Merkblatt Empfehlung für den Feuerwehreinsatz bei (Erd-)Gas-Hochdruckleitungen

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1 Merkblatt Empfehlung für den Feuerwehreinsatz bei (Erd-)Gas-Hochdruckleitungen (Erd-)Gas-Hochdruckleitungen XXXXX Haftungsausschluss: Dieses Dokument wurde sorgfältigst von den Experten der vfdb erarbeitet und vom Präsidium der vfdb verabschiedet. Der Verwender muss die Anwendbarkeit auf seinen Fall und die Aktualität der ihm vorliegenden Fassung in eigener Verantwortung prüfen. Eine Haftung der vfdb und derjenigen, die an der Ausarbeitung beteiligt waren, ist ausgeschlossen. Vertragsbedingungen: Die vfdb verweist auf die Notwendigkeit, bei Vertragsabschlüssen unter Bezug auf vfdb-dokumente die konkreten Leistungen gesondert zu vereinbaren. Die vfdb übernimmt keinerlei Regressansprüche, insbesondere auch nicht aus unklarer Vertragsgestaltung. Inhalt: 1. Allgemeines Ausführung der Leitungen , Längen, Drücke Kennzeichnung Quellstärke bei Beschädigungen Mögliche Szenarien Wirkungsdistanzen Maßnahmen Allgemeine Maßnahmen Erdgasaustritt mit Brand, Entschluss brennen lassen" Erdgasaustritt mit Brand, Entschluss ablöschen": Allgemeine Daten Zusammensetzung iii Physikalische, chemische und toxikologische Daten Odorierung Referat 10 Umweltschutz des Technisch-Wissenschaftlicher Beirat (TWB) der Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.v. Aidenbachstr. 7, München vfdb Ref 10 Merkblatt Flüssiggas Dezember 2000

2 Seite 2 (Erd-)Gashochdruckleitungen 1. ALLGEMEINES Erdgas wird weltweit über Fernleitungen von den Lagerstätten zu den Hauptabnehmernzonen (Ballungszentren) transportiert. Die Längen dieser Pipelines betragen meist einige 1000 Kilometer; bei der projektierten Nabucco- Pipeline ( ca. 1,5m; transportierte Menge ca. 30 Milliarden m³) zb sind dies mehr als 3000km von der Osttürkei bis zur Grenze Ungarn-Österreich. Innerhalb Europas existiert ein dichtes Netz derartiger Pipelines mit einer Gesamtlänge von mehr als km. Quelle: [ i ] 2. AUSFÜHRUNG DER LEITUNGEN 2.1. DURCHMESSER, LÄNGEN, DRÜCKE Gashochdruckleitungen können bis zu 2m aufweisen. Die Rohre mit einer (druckabhängigen) Wandstärke von bis zu 100mm sind im Normalfall nahtlos geschweißt. Sie werden sowohl unter- wie auch oberirdisch verlegt. In Abständen von ca km sind fernüberwachte schließen, eingebaut. Blockventilstationen, die bei Leitungsbruch (= Druckabfall)

3 Seite 3 Der (Weiter-)Transport des Gases wird von Kompressorstationen, die in Abständen von ca km angeordnet sind, bewältigt. Der Druck innerhalb dieser Rohrleitungen bewegt sich jedenfalls über 15 bar, in manchen Leitungen über 80 bar. Tabelle Gasmenge in einer Pipeline bei 30 km Streckenlänge zwischen zwei Blockventilstationen der Pipeline [mm] Volumen (gerundet) [m³] Druck [bar] Gasmenge in 30 km Länge (gerundet) [m³] Zum Vergleich: Der jährliche Gasverbrauch eines durchschnittlichen Haushalts (vier Personen, Heizung und Warmwasser) beträgt ~2.000 m³. Die regionale Verteilung erfolgt über ein Netz von Rohrleitungen mit einem Druck von ca. 16 bar. Der Druck in Versorgungsleitungen von privaten Abnehmern liegt in der Regel unter 1 bar (meist mbar). Das Erdgas in diesen Leitungen wird odoriert (siehe 7.3) KENNZEICHNUNG Die Lage von Gashochdruckleitungen wird oberirdisch gekennzeichnet ii iii (Quelle [, ]). Rohrleitungsmarker einer Hochdruckleitung, die den Verlauf der Leitung 1 im Gelände anzeigt [ ] vfdb Ref 10 Merkblatt Gashochdruckleitungen 2012

