Klassifizierung von Gefahrenbereichen und Laborbetrieb

Diese Leitlinien werden von der Gesundheits- und Sicherheitsbehörde herausgegeben. Das Befolgen der Anleitung ist nicht verpflichtend und es steht Ihnen frei, andere Maßnahmen zu ergreifen. Wenn Sie jedoch die Leitlinien befolgen, tun Sie normalerweise genug, um das Gesetz einzuhalten. Gesundheits- und Sicherheitsinspektoren sind bestrebt, die Einhaltung der Gesetze sicherzustellen, und beziehen sich möglicherweise auf diese Leitlinien als Beispiel für bewährte Verfahren.

Die Klassifizierung von Gefahrenbereichen ist eine Technik zur Beurteilung der Wahrscheinlichkeit der Bildung einer brennbaren Atmosphäre und ihrer voraussichtlichen Dauer. Es ist seit langem eine weit verbreitete Technik in der chemischen Industrie, um zu entscheiden, ob elektrische und andere Geräte besondere Schutzfunktionen benötigen, um zu verhindern, dass sie einen Brand oder eine Explosion verursachen. Die Verordnung über gefährliche Stoffe und explosionsfähige Atmosphären aus dem Jahr 2002 erfordert eine Risikobewertung der Brand- und Explosionsgefahren an einem viel breiteren Spektrum von Arbeitsplätzen, einschließlich Laboratorien aller Art. Insbesondere verlangen sie von Arbeitgebern, dass sie Bereiche, in denen sich explosionsfähige Atmosphären bilden können, nach den Grundsätzen der Gefahrenbereichsklassifizierung klassifizieren müssen. Es wird kein niedrigerer Schwellenwert für Materialmengen oder das Risiko dafür angegeben. Stattdessen bezieht sich die Verpflichtung zur Ausweisung eines Gefahrenbereichs auf Orte, an denen besondere Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz der Gesundheit und Sicherheit der Mitarbeiter erforderlich sind. Unter „besonderen Vorsichtsmaßnahmen“ versteht man Konstruktionsmerkmale elektrischer und anderer Geräte, die verhindern, dass diese eine Zündquelle bilden.

In vielen Fällen birgt die Exposition gegenüber Gasen und Dämpfen Gesundheitsrisiken. Die Laborarbeit wird so gestaltet, dass Freisetzungen minimiert und die Konzentrationen in der Atemluft kontrolliert werden. Die zur Beherrschung des Gesundheitsrisikos erforderlichen Konzentrationen liegen weit unter den Werten, bei denen sich eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann. Daher können Vorsichtsmaßnahmen zum Schutz der Gesundheit von Labormitarbeitern auch dazu beitragen, die Ausweisung von Zonenbereichen zu vermeiden. Dennoch gibt es häufig sehr begrenzte Bereiche mit explosionsfähiger Atmosphäre. Um eine Entzündung mit anschließendem Brand oder einer Explosion zu verhindern, müssen die Risiken verstanden und geeignete Kontrollen ergriffen werden.

Die Vorschriften definieren drei Zonen, die innerhalb eines Gefahrenbereichs existieren können:

Bei den meisten Laborbetrieben gibt es keine Tradition hinsichtlich der Klassifizierung von Gefahrenbereichen oder der Verwendung explosionsgeschützter Geräte, und die Risiken werden in der Regel auf andere Weise kontrolliert. Dennoch kommt es zu Bränden und gelegentlichen Explosionen, und viele der bei größeren Betrieben zur Risikokontrolle angewandten Grundsätze sind relevant, auch wenn die Lösungen unterschiedlich sind. Der Zweck dieses Dokuments besteht darin, den Verantwortlichen von Laboratorien dabei zu helfen, die von DSEAR geforderte Risikobewertung durchzuführen und die Umstände zu identifizieren, unter denen Kontrollen zur Verhinderung der Bildung explosionsfähiger Atmosphären verbessert oder der Bereich klassifiziert werden sollten.

Wenn ein Bereich klassifiziert ist, verlangt DSEAR, dass elektrische und nichtelektrische Geräte bestimmte Standards erfüllen. Es ist hilfreich, die Risiken systematisch zu analysieren, wenn überprüft wird, ob die vorhandenen Geräte und Arbeitssysteme angemessen sind.

