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SICHERE HERSTELLUNG VON KOMPRIMIERTEN …€¦ · Kevin Cleaver BOC Dieter Heller Linde Mike...

Date post: 07-Aug-2018
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SICHERE HERSTELLUNG VON KOMPRIMIERTEN OXIDATIONSMITTELN / BRENNGAS- GEMISCHEN IN FLASCHEN IGC Document 139/07/D GLOBAL HARMONISIERTES DOKUMENT EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION AISBL IGV INDUSTRIEGASEVERBAND e. V. AVENUE DES ARTS 3-5 B – 1210 BRUSSELS KOMÖDIENSTRASSE 48 D – 50667 KÖLN Tel : +32 2 217 70 98 Fax : +32 2 219 85 14 Tel: +49 221 9125750 Fax: 49 221-91257515 E-mail : [email protected] Internet : http://www.eiga.eu E-mail: [email protected] www.Industriegaseverband.de
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SICHERE HERSTELLUNG VON KOMPRIMIERTEN

OXIDATIONSMITTELN / BRENNGAS-GEMISCHEN IN FLASCHEN

IGC Document 139/07/D

GLOBAL HARMONISIERTES DOKUMENT

EUROPEAN INDUSTRIAL GASES ASSOCIATION AISBL IGV INDUSTRIEGASEVERBAND e. V. AVENUE DES ARTS 3-5 B – 1210 BRUSSELS KOMÖDIENSTRASSE 48 D – 50667 KÖLN Tel : +32 2 217 70 98 Fax : +32 2 219 85 14 Tel: +49 221 9125750 Fax: 49 221-91257515 E-mail : [email protected] Internet : http://www.eiga.eu E-mail: [email protected] www.Industriegaseverband.de

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IGC DOC 139/07

Doc 139/07

SICHERE HERSTELLUNG VON KOMPRIMIERTEN OXIDATIONSMITTELN /

BRENNGAS-GEMISCHEN IN FLASCHEN

PREPARED BY :

Jean-Paul Barbier Air Liquide (chairman)

Giorgio Bissolotti SIAD / Praxair

Simon Christian Air Products

Kevin Cleaver BOC

Dieter Heller Linde

Mike Injaian Scott Specialty Gases

Volkmar Schroeder BAM

Franz Witte Air Liquide

Dieses Dokument ist die deutsche Übersetzung des Original-EIGA-Dokumentes 139/07 E (in englischer Sprache), die mit Erlaubnis der EIGA erstellt wurde. Sollte der Text der deutschen Übersetzung teilweise unklar sein, so gilt in jedem Fall verbindlich der englischsprachige Text des EIGA-Originaldokumentes. Die Informationen, die vom IGV herausgegeben werden, wurden mit größter Sorgfalt auf Basis der zur Zeit der Herausgabe vorhandenen Kenntnisse zusammengestellt. Der IGV schließt sich voll inhaltlich den nachfolgenden Haftungsausschlussklauseln der EIGA an.

Haftungsausschlussklauseln

Alle technischen Veröffentlichungen der EIGA oder im Namen der EIGA einschließlich Verfahrensbestimmungen, Sicherheitsvorschriften und aller sonstigen technischen Informationen, die in den Veröffentlichungen enthalten sind, stammen aus Quellen, die als zuverlässig betrachtet werden, und basieren auf technischen Informationen und Erfahrungen, die zum Zeitpunkt ihrer Veröffentlichung von EIGA-Mitgliedern und anderen erhältlich waren.

Zwar empfiehlt die EIGA ihren Mitgliedern die Bezugnahme auf ihre Veröffentlichungen oder deren Verwendung, aber die Bezugnahme auf EIGA-Veröffentlichungen oder deren Verwendung durch EIGA-Mitglieder oder durch Dritte ist rein freiwillig und nicht bindend.

Daher übernehmen die EIGA und ihre Mitglieder keine Garantie für die Ergebnisse und sie übernehmen keine Haftung oder Verantwortung hinsichtlich der Bezugnahme auf Informationen oder Vorschläge, die in Veröffentlichungen der EIGA enthalten sind, oder deren Verwendung.

Die EIGA hat keinerlei Kontrolle über die Tauglichkeit oder Untauglichkeit, Fehldeutungen, korrekte oder falsche Verwendung von in EIGA-Veröffentlichungen enthaltenen Informationen oder Vorschlägen, durch Personen oder Instanzen (einschließlich EIGA-Mitgliedern), und die EIGA schließt ausdrücklich jegliche Haftung in diesem Zusammenhang aus.

EIGA-Veröffentlichungen werden regelmäßig überarbeitet, und den Anwendern wird dringend empfohlen, sich stets die neueste Ausgabe zu beschaffen.

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IGC DOC 139/07

Inhaltsverzeichnis

1  Einführung........................................................................................................................................1 

2  Geltungsbereich und Zweck ............................................................................................................1 2.1  Geltungsbereich .........................................................................................................................1 2.2  Zweck.........................................................................................................................................1 

3  Definitionen ......................................................................................................................................2 

4  Grundprinzipien bei der Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen.3 4.1  Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Risiken..................................................................3 4.2  Wesentliche Schritte und Prüfungen..........................................................................................4 4.3  Organisatorische Anforderungen ...............................................................................................5 

5  Machbarkeits-Studie zur Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen6 5.1  Komponenten und Eignung der Flasche....................................................................................6 5.2  Formulierung sicherer komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische ..........................6 

5.2.1  Garantie für nicht-explosionsfähige Gemische am Ende der Herstellung ........................7 5.2.2  Vermeidung oder Beherrschung explosionsfähiger Gemische bei der Herstellung .........9 5.2.3  Verhinderung von Kondensation während oder nach der Herstellung ...........................10 

5.3  Genauigkeit der Herstellung des Gemischs ............................................................................11 

6  Ausrüstung für das Mischen von Gas............................................................................................11 6.1  Überlegungen zur Konstruktion der Gasmisch-Einrichtungen.................................................11 6.2  Quellen für oxidierende und brennbare Gase..........................................................................12 6.3  Quellen für Inertgas..................................................................................................................13 

7  Methoden der Herstellung..............................................................................................................13 7.1  Auswahl von Flasche und Ventil ..............................................................................................13 7.2  Füllmethoden ...........................................................................................................................13 7.3  Regeln für sichere Herstellung.................................................................................................14 7.4  Füllbedingungen.......................................................................................................................14 7.5  Vorgemische ............................................................................................................................15 

8  Füllen .............................................................................................................................................15 8.1  Produktionsblatt .......................................................................................................................15 8.2  Sichere Auswahl der Rohstoffe................................................................................................16 8.3  Evakuieren der Flasche vor dem Füllen ..................................................................................16 8.4  Füllen von Einzelflaschen ........................................................................................................16 8.5  Anpassung von Gemischen außerhalb der Spezifikation........................................................16 8.6  Forderungen zur Homogenisierung von Gasen.......................................................................16 

9  Analysen ........................................................................................................................................17 9.1  Prinzipien der Analysen ...........................................................................................................17 9.2  Aktivitäten des Analysten.........................................................................................................17 9.3  Gemische außerhalb der Spezifikation....................................................................................17 

10  Entsorgung von Resten komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische in Flaschen ..17 

11  Notfall-Planung.........................................................................................................................18 

Anhang 1: Referenzliste..........................................................................................................................1 

Anhang 2: Kompatibilität von Gasen.......................................................................................................3 

Anhang 3: Liste der zerfallsfähigen Gase ...............................................................................................9 

Anhang 4: Abhängigkeit des Explosionsbereichs vom Druck...............................................................10 

Anhang 5 "Entscheidungsbaum"-Diagramm.........................................................................................11 

Anhang 6: SGK-Werte ..........................................................................................................................14 

Anhang 7: Maximale Explosionsdrücke von Brenngas/Luft-Gemischen ..............................................15 

Anhang 8: Richtlinie für Audits..............................................................................................................16 

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1 Einführung

Gasflaschen, die sowohl oxidierende als auch brennbare Komponenten enthalten (Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische) werden in der Industrie, in der Medizin und auf anderen Gebieten in großem Umfang benutzt. Typische Anwendungen sind die Kalibrierung von Detektoren für brennbares Gas, Einrichtungen zur Messung von Emissionen und Analysengeräte für Raffinerie-Verfahren.

Infolge der natürlichen Eigenschaften der Gase, die zur Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen benutzt werden, besteht immer die Möglichkeit, dass ein explosionsfähiges Gemisch erzeugt wird. Um die unbeabsichtigte Herstellung von explosionsfähigen Gemischen zu verhindern, müssen bei der Formulierung und bei den Herstellprozessen strenge Regeln und Verfahren angewendet werden.

Bei der Herstellung und Anwendung derartiger Gasgemische hat die Gase-Industrie in der Vergangenheit Unfälle und Verluste durch Explosionen mit Verletzungs- und Todesfällen erlitten. Diese Unfälle entstanden durch hergestellte Gemische, deren Zusammensetzung innerhalb des Explosionsbereichs lag.

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische können sicher hergestellt werden, wenn die in diesem Dokument dargelegten Prinzipien befolgt werden. Dieses Dokument wurde von der European Industrial Gas Association erstellt.

2 Geltungsbereich und Zweck

2.1 Geltungsbereich

In dieser Richtlinie für die Praxis werden die Minimal-Empfehlungen für die sichere Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen in Flaschen mittels statischer Verfahren (eine Komponente nach der anderen wird in die Flasche gefüllt) beschrieben. Die Richtlinie ist besonders den folgenden Themen gewidmet:

Wesentliche Prinzipien der Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen.

Prüfen der Machbarkeit.

Ausrüstungen zum Mischen, Füllen und Analysieren von Gasen.

Audits zu Verfahren und Arbeitsweise bei der Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen.

Diese Richtlinie für die Praxis beschreibt insbesondere die Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen bei den im Dokument genannten Temperatur- und Druckbedingungen der Gase. Die Herstellung von verflüssigten und flüssigen Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen und die Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen mit dynamischen Methoden (die Komponenten werden mit berechneten Strömungsraten dynamisch gemischt und in die Flasche gefüllt) sind nicht Gegenstand dieses Dokuments.

Dieses Dokument muss zusammen mit den im IGC Dokument 39/01 "Sichere Herstellung von Gasgemischen" enthaltenen Informationen und Prinzipien benutzt werden.

2.2 Zweck

Der Zweck dieser Richtlinie für die Praxis ist es, Verfahren zu beschreiben, die zur sicheren Herstellung komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische anzuwenden sind, und die gewährleisten, dass die Gemische nach Abschluss der Herstellung nicht explosionsfähig sind.

Sichere Formulierung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen durch ausgebildetes und kompetentes Personal.

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Definierte Sicherheitsmaßnahmen, die während des Herstellungsprozesses angewendet und beibehalten werden.

Bei der Herstellung muss ein umfassendes Qualitätssystem mit förmlich genehmigten dokumentierten Verfahren angewendet werden und die Verfahren und Praktiken müssen einer regelmäßigen technischen Überprüfung und Audits durch technische Experten unterzogen werden, die vom routinemäßigen Produktionsprozess unabhängig sind.

