TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Nichtelektrischer Explosionsschutz: Zündgefahren durch Funken - Grundlagen und Maßnahmen zum Explosionsschutz N2 - Hersteller von Geräten für den bestimmungsgemäßen Gebrauch in explosionsfähigen Bereichen müssen, wenn sie unter die Richtlinie 2014/34/EU fallen, für das Inverkehrbringen in EU-Mitgliedsstaaten eine Konformitätsbewertung durchführen. Dazu gehört eine Zündgefahrenbewertung, bei der auch nichtelektrische Zündquellen betrachtet werden müssen, zu denen die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Bei dieser Zündquellenart kommt es infolge eines Schlages und/oder Reibens eines Bauteils auf ein anderes zu einer Energieumwandlung. Dadurch kommt es zu einer Temperaturerhöhung an der Kontaktstelle sowie unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Reibflächen als auch die abgetrennten Partikel stellen potentielle Zündquellen explosionsfähiger Atmosphären dar. Edelstahl ist für Geräte für die Verwendung zum bestimmungsgemäßen Gebrauch im explosionsgefährdeten Bereich insbesondere in der Chemie ein wichtiger Konstruktionswerkstoff. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes "Entwicklung normativer Anforderungen an explosionsgeschützte nichtelektrische Geräte resultierend aus der Zündfähigkeit mechanisch erzeugter Schlagfunken (NAMES)" zeigen, dass Schlagvorgänge mit Edelstählen eine erhebliche Zündgefahr von explosionsfähigen Brenngasgemischen darstellen können. Dabei bestehen jedoch mitunter deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Brenngasgemischen. Besonders hohe Zündwahrscheinlichkeiten konnten bei Brenngasgemischen mit Brenngasen der IEC-Explosionsgruppe IIC beobachtet werden, die Acetylen bzw. Wasserstoff als Brenngas enthielten. Schläge im Wasserstoff/Luft-Gemisch waren dabei jedoch bedeutend zündwirksamer. In diesem Gasgemisch konnte bei nied-rigen maximalen Schlagenergien bis 60 J sogar eine mitunter höhere relative Zündhäufigkeit beobachtet werden als bei Versuchen mit unlegiertem Baustahl. T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten, Veranst.-Nr. H050-12-378-8 CY - Haus der Technik e.V. (HdT), Hollestr. 1, 45127 Essen, Außeninstitut der RWTH Aachen DA - 04.12.2018 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Schlagfunken KW - Reibfunken KW - Schleiffunken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Funkenarme Werkzeuge KW - Funkenfreie Werkzeuge PY - 2018 AN - OPUS4-46920 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Grundlagen der mechanisch erzeugten Funken - Verwendung von Werkzeugen - Möglichkeiten und Grenzen bei der Verwendung von NE-Metall und Edelstahl im Ex-Bereich N2 - Normalerweise werden Werkzeuge für den industriellen Einsatz aus hochlegierten Chromstählen hergestellt. Mit steigender kinetischer Schlagenergie und sinkender Zündenergie der Brenngas/Luft-Atmosphäre steigt deutlich die Zündwahrscheinlichkeit bei Metall-Werkstoffpaarungen. Aber zwischen den unterschiedlichen Metallen bzw. Stählen gibt es Unterschiede bezüglich der Gefahr der Erzeugung zündfähiger mechanisch erzeugter Funken. Aus einer sehr großen Anzahl von Schlagfunkenversuchen der BAM sind die Zündwahrscheinlichkeiten der homogenen Werkstoffpaarung aus ferritischem Stahl bekannt. Besonders zündgefährlich ist die homogene Werkstoffpaarung ferritischer Stahl bei Anwesenheit von explosionsfähigen Brenngas/Luft-Atmosphären der Explosionsgruppe IIC und IIB. Aber auch bei Anwesenheit von IIA-Gemischen kommt es regelmäßig zu Explosionen. Die Ergebnisse haben bereits in den einschlägigen Regelwerken wie z.B. ISO 80079-36:2016 Anwendung gefunden. Edelstahl mit hohem Chromgehalt (Cr ≥ 16,5 %) galt bisher als relativ funkenarm und somit fälschlicherweise als mit geringer Zündwahrscheinlichkeit behaftet. Umfangreiche Untersuchungen im Rahmen des Forschungsvorhabens „NAMES“ zum Zündverhalten von Edelstahl-Schlagfunken wurden durchgeführt und ausgewertet. Für die Herstellung von funkenarmen Werkzeugen für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich werden überwiegend spezielle NE-Metalle verwendet. Diese haben eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit, sind nur schwer oxidationsfähig und haben gemäß ihrem Anwendungszweck eine höhere