Bei der Gebietsklassifizierung werden die Quellen der Gas- und Dampffreisetzung analysiert, wobei diejenigen berücksichtigt werden, die im Normalbetrieb entstehen (Primärquellen) und diejenigen, die nur als Folge eines vorhersehbaren Geräteausfalls oder Bedienerfehlers auftreten (Sekundärquellen). Natürlich werden nicht alle Laborrisiken durch eine solche Analyse abgedeckt, sie sollte jedoch Teil jeder Gesamtrisikobewertung sein. Das Ziel sollte immer darin bestehen, Freisetzungen in die allgemeine Atmosphäre des Labors zu minimieren.

Im Labormaßstab könnte eine Primärquelle der Dampf sein, der freigesetzt wird, wenn ein flüchtiges Lösungsmittel von einem Behälter in einen anderen gegossen wird, während jemand, der den Behälter von der Werkbank auf den Boden stößt, eine Sekundärquelle erzeugt. Primäre Quellen sollten normalerweise so klein sein, dass sie durch ausreichende Belüftung leicht kontrolliert werden können, und das Ausmaß einer explosionsfähigen Atmosphäre ist vernachlässigbar.

Streng genommen berücksichtigt die Gebietsklassifizierung nicht die Folgen einer Freisetzung, unabhängig davon, ob es sich um einen Brand oder eine Explosion handelt. Bei der Auswahl der erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen muss jedoch der Folgenfaktor berücksichtigt werden, und dieser Ansatz wird in DSEAR anerkannt. Wenn die bereits getroffenen Vorsichtsmaßnahmen ausreichen, um Brand- und Explosionsgefahren für Labormitarbeiter zu verhindern, besteht keine Notwendigkeit für eine Zoneneinteilung und „besondere Vorsichtsmaßnahmen“ im Hinblick auf die Zündgefahr durch Geräte sind nicht erforderlich.

Für Laborarbeiten ist es hilfreich, Freisetzungen, die plötzlich auftreten, bei denen jedoch die maximale Freisetzungsmenge angegeben werden kann, gesondert zu betrachten, z. B. der Bruch eines Glaskolbens; und solche, bei denen die einmal gestartete Freisetzung so lange andauert, bis Korrekturmaßnahmen ergriffen werden, um die Freisetzung zu unterbrechen, z. B. das Schließen eines Ventils nach dem Versagen eines Kunststoff- oder Gummischlauchs von einer Gasflasche oder der Netzversorgung.

Auch die Flüchtigkeit des Produkts ist ein wichtiger Faktor, diese muss jedoch im Zusammenhang mit der Temperatur, bei der es verwendet wird, berücksichtigt werden. Wenn Sie also ein Lösungsmittel bei einer Temperatur unterhalb seines Flammpunkts von einem offenen Behälter in einen anderen umfüllen, sollte es keinen Gefahrenbereich geben, da zu wenig Dampf vorhanden ist. Wenn Sie dann dasselbe Lösungsmittel destillieren und die Kühlung des Kondensators ausfällt, wird Dampf freigesetzt, und das Risiko ist viel größer. Folglich gelten die Ausführungen zu brennbaren Flüssigkeiten immer dann, wenn diese oberhalb ihres Flammpunktes verwendet oder gelagert werden.

Der Grad der Überwachung eines kontinuierlichen Prozesses sollte berücksichtigt werden. Wäre jemand ständig verfügbar, um einzugreifen, wenn der Kühlwasserfluss ausfällt, ein Kolben platzt oder ein Prozess überkocht? Wäre es möglich, alle elektrischen Geräte schnell von einem sicheren Ort zu isolieren? Das Ausschalten von Schaltern, die sich in unmittelbarer Nähe einer Auslösung befinden, kann zu einem Funken führen, den wir vermeiden müssen. Die Kenntnis einer mehrfach durchgeführten Operation sollte nicht der Grund dafür sein, das Gerät unbeaufsichtigt zu lassen, wenn ein einfaches Problem eine Gefahr für andere darstellen könnte.

Auch Schulungen sind für die Risikoeinschätzung relevant. Studenten und andere junge Menschen verfügen möglicherweise nicht über die Erfahrung in der Laborarbeit, die voll erfahrenes Personal hat, aber sie können und sollten in den Maßnahmen geschult werden, die ergriffen werden sollten, um vorhersehbare Probleme wie kleine Leckagen zu verhindern, und in den Maßnahmen, die bei einfachen Problemen erforderlich sind entstehen.

