Zündquellen

Zündquellen

Explosionsgefahr besteht nur dann, wenn neben dem Vorhandensein eines explosiven Gemischs, z. B. Gas mit Luft, auch eine Zündquelle vorhanden ist. In der Tat gibt es nur zwei Möglichkeiten, ein explosives Gemisch zu zünden:

• durch einen Funken (eine chemische Reaktion, die auch mit dem umgebenden explosiven Gemisch reagiert);
• durch eine heiße Oberfläche.

Most common sources of ignition 

Die Art und Weise, wie diese Funken oder heißen Oberflächen entstehen, ist sehr unterschiedlich und kann nach EN 1127-1 in 13 Kategorien eingeteilt werden:

1. Heiße Oberflächen 
2. Flammen und heiße Gase (einschl. heißer Partikel)
3. Mechanisch erzeugte Funken
4. Elektrische Anlagen 
5. Elektrische Ausgleichsströme und kathodische Korrosionsschutz
6. Statische Elektrizität 
7. Blitzschlag, Gewitter 
8. Elektromagnetische (Funk) Wellen 
9. Elektromagnetische (optische) Wellen 
10. Ionisierende Strahlung 
11. Ultraschall 
12. Adiabatische Kompression und Stoßwellen 
13. Exotherme chemische Reaktionen 

Die ersten sieben Zündquellen sind die häufigsten und in den meisten Anwendungsfällen relevant. Darüber hinaus müssen in Staub- und Gasumgebungen auch optische Wellen und exotherme Reaktionen berücksichtigt werden. Die übrigen Zündquellen (Funkwellen, ionisierende Strahlung, Ultraschall und adiabatische Kompression) sind in Anlagen selten vorhanden.

Heiße Oberflächen

Wenn ein explosives Gasgemisch mit einer heißen Oberfläche in Berührung kommt, kann sich das Gasgemisch sich dort erhitzen und entzünden. Danach breitet sich die Verbrennung auf das gesamte Gemisch aus.

In einer staubexplosionsgefährdeten Umgebung erhitzt eine heiße Oberfläche den darauf liegenden brennbaren Staub. In dem Moment, in dem die so genannte Schwel- oder Glimmtemperatur des Staubes irgendwo in der Staubschicht erreicht wird, entzündet sich die Staubschicht. Der entstehende Brand entzündet dann den restlichen Staub, der in Form einer Staubschicht oder Staubwolke vorliegt.

Ob eine heiße Oberfläche eine explosionsfähige Atmosphäre leicht oder nur schwer entzünden kann, hängt von folgenden Eigenschaften ab:

• die Art des Gases oder Staubes;
• die Gas- oder Staubkonzentration;
• die Temperatur der Oberfläche;
• die Größe der heißen Oberfläche;
• die Form der Oberfläche (glatt oder rauh);
• die Art des Oberflächenmaterials;
• die Bewegungsgeschwindigkeit der explosiven Atmosphäre;
• für Stäube: die Staubschichtstärke.

Eine Staubschicht bewirkt zwei Effekte, die durch die Dicke der Staubschicht verstärkt werden: Die Mindestzündtemperatur sinkt und die Isolierwirkung steigt. Viele Geräte wurden staubfrei geprüft, wobei eine Staubschichtdicke von bis zu 5 mm als zulässig angenommen wird. Besteht die Möglichkeit, dass die Staubschichtdicke 5 mm übersteigt, sollte die maximal zulässige Oberflächentemperatur entsprechend dem nachstehenden Diagramm verringert werden.

Grafik maximal zulässige Oberflächentemperatur - Schichtdicke

Liegt die Glimmtemperatur bei einer Schichtdicke von 5 mm unterhalb von 250 °C, sollten zusätzliche Laborversuche durchgeführt werden, um die genaue Glimmtemperatur bei der gewünschten Schichtdicke zu ermitteln. Dies gilt auch für Schichtdicken von mehr als 50 mm.