4 Seite 4 3. QUELLSTÄRKE BEI BESCHÄDIGUNGEN Die aus einer Rohrleitung austretende Gasmenge ist abhängig von Druck, Leitungsdurchmesser und Grad der Beschädigung. In der nachstehenden Tabelle werden ein Totalabriss ( ) und die nach dem Bruch sowie nach fünf Minuten ausströmenden Gasmengen betrachtet. Tabelle Quellstärke aus einer Gashochdruckleitung 80 bar Leitungsdurchmesser [mm] Quellstärke [kg/s] Quellstärke [m³/s] nach 1s nach 300s nach 1s nach 300s MÖGLICHE SZENARIEN Beschädigungen von Gashochdruckleitungen sind im Besonderen bei [ iv ] Materialermüdung/Konstruktionsfehlern (~17%), Korrosion (~15%), mechanischer Einwirkung von außen wie o Erdarbeiten (~50%), o irrtümlichem Anbohren (~5%), o seismischer Aktivität (~7%), aber auch durch terroristische Einwirkung möglich.

5 Seite 5 5. WIRKUNGSDISTANZEN DRUCK UND WÄRMESTRAHLUNG Im Falle einer Gasausströmung ist im Besonderen Bedacht zu nehmen auf etwaige Auswirkungen durch Druck und Wärmestrahlung auf Personen und Objekte. Tabelle Druckwirkungen bei Gasaustritt Leitungsdurchmesser [mm] ZONE 1 1 bar Überdruck ZONE 2 0,1 bar Überdruck Größe der Leckage ZONE 3 0,02 bar Überdruck Nicht relevant. 22 Nicht relevant. 210 Nicht relevant. Die Druckwirkungen lassen sich aufteilen in die Wirkung der physikalischen Explosion der Leitung und der Wirkung der Verbrennung der Gaswolke. Die Erstere ist viel größer als die Letztere, hat jedoch nur innerhalb sehr geringer Distanzen von der Bruchstelle wesentliche Folgen. Nur die Auswirkungen bei 0.02 bar kommen auf einem größeren Abstand vor, aber immer innerhalb des Wirkungsbereichs eines Brandes. Die Folgen eines solchen Überdrucks sind Glasbruch, ohne jedoch eine Splitterwirkung zu haben. Ohne diese Wirkung zu unterschätzen, kann man davon ausgehen, dass sie von untergeordneter Bedeutung ist. Tabelle Auswirkungen von Druck auf Mensch und Material v Druck Schaden [bar] Mensch Material 0,01 Zwischenfallbedingter Scheibenbruch 0,02 0,03 Vorübergehender Gehörschaden Scheibenbruch (Möglichkeit tödlicher Splitterwirkung) 0,05 0,1 Zerstörung von Dächern und Fassaden 0,1 0,2 Umfallen Zerstörung von Ziegelmauern 0,2 Beschädigung von Speichertanks im Freien 0,3 Riss des Trommelfells Beschädigung von Geräten 0,4 Zerstörung einer Betonmauer (20 cm) 0,5 Umstürzen eines vollen Kesselwagens

6 Seite 6 1,0 Lungenschaden 2,0 Tod

7 Seite (NOCH) KEINE ENTZÜNDUNG In der nachstehenden Tabelle und in der Grafik sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas noch nicht entzündet wurde, angegeben. Tabelle Sicherheitsabstände (noch keine Entzündung): Für Einsatzkräfte und für nicht durch Strukturen geschützte Personen. (Es wurde von Maximalwerten (nach 30 Sekunden) bei möglicher Entzündung ausgegangen!) v Leitungsdurchmesser [mm] ZONE 1 10 kw/m² nach 30 s ZONE 2 3 kw/m² nach 30 s Größe der Leckage ZONE Informationen zu den Zonen In

8 Seite 8 (Noch) keine Entzündung In der nachstehenden Tabelle und in der Grafik sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas noch nicht entzündet wurde, angegeben. Tabelle sind die Sicherheitsbereiche für eine Situation, in der ein Leck aufgetreten, aber noch keine Entzündung erfolgt ist, angegeben. Die Zonen dienen dazu, im Falle der Zündung die Sicherheit der Bevölkerung und der Einsatzkräfte zu gewährleisten. ZONE 1: Die Grenze von ZONE 1 wird dort gezogen, wo die Strahlung nach 30 s mindestens 10 kw/m² beträgt. Die Hitzestrahlung 30 s nach dem Bruch ist ein guter Richtwert für den Spitzenwert. Die gewählte Zeit von 30 s ist die Zeit, die notwendig ist, damit sich die Gaswolke und somit ein etwaiger Brand zum maximalen Ausmaß entwickeln kann. Die Grenze von Zone 1 entspricht also einem Spitzenwert. Betreten Sie nie die Zone 1, es sei denn mit Einsatzkleidung, Atemschutz und thermischer Schutzkleidung für spezifische Maßnahmen wie: Vorbeugende Evakuierung: Evakuierung aller Personen innerhalb der HBD (In der nachstehenden Tabelle sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas bereits brennt, angegeben. Tabelle) und aller nicht durch Gebäude oder Strukturen geschützten Personen innerhalb von 3 kw/m² nach 30 s (

