Staub kann eine ernsthafte Gefahr in einem Betrieb darstellen. Denn Staubpartikel können schon ab einer geringen Menge in der Luft für Explosionen sorgen. Staubexplosionen haben dabei das Potenzial, ganze Gebäude in die Luft zu sprengen. In der Industrie gibt es daher unterschiedliche Staubeigenschaften und Zonen, in die Stäube eingeteilt werden. Auch die Belüftung spielt eine tragende Rolle.
Welche Stäube können explodieren?
Grob gesagt kann man feststellen, dass alle Materialien, die von Natur aus brennbar sind, aus denen Stäube in die Luft gelangen können, zu einer Staubexplosion führen können. Besonders sind es allerdings die nicht-mineralischen Stäube, also beispielsweise Holz oder Lebensmittel. Denn Stein kann an sich unter normalen Bedingungen nicht brennen. Auch Steinstaub brennt nicht. Aber von Explosionen in Zuckerlagern oder Mehlanlagen, oft sogar mit verheerenden Auswirkungen, hat man schon oft gehört. Die größten Industrieunfälle sind auf entsprechende Explosionsquellen zurückzuführen. Nicht selten wurden dabei ganze Anlagen gesprengt. Dabei gibt es natürlich bestimmte Risikofaktoren, die die Fähigkeit zur Explosion massiv hochsetzen könnten:
- Art des Staubes
- Partikelgröße
- Feuchtigkeitsgehalt
Art des Staubes
Typische Materialien, die sich entzünden können, sind feste Stoffe wie Getreide, Milchpulver oder Maismehl, also organische Gemische im festen Zustand.
Wichtig sind hier natürlich auch die unterschiedlichen Brenneigenschaften. So ist beispielsweise die Zündtemperatur von Mais niedriger als die von Holzstaub. Auch Spontanentzündungen sind möglich bei Materialien, die sehr brennbar sind, wenn sie auf Oberflächen treffen, die heißer als ihre Zündtemperatur sind. Dann ist die Zündquelle schon die Oberfläche.
Partikelgröße
Auch die Partikelgröße ist entscheidend. Sie können sich in etwa merken, dass Explosionen von Staub wahrscheinlicher werden, wenn die Teile kleiner als 0,5 Millimeter sind.
Bedingungen für die Staubexplosionen
Der Feuchtigkeitsgehalt der Stäube ist ebenfalls entscheidend für die Explosionsgefahr. Je feuchter ein Staub ist, desto geringer ist die Explosionsgefahr. Denn er lässt sich nicht so leicht aufwirbeln und die Zündenergie muss immer höher werden, damit Explosionsgefahr besteht.
Warum ist eine Staubexplosion so gefährlich?
Tatsache ist: Man benötigt nur wenig Mehl oder Staub, um zu einer Staubexplosion zu kommen. Schon eine kleine Lage und die passende Temperatur und in der Folge wird eine Explosion auftreten. Kommt dann noch Luft in das Gemisch, wird es buchstäblich brandgefährlich.
Oft sind es ein Staub Luft Gemisch und eine stabile Staubwolke, die zu Staubexplosionen führen. Dazu kommt oft noch eine dauerhafte Hitze, die den Staub zur Explosion bringt.
Gefährlich sind Staubexplosionen vor allen Dingen wegen der Wucht, also der Kraftentfaltung, die entsteht. Nicht selten explodieren gleich ganze Gebäudeteile, weil durch Verpuffungen Staubexplosionen entstehen. Es entsteht ein Kaskadeneffekt: Zunächst entsteht die Verpuffung, die sich immer weiter im Gebäude fortsetzt, weil überall gefährliche Stäube herumwirbeln.
Die Einteilung nach Zonen
In Industriebetrieben muss pro Maschine und pro Raum festgelegt werden, wie hoch die Explosionsgefahr besonders für Staubexplosionen ist. Dafür müssen zunächst drei wesentliche Fragen beantwortet werden:
- Sind die Partikel größer oder kleiner als 0,5 Millimeter?
- Wieviel Staub wird in den Anwendungen gesammelt? Wie hoch sind also die Staubkonzentrationen?
- Wieviel Staub tritt im gesamten Raum auf? Denn in der Regel sind es Kombinationen, die zur Staubexplosion führen.