Aufgrund der oben genannten Einflüsse sind Werte für die Mindestzündtemperatur mit Vorsicht zu verwenden. Die Mindestzündtemperatur ist in der Fachliteratur und in einschlägigen Tabellen zu finden.

Zone	Oberflächentemperaturen
0	Die Oberflächentemperatur darf auch bei seltenen Störungen 80% der Selbstentzündungstemperatur der vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre nicht überschreiten.
1	Die Oberflächentemperatur darf die Selbstentzündungstemperatur der vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre nicht überschreiten, auch nicht bei Störungen, die üblicherweise zu berücksichtigen sind. Wenn nicht ausgeschlossen werden kann, dass ein Gas oder Dampf tatsächlich auf die Oberflächentemperatur erwärmt werden kann, darf die heiße Oberfläche nicht heißer als 80% der Selbstentzündungstemperatur der vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre werden können. Nur bei seltenen Betriebsstörungen dürfen diese Temperaturen überschritten werden.
2	Die Oberflächentemperatur darf die Selbstentzündungstemperatur der im Normalbetrieb vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre nicht überschreiten.
20	Die Oberflächentemperatur darf auch in seltenen Störfällen die nachfolgenden Werte nicht überschreiten: 2/3 der Entzündungstemperatur der Staubwolke; die Schwel- oder Glimmtemperatur der Stoffschicht -75 °C
21	Die Oberflächentemperatur darf auch bei in der Regel zu berücksichtigen Störungen die nachfolgenden Werte nicht überschreiten: 2/3 der Entzündungstemperatur der Staubwolke; die Schwel- oder Glimmtemperatur der Stoffschicht -75 °C
22	Nachfolgenden Oberflächentemperatur sollte nicht überschritten werden: 2/3 der Entzündungstemperatur der Staubwolke; die Schwel- oder Glimmtemperatur der Stoffschicht -75 °C

Zone und zulässige Oberflächentemperaturen

Die zulässige Oberflächentemperatur hängt stark von der Schichtdicke des vorhandenen Staubs ab, wie in der Abbildung 7.2 deutlich zu sehen ist.

Flammen und heiße Gase

Flammen und heiße Gase

Bei Verbrennungsreaktionen entstehen Flammen, deren Temperatur zwischen 300 °C und 1.100 °C schwankt. Als Reaktionsprodukte entstehen heiße Gase und glühende Feststoffteilchen. Flammen, auch sehr kleine, zählen zu den effizientesten Zündquellen und können nahezu jede explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden.

Zone	Maßnahmen gegen Flammen
0 / 20	Flammen sollten in den Zonen 0 und 20 generell ausgeschlossen werden. Verbrennungsgase oder andere heiße Gase sind nicht zulässig, es sei denn, es wurden geeignete Maßnahmen getroffen wie z. B. Abkühlung der Gase unter die Zündtemperatur der explosionsfähigen Atmosphäre.
1 / 2 21 / 22	Umschlossene Feuer und Flammen sind zulässig, sofern die Temperatur der Umhüllung den Anforderungen für heiße Oberflächen entspricht. Die Umhüllung muss feuerfest sein.
1 / 2	Luft darf nur dann aus einer Umgebung der Zone 1 oder 2 entnommen und dem Flammenraum zugeführt werden, wenn geeignete Maßnahmen getroffen wurden, um z. B. einen Flammenrückschlag in die Zone zu verhindern. Die Temperatur der heißen Gase muss unterhalb der Zündtemperatur der explosionsfähigen Atmosphäre liegen. Die Verbrennungsgase müssen gefiltert werden und dürfen keine heißen Partikel enthalten (z. B. durch Verwendung von Funkensperren), die die explosionsfähige Atmosphäre entzünden könnten.

Zone und Maßnahmen gegen Flammen

Offene Flammen, die durch Schweißen oder Rauchen entstehen, sollten durch organisatorische Maßnahmen verhindert werden.