9 Seite (NOCH) KEINE ENTZÜNDUNG In der nachstehenden Tabelle und in der Grafik sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas noch nicht entzündet wurde, angegeben. Tabelle). Die Evakuierung erfolgt unter Beachtung der eigenen Sicherheit und mit einer Mindestpersonalstärke. Verzögerte Evakuierung: Evakuierung der Zone zwischen HBD (In der nachstehenden Tabelle sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas bereits brennt, angegeben. Tabelle) und 3 kw/m² nach 30 s (

10 Seite (NOCH) KEINE ENTZÜNDUNG In der nachstehenden Tabelle und in der Grafik sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas noch nicht entzündet wurde, angegeben. Tabelle) Beherrschung des ausgetretenen Produkts: Die Feuerwehr dreht nie selbst den Absperrschieber zu, kann aber dabei helfen. ZONE 2: Die Grenze der Zone 2 wird dort gezogen, wo die Strahlung nach 30 s noch mindestens 3 kw/m² beträgt. Zum Betreten dieser Zone gelten die gleichen Einschränkungen wie für die Zone 1.

11 Seite 11 Grafik Strahlungsdistanzen nach 30 s für verschiedene Leitungsdurchmessers sowohl für 10 kw/m² (ZONE 1) als auch für 3 kw/m² (ZONE 2) BRENNENDES GAS In der nachstehenden Tabelle sind die erforderlichen Sicherheitsabstände für den Fall, dass das ausströmende Gas bereits brennt, angegeben. Tabelle Sicherheitsabstände (bei Brand): In Gebäuden und für durch Strukturen geschützte Personen. (Berechnungen bei Anfangsdruck von 80 bar / freies, vertikales Ausströmen / kein Wind) v Leitungsdurchmesser [mm] ZONE 1 House Burning Distance ZONE 2 3 kw/m² nach 300 s Größe der Leckage ZONE Beurteilung der Zonen

12 Seite 12 In der Tabelle sind die Sicherheitsabstände für den Fall der Entzündung von austretendem Gas angegeben. Das senkrecht ausströmende Gas führt zu einem Fackelbrand, dessen Strahlungswirkung auf der Tabelle zu erkennen ist. Die Zonen wurden wie folgt bestimmt: ZONE 1: Die Grenze wird festgelegt auf der Grundlage der HBD (House Burning Distance), in der die Gesamtzeit der Strahlung berücksichtigt ist, die eine Schutzstruktur in Brand setzen kann. Diese ZONE 1 darf nie betreten werden, da eine hohe Wahrscheinlichkeit lebensgefährlicher Verletzungen und sogar Todesgefahr besteht. ZONE 2: Die ZONE 2 wird dort abgegrenzt, wo die Strahlung nach 300 s noch 3 kw/m² beträgt. Diese Zeitspanne entspricht einer geschätzten Mindestzeit zwischen dem Bruch und dem Eintreffen der Feuerwehr. Die Zone 2 darf nur, wenn es unbedingt notwendig ist, betreten werden, und dies mit Einsatzkleidung, Atemschutz und thermischer Schutzkleidung für spezifische Maßnahmen wie: Rettung: Unter Berücksichtigung der eigenen Sicherheit und mit einer Mindestpersonalstärke. Beherrschung des ausgetretenen Produktes: Die Feuerwehr schließt nie selbst den Absperrschieber, kann aber dabei helfen. Verzögerte Evakuierung: Personen, die sich in der Zone 2 (der Bereich zwischen HBD und 3 kw/m² nach 300 s) befinden und durch ein Gebäude geschützt sind, werden dort belassen. Die Evakuierung wird dann zurückgestellt, bis die Strahlungsintensität bedeutend geringer ist. Personen, die sich innerhalb der Zone 2 außen (ungeschützt) befinden, werden zu einem geschützten Ort außerhalb der Zone 2 gebracht. In der nachstehenden Tabelle sind Richtwerte für die Intensität der Wärmestrahlung und die möglichen Auswirkungen angegeben. Tabelle Richtwerte für Wärmestrahlung v Bestrahlungsstärke [kw/m²] Vergleiche und Auswirkungen 0,8 Warmer Sommertag in mittleren Breiten (Deutschland, Belgien). 1 Warmer Sommertag in südlichen Ländern ,5 Während 10 s = Schmerzgrenze (ungeschützte Haut); man ist (je nach Größe des Feuers und eventuellen Verletzungen) gerade noch imstande, sich innerhalb dieser 10 s ausreichend weit vom Brandherd zu entfernen. Während 5 s = Schmerzgrenze (ungeschützte Haut) Während einiger Minuten = Verbrennungen 2. und 3. Grades Grenzwert der maximal annehmbaren Hitzestrahlungsintensität für ungeschützte Strukturen. Kühlen von Anlagen notwendig, um Zusammenbrechen zu vermeiden Versengungsschaden an Holz. 1% Wahrscheinlichkeit der Sterblichkeit bei Einwirkung von 20 s. Nach einigen Sekunden Verbrennungen 2. und 3. Grades. 7% Wahrscheinlichkeit der Sterblichkeit bei 20 s Aussetzung. 20 Sekundärbrände durch Strahlung bei sekundenlanger Aussetzung > 97% Wahrscheinlichkeit der Sterblichkeit bei 20 s Aussetzung. Grenzwert der maximal annehmbaren Hitzestrahlungsintensität für ungeschützte Strukturen. Benzinbrand (Flammrand) bei einer brennenden Gaslache von 10 m.