3 Definitionen

Brennbares Gas / entflammbares Gas / Brenngas: Ein Gas, das mit einem Oxidationsmittel nach Entzündung zu einer exothermen Reaktion fähig ist.

Flasche: Für die Zwecke dieses Dokuments wird eine Flasche als ein transportabler Behälter definiert, der mit Gas unter Druck gefüllt werden kann. Kleine Einweg-Flaschen sind von dieser Definition ausgenommen.

Bersten einer Flasche: Bersten oder Bruch einer Flasche, in der bei der Explosion eines Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischs ein Innendruck entsteht, der höher als der Berstdruck der Flasche ist.

Berstdruck einer Flasche: Der bei einer Berst-Prüfung erreichte höchste Druck in einer Flasche.

Betriebsdruck einer Flasche: Höchster zulässiger Druck in einer Flasche beim Betrieb.

Prüfdruck einer Flasche: Geforderter Druck, der bei einer Druckprüfung zur Zulassung oder Wieder-Zulassung einer Flasche anzuwenden ist.

Expertenmeinung: Meinung einer technisch kompetenten Behörde oder Person auf dem Gebiet der Herstellung komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die nicht in kommerzielle Aktivitäten auf diesem Gebiet eingebunden ist und nicht direkt in die Produktion eingebunden sein sollte.

Explosionsdruck: Maximaler Druck, der bei der Explosion eines Gasgemischs in einem geschlossenen Behälter entsteht.

Explosionsgenzen (Zündgrenzen): Die Konzentrationsgrenzen des Explosionsbereichs.

Explosionsbereich (Zündbereich): Der Konzentrationsbereich zwischen der unteren und der oberen Explosionsgrenze (UEG und OEG), in dem eine Flammenausbreitung stattfinden kann.

HAZOP: Ein systematisches Verfahren zur Feststellung und Bewertung potentieller Risiken, die beim Betrieb einer Anlage oder Ausrüstung entstehen könnten. Normalerweise wird eine Studie durchgeführt, um die möglichen Wirkungen verschiedener Fehlfunktionen der Ausrüstung oder Anlage (z. B. Rückströmung, übermäßige Temperaturen oder Drücke etc.) und menschlicher Fehler zu beurteilen.

Inertgas: Ein Gas, das nicht brennbar und nicht reaktionsfähig ist.

Zwischen-Analyse: Eine Analyse, die zwischendurch ausgeführt wird, wenn ein Gasgemisch in eine Flasche (oder in mehrere Flaschen) gefüllt wird. Eine solche Analyse wird normalerweise gemacht, um die Konzentrationen (und manchmal die Identitäten) der bereits eingefüllten Komponenten zu bestimmen, bevor die nächste Komponente hinzugefügt wird.

Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK): Maximale Sauerstoffkonzentration in beliebigen Gemischen aus einer brennbaren Komponente, Luft und Inertgas unter atmosphärischen Bedingungen, bei der eine Explosion nicht entstehen kann. Die SGK wird üblicherweise als Molenbruch oder Volumenteil ausgedrückt.

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Untere Explosionsgrenze (Zündgrenze) (UEG): Die untere Explosionsgrenze ist die brennstoffarme Grenze des Explosionsbereichs.

Maximaler Explosionsdruck: Der maximal mögliche Explosionsdruck, der bei veränderlichen Konzentrationen der Gemischkomponenten erhalten wird (im Allgemeinen nahezu stöchiometrisch).

Oxidationsmittel: Ein gasförmiger Stoff, der mit einem Brennstoff (entweder Gas, Staub oder Nebel) in einer Verbrennung reagieren kann. Der Sauerstoff der Luft ist das gewöhnlichste Oxidationsmittel.

Vorgemisch: Für die Zwecke dieses Dokuments ist ein Vorgemisch eine Gasmischung, die als eines der Versorgungs-Gase beim Füllen eines Gasgemischs benutzt wird. Die Benutzung von Vorgemischen gibt die Möglichkeit, dass Komponenten in geringer Konzentration mit Genauigkeit gefüllt werden und dass mögliche Risiken beim Füllen bestimmter Gasgemische, die potentiell inkompatible Komponenten enthalten, ausgeschlossen werden.

Sicherheits-Vorgemisch: Gemisch aus brennbaren Gasen und inerten Gasen, das nicht mit oxidierenden Gasen reagieren kann, wie auch immer deren Konzentrationen sein mögen, und umgekehrt, ein Gemisch aus oxidierenden Gasen und inerten Gasen, das nicht mit brennbaren Gasen reagieren kann, wie auch immer deren Konzentrationen sein mögen.

muss (engl. shall): Die Benutzung des Wortes „muss“ in diesem Dokument bezeichnet eine sehr wichtige Angelegenheit oder Anweisung.

sollte (engl. should): Die Benutzung des Wortes „sollte“ in diesem Dokument bezeichnet eine Empfehlung.

Obere Explosionsgrenze (Zündgrenze) (OEG): Die obere Explosionsgrenze ist die brennstoffreiche Grenze des Explosionsbereichs.

4 Grundprinzipien bei der Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen

4.1 Vorsichtsmaßnahmen zur Vermeidung von Risiken

Wann immer es möglich ist, soll geprüft werden, ob ein anderes Gemisch verwendet werden kann, um ein Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch bei der geplanten Anwendung zu ersetzen, da ein Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch wegen seiner Eigenart potentiell wesentlich gefährlicher bei der Herstellung ist. Dieser Ersatz kann eine Diskussion und eine Vereinbarung mit dem Kunden erfordern.

Wenn nur unzureichende Daten zur Abschätzung der Explosionsgrenzen und der Sicherheitsgrenzen vorliegen, darf das Gemisch nicht hergestellt werden.

Alle Mitarbeiter in den Produktionsprozessen müssen ausgebildet und für die Praxis kompetent sein.

Alle auf Experten-Systemen beruhenden Computer-Programme, die zur Beurteilung und Formulierung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen benutzt werden, müssen vor der Anwendung streng getestet, bewertet und einer Versionskontrolle unterzogen werden. Diese Programme dürfen nicht benutzt werden, um unbekannte Daten zu berechnen oder Daten zu interpolieren oder zu extrapolieren.

Alle Computer-Programme müssen mit Passwort geschützt sein, um nicht-autorisierte Änderungen zu verhindern. Irgendwelche Änderungen an Programmen dürfen nur von einer kompetenten autorisierten Person durchgeführt werden und ein Bericht über diese Änderungen muss gespeichert werden. Alle Änderungen müssen für gültig erklärt werden, bevor das revidierte Programm benutzt wird.

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Nachdem ein technischer Experte festgestellt hat, dass ein neues Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch sicher hergestellt werden kann, wird dringend empfohlen, dass diese Formulierung von einer anderen kompetenten Person oder mit einem Computer-Programm geprüft wird, um irgendwelche potentiellen Irrtümer oder Risiken festzustellen.

Das Produktionsblatt für alle Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische muss nach der Machbarkeits-Studie förmlich genehmigt werden (z. B. Angabe der Referenzen für die Machbarkeits-Studie, Unterschrift des Experten).

Die bestätigten Formulierungen für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische müssen vor nicht-autorisierten Änderungen geschützt werden.

In der Machbarkeits-Studie muss die chemische Inkompatibilität der Gaskomponenten berücksichtigt werden.

Kritische Produktionsschritte, die potentiell ein gefährliches Gemisch ergeben können, sind zu bewerten.

Angemessene Sicherheitsgrenzen müssen eingeführt werden, um Risiken beim Mischen von Oxidationsmittel und Brenngas zu vermeiden.

Eine direkte simultane Verbindung zwischen Rohrleitungen für brennbares und oxidierendes Gas zum gleichen Füllstand darf nicht erlaubt sein.

Die Ausrüstung muss regelmäßig geprüft und gewartet werden.

Passive Sicherheitsmaßnahmen sind zu berücksichtigen.

Alle Rohrleitungen und Versorgungs-Materialien müssen eindeutig gekennzeichnet sein.

Alle Adapter zum Anschließen der Flaschen müssen kontrolliert werden (siehe IGC Dokument 39/01).

Die Verhinderung von Rückströmung ist zu beachten (Die Gasdrücke der Quellen für Versorgungs-Materialien müssen größer sein, als der Druck in der zu füllenden Flasche).

Das Herstellen von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen mit statischen Methoden in kleinen Flaschen (z. B. gleich oder kleiner als 1 Liter) und insbesondere in Einweg-Flaschen wird nicht empfohlen. Kleine Flaschen und Einweg-Flaschen können nur mit bereits fertig hergestellten komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen gefüllt werden.

4.2 Wesentliche Schritte und Prüfungen

Alle Flaschen sind zu prüfen, ob sie Raumtemperatur haben, um Kondensation von Komponenten zu vermeiden.

Ein vollständiges Produktionsblatt muss vor der Herstellung eines Gemischs erstellt werden. Das Produktionsblatt muss mindestens enthalten:

Fülldrücke und / oder -gewichte aller einzufüllenden reinen Komponenten oder Gemische.

Die festgelegten Toleranzen für Füllung und Analysen (sofern Analysen gemacht werden) für jede Komponente entsprechend dem gewählten Verfahren.

Der Druck des fertigen Gemischs.

Der Betriebsdruck der Flasche.

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Die Reihenfolge, in der die Komponenten gefüllt werden.

Die Auswahl und Kontrolle von Vorgemischen (Homogenisierung und Analysen).

Forderungen zur Homogenisierung.

Kennzeichnung der Flasche.

System(e), die zum Füllen des Gemischs zu benutzen sind.

Die Schritte des Füllprozesses sind zu prüfen (Vakuumniveau, Pumpzeit etc.).

Der Betrag jeder eingefüllten Komponente ist zu protokollieren (z. B. Gewicht oder Druck).

Die Schritte beim Homogenisieren sind zu protokollieren.

Die endgültigen Ergebnisse der Analyse (sofern diese gemacht wird) sind zu protokollieren.

Die Risiko-Klassifizierung und die Kennzeichnung des fertigen Gemischs sind zu prüfen.

Die Seriennummer der Flasche ist zu protokollieren.

4.3 Organisatorische Anforderungen

Das gesamte technische Personal, das mit der Machbarkeits-Studie, der Berechnung und der Erstellung von Anweisungen zur Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen beauftragt ist, muss unabhängig von dem Team sein, das Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische produziert und das Personal muss ausgebildet, befähigt und förmlich für diese Aktivitäten bestellt sein.

Alle Produktionsstätten, die Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische füllen, müssen förmlich durch die technisch kompetente Stelle des Unternehmens für diese Aktivität zugelassen sein. Zulassungen müssen auf folgenden Punkten beruhen:

Konstruktion und Gebrauch von annehmbarer Füllausrüstung.

Abgeschlossenes Audit

Bestellung von technisch kompetentem befähigtem Personal.

Dokumentierte Verfahren und Ausbildungsberichte.