Die meisten Labore verfügen über eine gute allgemeine Belüftung, die jedoch nicht in erster Linie dazu dient, das Ausmaß einer möglicherweise entstehenden explosionsfähigen Atmosphäre zu begrenzen. Hierfür ist eine stärker lokalisierte Extraktion erforderlich.

Betrachtet man zunächst den Betrieb mit brennbaren Flüssigkeiten, so können die Folgen einer Verschüttung im kleinsten Maßstab durchaus trivial sein. Mengen bis zu etwa 50 ml können aufgewischt oder manchmal weggespült werden, und wenn sie sich entzünden, können sie, solange sich das Feuer nicht schnell ausbreitet, durchaus ausbrennen, bevor jemand gefährdet wird oder bevor ein Labormitarbeiter Maßnahmen ergreifen kann ein Feuer löschen. Wenn dies die Schlussfolgerungen einer Risikobewertung sind, ist eine formelle Zoneneinteilung eindeutig unangemessen, obwohl es durchaus angebracht sein kann, den Einsatz von offenem Feuer und anderen starken oder ständigen Zündquellen in unmittelbarer Nähe zu vermeiden. Wenn die Verdunstung eines Lösungsmittels absichtlich beabsichtigt ist, z. B. von einer beschichteten Oberfläche, muss der Vorgang möglicherweise in einem Abzug durchgeführt werden. Wenn in diesen Fällen die Gesundheitsrisiken gemäß COSHH ordnungsgemäß kontrolliert werden, sind möglicherweise keine zusätzlichen Vorsichtsmaßnahmen zur Kontrolle des Brand- und Explosionsrisikos erforderlich.

Es wird erwartet, dass die meisten Arbeiten von Studenten oder Schülern in Schulen diesen Umfang haben werden.

Bei größeren Mengen, die aber dennoch auf offener Werkbank manipuliert werden, beispielsweise bis zu 2,5 Liter in einer Winchester-Flasche, sind die Risiken größer. Die tatsächliche Ausdehnung einer brennbaren Atmosphäre nach einer Leckage kann durchaus einen Radius von bis zu einem Meter betragen, jedoch nur eine sehr geringe Höhe über dem Flüssigkeitsspiegel. Jede Entzündung einer sich ausbreitenden Lache führt zu einem Brand, der sich schnell auf den gesamten Bereich der verschütteten Flüssigkeit ausbreitet und eine Gefahr für das Laborpersonal darstellen könnte. Besondere Gefahren entstehen, wenn die verschüttete Flüssigkeit in die Kanalisation gelangt, da sich dann in einem geschlossenen Raum eine explosionsfähige Atmosphäre bilden kann.

Eine direkte Erwärmung durch Bunsenbrenner und andere offensichtliche Dauerzündquellen sollte vermieden werden, das größte Risiko geht jedoch wahrscheinlich von im Rahmen des Betriebs verwendeten elektrischen Geräten aus. Vieles davon lässt sich nicht vermeiden und ist möglicherweise nicht in zündgeschützter Form verfügbar, z. B. Heizplatten, Heizhauben, Rührersteuerungen.

Zu den Vorsichtsmaßnahmen gehören wahrscheinlich: gute Handhabungstechniken zur Minimierung von Verschüttungen, Schwellen oder andere Methoden zum Zurückhalten von Flüssigkeiten zur Minimierung der Flüssigkeitsausbreitung, geeignete Unterstützung für Glasgeräte, Platzierung elektrischer Geräte an einem Ort, an dem sie infolge einer Verschüttung nicht verspritzt werden, soweit dies praktisch möglich ist, und ständige Überwachung durch geschultes Personal, damit elektrische Geräte schnell isoliert werden können, andere vor Gefahren gewarnt werden und, sofern dies gefahrlos möglich ist, mit der Brandbekämpfung Erste Hilfe eingeleitet werden kann. Am wichtigsten ist, dass das Risiko berücksichtigt wird, dass ein Brand nach einer Verschüttung schnell andere Behälter mit brennbaren Flüssigkeiten oder anderen gefährlichen Chemikalien in Mitleidenschaft zieht. Eventuell erforderliche Verbesserungen der Lagerung dieser Chemikalien sollten dann umgesetzt werden. Wenn diese und ähnliche Vorsichtsmaßnahmen getroffen wurden, kann die Risikobewertung zu dem Schluss kommen, dass keine Notwendigkeit besteht, Gefahrenbereiche festzulegen.