Mechanisch erzeugte Funken

Mechanische Arbeiten (z. B. Schlagen, Hacken, Bohren, Schleifen und Schmirgeln) können heiße Partikel freisetzen. Wenn diese Partikel aus einem oxidierbaren Stoff wie Aluminium, Eisen oder Stahl bestehen, kann ein Oxidationsprozess die Temperatur weiter erhöhen. Solche heißen Partikel können eine explosionsfähige Atmosphäre entzünden. Rost und Leichtmetalle wie Aluminium, Magnesium, Titan und Zirkonium sind besonders reaktiv, können außerordentlich heiß werden und sind daher besonders gefährlich.

Funkenbildung beim Trennschleifen

Das Eindringen von Fremd-körpern in Geräte oder Anlagen kann zu Funkenbildung führen. Denken Sie dabei an Steine oder Metallstücke in Maschinen oder Filtern. Das Auftreten von brennbaren Abrieb- und Schlag-funken kann durch die Wahl günstiger Material-kombinationen (z. B. bei Ventilatoren) reduziert werden.

Geräte, die mechanische Funken erzeugen, dürfen niemals in einer Umgebung eingesetzt werden, in der die folgenden hochreaktiven Gase vorhanden sein können, es sei denn, es besteht nachweislich keine Explosionsgefahr:

• Acetylen;
• Kohlenstoffdisulfid (Schwefelkohlenstoff);
• Ethylenoxid;
• Kohlenmonoxid;
• Wasserstoff;
• Schwefelwasserstoff.

Zone	Maßnahmen gegen Funkenflug
0	In Zone 0 sollten keine Geräte verwendet werden, die mechanische Funken erzeugen. Reibung zwischen Aluminium oder Magnesium auf der einen Seite und Eisen oder Stahl auf der anderen Seite sollte vermieden werden. Reibung und Stöße zwischen Titan oder Zirkonium und anderen harten Materialien sollten vermieden werden.
1	Wenn möglich, sollten die Anforderungen für Zone 0 eingehalten werden. Funkenbildung ist im Normalbetrieb und bei Betriebsstörungen sind in jedem Fall zu vermeiden.
2	Während des Normalbetriebs sollten Funken vermieden werden.
20 / 21 / 22	Funken sollten möglichst vermieden werden, wobei das Risiko des Vorhandenseins einer Staubwolke oder Staubschicht zu berücksichtigen ist. Da Staubwolken viel mehr Funkenenergie benötigen als Gaswolken, um eine Entzündung zu erreichen (Faktor 100 oder mehr), ist das Risiko viel geringer.

Zone und Maßnahmen in Bezug auf Funken

Handwerkzeuge

Handwerkzeuge für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen werden in zwei Gruppen eingeteilt:

• Werkzeuge, die bei ihrer Verwendung nur einen einzigen Funken erzeugen, z. B. ein Schraubendreher;
• Werkzeuge, die bei ihrer Verwendung einen Funkenregen erzeugen, z. B. eine Schleifscheibe.

Werkzeuge

Zone	Maßnahmen
0	Die in Zone 0 verwendeten Werkzeuge dürfen keine Funken erzeugen können (z. B. Werkzeuge aus Berylliumbronze).
1 / 2	Werkzeuge, die in Zone 1 oder 2 verwendet werden, müssen aus Stahl sein und dürfen bei ihrer Verwendung nur einen einzigen Funken erzeugen. Die Verwendung anderer Werkzeuge ist nur zulässig, wenn sichergestellt ist, dass keine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist.
1	Wenn in der Zone 1 eines oder mehrere der folgenden Gase vorhanden sein können, dürfen Stahlwerkzeuge ebenfalls nicht verwendet werden. Es sei denn, es ist für die Dauer der Arbeiten keine explosionsfähige Atmosphäre an dem betreffenden Arbeitsplatz vorhanden: Acetylen; Ethylenoxid; Kohlenmonoxid; Kohlenstoffdisulfid; Wasserstoff; Schwefelwasserstoff.
20 / 21 / 22	Funkenbildung sollte nach Möglichkeit vermieden werden, wobei das Risiko einer Staubwolke oder Staubschicht zu berücksichtigen ist.  Da Staubwolken viel mehr Funkenenergie benötigen als Gaswolken, um eine Zündung zu erreichen (Faktor 100 oder mehr), ist das Risiko viel geringer.

