entzünden. Selbst sehr kleine Flammen gehören zu den wirksamsten Zündquellen und müssen daher aus gefährlichen Bereichen der Zonen 0 und 20 entfernt werden. Flammen dürfen nur in den Zonen 1, 2, 21 und 22 auftreten, wenn sie sicher eingeschlossen sind, wie in der Norm PN-EN 1127-1 beschrieben. Offene Flammen durch Verbrennungs- oder Schweißarbeiten müssen durch organisatorische Maßnahmen verhindert werden. Zum Beispiel ist eine offene Flamme bei explosionsfähigen Gasen fast immer eine wirksame Zündquelle.

Mechanische Funken

Reibung, Schläge und Abrieb, beispielsweise beim Mahlen, können Funken erzeugen. Diese Funken können brennbare Gase und Dämpfe sowie bestimmte Nebel-/Luft- oder Staub-/Luft-Gemische (insbesondere Metallstaub-/Luft-Gemische) entzünden. In Staubablagerungen kann Schwelbrand durch Funken verursacht werden, was ebenfalls eine Zündquelle für explosionsfähige Atmosphären darstellen kann.

Elektrische Geräte

Selbst bei niedriger Spannung können elektrische Funken und heiße Oberflächen Zündquellen in elektrischen Geräten darstellen (z. B. beim Schließen und Öffnen von Stromkreisen oder durch vagabundierende Ströme). Daher wird allgemein angenommen, dass elektrisch betriebene Geräte – unabhängig von ihrer Form – potenzielle Zündquellen sind.

Vagabundierende Ströme

Elektrostatische Entladungen: Korona-, Bürsten-, Gleit-, Kegel- und Funkenentladungen

Die Bildung, Ansammlung und der Abbau unausgeglichener elektrischer Ladungen auf der Oberfläche verschiedener elektrisch nicht leitender oder isolierter leitfähiger Objekte (einschließlich des menschlichen Körpers). Die Arbeit, die in die Trennung entgegengesetzter Ladungen investiert wird (z. B. durch Reibung, Materialtrennung, Zerkleinerung, Verspritzen oder äußere elektrische Felder), wird in die potenzielle Energie des elektrischen Feldes umgewandelt, das die getrennten Ladungen umgibt.

Blitzschlag

Ein eher zufälliger, aber aufgrund der übertragenen Energie bedeutender Faktor. Daher ist es notwendig, alle leitfähigen Komponenten ordnungsgemäß zu erden.

Elektromagnetische Wellen im Hochfrequenzbereich (RF) von 10⁴ bis 3×10¹² Hz
Der Einsatz tragbarer, batteriebetriebener Geräte ist in explosionsfähigen Atmosphären nur zulässig, wenn sie ATEX-zertifiziert sind.
Elektromagnetische Wellen von 3×10¹¹ bis 3×10¹⁵ Hz
Ionisierende Strahlung
Ultraschall
Adiabatische Kompression

Exotherme Reaktionen, einschließlich Selbstentzündung von Stäuben

Stoffe können sich infolge chemischer Reaktionen, die Wärmeenergie erzeugen (exotherme Reaktionen), erwärmen und so eine Zündquelle darstellen. Diese Selbsterwärmung ist möglich, wenn die Wärmeerzeugungsrate höher ist als die Wärmeableitungsrate. Wenn die Wärmeableitung erschwert ist oder die Umgebungstemperatur hoch ist (z. B. bei Lagerung), kann die Reaktionsrate so weit ansteigen, dass Zündbedingungen erreicht werden. Die wichtigsten Parameter sind das Volumen-/Luft-Verhältnis der reagierenden Systeme, die Umgebungstemperatur und die Verweilzeit.
Hohe Temperaturen können zu Schwelbrand und/oder Verbrennung führen und explosionsfähige Atmosphären entzünden. Brennbare Stoffe, die durch Reaktionen entstehen (z. B. Gase oder Dämpfe), können anschließend mit der Umgebungsluft explosionsfähige Atmosphären bilden und die Gefahr erheblich erhöhen. Selbstentzündliche Stoffe sollten in allen Zonen nach Möglichkeit vermieden werden. Wenn der Umgang mit solchen Stoffen notwendig ist, müssen geeignete Schutzmaßnahmen für jeden Einzelfall getroffen werden.

Weitere Normen und Vorschriften zum Explosionsschutz sind ebenfalls wichtig und werden hier kurz beschrieben: EX-Zonen-Vorschriften. Es lohnt sich, sich damit vertraut zu machen.