2. Mitwirken
3. Normenausschüsse
4. NATank

DIN-Normenausschuss Tankanlagen (NATank)

Einführungsbeitrag

Dieser Norm-Entwurf legt die Anforderungen an Flammendurchschlagsicherungen fest, die Flammendurchschläge bei Vorhandensein von explosionsfähigen Gas-Luft- oder Dampf-Luft-Gemischen verhindern. Er stellt einheitliche Grundsätze für die Klassifizierung, die grundlegende Konstruktion und die Informationen für den Einsatz einschließlich der Kennzeichnung von Flammendurchschlagsicherungen auf und legt Prüfverfahren zur Überprüfung der Sicherheitsanforderungen und zur Bestimmung der sicheren Einsatzgrenzen fest. Der Norm-Entwurf gilt für Drücke von 80 kPa bis 160 kPa und für Temperaturen von -20 °C bis +150 °C. Er gilt nicht für:

• externe sicherheitsrelevante Mess- und Überwachungseinrichtungen, die erforderlich sind, um die Betriebsbedingungen innerhalb der festgelegten sicheren Grenzen zu halten
• Flammendurchschlagsicherungen für explosionsfähige Gemische aus Dämpfen und Gasen, die zum Selbstzerfall neigen (zum Beispiel Acetylen) oder die chemisch instabil sind
• Flammendurchschlagsicherungen, die bei Schwefelkohlenstoff eingesetzt werden, weil dieser spezielle Eigenschaften besitzt
• Flammendurchschlagsicherungen, die bestimmungsgemäß für andere Gemische als Gas-Luft- oder Dampf-Luft-Gemische (zum Beispiel höherer Sauerstoff-Stickstoff-Anteil, Chlor als Oxidationsmittel) eingesetzt werden sollen
• Prüfverfahren für Flammendurchschlagsicherungen an Verbrennungsmotoren mit Kompressionszündung
• Schnellschlussventile, Löschsysteme und andere Explosionsentkoppelungssysteme
• Flammendurchschlagsicherungen, die in explosionsgeschützte Geräte wie Gebläse, Ventilatoren, Kompressoren und Pumpen eingebaut oder mit ihnen kombiniert sind.

ISO 16852 wurde aus bestehenden nationalen und Internationalen Normen zu Flammendurchschlagsicherungen erarbeitet. Diese umfassen die folgenden Normen: Z343-98 (Kanada), 33CFR 154 (Küstenwache der Vereinigten Staaten), UL 525 (Underwriter Laboratories, USA), IMO MSC/Circ. 677 (Internationale Seeschifffahrtsorganisation) und EN 12874. Die Anforderungen von ISO 16852, die von denjenigen in EN 12874:2001 abweichen, sind im Folgenden ausführlich dargestellt:

• Entsprechend ihrem Anwendungsbereich gilt ISO 16852 nicht für Flammendurchschlagsicherungen, die in explosionsgeschützte Geräte eingebaut oder mit ihnen kombiniert sind. So gilt ISO 16852 im Sinne der Richtlinie 94/9/EG ausschließlich für Schutzsysteme und nicht für explosionsgeschützte Geräte. Darüber hinaus gilt ISO 16852 auch nicht für andere Schutzsysteme, die einen Flammendurchschlag durch Explosionsunterdrückung oder -entkopplung verhindern; diese andersartigen Techniken werden in spezifischen CEN-Normen beschrieben.
• ISO 16852 definiert Umgebungsbedingungen im Einklang mit den "Guidelines on the application of Directive 94/9/EC, Second edition July 2005, Section 4".
• Die Anforderungen für Ethylen-Luft-Prüfgemische, ausgedrückt als "prozentualer Volumenanteil von Dampf in Luft", wurden aufgrund genauerer Werte aus erneuten Bewertungen der Spaltweitendaten geringfügig angepasst.
• Spezifische Anforderungen nach EN 12874 an die Festigkeit von Werkstoffen sind nicht mehr gültig. Die internationale Arbeitsgruppe kam zu der einhelligen Meinung, dass die Festigkeit der Einrichtungen ausreichend und gleichzeitig mit der Explosionsbelastung nachgewiesen wird, die bei den Typprüfungen zum Flammendurchschlag auftritt.
• Alle geschweißten Konstruktionen müssen nun einer Druckprüfung als Stückprüfung unterzogen werden.
• Eine zusätzliche Explosionsgruppe IIA1 mit einem Methan-Luft-Prüfgemisch wurde hinzugefügt, um die wachsende Bedeutung biogen erzeugter explosionsfähiger Gemische zu berücksichtigen.
• ISO 16852 erhöht die obere Grenze für eine Baureihe bei den Flanschverbindungen von 400 mm auf 1 000 mm.
• Bei Endsicherungen mit nicht vermaßbaren Flammensperren wird der Sicherheitsbeiwert durch erhöhte Anforderungen an die Flammendurchschlagprüfung (höherer Prüfdruck) erreicht, anstatt durch die Forderung nach dickeren Flammensperren in der Produktion.
• Flammendurchschlagsicherungen, die direkt mit separaten Druck-Vakuum-Ventilen kombiniert sind, sind auf die gleiche Weise zu prüfen wie Flammendurchschlagsicherungen mit integrierten Druck-Vakuum-Ventilen.
• Bei allen Rohrsicherungen (für Deflagration oder Detonation) ist die Zulassung auf Betriebsdrücke begrenzt, die den verwendeten Prüfdruck nicht überschreiten. Die Prüfung unter "atmosphärischen Bedingungen" und die folgende Zulassung für Betriebsdrücke bis zu einem Grenzwert von 110 kPa absolut sind nach ISO 16852 nicht zulässig.
• Es gibt geringfügige Überarbeitungen der Druckverhältnisse, die instabile Detonationen charakterisieren, und der Bereich der Rohrnennweiten wurde auf 1 000 mm und mehr erweitert.
• Für alle Detonationsrohrsicherungen sind nun zusätzliche Deflagrationsprüfungen mit einer Anlauflänge, die dem 5fachen Rohrdurchmesser entspricht, erforderlich. Die Anzahl der Deflagrationsprüfungen wurde darüber hinaus von drei auf fünf für jede geprüfte Anlauflänge erhöht.
• Die Klassifizierung von Detonationssicherungen ist von zwei auf vier Typen erweitert worden, um solche Flammendurchschlagsicherungen zu berücksichtigen, die Detonationen in Anlagen mit Strömungshindernissen in den Rohren unterdrücken. Leitlinien für den ordnungsgemäßen Gebrauch eines Flammendurchschlagsicherungstyps sind dem Abschnitt "Einsatzgrenzen" und dem informativen Anhang D zu entnehmen.
• Die Dauer der Prüfung auf kurzzeitiges Brennen wurde von dem Grenzwert 1 min auf eine Höchstgrenze von 30 min erhöht. Die Prüfdauer ist vom Hersteller der Flammendurchschlagsicherung festzulegen und muss in den Angaben zur Kennzeichnung auf der Flammendurchschlagsicherung enthalten sein.
• Bei der Prüfung von statischen Flammendurchschlagsicherungen auf Dauerbrand wurde das Berechnungsverfahren für den kritischen Volumenstrom von einem temperaturbezogenen auf ein zeitbezogenes Kriterium geändert. Diese Änderung war aufgrund von Problemen bei der Verwendung des temperaturbezogenen Kriteriums bei der Prüfung von Flammendurchschlagsicherungen mit großen Nennweiten erforderlich. Der Rest des Verfahrens der Prüfung auf Dauerbrand ist unverändert.
• Das Verfahren zur Prüfung von Hochgeschwindigkeitsventilen wurde aufgrund aktueller Prüferfahrungen erheblich überarbeitet. Die Prüfung dieser Einrichtungen auf ungedämpfte Schwingungen (Anhang A.4) wurde ebenfalls überarbeitet.
• ISO 16852 umfasst nicht die Prüfung von strömungsüberwachten Einrichtungen. Hauptursache dafür ist, dass die Sicherheit dieser Einrichtungen weitgehend von Peripheriegeräten und deren Einbau abhängig ist, wofür keine Bewertung durch die in dieser Norm festgelegten Typprüfungen erfolgt.
• Die Erweiterung der Typen von Flammendurchschlagsicherungen auf vier (Typ 1 bis Typ 4) und die Einführung von Klassen für die Brenndauer (Klassen a, b und c) sind erfolgt, um die Anforderungen des nordamerikanischen Marktes zu berücksichtigen. Um den Verbraucher bei der Wahl des richtigen Typs der Flammendurchschlagsicherung für dessen Verwendungszweck aus den vielen möglichen Kombinationen von Detonationstyp und Klasse für die Brenndauer zu unterstützen, ist nun ein Warnschild erforderlich, auf dem der Typ der Flammendurchschlagsicherung und die Einsatzgrenzen anzugeben sind. Flammendurchschlagsicherungen sind als fester Bestandteil eines Systems von Explosionsschutzmaßnahmen einzusetzen, um die Europäischen ATEX-Richtlinien zu erfüllen. Eine Risikobewertung muss erfolgen, um ein Sicherheitskonzept für das zu schützende System zu entwickeln. Dieses Konzept kann wiederum angewendet werden, um den richtigen Typ der Flammendurchschlagsicherung für das Erreichen des erforderlichen Schutzniveaus auszuwählen, zum Beispiel eine Deflagrationssicherung, stabile Detonationssicherung oder instabile Detonationssicherung. Wenn das Risiko einer Explosion hoch ist, kann der Einsatz von mehreren Flammendurchschlagsicherungen unterschiedlicher Typen für den Schutz des Systems erforderlich sein, in einigen Fällen in Kombination mit anderen Explosionsschutzmaßnahmen.

