Sichere Oberflächenveredelung

Hagen, Göppingen, Geislingen, Ingolstadt, Solingen, Remscheid, Iserlohn, Dresden, Pforzheim. In Galvanikbetrieben hat es im vergangenen Jahr häufig gebrannt, wie eine Internetrecherche zeigt. Nach Angaben des Gesamtverbandes der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. (GDV) [1] kommt es jedes Jahr zu 70 - 80 Bränden in galvanotechnischen Betrieben. Die Brände kennzeichnen sich durch eine außerordentlich schnelle Ausbreitung bis hin zur Explosion und eine teils immense Freisetzung von Brandrauch. Die für den Betrieb notwendigen giftigen Chemikalien führen bei einer Freisetzung im Brandfall häufig zu Umweltgefährdungen.

Das vergleichsweise hohe Brandrisiko in Galvanikbetrieben ist leicht nachvollziehbar. In diesen Unternehmen werden Werkstücke und Produkte aus Metall, Kunststoff oder Keramik zur Oberflächenveredelung elektrochemisch mit metallischen Überzügen versehen. Dazu werden üblicherweise Elektrolytbäder verwendet, durch die hohe elektrische Ströme bis hin zu mehreren Tausend Ampere fließen. Die hohen Brandrisiken entstehen unter anderem aus den Brandlasten der Elektrolytbäder und Abluftanlagen, dem Zündpotenzial der elektrischen Anlagen sowie aus dem betriebsbedingten Freisetzen brennbarer Gase wie Wasserstoff.
Um die Gefahren und Risiken für die Brandentstehung in Galvanikbetrieben zu minimieren, hat der GDV zusammen mit dem Zentralverband Oberflächentechnik e. V. (ZVO) einen Leitfaden veröffentlicht [1]. Er beschreibt die Gefahren und Risiken durch Brände in Galvanikbetrieben und zeigt mögliche Schutzmaßnahmen auf.

Hohe anlagentypische Brandgefahren
Besondere Gefahren gehen von direkt mit Heizstäben beheizten Prozessbädern aus. Beim Austrocknen der Elektrolytbäder und fehlenden bzw. defekten Übertemperatursicherungen kommt es schnell zu einer Überhitzung der Heizstäbe und damit zu einem Brand. Das trifft insbesondere dann zu, wenn Wannen, Abluftleitungen und Ähnliches aus brennbaren Kunststoffen bestehen.
Ebenso existieren zahlreiche mögliche elektrische Zündquellen in der auf hohe Ströme ausgelegten Stromversorgung. Die prozessbedingt eingesetzten aggressiven Chemikalien führen zu einer schnellen Korrosion von Kabeln und elektrischen Anschlüssen. Eine häufige Schadenursache sind mangelhafte bzw. defekte Isolierungen an den Elektroden. Bei bestimmten Prozessschritten kommt es in Galvanikbetrieben zur Freisetzung brennbarer Gase wie beispielsweise Wasserstoff.

Schwierige manuelle Brandbekämpfung
Die manuelle Brandbekämpfung durch die Feuerwehr oder im Anfangsstadium durch Betriebsangehörige ist häufig erschwert. Die starke Rauchgasfreisetzung führt zu Sichtbehinderungen und die durch die zahlreichen Brandlasten freiwerdende Energie erschwert die Annäherung an den Brandherd. Auch die bei einem Feuer freigesetzten giftigen Chemikalien bzw. deren Reaktion mit dem Löschwasser stellen die Einsatzkräfte vor große Herausforderungen. Besonders kritisch sind betriebsfreie Zeiten, in denen Anlagen – insbesondere Prozessbäder – vor Produktionsbeginn unbeaufsichtigt hochgefahren werden. Entscheidend für den Löscherfolg ist deshalb, den Ausbruch eines Brandes frühzeitig zu erkennen und bereits bei der Entstehung möglichst automatisch zu bekämpfen.