Ab wann ist der Staub eine Gefahr?
Staub kann immer dann zu Staubexplosionen führen, wenn beispielsweise die Gemische gefährlich sind. Aber natürlich ist es nicht nur das Material, sondern in der Regel sind die Konzentrationen, die Staubbrände und Staubexplosionen herbeiführen. Nicht nur eine Wolke, sondern auch eine Schicht in passender Größe kann explodieren.
Staubschichten sind deshalb so gefährlich, weil sie aufwirbeln können. Es entstehen explosive Wolken aus Staub. Dann reichen schon kleine Zündquellen wie ein Zigarettenstummel oder ein Schweißfunke, um einen Brand oder eine Staubexplosion zu provozieren.
Man kann sich also merken: Wenn die Form eines Staub Luft Gemisches in Bewegung, also einen Wirbel gerät, entstehen Staubwolken, die zur Explosion kommen können. Das gilt besonders, wenn die Sicht durch den Staub weniger als einen Meter beträgt. Denken Sie etwa an das Entladen eines Containers. Dann kann die Staubexplosion schon durch das Öffnen einer Klappe und einen Funkenflug entstehen.
Wie kann man eine Staubexplosion verhindern?
Ein wesentlicher Faktor, um die Staubexplosion erst gar nicht auftreten zu lassen, besteht in der Absaugung, bevor die Explosion überhaupt erst auftreten kann. Denn dann entsteht keine explosionsfähige Atmosphäre. Lüften ist keine gute Variante der Schutzmaßnahmen. Denn wenn Türen oder Rollläden geöffnet werden, kann es wieder zu unerwünschter Staubaufwirbelung kommen und schon ist die Zündfähigkeit wieder erhöht.
An Förderbändern, an denen Mitarbeiter durch fehlende Maßnahmen in Gefahr geraten könnten, sollten lokale Absauganlagen installiert werden, die Staubwolken vermeiden und auch Staubschichten nicht erst auftreten lassen. Eine saubere Umgebung ist ebenfalls eine gute Form der Prävention. Denn wenn eine Staubschicht nicht lange liegt, kann auch keine Zündquelle daran kommen und schon kann keine Verbrennung oder Staubexplosion mehr auftreten.
In Silos ist ebenfalls besondere Vorsicht geboten. Denn beispielsweise ein 1 m Behälter, der also eine kleine Sicht hat, braucht nur eine kleine Flamme oder einen Funken, um zu explodieren. In diesem Zusammenhang ist auch die absolute Abdichtung wichtig. Denn Feuereffekte können immer dann auftreten, wenn kleinste Flammen geschlagen werden können oder wenn durch das Entweichen Staubschichten auftreten.
In vielen Fällen reicht es neben einer passenden Absaugung auch, wenn die Partikelgrößen variiert werden. Meistens ist es nämlich gar nicht zwingend nötig, dass die Staubpartikel extrem klein gemahlen werden. Auch der Luftsauerstoff muss überprüft werden. Denn dieser kann zusätzlich gefährliche Effekte hervorrufen.
In den meisten Fällen ist der erste Schritt das Bewusstmachen der Gefahr. Deshalb sollten Mitarbeiter passend ausgebildet werden, so dass sie die Maßnahmen gut umsetzen. Regelmäßige Reinigungsroutinen, die die gefährlichen Konzentrationen reduzieren, gehören ebenso dazu wie das Vermeiden von zu hoher Wärme. Ständige Schulungen über die Schutzmaßnahmen sollten darüber hinaus auch zur Routine gehören. Bei explosiven Materialien liegt immer ein sogenanntes Explosionsschutzdokument bei, in dem Sie und Ihre Mitarbeiter über die Gefahren aufgeklärt werden. Dieses sollte unter allen Umständen berücksichtigt werden. Regelmäßige Wartungen der Maschinen und Räume sind ein weiterer Faktor. Denn nur, wenn Maschinen wirklich dicht sind, verhindern sie explosive Effekte. Wenn Sie in Ihrem Unternehmen mit potenziell gefährlichem Material handhaben, also allen nicht-mineralischen Stoffen, etwa Holz, aber auch Lebensmittel und Mehl und Sie sind sich bezüglich des Schutzes der Arbeiter und Ihrer Anlagen unsicher, kontaktieren Sie uns gerne.
