Anforderungen an das Explosionsschutzdokument. Rechtliche Grundlagen. Praxisbeispiele Lagern hoch- und leichtentzündlicher Flüssigkeiten

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1 Anforderungen an das Explosionsschutzdokument Rechtliche Grundlagen Praxisbeispiele Lagern hoch- und leichtentzündlicher Flüssigkeiten 2. September 2004, Lüneburg 3. Kongress über betrieblichen Arbeits- und Gesundheitsschutz

2 Rechtliche Grundlagen - Europäisches Regelwerk Grundlegende Regelungen zum Explosionsschutz sind u.a. normiert in den europäischen Richtlinien Richtlinie 1999/92/EG (früher ATEX 118a, Atmosphere Explosive) Mindestvorschriften zur Verbesserung des Gesundheitsschutzes und der Sicherheit der Arbeitnehmer, die durch explosionsgefährliche Atmosphäre gefährdet werden können. Richtlinie 94/9/EG (früher ATEX 100) Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen. 2

3 Umsetzung der Richtlinie 1999/92/EG in nationales Recht Geräte- u. Produktsicherheitsgesetz / GPSG Arbeitsschutzgesetz / ArbSchG Chemikaliengesetz / ChemG Betriebssicherheitsverordnung / BetrSichV Gefahrstoffverordnung / GefStoffV RL 1999/92/EG Technische Regeln zur BetrSichV / TRBS Leitfaden zur Richtlinie Technische Regeln zur GefStoffV / TRGS Berufsgenossenschaftliche Vorschriften, z.b. BGR 104 Richtlinie, Normen, z.b. DIN, VDE, VDI Leitfäden, Empfehlungen, Arbeitshilfen usw. 3

4 BetrSichV - Ziele und Pflichten zum Explosionsschutz Grundlegende Ziele Gesundheitsschutz und Sicherheit von Arbeitnehmern in explosionsgefährdeten Bereichen Einhaltung von Mindeststandards zum Explosionsschutz Pflichten des Arbeitgebers Es sind Mindeststandards zu erfüllen ( 5 Abs. 2) Arbeitsmittel und Maßnahmen müssen Stand der Technik entsprechen ( 4) Festlegen von Ex-Bereichen und Einteilen in Ex-Zonen ( 5 Abs. 1, Anhang 3) Systematisch u. ganzheitlich Ex-Risiken beurteilen / Gefährdungsbeurteilung ( 3) Technische u. organisatorische Explosionsschutzmaßnahmen treffen (Anhang 4) Geeignete Geräte und Schutzsysteme auswählen (Anhang 4) Explosionsdokument erstellen ( 6) 4

5 Gefährdungsbeurteilung ( 3 BetrSichV) (1) Der Arbeitgeber hat bei der Gefährdungsbeurteilung nach 5 des Arbeitsschutzgesetzes unter Berücksichtigung der Anhänge 1 bis 5, des 16 der Gefahrstoffverordnung und der allgemeinen Grundsätze des 4 des Arbeitsschutzgesetzes die notwendigen Maßnahmen für die sichere Bereitstellung und Benutzung der Arbeitsmittel zu ermitteln. XYZ Dabei hat er insbesondere die Gefährdungen zu berücksichtigen, die mit der Benutzung des Arbeitsmittels selbst verbunden sind und die am Arbeitsplatz durch Wechselwirkungen der Arbeitsmittel untereinander oder mit Arbeitsstoffen oder der Arbeitsumgebung hervorgerufen werden. 5

6 Gefährdungsbeurteilung ( 3 BetrSichV) (2) Kann nach den Bestimmungen des 16 der Gefahrstoffverordnung die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären nicht sicher verhindert werden, hat der Arbeitgeber zu beurteilen 1. die Wahrscheinlichkeit und die Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären, 2. die Wahrscheinlichkeit des Vorhandenseins, der Aktivierung und des Wirksamwerdens von Zündquellen einschließlich elektrostatischer Entladungen und 3. das Ausmaß der zu erwartenden Auswirkungen von Explosionen. 6