Zone und Verwendung von Handwerkzeugen

Elektrische Betriebsmittel

Alle möglichen Zündquellen kommen in elektrischen Betriebsmitteln vor, weshalb diese Gruppe als eigene Zündquelle betrachtet wird. Besonders zu berücksichtigen sind:

• elektrisch und mechanisch erzeugte Funken;
• heiße Oberflächen;
• Streuströme.

Bei elektrischen Betriebsmitteln müssen immer die in den Geräten vorhandenen und / oder von den Geräten erzeugten Zündquellen ermittelt werden. Für jede Zündquelle müssen dann geeignete Maßnahmen getroffen werden, um zu verhindern, dass sie tatsächlich eine explosionsfähige Atmosphäre zündet. Siehe Kapitel 8 zu den verschiedenen Schutzmaßnahmen.

Aus diesem Grund dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nur elektrische Geräte verwendet werden, die den Anforderungen der Richtlinie 1999/92/EG, Anhang II, entsprechen. Neue Geräte müssen auf der Grundlage der in der Richtlinie 2014/34/EU (ATEX 114) beschriebenen Kategorien ausgewählt werden.

Streuströme und kathodischer Korrosionsschutz

Streuströme sind Ströme, die ungewollt durch Metallstrukturen fließen. An Stellen mit schlechter elektrischer Verbindung kann dies zu einem Temperaturanstieg führen. Beim Entkoppeln oder beim Verbinden von Anlagenteilen, in denen Streuströme fließen, können Funken entstehen.

Streuströme entstehen in elektrisch leitenden Systemen aufgrund von:

• Rückfluss in Stromerzeugungs- oder Transportsystemen;
• Erdschluss in elektrischen Anlagen;
• Magnetische Induktion;
• Blitzschlag;
• Kathodischer Korrosionsschutz;
• Elektroschweißarbeiten, wenn sich der Massepunkt nicht in der Nähe des Schweißpunktes befindet.

Beim kathodischen Korrosionsschutz mit Fremdstromanoden bestehen die gleichen Gefahren (Funken, Temperaturerhöhung). Beim passiven Schutz mit Opferanoden ist die Gefahr einer Zündung durch Funken nicht gegeben, es sei denn es werden schlagempfindliche Anoden aus Aluminium oder Magnesium verwendet.

Maßnahmen

Alle leitenden Teile müssen gemäß den geltenden Installationsvorschriften installiert und geschützt werden;

Der kathodische Korrosionsschutz erfordert eine sorgfältige Anlagentrennung, um Streuströme effektiv zu verhindern.

Table 7.5 Measures with regard to stray currents

Statische Elektrizität

Wenn sich ein fester, flüssiger oder gasförmiger Gegenstand relativ zu einem anderen Gegenstand bewegt, kann er sich gegenüber dem anderen Gegenstand elektrostatisch aufladen. Dies ist auf die Reibung zwischen den Objekten zurückzuführen, wobei die Elektronen auf den Oberflächen das eine oder das andere Objekt bevorzugen. Ein Objekt kann sich positiv oder negativ aufladen.

Wenn die Ladung hoch genug ist, entlädt sie sich in Form eines Funkens. Ist dieser Funke genügend energiereich, kann er eine explosionsfähige Atmosphäre zünden. 

Die folgenden Entladungsformen können unter normalen Betriebsbedingungen auftreten:

• Funkenentladungen entstehen durch Aufladung nicht geerdeter, leitfähiger Teile;
• Funkenentladungen treten an aufgeladenen Oberflächen von nicht-leitfähigen Stoffen (wie den meisten Kunststoffen) auf;
• Gleitstielbüschelentladungen treten bei schnell ablaufenden Trennvorgängen auf, z. B. beim Abrollen von Folien über Rollen, beim pneumatischen Transport in Metallrohren, Behältern mit isolierender Auskleidung, auf Treibriemen usw.;
• Schüttkegelentladungen treten insbesondere bei der pneumatischen Befüllung von Silos auf.

Die meisten Gase, Dämpfe, Nebel und Staub - Luft-Gemische können durch diese Entladungsformen entzündet werden. Schüttkegelentladungen müssen nur bei zündempfindlichen Stäuben als mögliche aktive Zündquelle in Betracht gezogen werden.

Statische Elektrizität tritt überall auf. Völlig verhindern lässt sie sich nicht, kontrollieren schon. Die wichtigste Maßnahme ist die ordnungsgemäße Erdung aller leitfähigen Anlagenteile. Die Aufladung nichtleitender Anlagenteile, Materialien und Personen muss verhindert oder auf ein sicheres Maß reduziert werden.

Hierfür stehen verschiedene Techniken zur Verfügung, wie z. B.:

• vermeiden Sie Materialien mit geringer elektrischer Leitfähigkeit;
• Verringerung der Oberfläche nichtleitender Anlagenteile;
• Verwendung von leitfähigen Beschichtungen;
• Ionisieren oder Befeuchten der Luft;
• Verwendung von ableitfähigem Schuhwerk (maximaler Widerstand von 100 Megaohm).

Blitze und Gewitter

Blitze sind im Grunde genommen statische Elektrizität in großem Maßstab. In Deutschland ereignen sich jedes Jahr etwa 450.000 Blitzeinschläge, was es nötig macht entsprechende Maßnahmen gegen die möglichen, schädlichen Auswirkungen zu ergreifen. Die Entladungen können auf mehr als eine Weise zur Zündung einer explosiven Atmosphäre führen:

• direkte Entzündung durch Blitzschlag;
• Blitzableiter und andere Metallteile einer Anlage können sich aufgrund der sehr hohen Ströme stark erhitzen und als Zündquelle dienen;
• Funkenentladungen zwischen isolierten Metallteilen in der Nähe eines Blitzeinschlags aufgrund der durch Induktion erzeugten hohen Spannungen.

Blitzschlag 

Die wichtigsten Maßnahmen zur Vermeidung von Blitzschäden sind:

• Erdung von Metallteilen; dabei ist zu beachten dass der kathodische Schutz der Anlage intakt bleibt;
• den Einbau von Überspannungsschutzgeräten, insbesondere, wenn sich ein Stromschlag auf eine Umgebung der Zone 0 oder Zone 20 ausbreiten kann.

Elektromagnetische Wellen (Funkwellen)

Funkwellen (10 kHz bis 1 THz) können von den leitenden Teilen einer Anlage empfangen werden. Diese Teile fungieren dann als Antennen. Die empfangene Energie kann so groß sein, dass dünne Leiter heiß werden können. Es können auch Potentialunterschiede auftreten, die groß genug sind, um einen Funken zwischen zwei Leitern zu erzeugen.

Das Ausmaß der erhaltenen Energie hängt von folgenden Parametern ab:

• die Entfernung zum Sender;
• die übertragene Leistung;
• Größe und Wirksamkeit der Antenne.

Spektrum der elektromagnetischen Wellen

Funkwellen kümmern sich nicht um Zonen. Erkundigen Sie sich deshalb ob in der Umgebung Ihrer Anlage Funksender oder Mobilfunkantennen installiert sind. Wenn der Abstand zum Sender ausreichend ist, sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich. Zertifizierte Kleinsendeanlagen wie Mobiltelefone und Funkgeräte können im Gefahrenbereich gefahrlos verwendet werden.

In einer Staubumgebung sind Maßnahmen in der Regel nicht erforderlich, es sei denn, der Staub weist eine sehr niedrige Zündenergie auf.

Elektromagnetische Wellen (Lichtwellen)

Zu den Wellen im Frequenzbereich von 1 GHz bis 300 THz gehören zum Beispiel Sonnenlicht und Laserlicht. Durch Absorption dieser Wellen, insbesondere wenn sie gebündelt werden, können sich vor allem Staubpartikel erhitzen. Die erhitzten Staubpartikel können wiederum als Zündquellen wirken.

Geräte, die energiereiche optische Wellen erzeugen sind nur zulässig, wenn:

• Die Energie oder Leistung so gering ist, dass die explosive Atmosphäre nicht gezündet werden kann;
• Die Wellen im Gehäuse des Geräts eingeschlossen sind. Das Gehäuse muss daher gasdicht sein oder einer Explosion standhalten können. Die an der Gehäuseaußenseite entstehende Temperatur darf nicht geeignet sein eine explosionsfähige Atmosphäre zu zünden.

Ionisierende Strahlung

Ionisierende Strahlung, zum Beispiel von Röntgenröhren oder die Strahlung einer radioaktiven Quelle in einem Rauchmelder, kann energiereich genug sein, um die in einer explosions-fähigen Atmosphäre vorhandene Staubpartikel zu entzünden. Ein solches Staubteilchen absorbiert dann so viel Strahlungsenergie, dass die Temperatur schnell über die Zündtemperatur des explosiven Gemisches ansteigt.

Außerdem kann die radioaktive Quelle selbst durch die interne Absorption der Strahlung sehr heiß werden. Die Strahlung kann auch eine Zersetzungsreaktion auslösen, bei der hochreaktive Radikale freigesetzt werden, die wiederum Entzündungen verursachen können.

Geräte, die ionisierende Strahlung erzeugen, sind in einer Gasumgebung nur zulässig, wenn:

• Die Strahlungsenergie oder -leistung so gering ist, dass eine Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre nicht möglich ist;
• Die Strahlung ist auf das Innere des Gerätegehäuses beschränkt. Das Gehäuse muss außerdem gasdicht sein oder einer Explosion standhalten können. Die Temperaturentwicklung im Gerätinneren darf nicht geeignet sein, eine zündfähige Oberflächentemperatur des Gehäuses zu erzeugen.

Bei Geräten, die für die Zone 0 oder 1 bestimmt sind, müssen die oben genannten Bedingungen auch bei seltenen und vorhersehbaren Störungen eingehalten werden.

In einer Staubumgebung sind Maßnahmen in der Regel nicht erforderlich, es sei denn, der Staub besitzt eine sehr niedrige Zündenergie.

Ultraschall

Ultraschall bezeichnet Schallwellen mit einer Frequenz oberhalb des hörbaren Bereichs (ca. 20 kHz). Er wird z. B. bei der Füllstandsmessung in Lagertanks oder bei der Durchflussmessung in Leitungssystemen eingesetzt. Beim Einsatz von Ultraschall wird ein Großteil der Schallwellenenergie in Feststoffen und Flüssigkeiten absorbiert. In extremen Situationen kann dies zu hohen Temperaturen führen, die hoch genug werden können, um ein explosives Gemisch zu entzünden.

In einer Gasumgebung gilt:

• Bei Ultraschallwellen im Frequenzbereich bis zu 10 MHz sollte die Leistungsdichte 1,0 mW/mm2 nicht überschreiten, es sei denn, es wird nachgewiesen, dass eine höhere Leistungsdichte keine Zündquelle darstellt;
• Ultraschallwellen im Frequenzbereich über 10 MHz sollte immer vermieden werden. Derartig hochfrequente Wellen können Moleküle zu Resonanzschwingungen anregen, die zu einem starken Temperaturanstieg führen können.