Schutzmaßnahmen
Ein effektiver Brandschutz kann nur durch ein ganzheitliches Schutzkonzept mit baulichen, organisatorischen und anlagen- bzw. verfahrenstechnischen Maßnahmen erreicht werden, dass individuell auf den jeweiligen Betrieb abgestimmt ist. Die zu erfüllenden Schutzziele ergeben sich sowohl aus den gesetzlichen Vorgaben wie den Anforderungen der Landesbauordnungen und des Arbeitsschutzrechtes, als auch aus den Zielen des Unternehmens selbst. Zu Letzteren zählen beispielsweise die Aufrechterhaltung der Produktions- und der Lieferfähigkeit und der maximal tolerierbare Schadenumfang bzw. Betriebsunterbrechungszeitraum. Für das Erreichen aller Schutzziele ist eine Gefahren- und Risikobewertung anzufertigen, die idealerweise mit dem Versicherer abgestimmt werden sollte.

Automatische Löschanlagen
Neben flächendeckenden automatischen Brandmeldeanlagen (BMA) hat sich für Galvanikbetriebe der Schutz durch automatische, stationäre Löschanlagen als besonders wirksam herausgestellt. Eine Analyse der Schadenstatistik der Versicherer belegt, dass ein effektiver Sprinklerschutz die Brandschäden deutlich reduziert: In nicht gesprinklerten Bereichen sind diese im Durchschnitt sechsmal höher [1]. Naturgemäß tauchen Vorfälle, in denen Sprinkleranlagen einen Brand verhindert bzw. stark eingedämmt haben, in den Auswertungen gar nicht auf.
Automatische Löschanlagen detektieren einen Brand frühzeitig und bekämpfen ihn bereits im Frühstadium und auch in betriebsfreien Zeiten. Dadurch verzögern sie die Brandausbreitung und wirken Hitzebelastung und Verrauchung entgegen, sodass auch die manuelle Brandbekämpfung erleichtert wird. Wasserlöschanlagen können darüber hinaus zahlreiche aggressive Chemikalien binden bzw. niederschlagen, was die Belastung von Einsatzkräften und Umwelt verringert. Automatische Löschanlagen lassen sich flexibel einsetzen. Je nach Einsatzzweck sind unterschiedliche Kombinationen aus Anlagentypen und Löschgasen erhältlich (siehe Info-Kasten „Wasserlöschanlagen – zuverlässig und wirtschaftlich“).

Löschanlagen schützen zuverlässig
Für einen Raumschutz werden häufig Sprinkleranlagen eingesetzt, die auch größere Flächen zuverlässig schützen. Über Sprinkler sind selbst bei Fachleuten zahlreiche Märchen und Mythen in Umlauf, die jeder Grundlage entbehren [2]. So lösen Sprinkler nicht flächendeckend aus, sondern löschen selektiv nur in der Nähe des Brandherdes. Dabei verbrauchen sie weitaus weniger Löschwasser, als die Feuerwehr benötigen würde. Mit Sprinkleranlagen kann deshalb ein Löschwasserrückhaltebecken nach Abstimmung mit Behörden und Versicherer deutlich kleiner dimensioniert werden.
Einzelne Objekte bzw. Anlagen lassen sich mit Sprühwasserlöschanlagen schützen, vor allem bei großen Brandlasten und wenn es um die Verhinderung einer schnellen Brandausbreitung geht. Sprühwasserlöschanlagen arbeiten mit offenen Löschdüsen und verteilen das Löschwasser schnell über den gesamten Löschbereich. Wassernebellöschanlagen benötigen lediglich 10 % der Löschmittelmenge einer Sprinkleranlage. Für den Schutz spezieller Bereiche, beispielsweise elektrische Betriebsräume, Serverräume oder Lagerräume für brennbare Flüssigkeiten, lassen sich auch Gaslöschanlagen einsetzen. Dabei ist zu beachten, dass CO₂ als Löschmittel mit einigen in der Galvanik eingesetzten Chemikalien reagiert und dann nicht eingesetzt werden kann.

Gesamtkonzept ist entscheidend
Automatische Löschanlagen schützen zuverlässig, stellen aber nur einen Ausschnitt aus dem Brandschutzkonzept dar. Genauso wichtig sind bauliche und verfahrenstechnische Maßnahmen wie die Abtrennung der Galvanikanlagen als eigenen Brandabschnitt und ihre Anordnung an mindestens einer Außenwand. Prozessbäder sollten nur indirekt beheizt werden und auf brennbare Kunststoffe wie PP oder PE sollte verzichtet werden. Besonders wichtig sind feuerfeste Abschottungen von Wanddurchbrüchen und die Absicherung von Leitungs- und Abluftanlagen, da sich ansonsten ein Feuer in Sekundenschnelle über das ganze Gebäude ausbreiten kann. Diese und zahlreiche andere Maßnahmen sind im neuen Leitfaden beschrieben, einschließlich Hinweisen zur Risiko- und Gefahrenanalyse.