Einige Arten von Instrumenten verwenden sehr kleine interne Gasflammen und könnten im Prinzip jede umgebende explosionsfähige Atmosphäre entzünden, wenn beispielsweise bei einem Betrieb in der Nähe Dampf freigesetzt wird. Darüber hinaus könnte sich durch ein Leck in der Kraftstoffleitung zur Flamme oder in manchen Fällen durch brennbare Flüssigkeiten im Gerät eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Eine solche Instrumentierung muss bei der Risikobewertung besonders berücksichtigt werden. Wenn die maximale Größe des Lecks sehr klein ist, wird bei jeder Freisetzung eine explosionsfähige Atmosphäre vernachlässigbaren Ausmaßes entstehen.

Einige Arbeiten dieser Größenordnung können in einem Abzug durchgeführt werden. Dadurch kann der Schieber geschlossen werden, um im Falle eines Brandes einen gewissen Schutz zu bieten. Die Arbeiten sollten so gestaltet werden, dass jede vorhersehbare Freisetzung von Gas oder Dampf durch den Luftstrom durch den Schrank schnell unter die Explosionsgrenze verdünnt wird. Möglicherweise sind dennoch Vorsichtsmaßnahmen erforderlich, um die Brandgefahr zu verringern, z. B. Halteschwellen an der Vorderkante und die Freihaltung der Absaugleitungen von brennbaren Rückständen. Insbesondere sollten Abzüge nicht als Lagerräume für giftige oder brennbare Chemikalien genutzt werden, während sie gleichzeitig für experimentelle Arbeiten genutzt werden. Ein schneller Ausfall der gelagerten Flaschen bei einem kleinen Brand könnte zu einer ausreichenden Dampfentwicklung führen, um zu verhindern, dass der Abluftventilator die Dämpfe ausreichend verdünnt.

Diese können entweder unter Druck oder in gekühlter Form gehandhabt werden. Eine kleine Flüssigkeitsfreisetzung verdampft wahrscheinlich sofort und erzeugt ein explosives Gas-Luft-Gemisch in beträchtlicher Größe. Unter Druck stehende Systeme müssen robust konstruiert sein und es müssen Kontrollen vorgesehen sein, um sicherzustellen, dass sie dicht sind. Wenn Flüssigkeiten in gekühlter Form gehandhabt werden, sollten die Risiken eines Kühlverlusts oder eines Verlusts der Isolierung berücksichtigt werden. Eine gute Belüftung rund um das Gerät ist immer erforderlich, es kann jedoch auch erforderlich sein, einen Bereich der Zone 2 festzulegen. Dies hängt von der Vorhersehbarkeit einer Flüssigkeitsfreisetzung ab, davon, wie schnell sie erkannt werden kann und von der Fähigkeit der Belüftung, sie schnell zu verteilen.

Bei einigen Gasquellen über Leitungen sind Leckagen möglich, die so lange andauern, bis Abhilfemaßnahmen ergriffen werden. Niederdruck-Gasleitungen in Wohngebäuden und ähnlichen Gebäuden gelten nicht als gefährliche Bereiche, obwohl es in Privathäusern gelegentlich zu Explosionen durch Gasaustritt kommt. Laborarbeiten bergen ein breiteres Spektrum an Gefahren:

Bei der Risikobewertung müssen Folgendes berücksichtigt werden: die bereitgestellte Belüftung, ihre Zuverlässigkeit und die Größe des Lecks, das auf diese Weise kontrolliert werden könnte; Was kann getan werden, um das Risiko eines Gaslecks zu minimieren, und wie kann ein solches Leck umgehend erkannt werden, sodass geeignete Maßnahmen ergriffen werden können? Besonders zu berücksichtigen ist das Risiko außerhalb der Geschäftszeiten, wenn die Belüftung abgeschaltet wird oder Systeme unter Druck bleiben müssen.

Kleine Lecks lassen sich zwar durch gute Belüftung sicher verteilen, doch die Folgen einer sich anhäufenden Freisetzung, die dann eine Zündquelle findet, sind wahrscheinlich schwerwiegend.

