Welche Prüfungen sind vor Inbetriebnahme einer ATEX-Mischanlage in Deutschland erforderlich?
Vor der erstmaligen Inbetriebnahme einer Mischanlage in explosionsgefährdeten Bereichen muss der Betreiber die Anlage auf Explosionssicherheit prüfen lassen. Grundlage sind insbesondere die Betriebssicherheitsverordnung, die Gefahrstoffverordnung, das Explosionsschutzdokument sowie die TRBS 1201 Teil 1. Die Prüfung umfasst nicht nur den Mischer, sondern den gesamten explosionsschutzrelevanten Anlagenverbund einschließlich Dosierung, Fördertechnik, Filter, Lüftung, Inertisierung, Austrag, Steuerung und Verbindungsleitungen.
Die Prüfung ist auch vor einer Wiederinbetriebnahme erforderlich, wenn prüfpflichtige Änderungen vorgenommen wurden. Wiederkehrende Prüfungen müssen anschließend in der Gefährdungsbeurteilung festgelegt und fristgerecht durchgeführt werden.
Gefährdungsbeurteilung und Unterlagen
Vor der Prüfung muss eine vollständige Gefährdungsbeurteilung vorliegen. Darin sind die Explosionsgefahren durch die tatsächlich verarbeiteten Stoffe und Betriebszustände zu bewerten. Das gilt für Normalbetrieb, Anfahren, Abfahren, Befüllen, Entleeren, Reinigung, Wartung, Störungen und Produktwechsel.
Das Explosionsschutzdokument muss mindestens das zugrunde gelegte Schutzkonzept, die Zoneneinteilung, die sicherheitstechnischen Stoffdaten, die ausgewählten Geräte und Schutzsysteme sowie technische und organisatorische Maßnahmen enthalten. Die TRBS 1201 Teil 1 fordert, dass die für die Prüfung erforderlichen sicherheitstechnischen Unterlagen vollständig vorliegen und ihr Inhalt plausibel ist.
Zu den typischerweise bereitzustellenden Unterlagen gehören das Explosionsschutzdokument, Zonen- und Aufstellpläne, Fließbilder, Sicherheitsdatenblätter, sicherheitstechnische Kenndaten der Stäube, EU-Konformitätserklärungen, ATEX-Kennzeichnungen, Betriebs- und Wartungsanleitungen, Schaltpläne, Nachweise der Erdung sowie Dokumente zu Druckentlastung, Explosionsunterdrückung, Entkopplung oder Inertisierung. Bei sicherheitsgerichteten Steuerungen sind außerdem die Spezifikation der Sicherheitsfunktion, Funktionsprüfungen und gegebenenfalls die Nachweise zur funktionalen Sicherheit erforderlich.
Technische Prüfung
Die technische Prüfung stellt fest, ob die Anlage entsprechend dem Explosionsschutzkonzept errichtet wurde, sich unter den konkreten Aufstellbedingungen in einem sicheren Zustand befindet und ob die vorgesehenen Schutzmaßnahmen wirksam funktionieren. Sie umfasst eine Dokumentenprüfung und eine technische Prüfung vor Ort.
Bei einer ATEX-Mischanlage werden typischerweise die richtige Auswahl und Installation von Geräten, Schutzsystemen, Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen geprüft. Dazu gehören die ATEX-Kennzeichnung und Eignung der elektrischen und nicht elektrischen Komponenten für die festgelegten Zonen, die Montage von Motoren, Sensoren, Leuchten, Schaltern, Wellen, Dichtungen, Kupplungen, Klappen, Fördereinrichtungen und Filtern sowie die Übereinstimmung der tatsächlichen Ausführung mit den Planungsunterlagen.
Die Prüfung umfasst außerdem die Zündquellenvermeidung. Relevante Punkte sind die sichere Ausführung bewegter Teile, mögliche Werkzeug-Wand-Kontakte, Abstand und Zustand rotierender Bauteile, Temperaturüberwachung von Lagern und Dichtungen, Schutz gegen Blockaden, Fremdkörpermanagement, zulässige Oberflächentemperaturen sowie der Schutz vor elektrostatischen Entladungen. Erdung und Potentialausgleich müssen vollständig, dauerhaft und funktionsfähig sein; dazu zählen auch Rohrleitungen, flexible Verbindungen, Filter, Gebindewechselstationen und metallische Einbauten.
Soweit elektrische Anlagen vorhanden sind, wird ihre sichere Installation und Funktion geprüft. Dazu können beispielsweise Schutzart und Unversehrtheit von Gehäusen, geeignete Leitungsführung, Isolationswiderstand, Anschlüsse des Potentialausgleichs, Ex-Eignung der Betriebsmittel sowie die Funktion von Not-Halt-, Alarm- und Abschalteinrichtungen gehören. Die konkrete Prüftiefe richtet sich nach Ausführung, Zone und Schutzkonzept.