13 Seite MAßNAHMEN 6.1. Allgemeine Maßnahmen Bei jedem Einsatz sind nachstehende Maßnahmen durchzuführen bzw. zu erwägen: Ausströmrichtung und Windrichtung beachten. Gasabsperrung in die Wege leiten. Gefahrenzone festlegen (Explosimeter) und absperren. Gefährdete Personen aus der Gefahrenzone bringen. Nur das erforderliche Minimum an Einsatzkräften in der Gefahrenzone einsetzen. Brandschutz aufbauen (Wasser, Löschpulver). Sekundärbrände löschen. Zündquellen in der Gefahrenzone beseitigen Erdgasaustritt mit Brand, Entschluss brennen lassen" Direkt beflammte Objekte (wie z.b. Lagerbehälter, tragende Konstruktionsteile) kühlen, erforderliche Kühlwasserrate: 15 l/(m².min) Vorsicht: Gasflamme nicht löschen! brennendes Gas = kontrollierte Gefahr Durch Wärmestrahlung gefährdete Umgebung kühlen, erforderliche Kühlwasserrate: Mindestens 1,5 l/ (m².min). Deckung und Wurfweiten ausnützen; Einweisung der Rohrführer durch Beobachter (falls erforderlich) Sekundärbrände verhindern bzw. löschen Vorsicht: Gasflamme nicht löschen Hitzeschutz verwenden Wenn durch das Nachlassen des Ausströmdruckes die Gasflamme zusammensinkt und dadurch die Gefahr eines Flammenrückschlages in die Gasleitung droht, ist die Gasflamme unbedingt zu löschen Erdgasaustritt mit Brand, Entschluss ablöschen": Der Entschluss zum Ablöschen einer Gasflamme ist nur dann gerechtfertigt, wenn der Gasaustritt nicht sofort durch Absperrung unterbunden werden kann und nur durch das Löschen des Gasbrandes o Personen gerettet werden können oder o besondere Gefahren für die Umgebung abgewendet werden können. Vorgangsweise: Gasaustrittsstelle und deren Umgebung unter die Zündtemperatur kühlen. Verbrühungsgefahr beachten. Erdgasbrand löschen. Nach dem Ablöschen austretendes Gas zur Herabsetzung der Rückzündungsgefahr an der Austrittsstelle mit Wasser beaufschlagen