Das Personal muss für diese Aktivitäten durch das zuständige Management förmlich autorisiert sein. Das Unternehmen muss den Inhalt der Ausbildung und die Zeitabstände für die Wiederholung des Trainings und für die Bewertung festlegen.

Die Arbeitsanweisungen müssen geprüft und im Arbeitsbereich, wo sie benutzt werden, vorhanden sein.

Die Organisation muss alle Informationen protokollieren, die für eine vollständige Rückverfolgung der Vorbereitung und Produktion solcher Gemische notwendig sind.

Das Audit zur Formulierung und Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen sollte regelmäßig von einer technische kompetenten Person durchgeführt werden. Das Unternehmen muss diese Periode festlegen und definieren. Anhang 8 enthält ein Beispiel einer Audit-Checkliste.

Wenn bei einem Audit Bedingungen für ernste Risiken gefunden werden, muss das Füllwerk die Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen solange einstellen, bis Maßnahmen zur Beseitigung dieser Risiken durchgeführt sind.

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5 Machbarkeits-Studie zur Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen

In diesem Abschnitt soll beschrieben werden, wie die sichere Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen beurteilt wird, wobei folgendes berücksichtigt wird:

Komponenten und Eignung der Flasche (Abschnitt 5.1).

Formulierung sicherer komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische (Abschnitt 5.2).

Genauigkeit der Herstellung des Gemischs (Abschnitt 5.3).

5.1 Komponenten und Eignung der Flasche

Die Kompatibilität der Gemischkomponenten muss durch Informationen aus der Literatur oder an Hand der Kompatibilitäts-Tabelle für Gasgemische in Anhang 2 beurteilt werden. Allgemein kann man aus der Tabelle ablesen, ob zwei Komponenten:

in beliebigen Konzentrationen miteinander gemischt werden dürfen, oder

nur in bestimmten begrenzten Konzentrationen miteinander gemischt werden dürfen, oder

wegen der chemischen Inkompatibilität nicht miteinander gemischt werden dürfen.

Die Kompatibilität der Komponenten mit dem Material der Flasche sollte ebenfalls bewertet werden, indem die in ISO Standard 11114-1 “Cylinder and cylinder valve material compatibility with gaseous content” enthaltenen Informationen benutzt werden.

Zerfallsfähige Gase können den Explosionsbereich erheblich beeinflussen. Nur solche Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die bei den während der Herstellung und Verwendung herrschenden Temperaturen und Drücken stabil sind, dürfen produziert werden. Siehe z. B. Anhang 3, wo einige bekannte zerfallsfähige Gase genannt sind.

Einige Halogenkohlenwasserstoffe haben unter atmosphärischen Bedingungen keine Explosionsgrenzen in Luft, aber sie haben Explosionsgrenzen bei erhöhten Drücken in Luft oder bei atmosphärischem Druck in Sauerstoff. Siehe z. B. das Diagramm in Anhang 4.

5.2 Formulierung sicherer komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische

In diesem Abschnitt soll erklärt werden, wie die Formulierung (Enddruck des Gemischs und Reihenfolge beim Füllen der Gemischkomponenten) von sicheren komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen erstellt wird.

Die folgenden Gemische dürfen nicht hergestellt werden, wenn nicht Versuchswerte oder Expertenmeinungen zu den Explosionsgrenzen bei dem Fülldruck vorliegen.

Oxidationsmittel, deren Koeffizient des Oxi-Potentials für brennbare Gase unbekannt ist.

Gase, deren Explosionsgrenzen (Zündgrenzen) in oxidierenden Gasen unbekannt sind.

Zerfallsfähige Gase (z. B. Acetylen, Butadien, Ethylenoxid und andere in Anhang 3 genannte Gase) mit oxidierenden Gasen.

Pyrophore Produkte und andere Produkte wie z. B. metallorganische Verbindungen, Silan, Disilan, Trisilan, Chlorsilan, Diboran, Arsenwasserstoff, Phosphorwasserstoff, Gemaniumwasserstoff mit oxidierenden Gasen

Die Formulierung von sicheren komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen erfordert die Untersuchung der drei folgenden Punkte:

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Garantie, dass das Gemisch am Ende der Herstellung nicht explosionsfähig ist (Abschnitt 5.2.1).

Vermeidung oder Beherrschung explosionsfähiger Gemische während der Herstellung (Abschnitt 5.2.2).

Vermeidung von Kondensation während und nach der Herstellung (Abschnitt 5.2.3).

Ein "Entscheidungsbaum"-Diagramm zur Herstellung von sicheren komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen ist im Anhang 5 dargestellt.

5.2.1 Garantie für nicht-explosionsfähige Gemische am Ende der Herstellung

Wenn garantiert werden muss, dass komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische am Ende der Herstellung in den Flaschen nicht explosionsfähig sind, müssen die Ungenauigkeiten bei der Produktion von Gemischen berücksichtigt werden.

Die Explosionsbereiche von Gasen werden mit steigender Temperatur und in den meisten Fällen mit steigendem Druck größer. Deshalb werden Daten zum Explosionsverhalten nicht nur bei atmosphärischem Druck und Standard-Temperatur, sondern auch bei Herstellungsdrücken und Temperaturen bis 65 °C (obere Temperaturgrenze gemäß ADR) benötigt.

Die Untersuchungen zur Vermeidung explosionsfähiger Gemische müssen auf umfassenden Daten beruhen, welche den Einfluss von Druck und Temperatur auf die Explosionsgrenzen (Zündgrenzen) berücksichtigen.

Zu diesem Thema sind nur wenige Daten veröffentlicht. Manche Gasefirmen haben Daten für höhere Drücke verfügbar, die jedoch nur für eine begrenzte Anzahl brennbarer Stoffe und im wesentlichen nur für Luft und / oder Sauerstoff gelten.

Wenn umfassende Daten fehlen, müssen die folgenden Regeln angewendet werden, wobei die unteren Explosionsgrenzen (UEG) in Luft bei atmosphärischem Druck (angegeben in ISO 10156), die UEG in Sauerstoff bei atmosphärischem Druck und die Sauerstoffgrenzkonzentrationen (SGK) für brennbare Gase mit Luft als Oxidationsmittel und Stickstoff als inerte Komponente bei atmosphärischem Druck (angegeben z. B. in der Datenbank "Chemsafe" und in der Tabelle im Anhang 6) zu berücksichtigen sind.

5.2.1.1 Gemische, die ein brennbares Gas in Luft enthalten:

Regeln, welche die Herstellung komprimierter Gasgemische von brennbarem Gas mit Luft unterhalb der unteren Explosionsgrenze (UEG-Gemische) erlauben, wenn Daten über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen nicht vorliegen, wobei Sauerstoff am Schluss zufügt wird:

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen von weniger als oder gleich 25 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) in Luft bei atmosphärischem Druck enthalten, können mit einem maximalen Druck gleich dem Betriebsdruck der Flasche bzw. bis maximal 200 bar hergestellt werden.

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen über 25 %, jedoch weniger als oder gleich 50 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) in Luft bei atmosphärischem Druck enthalten, können mit einem maximalen Druck gleich dem Betriebsdruck der Flasche bzw. bis maximal 150 bar hergestellt werden.

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen über 50 %, jedoch weniger als oder gleich 75 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) in Luft bei atmosphärischem Druck enthalten, können mit einem maximalen Druck hergestellt werden, der 1/10 des Betriebsdrucks der Flasche nicht überschreiten darf. Der Wert 1/10 des Betriebsdrucks der Flasche ist durch Versuchsdaten gerechtfertigt (maximale Explosionsdrücke bei Deflagration von Brenngas/Luft-Gemischen), die in Anhang 7 angegeben sind.

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Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen über 75 % der unteren Explosionsgrenze (UEG) in Luft bei atmosphärischem Druck enthalten, dürfen nicht hergestellt werden, wenn Daten zum Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung nicht verfügbar sind.

Hinweis: Besondere Beachtung muss den Halogenkohlenwasserstoffen gewidmet werden, die bei atmosphärischem Druck nicht brennbar sind, jedoch bei höheren Drücken brennbar sein können (siehe Anhang 4).

Regeln, welche die Herstellung komprimierter Gasgemische von brennbarem Gas mit Luft oberhalb der oberen Explosionsgrenze (OEG-Gemische) erlauben, wenn Daten über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen nicht vorliegen, wobei Sauerstoff am Schluss zugefügt wird:

Gemische, die Sauerstoff in Konzentrationen von weniger als oder gleich 50 % der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) in brennbaren Gasen bei atmosphärischem Druck enthalten, können mit einem maximalen Druck gleich dem Betriebsdruck der Flasche hergestellt werden.

Gemische, die Sauerstoff in Konzentrationen von mehr als 50 % und weniger als oder gleich 75 % der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) in brennbaren Gasen bei atmosphärischem Druck enthalten, können mit einem Druck hergestellt werden, der 1/20 des Betriebsdrucks der Flasche nicht überschreiten darf. Die Annahme von 1/20 des Betriebsdrucks der Flasche beruht auf den in Anhang 6 genannten Daten, wobei ein zusätzlicher Sicherheitsabstand wegen der höheren Unsicherheit der SGK-Werte im Vergleich zu den UEG-Werten erforderlich ist.

Wenn das brennbare Gas am Ende gefüllt wird, müssen auch die Regeln nach Abschnitt 5.2.2 befolgt werden.

5.2.1.2 Gemische, die ein brennbares Gas in Sauerstoff enthalten

Regeln, welche die Herstellung komprimierter Gasgemische mit niedrigen Konzentrationen brennbaren Gases in Sauerstoff erlauben, wenn Daten über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen nicht vorliegen:

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen von 1000 ppm oder weniger in Sauerstoff enthalten, können bis zum Betriebsdruck der Flasche hergestellt werden.

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die ein brennbares Gas in Konzentrationen über 1000 ppm in Sauerstoff enthalten, können nur hergestellt werden, wenn Angaben über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen vorliegen, wobei die Regeln nach Abschnitt 5.2.2 zu befolgen sind, wenn Sauerstoff als letztes eingefüllt wird.

Regeln, welche die Herstellung komprimierter Gasgemische mit hohen Konzentrationen brennbaren Gases in Sauerstoff erlauben, wenn Daten über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen nicht vorliegen:

Komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische, die Sauerstoff in Konzentrationen von 1000 ppm oder weniger in brennbaren Gasen enthalten, können bis zum Betriebsdruck der Flasche hergestellt werden.

Gemische, die Sauerstoff in Konzentrationen über 1000 ppm in brennbaren Gasen enthalten, können nur hergestellt werden, wenn Angaben über das Explosionsverhalten beim Enddruck der Füllung oder Expertenmeinungen vorliegen, wobei die Regeln nach Abschnitt 5.2.2 zu befolgen sind, wenn das brennbare Gas als letztes eingefüllt wird.

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5.2.1.3 Gemische, die ein anderes Inertgas als Stickstoff enthalten

Ein Äquivalentgemisch, welches das brennbare Gas in Sauerstoff und Stickstoff enthält, muss definiert werden (unter Benutzung der Gleichwertigkeits-Koeffizienten zwischen den Inertgasen z. B. nach ISO 10156) und dann sollten die folgenden Regeln angewendet werden, wenn Explosionsdaten bei dem Enddruck der Füllung oder eine Expertenmeinung nicht vorliegen.