7 Explosionsdreieck Als Explosion bezeichnet man eine plötzliche, d.h. mit großer Reaktionsgeschwindigkeit ablaufende, Oxidations- oder Zerfallsreaktion, die eine Temperatur- oder Druckerhöhung oder beides gleichzeitig erzeugt. Sauerstoff Explosion Zündquelle Brennstoff Zu einer Explosion kommt es, wenn ein Brennstoff im Gemisch mit Luft (d.h. ausreichend Sauerstoff) innerhalb der Explosionsgrenzen sowie eine Zündquelle vorliegt. 7

8 Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche Der Arbeitgeber hat explosionsgefährdete Bereiche (i.s. des 2 Abs. 10) entsprechend Anhang 3 unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilung ( 3) in Zonen einzuteilen ( 5 Abs.1). Explosionsgefährdete Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer des Auftretens von gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre in Zonen unterteilt (Einteilung in Ex-Zonen, Anhang 3). Ex-Bereiche sind zu kennzeichnen (gemäß Richtlinie 1992/92/EG). Warnung vor explosionsfähiger Atmosphäre 8

9 Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche Zone 0 ist ein Bereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist. Zone 1 ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann. Zone 2 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine gefährlich explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt. Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden. 9

10 "Begriffsdefinitionen" Es liegen keine festen Begriffsdefinitionen für die Kriterien "häufig" - "gelegentlich" - "selten" vor. Folgende Unterscheidungen sind in der Praxis üblich: häufig: Tritt sicher regelmäßig auf (> 1-10 % der Betriebszeit), muss als vorhanden vorausgesetzt werden gelegentlich: Ist in unregelmäßigen Abständen möglich (< 1-10 % der Betriebszeit) selten und kurzfristig: Tritt nur störungsbedingt auf, die Dauer kann auf unter 0,1 % der Betriebszeit begrenzt werden (< 1 h/a bei h Betriebszeit) 10

11 Umsetzung der Schutzziele aus der BetrSichV Explosionen vermeiden, Auswirkungen von Explosionen vermindern Zur Umsetzung der o.a. Punkte technische und bauliche Schutzmaßnahmen ergreifen Explosionsgefahren systematisch ermitteln und bewerten / Gefährdungsbeurteilung Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche in Zonen (Zone 0, 1 und 2 für entzündliche Flüssigkeiten), Kennzeichnung der Zonen im Betrieb Sichere Arbeitsbedingungen vor Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb gewährleisten (Überwachung, Prüfung, Instandhaltung, Mängelbeseitigung) Koordinierungspflichten festlegen (Besucher, Fremdfirmen, benachbarte Anlagen) Organisatorische Schutzmaßnahmen treffen, z.b. Schulungen, Betriebs- und Verfahrensanweisungen, Arbeitsfreigaberegelungen Explosionsschutzdokument erstellen 11

12 Bausteine des Explosionsschutzdokumentes Das Explosionsschutzdokument besteht aus folgenden Bausteinen: Gefährdungsanalyse auf der Basis der eingesetzten Stoffe und Verfahren Darstellung der getroffenen Explosionsschutzmaßnahmen (Schutzkonzept) Zoneneinteilung in einem Ex-Zonenplan und / oder als Text Mitgeltende Unterlagen und Dokumente, z.b. Sicherheitsbericht nach Störfall-Verordnung, Betriebs-, Arbeits-, Sicherheits- und Verfahrensanweisungen, Gefährdungsbeurteilung nach ArbSchG Auf bereits bestehende Unterlagen, Dokumente und Pläne kann im Explosionsschutzdokument verwiesen werden. Die mitgeltenden Unterlagen müssen aktuell sein bzw. sind ggf. anzupassen. Das Explosionsschutzdokument sollte aber aus sich heraus verständlich u. nachvollziehbar sein. 12