Herkömmliche Füllstands- und Durchflussmessgeräte verwenden in der Regel eine deutlich geringere Leistungsdichte, sodass keine Entzündungsgefahr besteht. Nur wenn es zu einer Bündelung der Schallwellen kommen kann, kann eine Dichte oberhalb des Grenzwertes erreicht werden. In solchen Fällen sind konstruktive Maßnahmen erforderlich, um die Bündelungen zu verhindern.

In einer Staubumgebung sind Maßnahmen in der Regel nicht erforderlich, es sei denn, der Staub hat eine entsprechend niedrige Zündenergie.

Adiabatische Kompression und Stoßwellen

Bei der (pseudo) adiabatischen Kompression kommt es zu einem schnellen Druckanstieg mit geringem oder fehlendem Wärmeaustausch mit der Umgebung. Das Ergebnis ist ein sehr hoher, lokaler Temperaturanstieg.

Ein praktisches Beispiel ist die Fahrradpumpe, bei der die Temperatur an der Unterseite der Pumpe nach dem Aufpumpen eines Fahrradreifens recht hoch ist. Auch der Dieselmotor beruht auf diesem Prinzip. In Industrieanlagen können die Drücke viel höher sein, bei gleichzeitig noch höheren Temperaturen. Die erreichte Temperatur hängt vom Verhältnis der Drücke vor und nach der Kompression ab.

Schockwellen können entstehen, wenn Gas unter hohem Druck in eine Rohrleitung mit niedrigem Druck eintritt. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit in der Rohrleitung liegt dann über der Schallgeschwindigkeit, was zu Stoßwellen und örtlichen, hohen Temperaturen führt.

Adiabatische Kompression

Im Allgemeinen sollten Stoßwellen vermieden werden. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass Ventile zwischen Abschnitten mit hohen Druckunterschieden nur langsam geöffnet werden können. Je nach Zone sind dabei die folgenden Betriebsbedingungen zu berücksichtigen:

Zone 0: keine adiabatische Kompression und keine Stoßwellen erlaubt, auch nicht bei seltenen Störungen;

Zone 1: keine Druck- und Stoßwellen erlaubt, auch nicht bei regelmäßig auftretenden oder vorhersehbaren Fehlern;

Zone 2: keine Druck- und Stoßwellen unter normalen Betriebsbedingungen erlaubt.

In einer Staubumgebung sind Maßnahmen in der Regel nicht erforderlich, es sei denn, der Staub hat eine entsprechend niedrige Zündenergie.

Exotherme chemische Reaktionen

Eine exotherme chemische Reaktion ist eine Reaktion, die Wärme freisetzt. Ein bekanntes Alltagsbeispiel ist der Abflussreiniger, der bei Kontakt mit Wasser heftig reagiert und dabei viel Hitze erzeugt. Viele chemische Reaktionen sind exotherm.

Wie hoch die Endtemperatur exothermer Reaktion wird, hängt ab von:

• Verhältnis von Volumen zu Oberfläche des Reaktionsgefäßes;
• Umgebungstemperatur;
• Verlust von Reaktionswärme an die Umgebung;
• Menge der Reaktanten;
• Dauer der Reaktion.

Viele dieser Reaktionen können selbst brennbare Gase, Dämpfe oder Nebel erzeugen, die ein explosives Gemisch bilden können. Es besteht also eine doppelte Gefahr; zum einen können die Reaktionspartner zu heiß werden und dadurch ein explosives Gemisch entzünden, zum anderen kann durch die Reaktion ein explosives Gemisch gebildet werden.

Eine (unerwünschte) exotherme Reaktion muss immer verhindert werden. Wie dies am besten zu bewerkstelligen ist, muss für jede Situation gesondert beurteilt werden. Im Allgemeinen können die folgenden Maßnahmen ergriffen werden:

• Inertisierung;
• Stabilisierung;
• Verbesserung der Wärmeableitung;
• Begrenzung von Temperatur und Druck;
• Lagerung bei reduzierter Temperatur.