Wenn das Äquivalent-Gemisch eine geringere Sauerstoffkonzentration in Stickstoff als in Luft hat, gelten die gleichen Regeln, die in Abschnitt 5.2.1.1 beschrieben sind.

Wenn das Äquivalent-Gemisch eine höhere Sauerstoffkonzentration in Stickstoff als in Luft hat, gelten die gleichen Regeln, die in Abschnitt 5.2.1.2 beschrieben sind.

5.2.1.4 Gemische, die ein anderes Oxidationsmittel als Sauerstoff enthalten

Die Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen mit entweder niedriger oder hoher Konzentration des brennbaren Gases mit einem anderen Oxidationsmittel als Sauerstoff mit oder ohne Inertgas ist nicht erlaubt, wenn nicht Versuchsdaten oder eine Expertenmeinung vorhanden sind. Wenn solche Informationen fehlen, dürfen solche Gemische nicht hergestellt werden.

5.2.1.5 Gemische, die verschiedene brennbare / oxidierende / inerte Gas enthalten

Gemische, die eines oder mehrere brennbare Gase und / oder mehrere inerte Gase und Sauerstoff enthalten, können hergestellt werden, nachdem man die Machbarkeit geprüft hat, wobei folgende Regeln zu beachten sind:

Mehrere Inertgase:

Ein Äquivalent-Gemisch, das nur die "Haupt"-Komponente an Inertgas enthält, muss definiert werden, indem man z. B. nach ISO 10156 Koeffizienten benutzt, um die Haupt-Komponente an Inertgas zu bestimmen und die anderen inerten Gase der Haupt-Komponente zuordnet.

In Abhängigkeit vom Typ des Äquivalent-Gemischs sind die Regeln nach Abschnitt 5.2.1.1, 5.2.1.3 oder 5.2.1.4 anzuwenden.

Mehrere brennbare Gase:

Ein Äquivalent-Gemisch, das nur die "Haupt"-Komponente an Brenngas enthält, muss definiert werden, indem man z. B. nach ISO 10156 Koeffizienten benutzt, um die Haupt-Komponente an Brenngas zu bestimmen und die anderen Brenngase der Haupt-Komponente zuordnet.

In Abhängigkeit vom Typ des Äquivalent-Gemischs sind die Regeln nach Abschnitt 5.2.1.1, 5.2.1.2, 5.2.1.3 oder 5.2.1.4 anzuwenden.

Für oxidierende Gase anders als Sauerstoff siehe Abschnitt 5.2.1.4

5.2.2 Vermeidung oder Beherrschung explosionsfähiger Gemische bei der Herstellung

Bei der Herstellung eines komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischs kann ein explosionsfähiges Gemisch zeitweise existieren, wenn der Explosionsbereich durchfahren wird und vor der Homogenisierung. Diese Situation sollte, wenn irgend möglich, vermieden werden. Die folgenden Regeln müssen angewendet werden:

Nicht explosionsfähige Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische in Flaschen bei der Herstellung:

Für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische mit einer genügend hohen Konzentration an Inertgas, wie z. B. UEG-Gemische in Luft, gilt die Regel, dass in den Flaschen niemals ein explosionsfähiges Gemisch bei der Herstellung entstehen darf. Das wird erreicht, wenn:

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genügend Inertgase zwischen dem brennbaren Gas und dem oxidierenden Gas eingefüllt werden

oder wenn

oxidierende Gase oder brennbare Gase einem Sicherheits-Vorgemisch zugefügt werden.

Beherrschte explosionsfähige Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische in Flaschen bei der Herstellung

Bei komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen ohne oder mit geringer Konzentration von inerten Gasen kann zeitweilig ein explosionsfähiges Gemisch entstehen, wenn während der Herstellung der Explosionsbereich durchfahren wird. Dies wird der Fall sein, wenn alle reaktionsfähigen Gase der gleichen Art in geringeren Konzentrationen (entsprechend der Stöchiometrie) als erste in die Flasche gefüllt werden.

Dieses zeitweilig in der Flasche entstehende explosionsfähige Gemisch wird danach nicht explosionsfähig, wenn sich die Zusammensetzung aus dem Explosionsbereich heraus bewegt. Dies geschieht gegen Ende des Einfüllens der höheren Konzentration des reaktionsfähigen Gases der anderen Art.

In dieser Situation gilt die Forderung, dass man die bei einer möglichen Explosion freiwerdende Energie entweder berechnet oder entsprechende Daten verfügbar hat. Die berechnete Explosionsenergie muss potentielle Explosionsdrücke ergeben, die kleiner als der Betriebsdruck der Flasche sind, einschließlich eines Sicherheitsfaktors, mit dem eine mögliche Gasdetonation berücksichtigt wird.

Der mögliche Explosionsdruck des zeitweilig vorhandenen explosionsfähigen Gemischs mit stöchiometrischer Zusammensetzung muss unter der Annahme adiabatischer Bedingungen berechnet werden. Wenn als Oxidationsmittel Luft oder Gemische mit einem Verhältnis von Sauerstoff in Stickstoff kleiner als das in Luft benutzt werden, sollten die Daten aus Anhang 7 oder ein Faktor von 10 benutzt werden, um die möglichen Explosionsdrücke zu berechnen. Für Sauerstoff oder Gemische mit einem Verhältnis von Sauerstoff in Stickstoff größer als das in Luft sind Daten oder eine Expertenaussage erforderlich. Der mögliche Explosionsdruck darf niemals den Betriebsdruck der Flasche überschreiten.

5.2.3 Verhinderung von Kondensation während oder nach der Herstellung

Eine Komponente eines Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischs, die als Dampf eingefüllt wird (Flüssigkeit oder unter Druck verflüssigtes Gas) kann in der Flasche infolge der Einwirkung niedriger Temperatur kondensieren. Dadurch kann eine explosionsfähige Zone in der Flasche entstehen und bestehen bleiben, wenn das Gemisch nicht bei einer Temperatur über der Verdampfungstemperatur der Komponente erneut homogenisiert wird.

Die Drücke des Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischs müssen deshalb berechnet werden, um eine Kondensation von Komponenten bei der minimalen Umgebungstemperatur, der die Flasche besonders beim Füllen, bei Transport, Lagerung und Benutzung ausgesetzt sein kann, zu vermeiden.

Die Möglichkeit, dass einige Komponenten des Gemischs in der Flasche nach der Herstellung bei Lagerung oder Transport verflüssigt werden können, sollte in dem Produktionsblatt mit Angabe der Temperatur vermerkt werden. Die Möglichkeit, dass Komponenten bei der Lagerung vor der Benutzung verflüssigt werden können, sollte in den Dokumenten, die der Benutzer erhält, mit Angabe der Temperatur vermerkt werden. Es ist allgemeine Praxis, eine Standard-Temperatur mit einer Sicherheitsgrenze zu benutzen, um die Gemischzusammensetzung zu berechnen und die Kondensation von Dämpfen zu vermeiden; in einigen europäischen Ländern sind das z. B. -10 °C.

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5.3 Genauigkeit der Herstellung des Gemischs

Gemische werden gewöhnlich hergestellt, indem man abgemessene Gewichte, Drücke oder Volumina (Injektionsspritze / Ampullen) der Komponenten in die Flaschen füllt.

Die Genauigkeit der benutzten Fülltechnik muss bei den Sicherheitsgrenzen berücksichtigt werden, die bei der Berechnung des Druckes und / oder der Masse der Komponenten von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen benutzt werden.

Hinweis: Um eine gute Genauigkeit zu erreichen, wird empfohlen, komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische in Flaschen herzustellen, die groß genug sind, um eine akzeptable Mischgenauigkeit zu erreichen. Deshalb sollten diese Gemische nicht in kleinen Flaschen hergestellt werden, z. B. mit einem Volumen gleich oder kleiner 1 Liter und auch nicht in Einweg-Flaschen. Solche kleinen Flaschen sollten nur mit zuvor hergestellten komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen gefüllt werden. Eine direkte Herstellung in kleinen Flaschen ist jedoch möglich, wenn Sicherheits-Vorgemische benutzt werden.

6 Ausrüstung für das Mischen von Gas

Gasmisch-Systeme müssen von kompetenten Personen konstruiert und einer Risiko-Beurteilung (HAZOP) unterzogen werden, um sicherzustellen, dass die Systeme sicher und effektiv sind. Neue Konstruktionen oder Änderungen von Flaschen-Fülleinrichtungen müssen vor der Inbetriebnahme überprüft und abgenommen werden. Die Flaschen-Füllstände sollten einfach zu bedienen und logisch aufgebaut sein, um die Möglichkeit für Fehler des Operators zu minimieren.

6.1 Überlegungen zur Konstruktion der Gasmisch-Einrichtungen

Gas-Füllsysteme und Füllbereiche sollten soweit als praktisch möglich abgesondert sein, um das Risiko des unbeabsichtigten Mischens von inkompatiblen Gasen auszuschließen. Brennbare und oxidierende Gase oder Gemische sollten in getrennten Bereichen oder in gut gekennzeichneten Zonen gelagert werden.

Die Bestandteile von Gas-Füllsystemen müssen für die benutzten Oxidationsmittel (insbesondere Hochdrucksauerstoff) und brennbaren Gase geeignet sein.

Bei der Konstruktion muss berücksichtigt werden, dass eine Rückströmung von Gas aus Füllsystemen in die Gas-Versorgungssysteme verhindert wird.

Die Einrichtung muss so konstruiert sein, dass eine gleichzeitige Verbindung von brennbaren und oxidierenden Gasen mit der zu füllenden Flasche verhindert ist.

Eine Querverbindung zwischen inkompatiblen Versorgungsgasen durch die verschiedenen Flaschen-Füllstände und Mischsysteme darf nicht möglich sein. Man darf sich nicht auf Rückschlagventile und Absperrventile als einzige Schutzmaßnahme gegen Querverbindungen zwischen inkompatiblen Gasen verlassen.

Angemessene Vorsorge muss getroffen werden, um Rückströmung aus teilweise gefüllten Flaschen in andere Füllsysteme oder Flaschen durch Versorgungs-, Entgasungs- oder Vakuumsysteme zu verhindern. Das ist besonders wichtig, wenn ein gemeinsames Versorgungssystem verschiedene Arten von Füllanlagen versorgt.

Wenn brennbare und oxidierende Gase gemischt werden, muss ein eigenes System, kombiniert mit strengen betrieblichen Regelungen, zur Verfügung stehen. Gemische aus oxidierenden und brennbaren Gasen müssen an Systemen gefüllt werden, die so gestaltet sind, dass das Risiko für Fehler des Operators, die zur Bildung eines explosionsfähigen Gemischs führen könnten, minimal ist. Die oxidierenden und die brennbaren Gase müssen an getrennten oder speziell zugeordneten Füllständen gefüllt werden, wo keine Möglichkeit einer unbeabsichtigten Simultan-Verbindung zwischen inkompatiblen Gasen besteht.