13 Explosionsschutzdokument - Zeitpunkte für die Erstellung Das Explosionsschutzdokument ist - vor Beginn der Arbeit / zur Inbetriebnahme zu erstellen und - regelmäßig zu prüfen und zu aktualisieren. Für Arbeitsmittel und Arbeitsabläufe in explosionsgefährdeten Bereichen, die vor dem 3. Oktober 2002 erstmalig bereitgestellt oder eingeführt worden sind, hat der Arbeitgeber das Explosionsschutzdokument spätestens bis zum 31. Dezember 2005 zu erstellen. 13

14 Explosionsschutzdokument - Gefährdungsanalyse START Definition des bestimmungsgemäßen Betriebs (Dauer, Häufigkeit, Intervalle) Definition routinemäßiger Tätigkeiten (z.b. Produktwechsel, Probennahme, CIP- oder manuelle Reinigung, Filterwechsel) Festlegung von Störungen / Abweichungen (Dauer, Häufigkeit, Intervalle, Wahrscheinlichkeit) Schnittstellen / Abgrenzungen zu anderen Anlagen definieren (z.b. vor- u. nachgeschaltete Verfahrensschritte, Verbundanlagen) 14

15 Explosionsschutzdokument - Gefährdungsanalyse START Explosionsfähige Atmosphäre vorhanden? (Stoffe, Dauer, Häufigkeit, Intervalle) Zusätzliche Maßnahmen treffen Zündquellen vorhanden? (z.b. Bauteile, Räume, Wirksamkeit der Zündquelle) Risikoabschätzung Risikobewertung (Wahrscheinlichkeit Auswirkung) (Wahrscheinlichkeit der Ex-Atmosphäre und Zündquellen Nein Anlage sicher? Ja ENDE 15

16 Explosionsschutzdokument Inhaltsverzeichnis - Beispiel 0. Mitgeltende Unterlagen und Dokumente - Werksplan, Gebäude- u. Grundrisspläne - R&I-Fließbilder, Verfahrensfließbilder - Sicherheitsdatenblätter - Gefährdungsanalyse - Ex-Zonenplan - Betriebsanweisungen 1. Angaben zum Betrieb - Werk, Betriebsteile, Anlagen - Arbeitsbereiche 2. Anlagenstandort und bauliche Gegebenheiten - Lage der Anlage im Werk / im Gebäude - Kurze Baubeschreibung - Brandschutz, Lüftungstechnik - Kommunikations- u. Alarmeinrichtungen 16

17 Explosionsschutzdokument Inhaltsverzeichnis - Beispiel 3. Anlagen- und Verfahrensbeschreibung - Verfahrensablauf - Anlagenbeschreibung (z.b. Tanks, Pumpen, Rührwerke, Rohrleitungen) - Aufstellungsräume - Sicherheitseinrichtungen, Anlagensteuerung, MSR-Technik (Messen-Steuern- Regeln), Prozessleittechnik (PLT) - Elektrische Betriebsmittel (u.a. erforderliche Schutzarten, Temperaturklassen, Gerätegruppen und Gerätekategorien) - Liste der zulässigen mobilen Betriebsmittel (z.b. Flurförderfahrzeuge, Reinigungsmaschinen) 4. Stoffdaten - Fördermengen, Drücke, Temperaturen, Produkthandling 5. Gefährdungsbeurteilung - Ex-Zoneneinteilung - Besondere Betriebszustände 17