mechanische Festigkeit als andere schwer oxidierbare NE-Metalle. Dennoch liegt die mechanische Festigkeit von Werkzeugen aus NE-Metall niedriger als von Edelstahl-Werkzeugen Nur selten treten bei Schlagvorgängen mit nicht energiereichen Schlägen zwischen blanken Nichteisenmetallen und blankem, nicht rostigem, ferritischem, kohlenstoffhaltigem Stahl (C-Stahl) Funken auf. Bei Schlagfunkenprüfungen von NE-Metallen gegen Beton oder Estrich-Beton (Beton-Zusammensetzung eines typischen Chemieanlagen-Betonbodens) treten erfahrungsgemäß immer zu einem unterschiedlichen Anteil Funken auf. Deshalb werden von uns die NE-Metalle folgerichtig nur als funkenarme Werkstoffe bezeichnet. Ausgangspunkt für die Funkenbildung könnte die Gesteinskörnung der Beton-Schlagplatte sein. Beton und auch Estrich werden in der Regel mit natürlichen Gesteinen und Sanden hergestellt. T2 - 19. Essener Brandschutztage CY - Haus der Technik (HdT) e.V., Außeninstitut der RWTH Aachen, Hollestr. 1, 45127 Essen, Germany DA - 13.11.2018 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Funkenarme Werkzeuge KW - Funkenfreie Werkzeuge KW - Ex-Werkzeuge PY - 2018 AN - OPUS4-46587 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Nichtelektrischer Explosionsschutz - Zündgefahren durch Funken - Grundlagen und Maßnahmen zum Explosionsschutz N2 - Hersteller von Geräten für den bestimmungsgemäßen Gebrauch in explosionsfähigen Bereichen müssen, wenn sie unter die Richtlinie 2014/34/EU fallen, für das Inverkehrbringen in EU-Mitgliedsstaaten eine Konformitätsbewertung durchführen. Dazu gehört eine Zündgefahrenbewertung, bei der auch nichtelektrische Zündquellen betrachtet werden müssen, zu denen die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Bei dieser Zündquellenart kommt es infolge eines Schlages und/oder Reibens eines Bauteils auf ein anderes zu einer Energieumwandlung. Dadurch kommt es zu einer Temperaturerhöhung an der Kontaktstelle sowie unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Reibflächen als auch die abgetrennten Partikel stellen potentielle Zündquellen explosionsfähiger Atmosphären dar. Edelstahl ist für Geräte für die Verwendung zum bestimmungsgemäßen Gebrauch im explosionsgefährdeten Bereich insbesondere in der Chemie ein wichtiger Konstruktionswerkstoff. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes "Entwicklung normativer Anforderungen an explosionsgeschützte nichtelektrische Geräte resultierend aus der Zündfähigkeit mechanisch erzeugter Schlagfunken (NAMES)" zeigen, dass Schlagvorgänge mit Edelstählen eine erhebliche Zündgefahr von explosionsfähigen Brenngasgemischen darstellen können. Dabei bestehen jedoch mitunter deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Brenngasgemischen. Besonders hohe Zündwahrscheinlichkeiten konnten bei Brenngasgemischen mit Brenngasen der IEC-Explosionsgruppe IIC beobachtet werden, die Acetylen bzw. Wasserstoff als Brenngas enthielten. Schläge im Wasserstoff/Luft-Gemisch waren dabei jedoch bedeutend zündwirksamer. In diesem Gasgemisch konnte bei niedrigen maximalen Schlagenergien bis 60 J sogar eine mitunter höhere relative Zündhäufigkeit beobachtet werden als bei Versuchen mit unlegiertem Baustahl. T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten CY - Essen, Germany DA - 21.06.2022 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Zündgefahrenbewertung KW - Funkenarme Werkzeuge KW - Funkenfreie Werkzeuge PY - 2022 AN - OPUS4-55098 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Entzündung von wasserstoffhaltigen Atmosphären durch mechanisch erzeugte Funken N2 - In einer Forschungskooperation zwischen BG-RCI und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens „HySpark“ untersucht, wie sich die Zündwahrscheinlichkeit von verschiedenen, metallischen Werkstoffpaarungen in unterschiedlichen Methan-Wasserstoff-Gemischen verhält. Es bestehen signifikante Unterschiede in der Zündwahrscheinlichkeit durch mechanisch erzeugte Schlagvorgänge zwischen den ver¬schiedenen Metallen bzw. Stählen und insbesondere zwischen den einzelnen Brenngas/Luft-Gemischen. Mechanisch erzeugte Schlagfunken stellen in explosionsgefährdeten Bereichen eine potentielle Zündquelle dar, oft in Verbindung mit der Zündquelle „heiße Oberflächen“. Eine