14 Seite ALLGEMEINE DATEN 7.1. Zusammensetzung vii Bei Erdgas handelt es sich um ein Gasgemisch, dessen chemische Zusammensetzung je nach Fundstätte beträchtlich schwankt. Der Hauptbestandteil ist immer Methan, der Anteil liegt in vielen Erdgaslagerstätten zwischen 75 und 99 Prozent der molaren Fraktion. Häufig enthält Erdgas auch größere Anteile an Ethan (häufig zwischen 1 und 15 Prozent), Propan (häufig zwischen 1 und 10 Prozent), Butan und Ethen. Nach der Zusammensetzung werden verschiedene Typen Erdgas unterschieden: Erdgas L besteht aus etwa 85 % Methan, 4 % weiteren Alkanen (Ethan, Propan, Butan, Pentan) und 11 % Inertgasen. Erdgas H aus der Nordsee besteht aus circa 89 % Methan, 8 % weiteren Alkanen (Ethan, Propan, Butan, Pentan) und 3 % Inertgasen. Erdgas H aus den GUS-Staaten besteht aus circa 98 % Methan, 1 % weiteren Alkanen (Ethan, Propan, Butan, Pentan) und 1 % Inertgasen. Weitere Nebenbestandteile sind Schwefelwasserstoff, der durch Entschwefelung des Erdgases entfernt wird, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Schwefelwasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Wasser müssen in jedem Falle zunächst abgetrennt werden, da einige Gase giftig sind oder die Pipeline angreifen oder andere wie Wasser die Pipeline durch Hydratbildung verstopfen könnten Physikalische, chemische und toxikologische Daten vi Bezeichnung, Synonyme Erdgas; Methan Summenformel CH 4 CAS-Nummer Aggregatszustand Zusammensetzung Geruch Geschmack Giftigkeit (Methan) Gasförmig Vol% 1 8 Vol% 1 15 Vol% 0 10 Vol% 0 (max.) 35 Vol% Methan Ethan, Propan, Butan, Pentan Stickstoff Kohlenstoffdioxid Schwefelwasserstoff und Mercaptane Meist geruchlos. Aus Sicherheitsgründen wird dem Erdgas in der Ortsversorgung ein Geruchstoff beigemengt (siehe 7.3 Odorierung), um auch geringe Ausströmungen wahrnehmen zu können. In Transportleitungen und Anspeisungen für Großverbraucher kann Erdgas auch ohne Geruchsstoffbeimengung vorkommen. Bei diesen Firmen ist es auch möglich erdgasbetriebene Fahrzeuge ohne Odorierung anzutreffen. Geschmacklos. Schwefelwasserstoff (MAK 7,1 mg/m³ bzw. 5 ml/m³) und Mercaptane

15 Seite 15 Gefahrnummer 23 UN-Nummer 1971 Siedetemperatur (1 bar) -162 C Dampfdichteverhältnis zu Luft (Luft = 1) 0,55 Löslichkeit in Wasser geringfügig Ex-Bereich (Vol. %) 4,4 17% Zündtemperatur ( C) und Temperaturklasse 595 C / T 1 Heizwert ~10 kwh/nm 3 = ~36 MJ/Nm 3 Flammentemperatur in Luft bis C Verbrennungsgeschwindigkeit 0,43 m/s Die Literaturangaben weichen geringfügig voneinander ab; an dieser Stelle wurden die gefährlichsten, also am weitesten auseinander liegenden Werte, eingesetzt Odorierung Die Odorierung von Erdgas und anderen Brenngasen ist für den Gasabnehmer eine wichtige Sicherheitsmaßnahme in der Gasinneninstallation. Damit der Kunde Lecks oder defekte Anlagen schnell bemerken kann, werden dem von Natur aus geruchsneutralen Erdgas Warngerüche hinzugefügt ( vii ). Hierzu werden üblicherweise leichtflüchtige, typisch riechende organische Schwefelverbindungen, wie Tetrahydrothiophen (THT), dessen Geruch an den fauler Eier erinnert, und Mercaptangemische verwendet. Die Odorierung ist im DVGW Arbeitsblatt G 280 Teil 1-3 beschrieben ( vii ). Seit einiger Zeit kommt auch ein schwefelfreies Odoriermittel mit dem Handelsnamen Gasodor S-Free, ein Acrylatgemisch, zum Einsatz. Dieses besitzt einen lösungsmittelartigen Geruch, der laut Untersuchungen des DVGW von Probanden dennoch mit Erdgas in Verbindung gebracht wird. Die Wirksamkeit dieses Mittels ist umstritten. Die Odoriermittel sind im Arbeitsblatt G 281 beschrieben ( vii ). Weitere Odorierungsmittel, wie zb Spotleak 1005, sind ebenfalls im Einsatz.

16 Seite 16 Benachrichtigen: - Rettungsdienst - Polizei - Ordnungsamt F: - Betreiber - F: - F: Literaturhinweise i ii iii iv 7. EGIG-Report Erläuterungen zum "Rahmenbericht zur standardisierten Ausmaßeinschätzung und Risikoermittlung" (Revision 2010) der Schweizerischen Erdgaswirtschaft v FÖD Inneres [Belgien] Generaldirektion für Zivile Sicherheit Handbuch Bekämpfung von Zwischenfällen mit Pipelines (Juni Fassung 2.1) vi vii ÖBFV-Info E 07 [Österreich] (Version V01.0/1010) Wikipedia.