Was ist brennbarer Staub und wie kann man ihn vermeiden?

Nicht nur Flüssigkeiten und Gase sind brennbar, auch Stäube zählen zu den besonderen Herausforderungen im Explosionsschutz. 

In diesem Beitrag werden brennbare Stäube im Kern erläutert und Vorbeugemaßnahmen skizziert. Durch fundiertes Hintergrundwissen können Gefahren am Arbeitsplatz deutlich reduziert werden.

Für brennbare Stäube gilt (ebenso wie für brennbare Flüssigkeiten und Gase), dass im ersten Schritt die Gefährdungsbeurteilung des Stoffes oder Gemisches steht. Auf dieser Basis kann die Explosions- und Brandgefahr durch einen Sicherheitsbeauftragten beurteilt werden.

Die für den Explosionsschutz relevanten Eigenschaften brennbarer Stoffe werden durch sicherheitstechnische Kenngrößen charakterisiert. In der Regel sind dies atmosphärische Bedingungen, das heißt Temperaturen zwischen -20 und +60 Grad Celsius, Drücke zwischen 0,8 bar und 1,1 bar sowie Luft mit circa 21 Vol.-% Sauerstoff. Bei anderen Bedingungen kann es zu Abweichungen von den sicherheitstechnischen Kenngrößen kommen.

Was ist brennbarer Staub?

Brennbarer Staub besteht aus Partikeln, die kleiner als 0,5 mm und für das Auge meist unsichtbar sind. Diese feinen Teilchen haben aber mitunter gefährliche Auswirkungen. Brennbarer Staub entsteht zunächst als Nebenprodukt bei der Verarbeitung von brennbaren Rohmaterialien, dazu zählen:

• Holz,
• Getreide,
• vielen Chemikalien und
• Leichtmetalle.

Unter bestimmten Bedingungen kann der Staub explosionsfähig werden und Handlungsbedarf im jeweiligen Industriezweig anzeigen.

Wie kommt es zu einer Explosion?

Der Staub hat eine 1000-fache oder noch größere Oberfläche. Im Falle einer Entzündung führt diese Eigenschaft zu einer raschen Verbrennung. Es kommt zum Druckanstieg und zu Explosionen in angrenzenden Bereichen. Die in der Luft vorliegende Partikelkonzentration kann sich bei Überschreitung des Grenzwertes entzünden.

Zum Hauptrisiko zählen Staubschichten, die sich durch eine plötzliche Bewegung oder Druckluftreinigung mit der Luft vermischen. Staubintensive Arbeiten sind üblicherweise:

• Schleifen,
• Abstrahlen,
• Mahlen,
• Brechen,
• Fräsen und
• Transport von Granulaten.

Staub entsteht auch beim Einsatz von Hochgeschwindigkeitswerkzeugen zur Erzeugung glatter Oberflächen. Darunter fallen:

• Sägearbeiten,
• Schleifen und
• Schneiden.

Auch beim 3D-Druck im Pulververfahren kann brennbarer Staub anfallen. Darüber hinaus sind feinste organische Stoffe explosionsfähig. Einige Beispiele:

• Holz,
• Mehl,
• Zucker,
• Getreide und
• Sojabohnen.

Auch Partikel aus Arzneimitteln und Pestiziden sowie Gummi, Textilien und Plastik können zu einer Staubexplosion führen. Dies trifft ebenfalls auf Materialien wie Aluminium und Eisen zu, die zwar als größere Blöcke nicht brennbar sind, aber im staubförmigen Zustand ein Gefahrenherd sind.

