Zündfähige Gase in der Härterei - Beurteilung der Explosionsgefahren

Dezember 2005
Dipl.-Ing. Wolfram Schmid, c/o Berufsgenossenschaft Metall Nord Süd, Stuttgart

Bei Schutzgasöfen in Härtereien sind in den Schutzgasgemischen sehr oft Gase enthalten, die bei Vermischung mit Luft ein explosionsfähiges Gemisch bilden können.
Eine weit verbreitete Zusammensetzung bei Schutzgasen ist 20% Kohlenmonoxid (CO), 40% Wasserstoff (H2) und 40% Stickstoff (N2). 60% des Schutzgases sind somit zündfähige Gase.

Nach §3(2) der Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) hat der Arbeitgeber zu beurteilen, ob die Bildung von gefährlichen explosionsfähigen Atmosphären sicher verhindert ist. Ist dies nicht sicher gewährleistet, hat er die explosionsgefährdeten Bereiche in Ex-Zonen einzuteilen und im Explosionsschutzdokument nach §6 BetrSichV zu dokumentieren. In Abhängigkeit der Ex-Zone bestehen unterschiedliche Anforderungen an die eingesetzten (elektrischen) Geräte.

Die Einteilung in Ex-Zonen und der Einsatz von Geräten, die keine Zündfunken erzeugen (sekundärer Explosionsschutz), sind in Härtereien, aufgrund der vielfältigen Zündmöglichkeiten (Zündflammen, heiße Teile und Oberflächen), nur eingeschränkt möglich bzw. sinnvoll. Deswegen wird bei Härteanlagen üblicherweise die Bildung von gefährlichen explosionsfähigen Atmosphären verhindert (primärer Explosionsschutz). Hier finden im Wesentlichen zwei Möglichkeiten Anwendung:

  •  Stellen, an denen zündfähige Gase und Luft zusammen kommen, sind durch vorhandene Zündenergie abgesichert (Zündflammen, Sicherheitstemperatur). Eine Vermischung von Gas und Luft ist somit nicht möglich. Die Gase verbrennen sofort kontrolliert.
  • Bei Atmosphärenwechsel wird das zündfähige Gas durch ein Inertgas (normal Stickstoff) verdrängt. Durch ausreichende Spülung des Ofens (5-faches Ofenvolumen) wird gewährleistet, dass keine explosionsfähige Atmosphäre entsteht.

Bei modernen Ofenanlagen sind entsprechende Konzepte beim Bau der Ofenanlagen üblicherweise berücksichtigt. Der Betreiber ist für die Funktionsfähigkeit dieser technischen Einrichtungen durch Wartung, Instandhaltung und Prüfung verantwortlich. Des Weiteren ist mittels Schulung und Unterweisung die richtige Bedienung der Anlagen zu gewährleisten, hier ist besonderes Augenmerk auf das Verhalten bei Störungen zu legen. Ist dies gewährleistet und in der Gefährdungsbeurteilung nachvollziehbar dokumentiert, wie durch Technik und Organisation die Bildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre verhindert wird, ist eine Einteilung in Ex-Zonen nicht nötig.

Eine Hilfe für die Beurteilung von Härtereiöfen bietet das Dokument "Gefährdungen an Ofenanlagen, Betrieb mit brennbaren Schutzgasen; Bauart Mehrzweckkammerofen" des Fachausschusses 8 der Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik e. V. (AWT). Das Dokument kann im Sachgebiet Härtereitechnik herunter geladen werden.

 

Thema Januar /Februar 2006: Neufassung der Maschinenrichtlinie