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Verbindungen an der Flaschen-Füllanlage müssen so gestaltet sein, dass die Möglichkeit des Anschlusses von nicht genehmigten Produkten verhindert ist. Allgemein erfordern die zum Füllen von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen anzuschließenden Flaschen die Benutzung von Flaschen-Adaptern. Spezielle Verfahrensweisen müssen angewendet werden, um die Ausgabe und Benutzung dieser Adapter zu regeln.

Vorrichtungen für das "Parken" der Flaschen-Füllschläuche sollten vorhanden sein, so das eine Verunreinigung verhindert ist. Die Füllschläuche sollten Gasen der gleichen Art zugeordnet sein. Schläuche, die zum Füllen brennbarer Gase benutzt wurden, sollen nicht zum Füllen von reinem Sauerstoff benutzt werden, weil die Möglichkeit besteht, dass Gase an den Innenwänden der Schläuche absorbiert sein können.

Wenn brennbare Komponenten gelagert und gefüllt werden sollen, muss folgendes berücksichtigt werden:

Die Klassifizierung der elektrischen und mechanischen Ausrüstung und Sicherheitseinrichtungen (Spannungen, explosionsgeschützte Ausführung etc.).

Erdung der Flaschen-Füllstände und der angeschlossenen Ausrüstung.

Quellen für elektrostatische Entladungen.

Lüftung des Gebäudes.

Überwachungssysteme und Alarme für brennbare Gase.

Explosionsdruck-Entlastung für Gebäude.

An den Flaschen-Füllständen müssen Entgasungsleitungen installiert sein, damit irgendwelche Restgase sicher abgeleitet werden können. Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass Entgasungsleitungen so installiert sind, dass irgendeine Reaktion zwischen inkompatiblen Produkten oder die Bildung eines explosionsfähigen Gemischs vermieden ist. Die Entgasungsleitungen sollten eine separate Einrichtung zum Spülen mit Inertgas haben.

Vorsorge sollte getroffen werden, um Rückströmung von Verunreinigungen (Öl, Waschlösungen usw.) aus Vakuumsystemen in die Flaschen-Füllstände und Flaschen zu vermeiden. In Vakuumpumpen, die im Sauerstoffbetrieb benutzt werden, sollte ein mit Oxidationsmitteln kompatibles Schmiermittel (z. B. fluorierte Pumpenöle) verwendet werden.

Ventile und andere Betriebs- und Regeleinrichtungen sollten angemessen gekennzeichnet sein.

Druckmessgeräte, Waagen und andere Messeinrichtungen müssen regelmäßig kalibriert werden.

6.2 Quellen für oxidierende und brennbare Gase

Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass die Rückströmung eines oxidierenden Gases in ein System oder eine Flasche mit brennbarem Gas und umgekehrt verhindert ist, da dies zur unbeabsichtigten Bildung eines explosionsfähigen Gasgemischs führen kann.

Um dieses Risiko zu vermeiden:

Es sind stets solche Quellen für reaktionsfähige Gase zu benutzen, deren Druck höher ist als der Druck in der mit dem Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch zu füllenden Flasche.

Es ist zu gewährleisten, dass Gas-Versorgungssysteme so gestaltet sind, dass Rückströmung verhindert ist. Es muss verhindert werden, dass ein Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch innerhalb der Füllanlage erzeugt wird.

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Um dieses Risiko zu vermeiden:

Es darf jederzeit nur eine Gasquelle benutzt werden.

Quellen für brennbares und für oxidierendes Gas dürfen nicht zur gleichen Zeit mit einer zu füllenden Flasche verbunden sein.

Es ist zu gewährleisten, dass reaktionsfähige Gase zuverlässig aus der Füllanlage entfernt werden, z. B. durch Evakuieren oder Spülen mit Stickstoff, bevor ein inkompatibles Gas eingeleitet wird.

6.3 Quellen für Inertgas

Quellen für Inertgas sollten durch folgende Maßnahmen gegen Rückströmung geschützt sein:

Es sind stets Quellen für Inertgas zu benutzen, deren Druck höher ist als der Druck in der Flasche mit dem Gemisch.

Quellen für Inertgas sind mindestens mit einer Rückström-Sperre und / oder Doppelabsperrung mit Zwischenentspannung zu schützen.

Es darf jederzeit nur eine Gasquelle geöffnet sein.

Innerhalb der gesamten Anlage zur Herstellung des Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischs (bis zum Flaschenventil der zu füllenden Flasche) ist ein Vakuum zu erzeugen, bevor Inertgas eingefüllt wird.

7 Methoden der Herstellung

7.1 Auswahl von Flasche und Ventil

Die Konstruktionsmaterialien der Flasche und des Ventils müssen mit allen Komponenten des Gemischs kompatibel sein.

Die Benutzung von Tauchrohren wird nicht empfohlen, weil ein Tauchrohr sich lösen und eine Zündquelle in der Flasche bilden kann.

Die innere Oberfläche der Flasche sollte sauber sein (d. h. frei von Rost oder anderen möglicherweise reaktionsfähigen Substanzen wie Öl, Fett etc.). Neue und neu geprüfte Flaschen sollten auf geeignete Weise getrocknet werden, bevor sie für Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische benutzt werden. Bevor der Füllprozess begonnen wird, muss die Flasche evakuiert werden.

Es muss die Möglichkeit beachtet werden, dass durch Kunden Flaschen mit Substanzen (Flüssigkeiten, Gase, Feststoffe) verunreinigt werden können, die mit den Komponenten der Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische nicht kompatibel sind. Zu den Schutzmaßnahmen kann gehören, dass man den Ventilanschluss auf Sauberkeit prüft und dass Restdruck- bzw. Rückschlagventile verwendet werden.

7.2 Füllmethoden

Allgemein können die beiden folgenden Methoden zur Herstellung von Gasgemischen angewendet werden:

Die Gemischkomponenten werden aufeinanderfolgend, eine nach der anderen, in die Flasche gefüllt, wobei zur Mengenmessung die folgenden Methoden benutzt werden:

Gravimetrische Methode (Messung der Masse der Komponenten).

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Druckmethode (Messungen des Partialdrucks der Komponenten und der Flaschentemperatur).

Volumetrische Methode (Injektionsspritze, Teilvolumen, etc., Volumen / Druck-Messung).

Das dynamische Mischen von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen, welches nicht zum Thema dieses Dokuments gehört.

Mit den Methoden des aufeinanderfolgenden Einfüllens der Gemischkomponenten in die Flasche ist es möglich, ein komprimiertes Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch sicher herzustellen, indem man die Flasche, die ein Zwischengemisch aus brennbaren und inerten Gasen oder aus oxidierenden und inerten Gasen enthält, von der Fülleinrichtung trennt, wobei zu gewährleisten ist:

Das Zwischen-Gemisch ist homogenisiert.

Die Zusammensetzung des Gemischs wird gemessen und identifiziert, bevor die Flasche zum abschließenden Füllen wieder angeschlossen wird. Wenn keine Analyse gemacht wird, muss eine zweite Person den Füllvorgang prüfen, um zu gewährleisten, dass die Komponenten mit den richtigen Mengen eingefüllt wurden.

Es ist auch möglich, Gemische sicher herzustellen, ohne die Flasche von der Fülleinrichtung abzunehmen, wenn alle Forderungen gemäß diesem Dokument befolgt werden.

Die Füllmethode muss so gewählt werden, dass sichergestellt ist, dass das fertige Gemisch und alle Zwischen-Gemische innerhalb der in Abschnitt 5.3.2 genannten Sicherheitsgrenzen liegen.

7.3 Regeln für sichere Herstellung

Die Füllanweisung sollte die Art der Füllmethode für jeden Schritt festlegen, den der Operator durchführen muss.

Die aktuellen Gewichte und / oder Drücke bei jedem Füllschritt müssen durch den Operator protokolliert werden, um nachweisbare Berichte über den kompletten Füllprozess zu haben.

Jeder Schritt des Füllprozesses muss in nur einer Operation durchgeführt werden. Deshalb muss der Operator vor Beginn jedes Füllvorgangs darauf achten, dass von jeder Komponente genügend Material verfügbar ist.

Beim Füllen von Gemischen oberhalb der OEG sollte das Zufügen von reinem Sauerstoff oder vergleichbaren Oxidationsmitteln in das Gemisch vermieden werden. Es wird stattdessen empfohlen, Vorgemische von Sauerstoff oder Oxidationsmittel mit inertem Gas zu benutzen.

7.4 Füllbedingungen

Die Flasche muss vor dem Füllen und während des gesamten Produktionsprozesses einschließlich Homogenisierung und Analyse Raumtemperatur oder höhere Temperatur (maximal 65 °C) haben.

Damit wird die Kondensation von Komponenten in der Flasche vermieden.

Wenn während des Füllprozesses der Explosionsbereich durchfahren wird, muss beim Zufügen von reinem Sauerstoff die Fließgeschwindigkeit kontrolliert werden, um adiabatische Verdichtung und Erwärmung (über 65 °C) und mögliche Zündquellen zu vermeiden.

Es ist darauf zu achten, dass beim Zufügen von brennbaren Flüssigkeiten gewährleistet ist, dass sie in der Flasche vollständig verdampft sind und dass keine Restflüssigkeit im Inneren des Flaschenventils ist, bevor ein Oxidationsmittel zugefügt wird. Damit soll eine mögliche Reaktion im Flaschenventil verhindert werden.

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7.5 Vorgemische

In manchen Fällen kann es nötig sein, Vorgemische zu benutzen, um dem Gemisch eine oder mehrere reaktionsfähige Komponenten zuzufügen. Gründe für Vorgemische sind:

Sicherstellen, dass beim Zufügen einer brennbaren Komponente der Explosionsbereich in der Flasche zu keinem Zeitpunkt erreicht wird.

Erhöhung der Menge oder des Partialdrucks des zugefügten Gases, um die Genauigkeit beim Füllen der Komponenten mit niedrigerer Konzentration zu gewährleisten.

Die Zusammensetzung des Vorgemischs muss vor der ersten Benutzung analysiert oder gemessen werden, um sicherzustellen, dass die Konzentration aller Komponenten im Vorgemisch den gewünschten Grenzwerten entspricht und um das Balance-Gas sicher zu identifizieren.

Flaschen mit Vorgemisch müssen identifiziert sein und ein Kontrollsystem muss eingeführt sein, um Verwechslungen mit anderen Gasflaschen und anderen Flaschen mit Vorgemisch zu verhindern.

Wenn Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische als Vorgemische benutzt werden, müssen sie nach den in diesem Dokument fesgelegten Regeln behandelt werden.

Vorgemische können inert, brennbar oder oxidationsfähig sein und müssen entsprechend behandelt werden. Dies schließt Sicherheits-Vorgemische ein.

Vorgemische sollten bei der Benutzung gegen Rückströmung geschützt sein.

