Das Ziel wiederkehrender Prüfungen von überwachungsbedürftigen Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen ist in der Betriebsphase den sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Wiederkehrende Prüfungen dienen dem frühzeitigen Erkennen von Abweichungen vom bestimmungsgemäßen Zustand einzelner Komponenten oder Funktionseinheiten sowie den Zustand der Installation der Anlagenteile und der Behebung dieser Abweichungen.
In der aktuellen Betriebssicherheitsverordnung wird in Anhang 2 Abschnitt 3 unter verschiedenen Ziffern die Art, der Umfang und die zu prüfenden Arbeits- und Betriebsmittel, einschließlich der Prüffristen, für diese Prüfungen vorgegeben.
Zusätzlich zu der, unter der Ziffer 5.1, vorgegebenen, umfänglichen Prüfung der Explosionssicherheit und des gesamten Explosionsschutzkonzeptes sind Lüftungs-, Gaswarn- und Inertisierungseinrichtungen, sofern sie Maßnahmen des Explosionsschutzes darstellen (Ziffer 5.3), jährlich zu prüfen.
Diese jährlich wiederkehrend zu prüfenden Einrichtungen dienen der Umsetzung des primären Explosionsschutzes, das heißt der Vermeidung der Ausbildung einer gefährlichen explosionsfähigen Atmosphäre (g. e. A.) aus brennbaren Gasen, Dämpfen mit Luftsauerstoff durch Konzentrations-bestimmung und Konzentrationsbegrenzung.
Eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln und Stäuben kann erst dann durch eine wirksame Zündquelle gezündet werden, wenn sie im Gemisch mit Luftsauerstoff in ausreichend hohen Konzentrationen vorliegt. Diese notwendige Konzentration wird als untere Explosionsgrenze (UEG) bezeichnet und ist stoffspezifisch.
Konzentrationsbegrenzung bedeutet die aktive Verdünnung der g. e. A. zur Vermeidung einer zündfähigen Konzentration, die Konzentrationsbestimmung, das Erfassen der Konzentration eines brennbaren Stoffes in Verbindung mit dem Auslösen weiterer Schutzmaßnahmen, wie bspw. aktive Verdünnung über Lüftungs- oder Inertisierungseinrichtungen.
Die Anforderungen an die Prüfungen von Lüftungs-, Gaswarn- und Inertisierungseinrichtungen sind in der TRBS 1201 Teil 1 „Prüfung von Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen und Überprüfung von Arbeitsplätzen in explosionsgefährdeten Bereichen“ festgelegt.
Im Folgenden sollen die einzelnen Komponenten der unter Ziffer 5.3 aufgeführten Einrichtungen kurz beschrieben und ihre jeweilige Funktionsweise und Besonderheiten im primären Explosionsschutz beschrieben werden.
Gaswarneinrichtungen
Gaswarneinrichtungen dienen dazu, Konzentrationen brennbarer Gase und Dämpfe zu erfassen und durch das Auslösen von Maßnahmen das Erreichen und Überschreiten der jeweiligen unteren Explosionsgrenze (UEG) und somit die Ausbildung einer g. e. A. wirkungsvoll zu verhindern. Die brennbaren Gase und Dämpfe werden in Konzentrationen deutlich unterhalb der jeweiligen UEG erfasst.
In Abhängigkeit der UEG des zu detektierenden brennbaren Gefahrstoffes, werden Alarmschwellen festgelegt, deren Überschreiten Maßnahmen zur Konzentrationsbegrenzung bzw. Konzentrationsreduzierung auslösen und die bewirken sollen, dass ein gefährlicher Zustand rechtzeitig abgewendet werden kann.
Steigt die Konzentration an bzw. verlässt den als sicher definierten Konzentrationsbereich (0 – ≤ 20 % UEG) wird beim Erreichen des Alarmbereichs 1 (> 20 % UEG) eine Gegenmaßnahme und ein Alarm (optisch und akustisch) aktiviert. Ist diese Maßnahme erfolgreich, wird die Konzentration wieder unter die Alarmschwelle 1 in den sicheren Bereich absinken.
