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Explosion an einer Bogenoffsetmaschine durch Staub/Luft-Gemisch

Ein Gutachter berichtet aus der Praxis
 

Die äußerlich erkennbare Flammenausbreitung.

In der verlängerten Bogenauslage einer Sechsfarben-Bogenoffsetmaschine mit Lackierwerk und einer Kombination UV-, IR- und Warmlufttrocknung in der Auslage kam es zu einer Explosion, deren zeitlicher Verlauf von einer Überwachungskamera im Drucksaal erfasst wurde. Es bestand die Aufgabe, den Schadenshergang und die wahrscheinliche Schadensursache zu ermitteln.

Zusätzlich war zu prüfen, ob bei bestimmungsgemäßem Betrieb und bei Einhaltung eindeutig festgelegter Arbeits-, Wartungs- und Sicherheitsanweisungen die Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre ausgeschlossen werden kann.

Sachverhalt

Mit der Maschine werden sowohl oxydativ trocknende Farb- und Lacksysteme als auch UV-Farben und UV-Lacke verdruckt. In der Auslage ist ein Puderdruckbestäuber installiert, eine gesonderte Puderabsaugung ist nicht vorhanden. In der Auslage befindet sich eine Entelektrisierungseinrichtung.

Beim Druck eines Auftrages, mit UV-Farben und UV-Lack, wurde die Knautschkontrolle in der Auslage ausgelöst und es kam unmittelbar danach zu einer Explosion. Die zwei Bilder zeigen die äußerlich erkennbare Flammenausbreitung nach 640 ms und 1300 ms. Ein Ausbreiten des Feuers wurde durch den sofortigen Einsatz von Pulverfeuerlöschern verhindert.

Um die wahrscheinliche Schadensursache zu ermitteln, erfolgte nach der Explosion die Entnahme von in der verlängerten Auslage vorgefundenen Stoffen. Zur Charakterisierung explosionsfähiger Stoffgemische in der Auslage erfolgte die nähere Untersuchung eines möglichen Lösemitteldampf/Luft-Gemisches bestehend aus Isopropanol, UV-Waschmittel und UV-Lackresten. Offene Behälter mit diesen Stoffen standen direkt neben der verlängerten Auslage in unmittelbarer Nähe des Zuluftgebläses für die Trockner.

Schadensursache

Als alleinige Schadensursache kamen Dämpfe aus diesen Stoffen nicht infrage, weil der Luftdurchsatz des Zuluftgebläses zu einer erheblichen Senkung der Isopropanol-Konzentration führt. Es war deshalb die Untersuchung von Staub/Luft-Gemischen geboten. Das verwendete Druckbestäubungs-puder ist ein sehr feinkörniges aus natürlicher Stärke bestehendes Pulver.

Es hat eine Zündtemperatur von etwa 460° C. Die untere Explosionsgrenze liegt bei Werten zwischen 30 und 60 g/m³ bezogen auf Bogenauslagen. Allgemein gilt, dass 60 g Stärkepuder einer Schichtdicke von 1,5 mm auf einer Fläche von der Größe A5 entsprechen.

Zündquelle

Als Zündquelle kam mit größter Wahrscheinlichkeit die Oberflächentemperatur der UV-Strahler von rund 850° C in Betracht, die erheblich über der Zündtemperatur des Staub/Luft-Gemisches lag. Funkenentzündung infolge elektrostatischer Entladung oder durch elektrische Kurzschlussfunken konnten ausgeschlossen werden.

Explosionsursache war ein explosionsfähiges Puder/Luft-Gemisch, hervorgerufen durch große Mengen an Puderablagerungen in der verlängerten Auslage. Ein Lösungsmitteldampf/Luft-Gemisch als alleinige Ursache der Explosion scheidet aus. Die kurzzeitig über der Auslage erkennbare Stichflamme deutet darauf hin, dass die Zündung der Staubwolke innerhalb des Trockners bereits eingeleitet war und durch den Druckaufbau der anlaufenden Explosion zündfähiger Staub nach außen gedrückt wurde und zu der Stichflamme führte.

Der bestimmungsgemäße Betrieb wurde mehrfach nicht eingehalten. Am Puderdruckbestäuber war eine Pudermenge von 90% vorgewählt, der Isopropanolgehalt im Feuchtmittel betrug 10%, eine gesonderte Puderabsaugung war nicht vorhanden. Ablagerungen von Druckpuderstaub müssen in der Auslage stets kleiner als 1 mm sein, die Kontrolle der Puderablagerungen hat täglich zu erfolgen und ist zu dokumentieren. Isopropanol muss so sachgerecht eingesetzt werden, dass nicht mehr als zehn Liter zusammenhängende explosionsfähige Atmosphäre entstehen können. Behälter mit Isopropanol und Gemischen von Isopropanol und UV-Waschmittel sind stets verschlossen zu halten und dürfen nur in kleinen Mengen direkt an der Druckmaschine stehen. Es ist zu verhindern, dass solche Dämpfe bei laufendem Betrieb direkt in die Maschine geraten können. Bei Beachtung der Regeln zum bestimmungsgemäßen Betrieb derartiger Bogenoffsetmaschinen können die hier geschilderten Explosionsgefahren ausgeschlossen werden.

Der Gutachter 

Dr.-Ing. Peter Hofmann war Sachverständiger für Druckmaschinen und Druckverfahren. Der ehemalige Geschäftsführer des Sächsischen Instituts für die Druckindustrie (SID) Leipzig und Vorstandsvorsitzende des Vereins Polygraph Leipzig e.V. ist im Frühjahr 2017 im Alter von 78 Jahren verstorben.
www.sidleipzig.de

Erschienen in DD21/2016

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