Explosionstechnische Entkopplung / 2 Explosionstechnische Entkopplung bei Gasen, Dämpfen und Nebeln

In Anlagenteilen, in denen explosionsfähige Atmosphäre in Form von Gasen, Dämpfen und Nebeln auftreten kann, sind zur Entkopplung Flammendurchschlagsicherungen und strömungsüberwachte rückzündsichere Einrichtungen geeignet.

2.1 Flammendurchschlagsicherungen

Flammendurchschlagsicherungen sind meist passive Einrichtungen, die den Durchschlag von Flammen unter verschiedensten Bedingungen verhindern, ein Durchströmen von Medien aber gleichzeitig gewährleisten.

Die DIN EN ISO 16852 unterscheidet bei den Flammendurchschlagsicherungen zwischen

• Deflagrationsendsicherungen,
• Deflagrationsrohrsicherungen,
• Deflagrationsvolumensicherungen,
• Detonationsrohrsicherungen,
• Detonationsendsicherungen.

Der Unterschied zwischen Deflagration und Detonation liegt in der Ausbreitungsgeschwindigkeit (Deflagration unter, Detonation über Schallgeschwindigkeit). Dementsprechend ist mit stark unterschiedlichen Druckbelastungen zu rechnen, die von den Durchschlagsicherungen auszuhalten sind und die ingenieursmäßig berechnet werden müssen.

Deflagrationssicherungen verhindern den Flammendurchschlag bei Deflagration, Detonationssicherungen dementsprechend bei Detonation.

Eine Endsicherung ist nur mit einem Rohranschluss versehen und verhindert den Durchschlag vom Rohr in einen anderen Anlagenabschnitt, während eine Rohrsicherung auf beiden Seiten über Rohranbindung verfügt und somit den Durchschlag innerhalb von Rohrleitungen verhindert.

Volumensicherungen verhindern den Durchschlag aus dem Inneren eines definierten, explosionsdruckfesten Behälters nach außen oder in eine angeschlossene Rohrleitung.

Die Funktionsweise von Flammendurchschlagsicherungen beruht auf verschiedenen Prinzipien:

• durchschlagsicherer Spalt (sog. statische Flammendurchschlagsicherung), wobei Explosionsgruppe und Normspaltweite der durchströmenden Stoffe berücksichtigt werden müssen;
• Tauchsicherung – Durchschlag wird durch eine Wasservorlage verhindert;
• Flüssigkeitsdetonationssicherung – das flüssige Medium selbst wird zur Verhinderung eines Durchschlags verwendet. Dies entweder mit Rückschlagventil (sog. Fußventil) oder ohne (sog. Flüssigkeitsverschluss).

Zusätzlich zu den o. g. Unterscheidungskriterien existieren sowohl Sicherungen, die gegen kurzzeitige Einwirkungen schützen, als auch sogenannte Dauerbrandsicherungen, die bei einem längeren Brand gegen einen Durchschlag aufgrund der Hitze schützen.

2.2 Strömungsüberwachte rückzündsichere Einrichtungen

Die strömungsüberwachte, rückzündsichere Einrichtung stellt eine Sonderform der Flammendurchschlagsicherung dar – die sog. dynamische Flammendurchschlagsicherung.

Hier wird durch ein Hochgeschwindigkeitsventil die Strömungsgeschwindigkeit des durchströmenden Mediums stets oberhalb der Flammenausbreitungsgeschwindigkeit gehalten, sodass ein Rückschlag ausgeschlossen ist.

Die Strömungsgeschwindigkeit ist durch elektronische Maßnahmen zu überwachen, die bei Unterschreiten der geforderten Geschwindigkeit den Stoffzustrom sofort unterbrechen.