8 Füllen

8.1 Produktionsblatt

Das "Produktionsblatt" sollte alle relevanten Informationen enthalten, die nötig sind, um das Gemisch herzustellen, einschließlich Sicherheitsinformationen. Das Gemisch muss klar als Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch identifiziert sein.

Das Produktionsblatt sollte genau angeben:

Typ der Flasche und des Ventils.

Reihenfolge beim Einfüllen der Komponenten.

Mengen der einzufüllenden Gase.

Zu benutzende Ausrüstung, wobei die Genauigkeit der Waagen, Druckmessgeräte und Injektionsspritzen zu beachten ist.

Klassifizierung des Gemischs.

Forderungen zur Kennzeichnung.

Alle geforderten Schritte zur Homogenisierung und Analyse.

Identifizierung von Flaschen mit Vorgemisch für Zwischenstufen.

Ein System muss eingerichtet sein, um falschen Gebrauch oder Verwechslung von Produktionsblättern für verschiedene komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische zu vermeiden.

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8.2 Sichere Auswahl der Rohstoffe

Es ist äußerst wichtig, dass die richtigen Reingase oder Gemische zur Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen ausgewählt werden, da falsche Auswahl als eine der Hauptursachen für Schadensfälle im Produktionsprozess gilt.

Reine Gase, Flüssigkeiten und Vorgemische zur Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen müssen eine definierte Qualität und Zusammensetzung haben. Verunreinigungen sollten berücksichtigt werden, um die mögliche Herstellung eines gefährlichen Gemischs zu vermeiden.

Flaschen zur Versorgung mit oxidierenden, brennbaren oder inerten Gasen (d. h. reine Produkte und Vorgemische) müssen im Produktionsbereich entsprechend getrennt stehen. Diese abgegrenzten Bereiche müssen klar gekennzeichnet sein.

Reine Produkte und Vorgemische müssen mit allen relevanten Beschriftungen und Informationen über die aktuelle Zusammensetzung des Gemischs in einer für den Operator verständlichen Sprache klar gekennzeichnet sein. Ein Identifizierungssystem (z. B. Barcode oder Hochfrequenz-Gerät), das die Flasche und den Inhalt einander zuordnen kann, ist nützlich, um eine bessere Kontrolle zu ermöglichen.

Die Flaschen müssen, wie von der Vorschrift gefordert, ein Label haben (das ist das Pictogramm mit den Risiko- und Sicherheits-Sätzen). Gasgemische, die als Vorgemische benutzt werden, müssen ein Label haben, auf dem die exakte Gemischzusammensetzung angegeben ist.

8.3 Evakuieren der Flasche vor dem Füllen

Vor dem Füllen ist es nötig, jedes Restgas durch Evakuieren aus der Flasche zu entfernen. Die Evakuierung ist erforderlich, um sicherzustellen, dass keine brennbaren oder oxidierenden Gase vorhanden sind, die während des Füllens unerwartet Voraussetzungen für eine Explosion schaffen oder die Zusammensetzung des fertigen Gemischs ändern können. Die Evakuierung muss ein Vakuum von mindestens 1 mbar absolut in der Flasche erzeugen. Alternativ kann die Flasche mit einem inerten Gas mehrmals gefüllt und entleert und anschließend bis zu einem Vakuum besser als 10 mbar absolut evakuiert werden.

8.4 Füllen von Einzelflaschen

Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische können hergestellt weden, indem man nur eine Flasche gleichzeitig füllt.

Bündel mit mehreren Flaschen dürfen nur nach Durchführung einer Risiko-Analyse gefüllt werden, um sicherzustellen, dass die benutzte Methode ein angemessenes Sicherheitsniveau gewährleistet (z. B. Benutzung von Sicherheits-Vorgemischen, zweifache unabhängige Kontrolle der in jede Flasche gefüllten Gasmenge etc.).

8.5 Anpassung von Gemischen außerhalb der Spezifikation

Das Hinzufügen von Gas zu einem Gemisch, dessen Zusammensetzung nach dem Abnehmen der Flasche vom Füllstand nicht der Spezifikation entspricht, sollte vermieden werden, wenn nicht eine Risiko-Beurteilung durchgeführt wird und eine schriftliche Erlaubnis von einer technisch kompetenten Person vorliegt, die für die Formulierung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen verantwortlich ist.

8.6 Forderungen zur Homogenisierung von Gasen

Ein Gemisch muss am Ende des Füllprozesses und vor dem Wieder-Öffnen des Flaschenventils und in manchen Fällen während des Produktionsprozesses homogen sein.

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Im Rezept muss die Notwendigkeit der Homogenisierung berücksichtigt und schriftlich dokumentiert sein. Sämtliche Stufen der Homogenisierung müssen im Produktionsblatt dokumentiert sein.

Homogenisierung kann durch Rollen der Flaschen erreicht werden. Bevor irgendeine Methode der Homogenisierung angewendet wird, sollten Tests durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die benutzte Methode und Ausrüstung funktioniert. Besondere Aufmerksamkeit sollte dem Prozess der Homogenisierung bei Gasen mit unterschiedlichen Molekulargewichten gewidmet werden.

Wenn alle in diesem Dokument genannten vorbeugenden Maßnahmen beachtet werden, gelten die komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische nach der Homogenisierung als sicher und können deshalb ohne weitere Schutzmaßnahmen gegen eine Explosion in der Flasche analysiert oder benutzt werden.

9 Analysen

9.1 Prinzipien der Analysen

Die Zusammensetzung aller Vorgemische muss gemessen und die Ergebnisse müssen dokumentiert und aufbewahrt werden.

Die Analyse des endgültigen Gemischs kann aus verschiedenen Gründen benötigt werden, so z. B. zur Prüfung der Genauigkeit des Gemischs, insbesondere für Qualitätszwecke, wenn niedrige Konzentrationen reaktionsfähigen Gases enthalten sind. Die Analyse von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen ist sicher, vorausgesetzt, dass alle in diesem Dokument genannten besten Praktiken, entsprechend den vorhandenen Erfahrungen, angewendet werden. Es ist unbedingt zu empfehlen, dass alle Flaschen mit Oxidationsmittel / Brenngas-Gemisch nach dem Füllen analysiert werden.

9.2 Aktivitäten des Analysten

Vor der Analyse muss die Person, welche die Analyse durchführt, folgendes prüfen:

Alle Gewichte und / oder Drücke liegen innerhalb der erlaubten Grenzen.

Die Homogenisierung ist vollständig durchgeführt.

Und:

Alle sonstigen Vorsichtsmaßnahmen, soweit anwendbar, sind vor Beginn der Analyse durchgeführt.

9.3 Gemische außerhalb der Spezifikation

Wenn bei einem Gemisch festgestellt wird, dass es im Explosionsbereich liegt, muss es in sicherer Weise entsorgt werden (siehe Abschnitt 11 – Notfall-Planung).

10 Entsorgung von Resten komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische in Flaschen

Zu den allgemeinen Prinzipien und Regeln für die Entsorgung von Gasgemischen wird verwiesen auf:

"Entsorgung von Gasen" IGC Doc 30/04

und

"Sichere Herstellung von Gasgemischen" IGC Doc 39/01.

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Die folgenden speziellen Punkte müssen bei der Konstruktion der Entsorgungs-Anlage beachtet werden:

a) Die Höhe jedes Abgas-Kamins muss ausreichend sein, um sicherzustellen, dass ausgeblasenes Produkt sicher verteilt wird und keine Schädigung des Personals verursacht wird.

b) Der Fackelkamin oder der Wäscher muss kompatibel mit den zu entsorgenden Materialien sein.

c) Die folgenden Grund-Prinzipien der Entgasung von Flaschen müssen eingehalten werden:

Flaschen mit inkompatiblen Gasen dürfen nicht gleichzeitig am gleichen Entgasungsstand entleert werden.

Die bevorzugte Option ist, Brenngas / Oxidationsmittel-Gemische an einem Einzel-Entgasungsstand zu entleeren.

Wenn ein Mehrfach-Entgasungsstand benutzt wird, muss eine detaillierte schriftliche Arbeitsanweisung vorhanden sein, die folgendes regeln muss:

Zugeordnete Ventilanschlüsse für Flaschen mit brennbarem und oxidierendem Inhalt.

Das Entspannungsventil des Entgasungsstandes muss geöffnet sein, bevor irgendwelche Flaschenventile geöffnet werden und es muss während des Entleerungsvorgangs offen bleiben.

Während des Entleerungsvorgangs darf zu jeder Zeit nur ein Flaschenventil geöffnet sein.

Flaschen, die exakt das gleiche Gemisch enthalten, können gleichzeitig entleert werden.

Nachdem die Flasche entleert und das Flaschenventil geschlossen ist, muss der Entgasungsstand mit Inertgas gespült werden.

Sorgfältige Überlegungen müssen angestellt werden, wenn Gemische, die ätzende brennbare und oxidierende Gase enthalten, in dem gleichen Entgasungs- / Wäscher-System behandelt werden, z. B. Schwefelwasserstoff und Chlor könnten in demselben Wäscher behandelt werden und es kann zu einer Reaktion kommen. Örtliche Arbeitsanweisungen müssen vorhanden sein, um diese Entsorgungsvorgänge zu regeln.

11 Notfall-Planung

Es kann vorkommen, dass ein gefährliches Gemisch identifiziert wird, z. B.durch:

Überfüllen einer reaktionsfähigen Komponente während des Füllprozesses.

Füllen einer falschen Gasart (rein oder Vorgemisch).

Identifizierung bei der Gasanalyse.

Feststellung einer Reaktion bei der Analyse.

Überprüfung der Rezeptur.

Das Gemisch ist potentiell gefährlich, wenn es

im Explosionsbereich liegt,

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nicht homogenisiert ist und örtlich begrenzte Teile hat, die innerhalb des Explosionsbereichs liegen können (gefährlich bis es homogenisiert ist),

unter zu hohem Druck steht,

inkompatible Stoffe enthält.

In diesen Fällen sollten folgende Aktionen durchgeführt werden:

Die Flasche ist als potentiell gefährlich zu kennzeichnen und alle verantwortlichen Personen sind zu informieren.

Die Flasche darf nicht angestoßen werden.

Personen sind aus dem unmittelbaren Bereich und aus der Nachbarschaft zu evakuieren.

Es ist festzustellen, wieviele gefährliche Flaschen vorhanden sein können und wie ihr Zustand ist.

Die örtlich für Sprengmittel zuständige Dienststelle ist zu kontaktieren und um speziellen Rat zu fragen.