Wenn Dämpfe oder Gase in einen geschlossenen Raum wie einen Ofen oder einen Kühlschrank gelangen können, ist die Folge einer Entzündung eher eine Explosion als ein Brand. In Laboren sind Kühlschränke explodiert, bei denen beim Öffnen oder Schließen der Lichtschalter oder der Thermostatkontakt Funken erzeugte. Dieses Risiko kann durch den Kauf eines für diesen Zweck konzipierten Geräts vermieden werden, bei dem alle funkenerzeugenden elektrischen Geräte vor dem Kontakt mit der Innenatmosphäre geschützt sind, anstatt das Innere des Geräts als Zone 1 oder 2 zu kennzeichnen. Im Falle eines Ofens , kann es möglich sein, die Heizelemente unterhalb der Entzündungstemperatur aller möglicherweise verwendeten Dämpfe zu halten oder für eine ausreichende Belüftung zu sorgen, um die Ansammlung von Dämpfen zu verhindern. Es bleiben jedoch einige Risiken bestehen, wenn keine strenge Kontrolle über die Produkte und Mengen, die verwendet werden können, gewährleistet wird hineingelegt werden.

Laborarbeiten mit Geräten über einem 2-Liter-Maßstab und Anlagen im Pilotmaßstab erfordern eine sorgfältigere Prüfung. Unter Pilotmaßstab versteht man Geräte mit einem Fassungsvermögen von 50-100 Litern oder mehr.

Besondere Risiken ergeben sich aus der Verwendung aller Glasgeräte, die durch Stöße, Temperaturschocks, Überdruck, Montagetechnik und unsachgemäße Handhabung offener Behälter sowie die Verwendung temporärer Schläuche für brennbare oder andere gefährliche Materialien zerbrechen können.

Der vielleicht nützlichste Ansatz zur Kontrolle des Zündrisikos besteht darin, das Ausmaß der durch eine Freisetzung entstehenden brennbaren Atmosphäre durch eine Kombination aus Halbkapselung und Zwangsbelüftung zu begrenzen und dann alle elektrischen Geräte außerhalb der Kapsel zu platzieren. soweit wie möglich. Dies kann bei einer Gefahrenbereichsstudie zu dem Schluss führen, dass Zonen nur eine sehr geringe oder sogar vernachlässigbare Ausdehnung haben. Möglicherweise müssen jedoch direkte Wärmequellen wie ein elektrischer Kaminofen verwendet werden, die nach einem schwerwiegenden Ausfall eines Glasgefäßes brennbaren Dämpfen ausgesetzt sein könnten. In diesem Fall sollte bei der Risikobewertung berücksichtigt werden, ob davon ausgegangen werden kann, dass der Labormitarbeiter und andere Personen in der Nähe sicher entkommen können, und wie verhindert werden kann, dass sich ein späterer Brand auf andere Personen und Einrichtungen ausbreitet.

Wenn in Laboratorien mit brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen umgegangen wird, ist es bei der Risikobeurteilung immer erforderlich, Zündquellen zu berücksichtigen und diese genau zu kontrollieren, auch wenn es keine offiziell ausgewiesenen Gefahrenbereiche gibt.

Unabhängig davon, ob die Arbeit auf dem offenen Labortisch, in einem Abzug oder in einer speziellen Einrichtung für größere Arbeiten durchgeführt wird, muss eine Entscheidung in einer schriftlichen Risikobewertung, das Labor nicht in Zonen einzuteilen, dies mit der Begründung begründen, dass jeder Vorfall von begrenztem Ausmaß sein wird und möglich sein könnte von den Anwesenden sicher und schnell kontrolliert werden; oder dass sie sehr schnell entkommen könnten, ohne andere im Gebäude zu gefährden. Ein hoher Standard an Kontrollen der oben beschriebenen Art wird dazu beitragen, diese Einschätzung zu rechtfertigen.

Es gibt Umstände, insbesondere im Pilotmaßstab, in denen die Klassifizierung von Gefahrenbereichen und die damit verbundene Verwendung explosionsgeschützter (Ex) Geräte erfolgen sollte. In allen Fällen sollte die Gestaltung der Anlage darauf abzielen, das Ausmaß eines Gefahrenbereichs zu minimieren, wenn dieser nicht vollständig vermieden werden kann.

Vorschriften zu gefährlichen Stoffen und explosionsgefährdeten Bereichen, ACOP und HSE-Leitfäden

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