18 Explosionsschutzdokument Inhaltsverzeichnis - Beispiel 6. Explosionsschutzmaßnahmen (Schutzkonzept) 6.1 Technische Schutzmaßnahmen - Vorbeugende und konstruktive Maßnahmen - Steuerungs- und prozessleittechnische Maßnahmen, z.b. Verriegelungen, Anlaufsteuerungen, automatische Not-Aus-Kette, Leitwarte - Maßnahmen zur Vermeidung oder Begrenzung von Explosionen, z.b. Inertisierung oder explosionsschutztechnische Entkopplungen, Explosionsdruckentlastung 6.2 Organisatorische Maßnahmen - Verantwortlichkeiten und Qualifikation - Betriebs-, Arbeits- und Verfahrensanweisungen - Notfallorganisation, interne Alarm- und Gefahrenabwehrpläne - Instandhaltungs-, Prüfungs- und Überwachungsarbeiten - Pläne und Aushänge, Kennzeichnungen - Planung von Arbeitsabläufen, Arbeitsfreigaberegelungen (Erlaubnisschein) - Wirksamkeit und Sicherstellung der vorgesehenen Schutzmaßnahmen (Sicherheitsmanagementsystem) 18

19 Explosionsschutzdokument Praxisbeispiel Tanklager Funktioneller Aufbau des Tanklagers / Schnittstellen Abluftreinigung Tankatmung Entleerstelle für Tankkraftwagen Pumpe, Rohrleitung Masse Tanklager mit fünf Einzeltanks im Inneren eines Gebäudes Gaspendelung bei Befüllung der Tanks Pumpen, Rohrleitungen Masse Abluft Chemische Produktionsanlage 19

20 Praxisbeispiel Tanklager Stoffdaten Einstufung Gefahrstoffverordnung / BetrSichV: F, Leichtentzündlich, R 11 Dichte: ca. 0,7 t/m 3 Flammpunkt: - 19 C Siedepunkt: 55 C Dampfdruck: ca. 247 hpa Untere Explosionsgrenze / UEG: 2,6 Vol.-% Obere Explosionsgrenze / OEG: 13,0 Vol.-% 20

21 Praxisbeispiel Tanklager Ex-Zonenplan Einbindepunkt Gaspendelleitung Einbindepunkt Masseleitung "Kito" Überdruck- / Unterdruckventil ca. 4 m über Erdgleiche 276 Masseleitung Gaspendelleitung (Innere der Leitung Zone 0) Masseraum Zone 0 VAwS - Auffangraum 179 Masseraum 271 Masseraum Zone Zone

22 Praxisbeispiel Tanklager - Schutzkonzept Explosionsschutzmaßnahmen im Tanklager Schutzkonzept als Ergebnis der Gefährdungsanalyse Reduzierung von Flanschverbindungen auf ein Minimum Einbau auf Dauer technisch dichter Armaturen, Anlagenteile und Verbindungen T, p- u. Lastüberwachung der Pumpen, Blasenwächter in der Rohrleitung vor der Pumpe (Pumpen u. Rohrleitungen sind ständig flüssigkeitsgefüllt) Explosionsschutztechnische Entkopplung der Anlagenteile (TKW - Tanks - Produktionsanlage - Abluftreinigung) durch Detonationssicherungen in den Abluftleitungen Überwachung der Rohrleitungen zur Abluftreinigung (Unterdruck, UEG) Technische Lüftung mit Funktionsüberwachung u. Unterdruck im Tanklagerraum 22

23 Praxisbeispiel Tanklager - Schutzkonzept Gaswarnanlage mit Notstromversorgung im Tanklagerraum, Alarmweiterleitung Einbau explosionsgeschützter Komponenten gemäß Zoneneinteilung, TRbF usw. Einbau einer sicherheitsgerichteten Not-Aus-Kette (fail safe) Automatische Steuerung über Prozessleittechnik, Einbindung in Not Aus Kette, Zwangsverriegelungen u. Ablaufregelungen Innerer u. äußerer Blitzschutz im Gebäude 23