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Anhang 1: Referenzliste

Brandes, E. and Moeller, W.: „Sicherheitstechnische Kenngrößen, Band 1: Brennbare Flüssigkeiten und Gase“ NW-Verlag, Bremerhaven 2003 ISBN 3-89701-745-8

Bretherick, L., Urben, P., G.: “Bretherick’s Handbook of Reactive Chemical Hazards”, 6th edition, Butterworth, London, 1999 ISBN 0-408-01388-5

Coward, H. F. and Jones, G. W.: “Limits of Flammability of Gases and Vapors” US Bureau of Mines Bulletin 503, US Government Printing Office, Washington, 1952

CRC Handbook of Chemistry and Physics

Rubber book") 85th Edition Cleveland: CRC-Press 2004

Dangerous Properties of Industrial Materials 7th Edition Sax, N. I. and Lewis, R. J. New York: van Nostrand 1989

ISBN 3-89701-745-8

Encyclopedie des Gaz / Encyclopedia of Gases L’Air Liquide Edition 1976 Amsterdam: Elsevier 1976

EN 1839 (2003)“ Determination of explosion limits of gases and vapours”

EN 1127- 1 “Explosive atmospheres – Explosion prevention and protection – Part1: Basic concepts and methodology”

Handbook of Compressed Gases 3rd Edition Compressed Gas Association, Edition New York: van Nostrand 1990

Hawley's Condensed Chemical Dictionary Sax, ISBN 0-442-28097-1

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IGC Document 39/01”The safe preparation of gas mixtures”

IGC Document 30/04 “Disposal of gases”

ISO 10156: part 1: 1996 and part 2: 2002 Gases and gas mixtures – Determination of fire potential and oxidizing ability for the selection of cylinder valve outlets

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IGC DOC 139/07

2

Karl, W. : „Gas Atlas“ Schriftenreihe der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin, Gefährliche Arbeitsstoffe, NW-Verlag, Bremerhaven, 1996 ISBN 3-88314-928-4

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Molnarne, M., Schendler, Th. and Schroeder, V.: „Sicherheitstechnische Kenngrößen, Band 2: Explosionsbereiche von Gasgemischen“ NW-Verlag, Bremerhaven, 2003 ISBN 3-89701-746-6

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Anhang 2: Kompatibilität von Gasen

LEGENDE:

Können in beliebigen Konzentrationen gemischt werden, gefährliche Reaktionen sind nicht möglich

Können in bestimmten Konzentrationen gemischt werden, aber gefährliche Konzentrationen sind möglich

Mischen ist nicht erlaubt (Ausnahmen sind möglich, wenn eine Expertenmeinung vorliegt)

Keine Informationen vorhanden (leeres Feld)

FTSC-CODE:

1) FTSC-Code nach ISO 5145 (1990), einschließlich einer Zahl für den revidierten Code des Feuerpotentials (F = Feuerpotential, T = Giftigkeit, S = Zustand des Gases in der Flasche, C = Korrosivität)

Feuerpotential

F0 Inertgas

F1 unterstützt die Verbrennung, hat ein Oxidationspotential gleich oder kleiner als Luft

F2 brennbares Gas, hat Explosionsgrenzen in Luft

F3 selbstentzündlich

F4 hochgradig oxidierend, hat ein Oxidationspotential größer als Luft

F5 entzündlich, neigt zu Zerfall oder Polymerisation

Toxizität

T1 nicht toxisch (über 500 ppm in Luft bei 8h-Einwirkung erlaubt)

T2 toxisch (50 bis 500 ppm in Luft bei 8h-Einwirkung erlaubt)

T3 sehr toxisch (weniger als 50 ppm in Luft bei 8h-Einwirkung erlaubt)

Gaszustand in der Flasche bei 15 °C

S0 verflüssigt bei 35 bar oder weniger

S1 verflüssigt über 35 bar

S2 Entnahme flüssig – verflüssigtes Gas (optional)

S3 gelöstes Gas

S4 Entnahme gasförmig bei 35 bar oder weniger

S5 Permanentgas zwischen 35 und 300 bar

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S6 Permanentgas zwischen 35 und 200 bar

S7 Permanentgas über 200 bar oder 300 bar

Korrosivität

C0 nicht korrosiv

C1 bildet keine Halogensäure

C2 basisch

C3 bildet Halogensäure

Dampfdruck:

2) Dampfdrücke bei + 5 °C entsprechend der deutschen TRG 102, Anhang 2, wobei zu beachten ist, dass andere Temperaturen benutzt werden können (z. B. -10 °C) wie im Text erwähnt ist.

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2300 ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■ ■

Helium 0150 - ■ X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Wasserstoff 2150 - ■ O X X X X X X X X X X ■ X X X Bromwasserstoff 0203 14,6 ■ ■ ■ X ■ X ■ ■ ■ X ■ ■ X Chlorwasserstoff 0213 30,5 ■ ■ ■ X ■ X ■ ■ ■ X X ■ X Cyanwasserstoff 5301 0,4 ■ ■ ■ X X X X X ■ X X Schwefelwasserstoff 2301 12,4 ■ O ■ X X X X X X ■ X X Isobutan 2100 1,9 ■ O X X X X X X X X X ■ ■ ■ X ■ X X Isobuten 2100 1,6 ■ O X X X X X X X X X ■ ■ ■ X ■ X X Krypton 0150 - ■ X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Merkaptomethan 2201 1,0 ■ O ■ X X X X X X ■ ■ ■ X X Methan 2150 - ■ O X X X X X X X X X ■ ■ ■ X ■ X X

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Helium X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Wasserstoff X X X Bromwasserstoff X X X X X X X X ■ ■ ■ ■ X X ■ ■ ■ X Chlorwasserstoff X X X X X X X X ■ ■ ■ ■ X X ■ ■ ■ X Cyanwasserstoff ■ ■ ■ ■ ■ ■ X Schwefelwasserstoff ■ X Isobutan X X X X X X X X X X X X X X X Isobuten X X X X X X X X X X X X Krypton X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Merkaptomethan ■ X Methan X X X X X X X X X X X X X X X X

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7

Gas

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8

Gas

R11

6

R12

5

R13

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R13

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Anhang 3: Liste der zerfallsfähigen Gase

Liste der instabilen (zerfallsfähigen) Gase nach “Unfallverhütungsvorschrift BGV B6 „Gase“, Carl Heymanns Verlag, Köln, Ausgabe 1999b“

Nr.

Name des Gases

Formel CAS-No.

Gf

(25°C;1,013 bar)

in J mol-1

01 Acetylen HC≡CH 74-86-2 2,093 E+5 02 Bromtrifluorethylen(1) BrFC=CF2 598-73-2 03 Butadien-1,2 (1) H2C=C=CH-CH3 590-19-2 1,986 E+5 04 Butadien-1,3 (1) H2C=CH-CH=CH3 106-99-0 1,508 E+5 05 Ethylacetylen (1) H3C-CH2-C≡CH 107-00-6 2,022 E+5 06 Chlorcyan (1) N≡CCl 506-77-4 07 Chlorotrifluorethylen (1) ClFC=CF2 79-38-9 08 Cyanwasserstoff (1) HC≡N 74-90-8 1,202 E+5 09 Diboran (1) H2B:H2:BH2 19287-45-7 10 Dicyan (1) N≡C-C≡N 460-19-5 2,974 E+5 11 1,1-Difluorethylen (1) F2C=CH2 75-38-7 -3,217 E+5 12 Distickstoffoxid (2) N2O 10204-97-2 1,037 E+5 13 Ethylen (1) H2C=CH2 74-85-1 6,816 E+4 14 Ethylenoxid H2C-O-CH2 75-21-8 -1,310 E+4 15 Jodwasserstoff (1) HI 10034-85-2 1,59 E+3 16 Methylnitrit H3C-ON:O 624-91-9 17 Methylvinylether (1) H3C-O-HC=CH2 107-25-5 18 Ozon O3 10028-15-6 1,629 E+5 19 Propadien (1) H2C=C=CH2 463-49-0 2,02 E+5 20 Propylen (1) HC≡C-CH3 74-99-7 1,94 E+5 21 Antimonwasserstoff SbH3 7803-52-3 22 Stickstoffmonoxid (1) NO 10102-43-9 8,675 E+4 23 Tetrafluorethylen (1) F2C=CF2 116-14-3 -6,241 E+5 24 Tetrafluorhydrazin (1) F2N-NF2 10036-47-2 7,988 E+4 25 Vinylbromid (1) BrHC=CH2 593-60-2 26 Vinylchlorid (1) ClHC=CH2 75-01-4 5,154 E+4 27 Vinylfluorid (1) FHC=CH2 75-02-5

(1) zerfallsfähig bei höheren Bedingungen;

(2) schwer zu entzündendes zerfallsfähiges Gas;

Gf Freie Bildungsenthalpie nach R. C. Reid, J. M. Prausnitz, B. E. Poling: “The Properties of Gases and Liquids”, 4th edition., McGraw-Hill; New York; 1989

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Anhang 4: Abhängigkeit des Explosionsbereichs vom Druck

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Anhang 5 "Entscheidungsbaum"-Diagramm

(1/3) "Entscheidungsbaum"-Diagramm zur sicheren Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen

Bestimmung des maximalen Gemischdrucks, um Kondensation von Komponenten während oder nach der Herstellung zu vermeiden

(siehe Abschnitt 5.2.3)

Sind verschiedene/brennbare/

oxidierende/inerte Komponenten vorhanden?

Definiere ein Äquivalent-Gemisch, das ein brennbares / ein oxidierendes & ein inertes Gas

enthält (siehe Abschnitt 5.2.1.5)

Ist das Inertgas ein anderes als

Stickstoff?

Definiere ein Äquivalent-Gemisch, das ein brennbares / ein oxidierendes Gas & Stickstoff

enthält (siehe Abschnitt 5.2.1.3)

Ist das Oxidationsmittel ein anderes

als Sauerstoff?

Definiere ein Äquivalent-Gemisch, das ein brennbares / ein oxidierendes Gas & Stickstoff

enthält (siehe Abschnitt 5.2.1.4)

Sauerstoff- konzentration in Stickstoff

über 21 %?

Regeln zur Vermeidung eines explosionsfähigen Gemischs am Ende der Herstellung (siehe Abschnitt 5.2.1.1)

Regeln zur Vermeidung oder Beherrschung eines explosionsfähigen Gemischs während der Herstellung (siehe Abschnitt 5.2.2)

Regeln zur Vermeidung eines explosionsfähigen Gemischs am Ende der Herstellung (siehe Abschnitt 5.2.1.2)

NEIN

NEIN

NEIN

NEIN

JA

JA

JA

JA

siehe Anhang 5 (2/3) siehe Anhang 5 (2/3) & Anhang 5 (3/3) siehe Anhang 5 (3/3)

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12

Anhang 5 (2/3)

"Entscheidungsbaum"-Diagramm für Abschnitt 5.2.1.1 und 5.2.2

Gemisch oberhalb OEG?NEIN

PGem1) < PB 2) & 200 bar

Gemisch < 25% UEG

Gemisch zwischen

25% & 50% UEG?

Gemisch zwischen

50% & 75% UEG?

Keine Herstellung ohne Daten oder Experten-

meinung (Abschnitt 5.2.2)

PGem1) < 150 bar

Keine Herstellung ohne Daten oder Experten-

meinung (Abschnitt 5.2.2)

PGem1) < 0.1 PB 2)

Keine Herstellung ohne Daten oder Experten-

meinung (Abschnitt 5.2.2)

Keine Herstellung ohne Daten oder Expertenmeinung

NEIN

NEIN

NEIN

JA

Füllen von Luft am Ende?