Ist diese Maßnahme nicht erfolgreich und steigt die Konzentration über den Alarmwert 2 (40 % UEG) an, werden Zwangsmaßnahmen eingeleitet.
Dies kann die Zwangsabschaltung der Gaszufuhr oder bestimmter Anlagenbereiche, die Aktivierung einer technischen Lüftung oder das Auslösen von Inertisierungseinrichtungen sein.
Die Reihenfolge der Maßnahmen und die Höhe der jeweiligen Alarmschwellen müssen bei der Planung von Anlagen in einer Sicherheitsmatrix festgelegt und anschließend bei der Realisierung der Anlage umgesetzt werden. In der Praxis erreichen sicherheitstechnisch richtig ausgelegte Industrieanlagen den Alarmbereich 2 nur selten bis gar nicht.
Es haben sich die Alarmschwellen von 20 % (Alarmschwelle 1) und 40 % (Alarmschwelle 2) der UEG bewährt, ohne dass diese Werte in gesetzlichen Regelwerken verbindlich vorgegeben werden.
Gaswarneinrichtungen bestehen in der Regel aus im explosionsgefährdeten Bereich platzierten Sensoren (Wärmetönungssensoren, Infrarotsensoren), Transmittern und Zentralgeräten (Auswerteeinheiten) und sind üblicherweise über eigensichere Verbindungen miteinander gekoppelt.
Die Auswerteeinheit und die Detektoren müssen aufeinander abgestimmt sein und für den Verwendungszweck von einer zugelassenen Prüfstelle typengeprüft sein.
Wesentliche Prüfpunkte für Gaswarnanlagen
- Anordnung und Anzahl der Messstellen sowie deren Zuordnung
- Anordnung der optischen und akustischen Signalgeber
- Zugänglichkeit und Bedienung der Anlage
- Funktionsprüfung der Gaswarnanlage
- Einstellung der Schaltpunkte
- Verhalten bei Anlagenstörungen und sonstige sicherheitstechnische Aspekte
Weiterhin können Gasmesseinrichtungen auch zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration oder zur Detektion von Brandgasen im primären Explosionsschutz eingesetzt werden.
Lüftungseinrichtungen
Technische Lüftungseinrichtungen dienen zur Verdünnung und somit zur Reduzierung der Konzentration brennbarer Gase und Dämpfe in explosionsgefährdeten Bereichen. Sie können entweder kontinuierlich arbeiten oder aber nach Aktivierung durch eine Messeinrichtung oder Handauslösung aktiviert werden. Derartige Einrichtungen müssen regelmäßig auf ihre Wirksamkeit geprüft werden.
Inertisierungseinrichtungen
Die Wirkung von Inertisierungseinrichtungen beruht auf der Reduzierung des Luftsauerstoffgehaltes in einem explosionsgefährdeten Bereich durch Einleiten eines inerten, nicht brennbaren Gases wie Stickstoff, Argon oder Kohlensäure (CO2).
Auch diese Einrichtungen können sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich betrieben werden oder durch bspw. eine Gaswarnanlage oder per Handauslösung aktiviert werden. Oftmals verfügen diese Einrichtungen über Anlagenteile außerhalb der explosionsgefährdeten Bereiche (Gastanks, Rohrleitungen, Verdampfer, Mess- und Regeltechnik) die ebenfalls im Rahmen der jährlichen wiederkehrenden Prüfung überprüft werden müssen.
Die Prüfungen nach Ziffer 5.2 dürfen von einer zur Prüfung befähigten Person (siehe auch Ziffer 3.1) durchgeführt werden und müssen wiederkehrend im Abstand von drei Jahren durchgeführt werden.
Dies bedeutet gegenüber den Vorgaben der früheren Versionen der BetrSichV eine Erhöhung des Prüfumfanges, verbunden mit dem Ziel, den Explosionsschutz und die Anlagensicherheit zu verbessern. Bisher betrug diese Prüffrist, auch für erlaubnisbedürftige Anlagen, 5 Jahre.