ATEX-Richtlinie für eine sichere Arbeitsumgebung

Eine Vielzahl an Stoffen kann explosionsfähige Staub-Luft-Gemische bilden. Daher sind viele Branchen und Arbeitsplätze betroffen sowie Unternehmen angehalten, präventive Maßnahmen zum Schutz ihrer Mitarbeiter zu ergreifen. Zur Erleichterung hat die Europäische Union zwei ATEX-Richtlinien erlassen:

• ATEX-Betriebsrichtlinie für Arbeitgeber und Anlagenbetreiber
• ATEX-Produktrichtlinie für Hersteller

Die Richtlinien legen fest, welche Arbeitsumgebungen und Produktionsanlagen in Bereichen mit explosionsfähiger Atmosphäre erlaubt sind. Seit Juli 2006 müssen Arbeitsplätze EU-weit ATEX-konform sein. Die Abläufe wurden aber auch von vielen anderen Ländern übernommen.

Explosionsfähige Atmosphären ermitteln und die richtige Ausrüstung auswählen

Staub kann sich im Arbeitsbereich fast überall ansammeln: in, auf und an Maschinen und hergestellten Produkten. Das gilt auch für Balken, Überdachungen, abgehängte Decken und Kanäle, da sie abgelegen und in der Regel schwer erreichbar sind. Die Staubentwicklung ist durch die Auswahl geeigneter Produktionsverfahren, Maschinen und Werkzeuge zu reduzieren. Bereiche mit explosionsfähigen Atmosphären müssen in Zonen eingeteilt werden und erfordern geschultes Personal. Es dürfen nur Geräte und Anlagen mit ATEX-Kennzeichnung eingesetzt werden.

Brennbaren Staub vermeiden

Bei der Vermeidung von brennbarem Staub gibt es strikte Abläufe, die sich grob in die Katergoriee Erfassung, Sammlung und Reinigung einteilen lassen:

1. Der Staub wird vor seiner Ausbreitung und unmittelbar an seiner Entstehungsquelle erfasst (durch zugelassene und regelmäßig gewartete Staubabsauganlagen).

2. Nach der Erfassung wird der Staub in Behältern mit ATEX-konformen Sicherheitssystemen gesammelt. Diese gewährleisten bei ordnungsgemäßem Aufbau und Betrieb eine sichere Handhabung von brennbarem Staub.

3. Alle Arbeitsbereiche müssen aufgeräumt und sauber gehalten werden. Das regelmäßige Entfernen von nicht erfasstem oder gesammelten Staub verhindert Ansammlungen, die zum Risiko werden können. Das betrifft auch schwer zugängliche Stellen wie Überkopfbereiche sowie enge und verdeckte Flächen.

Das Zusammenspiel dieser Verfahren und Arbeitsvorgänge sorgt für eine effiziente und saubere Produktion mit hohem Sicherheitsfaktor – und im Ergebnis geringerem Invesititionsvolumen.

Know-how und ATEX-konforme Anlagen und Lösungen

Unternehmen sind gut aufgestellt, wenn sie umfangreiche Erfahrungen bei der Entwicklung und Bereitstellung von Lösungen für die Handhabung schädlicher Partikel, Fasern, Stäube, Gase, Rauche und Ölnebel sammeln. Durch geeignete Systeme und Arbeitsabläufe können sichere und nachhaltige Arbeitsumgebungen geschaffen werden.

Die DEBUS Druckluft- Vakuumtechnik GmbH produziert am Standort Velbert leistungsstarke Industriesauger und Absauganlagen für zahlreiche Einsatzzwecke:

• Industriesauger
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• Entstauber
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• Druckluftsauger
• Öl- und Spänesauger
• Schweißrauchabsaugung

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Quellen:

• Verzeichnis brennbarer Materialien (OSHA: US-Behörde für Arbeitplatzsicherheit)
• Grundlagen zum Explosionsschutz für Einsteiger (BG RCI / Teil 4: Sicherheitstechnische Kenngrößen für brennbare Stäube)
• "Was ist brennbarer Staub und wie können Sie ihn am Arbeitsplatz vermeiden?", Autor: Klaus Bihlet (Nederman Knowledge Center)
• ATEX-Richtlinie 1999/92/EG des Europäischen Parlaments und des Rates (16. Dezember 1999)
• ATEX-Richtlinie 2014/34/EU des Europäischen Parlaments und des Rates (26. Februar 2014)