NEIN

JA JA

PGem1) < PB 2)

Gemisch < 50% SGK?

Gemisch zwischen

50% & 75% SGK?

Keine Herstellung ohne Daten oder Experten-

meinung (Abschnitt 5.2.2)

Keine Herstellung ohne Daten oder Experten-

meinung (Abschnitt 5.2.2)

PGem1) < 0.05 PB 2)

Keine Herstellung ohne Daten oder Expertenmeinung

NEIN

NEIN

JA Füllen von Brenngas am Ende?

NEIN

JA

1) PGem = Maximaler Druck des Gemischs 2) PB = Betriebsdruck der Flasche

Füllen von Luft am Ende?

NEIN

JA JA

Füllen von Luft am Ende?

NEIN

JA JA

JA Füllen von Brenngas am Ende?

NEIN

JA

Anhang 5 (1/3)

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Anhang 5 (3/3)

"Entscheidungsbaum"-Diagramm für Abschnitt 5.2.1.2 und 5.2.2

PGem 1) < PB2) Keine Herstellung ohne Daten oder

Expertenmeinung (Abschnitt 5.2.2)

Brenngas- konzentration < 1000ppm

JA NEIN

Anhang 5 (1/3)

PGem 1) < PB2) Keine Herstellung ohne Daten oder

Expertenmeinung (Abschnitt 5.2.2)

Sauerstoff- konzentration < 1000ppm

JA NEIN

Anhang 5 (1/3)

1) PGem = Maximaler Druck des Gemischs 2) PB = Betriebsdruck der Flasche

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Anhang 6: SGK-Werte

Sauerstoffgrenzkonzentrationen (SGK) einiger brennbarer Gase aus CHEMSAFE, Datenbank bewerteter sicherheitstechnischer Kennzahlen, Neue Auflage 2004, DECHEMA, BAM und PTB, Frankfurt/M., Deuts.chland

Die SGK-Werte entsprechen der Sauerstoffgrenzkonzentration von nicht-explosionsfähigen Gasgemischen, bestehend aus einem Brenngas, Luft und Stickstoff als Inertgas bei atmosphärischem Druck und Umgebungstemperatur

Brennbare Substanzen

SGK in Vol.-% O2

Ammoniak 12,2

Benzol 8,5

n-Butan 9,6

Buten-1 9,7

Kohlenmonoxid 4,7*)

Schwefelkohlenstoff 4,6

Dimethylether 8,5

Ethan 8,8

Ethanol 8,5

Ethylen 7,6

n-Hexan 9,1

Wasserstoff 4,3

Schwefelwasserstoff 9,1

i-Butan 10,3

i-Buten 10,6

Methan 11,0

Methanol 8,1

n-Pentan 9,3

Propan 9,8

Propanol-1 9,3

Propanol-2 8,7

Propylen 9,3

Propylenoxid 7,7

*) Wert für Kohlenmonoxid, das mit Feuchtigkeit oder Kohlenwasserstoffen verunreinigt ist, was dem ungünstigsten Fall entspricht. Die Verbrennung von sehr reinem Kohlenmonoxid ist kinetisch gehemmt oder verzögert.

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Anhang 7: Maximale Explosionsdrücke von Brenngas/Luft-Gemischen

Brennbare Substanzen

Pmax 1)

(in bar abs.) Essigsäure 6,3

Ammoniak 5,0

Acetaldehyd 8,2

Aceton 9,7

Acetylen 11,1

Benzol 9,8

n-Butan 9,4

Kohlenmonoxid 8,2

Cyclohexan 9,4

Dichlorethan 7,3

Dichlormethan 5,9

Diethylether 10,0

Dimethylether 9,8

1,4-Dioxan 9,1

Ethanol 8,4

Ethylacetat 9,5

Ethylen 9,7

Ethylenoxid 10,7

Heptan 9,4

Hexan 9,5

Wasserstoff 8,3

Cyanwasserstoff 10,2

Schwefelwasserstoff 5,9

Methan 8,1

Methanol 8,5

Methylacetat 9,6

2-Methylbutan 9,1

Methoxyethan 9,3

n-Pentan 9,5

Propan 9,4

Propylen 9,4

Propylenoxid 9,1

Vinylchlorid 7,7

1) Pmax sind die experimentell bestimmten maximalen Explosionsdrücke von brennbaren Stoffen im stöchiometrischen Gemisch mit Luft, mit dem Anfangszustand von Raumtemperatur und atmosphärischem Druck, entnommen aus CHEMSAFE Datenbank.

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Anhang 8: Richtlinie für Audits

Es wird empfohlen, dass Betriebe, die komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische herstellen, in regelmäßigen Audits überprüft werden, um die Einhaltung dieser Richtlinie und anderer anerkannter Praktiken für sicheres Arbeiten zu beurteilen. Die Art und die Einzelheiten derartiger Audits hängen davon ab, welches Ausmaß die Produktion komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische hat, sowie von den örtlichen Vorschriften

Die folgende Checkliste mit Auditfragen ist wahrscheinlich nicht erschöpfend; sie kann jedoch ein hilfreicher Ausgangspunkt sein. Die Spalte "Ref." gibt, soweit möglich, einen Hinweis auf die Abschnitte dieses Dokuments, wo mehr Informationen zu dem jeweiligen Punkt der Checkliste zu finden sind.

1 Machbarkeitsstudie für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische Ref.

1a Sind Personen benannt, die für die Formulierung, Prüfung und Genehmigung von Rezepturen verantwortlich sind?

4.1, 4.3

1b Gibt es ein System zur Genehmigung neuer Rezepturen? 4.1, 4.3

1c Die Formulierung für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische muss durch mindestens eine autorisierte Person genehmigt werden, die nicht die Formulierung erstellt hat (Prüfer).

4.1, 4.3

1d Sind genehmigte Formulierungen für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische gegen nicht-autorisierte Änderungen geschützt?

4.1

1e Haben Personen, die Formulierungen erstellen oder prüfen, Zugang zu Datenquellen, die für die Formulierung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen relevant sind?

5.2. & Anhänge 1 bis 7

1f Werden bei den Regeln zur Herstellung komplexer Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische folgende Faktoren beachtet? - Zerfallsfähige Gase - Einfluss des Druckes auf die Brennbarkeit bestimmter

Halogenkohlenwasserstoffe - Andere Oxidationsmittel als Sauerstoff und Luft - Mehr als ein brennbares Gas und / oder mehr als ein inertes Gas

5.2 & Anhang 4

1g Wird für jede Formulierung geprüft, dass ein explosionsfähiges Gemisch oder ein Bersten der Flasche während der Herstellung vermieden wird?

5.2.2

1h Wird für jede Formulierung geprüft, dass Kondensation nach der Herstellung verhindert ist?

5.2.3

1i Passt die Zusammensetzung des Gemischs zu den festgelegten Sicherheitsgrenzen während des Füllens?

5.2

1j Passt die Zusammensetzung des Gemischs zu den Sicherheitsgrenzen für die Genauigkeit des Gemischs?

5.3

2 Ausrüstung zur Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen

Ref.

2a Ist die Produktionsanlage durch die technisch kompetente Stelle des Unternehmens zur Herstellung von komprimierten Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen zugelassen?

6

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2b Wurde eine HAZOP-Studie für die komplette Gasmisch-Ausrüstung durchgeführt, und wurden beispielsweise die Systeme zur Verhinderung von Rückströmung geprüft? - Zwischen Brenngasen und Oxidationsmitteln - Zwischen inerten und reaktionsfähigen Gasen

6

2c Ist die Ausrüstung so konstruiert, dass der gleichzeitige Anschluss von brennbaren und oxidierenden Gasen an eine zu füllende Flasche verhindert ist?

6.1, 6.2 & 6.3

2d Sind die Einrichtungen zur Gase-Versorgung klar gekennzeichnet, so dass Verwechslung durch den Operator vermieden wird? 6.1

2e Ist ein Leitungssystem für Spülung und / oder Vakuum vorhanden? 6.2, 6.3 &

8.3

2f Wird durch die Füll-Einrichtung eine Rückströmung von Gasen in das Versorgungsnetz verhindert? Wird das System regelmäßig überprüft? 6.2 & 6.3

2g Werden geeignete Kontrollsysteme für Adapter benutzt? Strenge Kontrollen müssen für solche Adapter (z. B. Wechsel von Rechts- zu Linksgewinde) erfolgen, mit denen Oxidationsmittel in Flaschen mit Brenngas gefüllt werden können.

4.1, 6.1

2i Sind die Bestandteile des Gas-Füllsystems mit den benutzten Oxidationsmitteln (insbesondere Hochdrucksauerstoff) und brennbaren Gasen kompatibel? 6.1

3 Herstellungsverfahren für komprimierte Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische

Ref.

3a Sind an den Arbeitsplätzen gültige (und relevante) Arbeitsanweisungen vorhanden?

4.3

3b Werden die Gemische unter Einhaltung der genehmigten Formulierung und aller relevanten Anweisungen gefüllt? Werden die Anweisungen exakt befolgt? 5.2

3c Sind die Gemische in den Füllanweisungen der Produktionsblätter als Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische identifiziert? 8.1

3d Stimmt das Produktionsblatt mit Abschnitt 8.1 überein? 8.1

3e Werden zu jeder Stufe des Füllprozesses die einzufüllende Menge jeder Komponente, die Bestätigung der jeweiligen Zusammensetzung (soweit gefordert) und die Mischmethode festgelegt?

8.1

3f Sind kritische Elemente der Flaschenvorbereitung und die Ventiltypen spezifiziert? 7.1

3g Sind in dem Produktionsblatt die Vorgemische klar identifiziert? 7.5 & 8.1

3h Ist der Lagerbereich für Vorgemische klar identifiziert? 7.5

3i Werden Flaschen mit Vorgemisch vor der Benutzung analysiert und genehmigt? 7.5

3j Sind in dem Produktionsblatt die Füllmethoden und die zu benutzende Ausrüstung angegeben? 8.1

3k Werden Druckmessgeräte, Waagen und andere Messgeräte regelmäßig kalibriert? 6.1

3l Können Analysenprotokolle leicht abgerufen werden und werden sie aufbewahrt? 4.2

3m Wird die Anpassung von nicht-konformen Gemischen kontrolliert? 8.5

3n Gibt es ein Verfahren für die Auswahl der Rohmaterialien? 8.2

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4 Qualifikation von Personal zur Herstellung komprimierter Oxidationsmittel / Brenngas-Gemische

Ref.

4a Ist das Personal, das mit der Formulierung und der Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen befasst ist, entsprechend qualifiziert, erfahren und ausgebildet?

4.3

4b Sind die Operator in Bezug auf Füll-, Risiko- und Sicherheitsaspekte beim Füllen von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen kompetent? 4.3

5 Qualitätssystem bei der Herstellung von Oxidationsmittel / Brenngas-Gemischen

Ref.

5a Ist ein Qualitätssystem eingerichtet? 2.2

5b Gehört zu dem Qualitätssystem ein Dokumentationssystem? 4.2, 4.3 &

8.1


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