Schutzsysteme und Inertisierung
Konstruktive Explosionsschutzmaßnahmen müssen vor Inbetriebnahme auf Eignung, ordnungsgemäße Montage und Funktion geprüft werden. Dies betrifft beispielsweise Explosionsdruckentlastung, flammenlose Entlastung, Explosionsunterdrückung, explosionsdruckfeste oder explosionsdruckstoßfeste Bauweise sowie explosionstechnische Entkopplung. Bei Entkopplungseinrichtungen müssen Einbauposition, Ausrichtung, Rohrleitungsgeometrie, Durchsatz und die Übereinstimmung mit der vorgesehenen Schutzfunktion bewertet werden.
Inertisierungs- und Lüftungssysteme sind ausdrücklich Teil der Prüfung. Zu bewerten sind insbesondere die Dichtheit der Anlage, die Inertgasversorgung, Spül- und Freigabesequenzen, Sauerstoffmessung, Alarm- und Abschaltwerte, Sicherheitsverriegelungen und die sichere Reaktion auf Ausfall der Inertgasversorgung oder der Messkette. Die Prüfung schließt ein, ob der zulässige Sauerstoffgehalt für das konkrete Produkt-Inertgas-System korrekt festgelegt und im Betrieb zuverlässig eingehalten werden kann. Die TRBS 1201 Teil 1 nennt Inertisierungseinrichtungen, Lüftungsanlagen, Gaswarneinrichtungen sowie Geräte, Schutzsysteme und Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen ausdrücklich als Prüfgegenstände.
Neben technischen Maßnahmen werden auch die organisatorischen Maßnahmen beurteilt. Dazu gehören Betriebsanweisungen, Kennzeichnung der Ex-Bereiche, Unterweisungen, Reinigungs- und Wartungspläne, Regeln für Gebindewechsel, Freigabeverfahren für Heißarbeiten sowie Alarm- und Notfallmaßnahmen. Die Prüfung bestätigt damit nicht allein die Sicherheit des Mischers, sondern die Funktionsfähigkeit des gesamten Explosionsschutzkonzepts bis zur nächsten vorgesehenen Prüfung.
Prüfzuständigkeit und Freigabe
Die Prüfung der Explosionssicherheit vor erstmaliger Inbetriebnahme und nach prüfpflichtigen Änderungen muss durch eine zur Prüfung befähigte Person erfolgen. Für bestimmte überwachungsbedürftige Anlagen oder bei zusätzlichen Genehmigungsauflagen kann eine zugelassene Überwachungsstelle erforderlich sein. Die konkrete Zuständigkeit ergibt sich aus der Betriebssicherheitsverordnung, der Art der Anlage und gegebenenfalls den Anforderungen der zuständigen Behörde.
Erst wenn die erforderlichen Prüfungen durchgeführt, dokumentiert und festgestellte Mängel beseitigt sind, darf die Anlage in Betrieb genommen werden. Der Prüfbericht sollte eindeutig festhalten, welche Anlagenteile, Schutzmaßnahmen, Betriebsgrenzen und organisatorischen Voraussetzungen geprüft wurden, welche Mängel gegebenenfalls festgestellt wurden und unter welchen Bedingungen der Betrieb freigegeben ist.
So unterstützt amixon® die Inbetriebnahme einer ATEX-Mischanlage
Dokumentation und Apparateausführung
Für eine ATEX-Mischanlage ist zwischen der Konformität des einzelnen Apparats und der Explosionssicherheit der vollständigen Anlage zu unterscheiden. amixon® kann Mischer, Granulatoren, Vakuum-Mischtrockner und Mischreaktoren mit einem für Zone-20-Anwendungen geeigneten Produktraum ausführen und die zugehörige Apparatedokumentation bereitstellen. Die konkrete Ausführung – einschließlich Gerätekategorie, zulässiger Oberflächentemperaturen, elektrischer und nicht elektrischer Komponenten, Dichtungen, Sensorik und Schutzsysteme – wird auf die vereinbarten Prozess- und Stoffdaten abgestimmt.
Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU betrifft Geräte und Schutzsysteme für explosionsgefährdete Bereiche. Die ATEX-Konformitätsunterlagen des Herstellers beziehen sich auf die gelieferte Maschine und deren spezifizierte Ausführung. Sie ersetzen nicht das betreiberseitige Explosionsschutzdokument, die Zoneneinteilung oder die Prüfung der gesamten Anlage vor erstmaliger Inbetriebnahme.