Literatur
[1] VdS 3412: Galvanotechnische Betriebe –
Gefahren, Risiken, Schutzmaßnahmen.
[2] Die populärsten Märchen über
Sprinkleranlagen und was dahintersteckt.
bit.ly/2Niz7sE

Autor: Dr. Wolfram Krause, Geschäftsführer des bvfa (Bundesverband Technischer Brandschutz)

Leitfaden zum Brandschutz in galvanotechnischen Betrieben
Brandereignisse in galvanotechnischen Betrieben – umgangssprachlich als Galvaniken bezeichnet – sind in den vergangenen Jahren zunehmend in den Fokus gerückt. Versicherer verzeichnen hier regelmäßig Feuer- und Explosionsschäden und in deren Folge Betriebsunterbrechungen. Ebenso werden auch Umweltschäden verursacht, z. B. durch Brandfolgeprodukte, kontaminiertes Löschwasser und auslaufende Chemikalien.
Der Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft e. V. (GDV) hat mit dem Zentralverband Oberflächentechnik e. V. (ZVO) einen Leitfaden erarbeitet, der die Gefahren und Risiken durch Brände, Explosionen und die Ausbreitung von Rauch und Brandfolgeprodukten in Galvanikbetrieben aufzeigt sowie mögliche Schutzmaßnahmen beschreibt. Er richtet sich an galvanotechnische Betriebe, die Oberflächen durch elektrolytische Wirkbäder oder durch chemische Verfahren bearbeiten. Nicht berücksichtigt werden Verfahren ohne Prozessbäder wie Lackieren, Pulverbeschichten oder Feuerverzinken. Der Leitfaden kann kostenlos unter bit.ly/2O3ZT7R heruntergeladen werden.

Wasserlöschanlagen – zuverlässig und wirtschaftlich
In automatischen Löschanlagen wird Wasser mit Abstand am häufigsten als Löschmittel eingesetzt. Wasser ist preiswert, überall verfügbar und vielfältig einsetzbar. Man unterscheidet grob zwischen drei Anlagentypen.

Sprinkleranlagen
Sprinkleranlagen werden in Galvanikbetrieben häufig als flächendeckender Raumschutz eingesetzt. Sie verteilen das Löschwasser über ein Rohrleitungssystem und Düsen (Sprinkler) selektiv am Brandort. Im Brandfall zerspringt eine Glasampulle und öffnet das Alarmventil des jeweiligen Löschbereiches. Nur dort wird das Feuer über die Sprinklerdüsen gelöscht, die restlichen Sprinkler bleiben geschlossen. In Bereichen, wo es auf eine besonders hohe Fehlauslösesicherheit ankommt, können vorgesteuerte Trockenanlagen eingesetzt werden.

Sprühwasserlöschanlagen
Sprühwasserlöschanlagen arbeiten im Gegensatz zu Sprinklern mit offenen Löschdüsen und verteilen das Wasser über den gesamten Löschbereich. Sie werden in galvanotechnischen Betrieben häufig im Objektschutz eingesetzt, wenn eine schnelle Brandausbreitung zu erwarten ist und/oder große Brandlasten vorhanden sind. Die Auslösung erfolgt üblicherweise durch Brandmeldeanlagen mit Zwei-Meldungs-Abhängigkeit, um Fehlauslösungen zu vermeiden.

Wassernebellöschanlagen
Wassernebellöschanlagen erzeugen feinste Wassertröpfchen mit großer Oberfläche. Der Löscheffekt beruht auf einer effizienten Kühlung und Sauerstoffverdrängung. Dadurch benötigen diese Anlagen nur etwa 10 % des Löschwassers einer Sprinkleranlage und besitzen geringere Rohrdurchmesser. Wassernebellöschanlagen sind als offene oder geschlossene Systeme mit verschiedensten Auslösemechanismen erhältlich.