Der Zusammenhang zwischen dieser künftigen Europäischen Norm und den grundlegenden Anforderungen der EG-Richtlinie 94/9/EG zu Geräten und Schutzsystemen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen ist im informativen Anhang ZA dargestellt.

Die Internationale Norm wurde vom ISO/TC 21 "Ausrüstung für Brandschutz und Brandbekämpfung" (Sekretariat: KATS, Republik Korea) erarbeitet. Das CEN/TC 305 "Explosionsfähige Atmosphären - Explosionsschutz" (Sekretariat: DIN) hat diese Norm als Europäische Norm übernommen. Der Arbeitsausschuss NA 104-02-05 AA "Flammensperren und Tanklüftungseinrichtungen" im NATank war für das DIN an der Erstellung der Norm beteiligt.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 12874:2001-04 wurden folgende wesentliche Änderungen vorgenommen: a) Explosionsgruppe IIA1 mit einem Methan-Luft-Prüfgemisch aufgenommen; b) Zulassung von Rohrsicherungen (für Deflagration oder Detonation) auf Betriebsdrücke begrenzt, die den verwendeten Prüfdruck nicht überschreiten; c) Höchstgrenze für kurzzeitiges Brennen auf 30 min erweitert; d) Berechnungsverfahren für den kritischen Volumenstrom bei Dauerbrand von einem temperaturbezogenen auf ein zeitbezogenes Kriterium geändert; e) Prüfung von Hochgeschwindigkeitsventilen überarbeitet; f) Prüfung von strömungsüberwachten Einrichtungen gestrichen; g) Typen von Detonationssicherungen auf 4 erweitert.

Zuständiges nationales Arbeitsgremium

NA 104-02-05 AA - Flammendurchschlagsicherungen und Tanklüftungseinrichtungen  

Zuständiges europäisches Arbeitsgremium

CEN/TC 305 - Explosionsfähige Atmosphären - Explosionsschutz  

Zuständiges internationales Arbeitsgremium

ISO/TC 21 - Ausrüstung für Brandschutz und Brandbekämpfung