Für projektbezogene Druck-, Vakuum- oder Inertisierungsprozesse können geeignete Werkstoffzeugnisse, Schweißdokumentationen, Druckauslegungsunterlagen und Prüfbescheinigungen Bestandteil der Lieferdokumentation sein. Ob eine Auslegung nach ASME erforderlich ist, hängt vom Aufstellort, der Druckstufe, dem Genehmigungsrahmen und den Vorgaben des Betreibers ab. Eine druck- oder vakuumfeste Auslegung ist nicht automatisch gleichbedeutend mit einer explosionsdruckfesten oder explosionsdruckstoßfesten Ausführung. Diese muss ausdrücklich anhand der sicherheitstechnischen Stoffdaten und des Explosionsschutzkonzepts festgelegt werden.
amixon® bietet für bestimmte Apparate gas-, druck- und vakuumdichte Ausführungen an. Bei Vakuum-Mischtrocknern und Mischreaktoren der Baureihen VMT und AMT kann die Apparatur für Vakuum- und Inertgasprozesse ausgelegt werden. Die mögliche Vakuumhöhe, Dichtheitsanforderung und die geeignete Inertisierungsstrategie sind projektspezifisch festzulegen. Für eine sichere inertisierte Fahrweise sind zusätzlich Inertgasversorgung, Sauerstoffmessung, Alarm- und Abschaltwerte, Sicherheitsverriegelungen sowie ein sicherer Umgang mit möglichen Leckagen erforderlich.
Montage und Inbetriebnahme
Die Montage und Inbetriebnahme können durch amixon®-Fachpersonal begleitet werden. Dabei sollten die maschinenbezogenen Funktionen wie Drehrichtung, Antrieb, Dichtheit, Austrag, Verriegelungen, Sensorik, Temperaturüberwachung und – soweit vorgesehen – Misch-, Vakuum- oder Inertisierungsabläufe geprüft werden. Für den gesamten Anlagenverbund sind Erdung und Potentialausgleich gemeinsam mit dem Betreiber, Elektroinstallateur und gegebenenfalls weiteren Anlagenlieferanten zu prüfen. Die Prüfung muss insbesondere Dosier-, Förder-, Filter-, Austrags- und Abfüllschnittstellen einbeziehen.
Die Prüfung vor erstmaliger Inbetriebnahme nach Betriebssicherheitsverordnung ist keine reine Maschinenabnahme. Sie bewertet, ob die Gesamtanlage entsprechend dem Explosionsschutzdokument errichtet wurde und die festgelegten Schutzmaßnahmen wirksam sind. Dazu gehören Geräte, Schutzsysteme, Sicherheits-, Kontroll- und Regelvorrichtungen, Lüftung, Inertisierung und die Wirksamkeit der organisatorischen Maßnahmen.
Betreiberpflichten und Freigabe
Der Betreiber muss vor Aufnahme des Betriebs eine Gefährdungsbeurteilung durchführen, das Explosionsschutzdokument erstellen, die Ex-Zonen festlegen und geeignete Betriebs- und Schutzmaßnahmen definieren. Grundlage sind unter anderem die sicherheitstechnischen Kennwerte des tatsächlichen Produkts, beispielsweise KSt, pmax, Mindestzündenergie, Zündtemperaturen, Feuchte, Korngröße, elektrische Leitfähigkeit und mögliche Hybridgemische. Die Angaben zum Mischer sind wichtige Eingangsgrößen, ersetzen aber nicht die stoffbezogene Sicherheitsbewertung.
Vor der ersten Inbetriebnahme und vor der Wiederinbetriebnahme nach prüfpflichtigen Änderungen muss die Explosionssicherheit der Anlage geprüft werden. Diese Prüfung erfolgt durch eine zur Prüfung befähigte Person; abhängig von Anlagenart, Genehmigungen und Gefährdungspotenzial kann eine zugelassene Überwachungsstelle erforderlich sein. Erst nach erfolgreicher Prüfung, dokumentierter Mängelbeseitigung und Freigabe darf die Anlage betrieben werden.
amixon® kann die apparatebezogenen Dokumente und technischen Informationen bereitstellen sowie die verfahrenstechnische Inbetriebnahme begleiten. Betreiber, Planer und Explosionsschutzfachleute müssen daraus die Gesamtbewertung der Anlage einschließlich Zonen, Peripherie, Schutzsystemen, Prüfungen und organisatorischen Maßnahmen ableiten.
Prozessversuche und Entleerung
Vor der Produktionsfreigabe können kritische Betriebszustände mit Originalprodukt erprobt werden. Dazu gehören beispielsweise Mischverhalten, Temperaturentwicklung, Befeuchtung, Produktanhaftung, Vakuumbetrieb, Trocknung, Inertisierung und Entleerung. Die Ergebnisse unterstützen die Definition zulässiger Betriebsparameter, etwa Füllgrad, Drehzahl, Mischzeit, Dosierprofil, Temperatur, Druck und Reinigungsverfahren. Sie ersetzen jedoch keine sicherheitstechnische Stoffprüfung oder eine formale Prüfung der Explosionssicherheit.
Eine gute Restentleerung kann Produktverluste, Reinigungsaufwand und Kreuzkontaminationsrisiken verringern. Bei rieselfähigen Produkten können Konus- und Vertikalmischer mit passenden Austragsorganen und gegebenenfalls ComDisc®-Unterstützung die Entleerung verbessern. Konkrete Restmengen wie 99,98 oder 99,99 Prozent sind jedoch produkt-, apparate- und verfahrensabhängig. Sie sollten nicht als allgemein garantierte Leistungswerte verwendet, sondern mit Originalprodukt, Füllgrad und vorgesehener Austragskonfiguration überprüft werden.