24 Praxisbeispiel Tanklager - weitere Maßnahmen Brandschutz Automatische Brandmelde- und Löschanlage im Tanklager Feuerbeständige Bauweise in relevanten Bereichen (F 90 gemäß DIN 4102) Organisatorisch Aktualisierung des Explosionsschutzdokumentes zur Inbetriebnahme Ausbildung, Schulung und Unterweisung der Mitarbeiter/innen Kontroll-, Wartungs- und Prüfungsplan für die gesamte Anlage Schriftliche Bedienungs, Sicherheits- und Verfahrensanweisungen Arbeitsfreigaberegelungen Prüfung vor Inbetriebnahme, Dokumentation Interner Alarm- u. Gefahrenabwehrplan (einschl. Not-Abfahrplan, Feuerwehrplan) 24

25 Praxisbeispiel Lager für hoch- u. leichtentzündliche Flüssigkeiten - Funktioneller Aufbau des Lagers Daten zum Lager Verladezone F+ T+ C Xn Xi N Lagerkapazität: t Stoffe bis WGK 3 Gebinde bis l (IBC) Ausschließlich gemäß GGVSE zugelassene Gebinde Block- und Regallagerung Passives Lager, d.h. kein Um-, Abfüllen oder Entleeren Lagerhöhe: max. 7,5 m LGK 10 WGK: Wassergefährdungsklasse LGK: Lagerklassen nach VCI-Konzept LGK 2 B max. 50 t LGK 11 LGK 3 A LGK 8 A LGK 12 LGK 3 B LGK 8 B LGK Regale mit Nummern Blocklager 25

26 Praxisbeispiel Lager für hoch- u. leichtentzündliche Flüssigkeiten - Schutzkonzept Technische Lüftung (Absaugung) über mehrere Ventilatoren und Gaswarnsensoren in Höhe des Hallenbodens und in den unterhalb des Bodenniveaus liegenden Auffangrinnen Lüftung wird funktionsüberwacht (z.b. über Differenzdruckmessung) Notstromversorgung der Lüftung Luftwechsel permanent 0,4-fach pro Stunde, bei Auslösung der Gaswarnanlage > 10 % UEG (Alarmstufe 1) mindestens 2-facher Luftwechsel pro Stunde Exgeschützte Ventilatoren (z.b. Explosionsgruppe II B, Temperaturklasse T3, Materialkombination gemäß VDMA-Merkblatt 24169), Potenzialausgleich Aufschaltung / Weiterleitung von Alarmen und Störungen an der Lüftungstechnik u. der Gaswarnanlage an eine ständig besetzte Einsatzstelle 26

27 Murphys Gesetze Wenn etwas schiefgehen kann, dann wird es auch schiefgehen. Die Natur ergreift immer die Partei des versteckten Fehlers. 27

28 Tipps und Empfehlungen - Anforderungen zum Explosionsschutz werden bei der Realisierung von Neuanlagen sowie bei Änderungen in bestehenden Anlagen häufig zu spät erkannt. Nachbesserungen verursachen hohe Kosten, sind zeitintensiv und häufig nur schwer in bereits errichtete Anlagen zu integrieren. Eine systematische, ganzheitliche Gefährdungsanalyse zum Explosionsschutz sollte parallel zur Projektierung der Anlage erfolgen und integraler Bestandteil der Anlagenplanung sein. Wichtig sind konstruktive Zusammenarbeit und Informationsfluß im Projektteam, also zwischen Bauherrn / Betreiber, Berater, Architekt und Anlagenplaner. Genehmigungs- und Überwachungsbehörden konstruktiv in die Planung und in vorgesehene Schutzkonzepte einbinden (Antragskonferenz / Round table Gespräch). 28

29 Weiterführende Literatur und Informationen BGR 104 / Explosionsschutzregeln der Berufsgenossenschaft ATEX-Leitfaden nach Artikel 11 der Richtlinie 1999/92/EG Arbeitshilfe des Sächsischen Landesinstitutes für Arbeitsschutz Spezielle Regelungen, z.b. Technische Regeln für brennbare Flüssigkeiten / TRbF 20 "Läger", TRbF 30 "Füllstellen, Entleerstellen..." 29

30 Licht am Ende des Tunnels? 30