Vielzahl von mechanischen und reaktionskinetischen Einflüssen verursacht dabei eine komplexe Interaktion von Parametern, von deren Auswirkung auf die Zündwahrscheinlichkeit bislang wenig bekannt ist. Die statistisch erfassten Eigenschaften von Schlagfunken in verschiedenen Untersuchung der BAM lassen auf stochastische Prozesse schließen, bei denen die Anzahl der durch einen Schlagprozess abgetrennten Partikel und deren Oxidationsverhalten sowie die Höhe der kinetischen Schlagenergie entscheidenden Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit hat /L4/; /L5/. Werkzeuge sind keine Geräte oder Schutzsysteme im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU /L1/. Deshalb ist es nicht möglich, Werkzeuge in Übereinstimmung mit dieser Richtlinie zu zertifizieren. Trotzdem müssen die Materialien für solche Werkzeuge bestimmte Mindestanforderungen gemäß TRGS 723 /L2/ erfüllen. Die TRGS 723 Abschnitt 5.15 fordert den Nachweis der Funkenfreiheit der verwendeten Werkstoffpaarung bei Verwendung in explosionsgefährdeten Berei¬chen. Der Nachweis der Erfül¬lung dieser Anforderungen ist durch Zertifizierungen im sogenannten „gesetzlich nicht geregelten“ Bereich möglich. Die BAM bietet diese Zertifizierung im Rahmen ihres Zertifizierungsprogrammes 2.8 „Funkenarme Werkzeuge“ an /L3/. Bei der Gefährdungsbeurteilung für den Gebrauch von Werkzeugen im explosionsgefährdeten Bereich müssen mechanisch erzeugte Funken oder heiße Reibflächen, die bei mechanischen Schlagvorgängen durch den Einsatz von Werkzeugen oder Geräten bzw. Maschinen entstehen können, müssen als Zündquelle gesondert betrachtet werden. Üblicherweise wird die Mindestzündenergie bzw. die Explosionsgruppe auch für die Beurteilung der Zündwirksamkeit von mechanischen Schlägen für Brenngase herangezogen [6]. Während Schlagvorgänge als Zündquelle für explosionsfähige Atmosphären der Explosionsgruppe IIA in vielen Fällen weniger relevant sind, werden sie besonders bei Vorhandensein einer explosionsfähigen Atmosphäre der Explosionsgruppe IIC als sehr wirksame Zündquelle angesehen, die berücksichtigt werden muss. Entsprechend wird in der TRGS 723 [6] sowie der DIN EN ISO 80079-36 [21] als Schutzmaßnahme z.B. die Verwendung von funkenarmen Werkzeugen aus nicht gehärtetem schwer oxidierbarem Nicht-Eisen-Metall genannt, wobei die mögliche kinetische Schlagenergie unter 60 J bleiben und die Funkenfreiheit für die jeweils vorliegende mögliche Werkstoffpaarung (Werkstück, Stützen, Boden usw.) nachgewiesen sein muss. Manche Hersteller von Werkzeugen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind, nennen ihre Werkzeuge „funkenfrei“. Die Bezeichnung wird missverständlicher Weise abgeleitet aus dem englischen „non sparking tools“. Die Bezeichnung funkenarme Werkzeuge, „low sparking tools“, trifft eher zu, denn es gibt tatsächlich keine funkenfreien, metallischen Werkzeuge. Denn es ist immer eine Frage mit welcher kinetischen Energie und gegen welchen weiteren potentiellen Schlagpartner/Werkstoff die funkenarmen Werkzeuge geschlagen werden. Üblicherweise werden Werkzeuge für den industriellen Einsatz aus hochlegierten Chromstählen hergestellt. Mit steigender kinetischer Schlagenergie und sinken¬der Zündenergie der Brenngas-Luft-Atmosphäre im explosionsgefährdeten Be¬reich, steigt die Zündwahrscheinlichkeit im Falle von Schlag- oder Reibbeanspru¬chung deutlich. Funkenarme Werkzeuge für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen wer¬den überwiegend aus speziellen Nichteisen-Metalllegierungen (NE-Metall) her¬stellt. Die beiden großen Werkstoffsorten zur Herstellung von funkenarmen Werkzeugen sind Aluminium-Bronze und Kupfer-Aluminium. Für diese beiden Werkstoffe und deren mögliche Schlagpartner gibt es bisher nur wenige umfassenden Untersuchungen mit Aussagen zur Zündwahrscheinlichkeit. T2 - 18. Essener Explosionsschutztage, Haus der Technik e.V. (HdT), Außeninstitut der RWTH Aachen, Veranst.-Nr. VA24-00428-050-E CY - Essen, Germany DA - 24.09.2024 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Nichtelektrische Funken KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Funkenarme Werkzeuge KW - Funkenfreie Werkzeuge KW - Ex-Werkzeuge PY - 2024 AN - OPUS4-61120 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -