CEN/TR 15281:2006

Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions

Inerting is a measure to prevent explosions. By feeding inert gas into a system which is to be protected against an explosion, the oxygen content is reduced below a certain concentration until no explosion can occur. The addition of sufficient inert gas to make any mixture non-flammable when mixed with air (absolute inerting) is only required in rare occasions. The requirements for absolute inerting will be discussed. Inerting may also be used to influence the ignition and explosion characteristics of an explosive atmosphere.
The guidance given on inerting is also applicable to prevent an explosion in case of a fire.
The following cases are not covered by the guideline:
-   admixture of an inert dust to a combustible dust;
-   inerting of flammable atmospheres by wire mesh flame traps in open spaces of vessels and tanks;
-   fire fighting;
-   avoiding an explosive atmosphere by exceeding the upper explosion limit of a flammable substance.
Inerting which is sufficient to prevent an explosion is not a protective measure to prevent fires, self-ignition, exothermic reactions or a deflagration of dust layers and deposits.

Leitsätze für die Inertisierung zum Explosionsschutz

Inertisieren ist eine Maßnahme zum Explosionsschutz. Durch das Einbringen eines Inertgases in eine gegen Explosionen zu schützende Anlage wird der Sauerstoffgehalt unter eine bestimmte Konzentration gesenkt, bis keine Explosion mehr möglich ist. Der Zusatz von ausreichend Inertgas, um ein Gemisch nicht brennbar zu machen, wenn es mit Luft gemischt wird (totale Inertisierung) ist nur in seltenen Fällen erforderlich. Die Anforderungen an totales Inertisieren werden erläutert. Eine Zugabe von Inertgas kann ebenfalls eingesetzt werden, um die Zünd- und Explosionseigenschaften einer explosionsfähigen Atmosphäre zu beeinflussen.
Die Leitsätze für Inertisierung gelten auch zur Vermeidung von Explosionen im Brandfall.
Die folgenden Fälle sind durch die Leitsätze nicht abgedeckt:
   Inertstaub wird einem brennbaren Staub beigemischt;
   Verhinderung der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre durch flammenlöschende Drahtgewebe in offenen Räumen von Behältern oder Tanks;
   Brandbekämpfung;
   Vermeiden einer explosionsfähigen Atmosphäre durch Überschreiten der oberen Explosionsgrenze eines brennbaren Stoffes.
Ein für den Explosionsschutz ausreichendes Inertisieren ist keine Schutzmaßnahme zur Brandverhütung, gegen Selbstentzündung, exotherme Reaktionen oder eine Deflagration von Staubschichten und ­ablagerungen.

Atmosphères explosibles - Guide de l'inertage pour la prévention des explosions

L'inertage est une mesure de prévention des explosions. En introduisant un gaz inerte dans un système qui doit être protégé contre une explosion, la teneur en oxygène est réduite au-dessous d'une certaine concentration, de telle manière qu'aucune explosion ne puisse se produire. L'adjonction de suffisamment de gaz inerte pour rendre ininflammable un mélange quelconque, lorsqu'il est mélangé à l'air, (inertage absolu) n'est exigée que dans de rares occasions. Les exigences relatives à l'inertage absolu seront traitées. L'inertage peut également être utilisé pour influer sur les caractéristiques d'inflammation et d'explosion d'une atmosphère explosive.
Les recommandations indiquées pour l'inertage sont également applicables pour empêcher une explosion en cas d'incendie.
Les cas suivants ne sont pas couverts par ces recommandations :
-   adjonction de poussière inerte à une poussière combustible ;
-   inertage d'atmosphères explosives par des arrête-flammes de treillis métallique dans les espaces libres des cuves et des réservoirs ;
-   lutte contre l'incendie ;
-   prévention d'une atmosphère explosive par le dépassement de la limite supérieure d'explosivité d'une substance inflammable.
L'inertage qui est suffisant pour empêcher une explosion, n'est pas une mesure de protection pour empêcher les incendies, l'auto inflammation, les réactions exothermiques ou une déflagration de couches et de dépôts de poussière.

Vodilo o inertizaciji za preprečitev eksplozij

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 23-May-2006
• Withdrawal Date: 18-Oct-2022
• ICS: 13.230 - Explosion protection
• Technical Committee: CEN/TC 305 - Potentially explosive atmospheres - Explosion prevention and protection
• Drafting Committee: CEN/TC 305/WG 3 - Devices and systems for explosion prevention and protection (provisional title)
• Current Stage: 9960 - Withdrawal effective - Withdrawal
• Completion Date: 19-Oct-2022
• Ref Project: SIST-TP CEN/TR 15281:2006 - Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions

Relations

• Replaced By: CEN/TR 15281:2022 - Potentially explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Guidance on inerting for the prevention of explosions
• Effective Date: 26-Oct-2022

Standards Content (Sample)

SLOVENSKI STANDARD
01-september-2006
9RGLORRLQHUWL]DFLML]DSUHSUHþLWHYHNVSOR]LM
Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions
Leitlinien für die Inertisierung zum Explosionsschutz
Atmospheres explosibles - Guide de l'inertage pour la prévention des explosions
Ta slovenski standard je istoveten z: CEN/TR 15281:2006
ICS:
13.230
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

TECHNICAL REPORT
CEN/TR 15281
RAPPORT TECHNIQUE
TECHNISCHER BERICHT
May 2006
ICS 13.230
English Version
Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions
Atmosphères explosibles - Guide de l'inertage pour la
prévention des explosions
This Technical Report was approved by CEN on 8 November 2005. It has been drawn up by the Technical Committee CEN/TC 305.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, France,
Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania,
Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland and United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
Management Centre: rue de Stassart, 36  B-1050 Brussels
© 2006 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. CEN/TR 15281:2006: E
worldwide for CEN national Members.

Contents Page
Foreword.4
1 Scope .5
2 Normative references .5
3 Terminology and abbreviations .6
3.1 Terminology .6
3.2 Abbreviations.7
4 Inert gases.8
5 Influence of the oxygen concentration on explosive atmospheres .9
5.1 General.9
5.2 Gas and vapour explosions. 10
5.3 Dust explosions . 13
5.4 Hybrid mixtures. 15
5.5 Mists. 15
5.6 Influence of process parameters . 15
6 Methods of Inerting. 18
6.1 General. 18
6.2 Pressure swing inerting . 19
6.3 Vacuum-swing inerting . 19
6.4 Flow-through inerting. 20
6.5 Displacement inerting . 21
6.6 Maintaining inert conditions. 21
7 Inerting systems . 23
7.1 General introduction . 23
7.2 Inert gas supply . 23
7.3 Monitoring and control system . 24
7.4 Methods . 25
8 Reliability. 27
8.1 Demands for safety critical equipment . 27
8.2 Inerting systems . 28
9 Personnel and environmental protection. 28
10 Information for use . 29
Annex A (informative) Oxygen monitoring technology. 30
Annex B (informative) Equations for pressure-swing inerting . 33
Annex C (informative) Calculations for flow-through inerting.36
Annex D (informative) Addition of solids to an inerted vessel using a double valve arrangement . 38
Annex E (informative) Addition of solids down a charge-chute to an open vessel . 41
Annex F (informative) Examples on inerting specific items of process equipment. 45
Annex G (informative) Prevention of diffusion of air down vent pipes. 50
Bibliography. 52

Figures
Figure 1 — Influence of inert gas on explosion limits of methane (according to [32], Figure 28).10
Figure 2 — Flammability diagram for air-propane-nitrogen (according to [8]).11
Figure 3 — Triangular flammability diagram for fuel-oxygen-nitrogen .12
Figure 4 — Influence of oxygen concentration on the explosion pressure of brown coal (according to
[7]).13
Figure 5 — Influence of oxygen concentration on the rate of explosion pressure rise of brown coal
(according to [7]).14
Figure 6 — Influence of oxygen concentration on maximum explosion pressure for brown coal
(according to [29]).14
Figure 7 — Effect of temperature on ignition sensitivity of dusts (according to [7]).16
Figure 8 — Temperature influence on limiting oxygen concentration (according to [29]).17
Figure 9 — Influence of pressure on inerting brown coal (according to [29]).17
Figure 10 — Pressure influence on amount of inert gas required for inerting propane (according to [32],
Figure 40) .18
Figure 11 — Specification of safe limits for control .25
Figure D.1 — Example of addition of solids for an inerted vessel using a double value arrangement .38
Figure F.1 — Agitated pressure filter/dryer .45
Figure F.2 — Top discharge centrifuge.46
Figure F.3 — Inverting filter horizontal basket centrifuge .47
Figure F.4 — Pinned disc grinding mill.48
Figure F.5 — Horizontal paddle dryer .49
Figure G.1 — Value of exponent N in equation [18] for various pipe diameters .51
Tables
Table B.1 — Typical rates of pressure rise for vacuum systems.35
Table B.2 — Selected values of k = C /C for various inert gases.35
p v
Foreword
This Technical Report (CEN/TR 15281:2006) has been prepared by Technical Committee CEN/TC 305
“Potentially explosive atmospheres – Explosion prevention and protection”, the secretariat of which is held by
DIN.
1 Scope
Inerting is a measure to prevent explosions. By feeding inert gas into a system which is to be protected
against an explosion, the oxygen content is reduced below a certain concentration until no explosion can
occur. The addition of sufficient inert gas to make any mixture non-flammable when mixed with air (absolute
inerting) is only required in rare occasions. The requirements for absolute inerting will be discussed. Inerting
may also be used to influence the ignition and explosion characteristics of an explosive atmosphere.
The guidance given on inerting is also applicable to prevent an explosion in case of a fire.
The following cases are not covered by the guideline:
 admixture of an inert dust to a combustible dust;
 inerting of flammable atmospheres by wire mesh flame traps in open spaces of vessels and tanks;
 fire fighting;
 avoiding an explosive atmosphere by exceeding the upper explosion limit of a flammable substance.
Inerting which is sufficient to prevent an explosion is not a protective measure to prevent fires, self-ignition,
exothermic reactions or a deflagration of dust layers and deposits.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
EN 1127-1:1997, Explosive atmospheres – Explosion prevention and protection – Part 1: Basic concepts and
methodology.
EN 14034-4, Determination of explosion characteristics of dust clouds – Part 4: Determination of the limiting
oxygen concentration LOC of dust clouds.
prEN 14756, Determination of the limiting oxygen concentration (LOC) for gases and vapours.
EN 50104, Electrical apparatus for the detection and measurement of oxygen – Performance requirements
and test methods.
IEC 61508-1, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 1: General requirements (IEC 61508-1:1998 + Corrigendum 1999)
IEC 61508-2, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 2: Requirements for electrical/electronic/programmable electronic safety- related systems (IEC 61508-
2:2000).
IEC 61508-3, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 3: Software requirements (IEC 61508-3:1998 + Corrigendum 1999).
IEC 61511-1, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 1:
Framework, definitions, system, hardware and software requirements (IEC 61511-1:2003 + corrigendum
2004).
IEC 61511-2, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 2:
Guidelines for the application of IEC 61511-1 (IEC 61511-2:2003).
IEC 61511-3, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 3:
Guidance for the determination of the required safety integrity levels (IEC 61511-3:2003 + corrigendum 2004).
3 Terminology and abbreviations
For the purposes of this Technical Report, the terms and definitions given in EN 1127-1:1997 and the
following apply.
3.1 Terminology
3.1.1
inerting
replacement of atmospheric oxygen in a system by a non-reactive, non-flammable gas, to make the
atmosphere within the system unable to propagate flame
3.1.2
absolute inerting
absolutely inerted mixture is one which does not form a flammable atmosphere when mixed with air in any
proportion because the ratio of inert to fuel is sufficiently high
3.1.3
Limiting Oxygen Concentration (LOC)
experimentally determined oxygen concentration which will not allow an explosion in a fuel/air/inert gas
mixture
NOTE It is a characteristic which is specific for a given fuel/inert gas combination. The determination should be in
accordance wit
...

SLOVENSKI STANDARD
01-september-2006
9RGLORRLQHUWL]DFLML]DSUHSUHþLWHYHNVSOR]LM
Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions
Leitlinien für die Inertisierung zum Explosionsschutz
Atmospheres explosibles - Guide de l'inertage pour la prévention des explosions
Ta slovenski standard je istoveten z: CEN/TR 15281:2006
ICS:
13.230 Varstvo pred eksplozijo Explosion protection
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.

TECHNISCHER BERICHT
CEN/TR 15281
TECHNICAL REPORT
RAPPORT TECHNIQUE
Mai 2006
ICS 13.230
Deutsche Fassung
Leitsätze für die Inertisierung zum Explosionsschutz
Guidance on Inerting for the Prevention of Explosions Atmosphères explosibles - Guide de l'inertage pour la
prévention des explosions
Dieser Technische Bericht (TR) wurde vom CEN am 8.November 2005 als eine künftige Norm zur vorläufigen Anwendung angenommen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich,
Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal,
Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreich
und Zypern.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
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© 2006 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. CEN/TR 15281:2006 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.

CEN/TR 15281:2007 (D)
Inhalt
Seite
1 Anwendungsbereich .5
2 Normative Verweisungen.5
3 Begriffe und Abkürzungen.6
3.1 Begriffe .6
3.2 Abkürzungen.7
4 Inertgase.9
5 Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf explosionsfähige Atmosphären .9
5.1 Allgemeines.9
5.2 Gas- und Dampfexplosionen. 10
5.3 Staubexplosionen. 12
5.4 Hybride Gemische . 15
5.5 Flüssigkeitsnebel. 15
5.6 Einfluss von Prozessparametern. 15
6 Inertisierungsverfahren. 18
6.1 Allgemeines. 18
6.2 Druckwechselverfahren (Überdruckmethode). 19
6.3 Druckwechselverfahren (Vakuummethode). 20
6.4 Durchfluss-Inertisierung . 20
6.5 Verdrängungs-Methode . 21
6.6 Aufrechterhaltung inerter Bedingungen . 22
7 Inertisierungsanlagen . 24
7.1 Allgemeine Einführung . 24
7.2 Zuführung von Inertgas . 24
7.3 Überwachungs- und Regelungssystem . 25
7.4 Verfahren . 26
8 Zuverlässigkeit. 28
8.1 Anforderungen an sicherheitsgerichtete Überwachungen . 28
8.2 Inertisierungsanlagen . 28
9 Schutz von Personal und Umwelt. 29
10 Benutzerinformation. 30
Anhang A (informativ) Sauerstoffüberwachungstechnik. 31
Anhang B (informativ) Gleichungen für die Inertisierung Druckwechselverfahren . 34
Anhang C (informativ) Berechnungen für Durchfluss-Inertisierung. 38
Anhang D (informativ) Zuführung von Feststoffen in einen inertisierten Behälter mittels
Taktschleuse. 40
Anhang E (informativ) Zuführung von Feststoffen über eine Schurre in einen geöffneten Behälter. 43
Anhang F (informativ) Beispiele für die Inertisierung einiger Prozessschritte. 47
Anhang G (informativ) Verhinderung des Eindringens von Luft durch Entlüftungsrohre . 52
CEN/TR 15281:2007 (D)
Seite
Bilder
Bild 1 — Einfluss von Inertgas auf die Explosionsgrenzen von Methan (entsprechend [32],
Bild 28) .10
Bild 2 — Diagramm der Explosionsfähigkeit für Luft-Propan-Stickstoff (entsprechend [8]) .11
Bild 3 — Dreiecksdiagramm der Brennbarkeit für Brennstoff-Sauerstoff-Stickstoff.12
Bild 4 — Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf den maximalen Explosionsdruck für
Braunkohle (entsprechend [7]).13
Bild 5 — Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf den maximalen zeitlichen
Explosionsdruckanstieg für Braunkohle (entsprechend [7]) .14
Bild 6 — Einfluss der Sauerstoffkonzentration auf den maximalen Explosionsdruck für
Braunkohle (entsprechend [29]).14
Bild 7 — Einfluss der Temperatur auf die Zündempfindlichkeit von Stäuben (entsprechend [7]) .16
Bild 8 — Einfluss der Temperatur auf die Sauerstoffgrenzkonzentration (entsprechend [29]).17
Bild 9 — Einfluss des Druckes auf die Inertisierung von Braunkohle (entsprechend [29]) .17
Bild 10 — Einfluss des Druckes auf die Menge des für die Inertisierung von Propan
erforderlichen Inertgases (entsprechend [32], Bild 40) .18
Bild 11 — Festlegung der Konzentrationsgrenzwerte für die Steuerung.26
Bild D.1 — Beispiel für die Zuführung von Feststoffen in einen inertisierten Behälter mittels einer
Taktschleuse .40
Bild F.1 — Druckfilter/Trockner mit Rührwerkzeug .47
Bild F.2 — Zentrifuge mit Deckelentnahme .48
Bild F.3 — Horizontale Korbzentrifuge mit Wendefilter .49
Bild F.4 — Stiftmühle .50
Bild F.5 — Horizontal-Schaufelradtrockner.51
Bild G.1 — Wert für den Exponenten N in Gleichung (18) für verschiedene Rohrdurchmesser .53
Tabellen
Tabelle B.1 — Charakteristischer zeitlicher Druckanstieg in Vakuumanlagen.37
Tabelle B.2 — Ausgewählte Werte für k = C /C für verschiedene Inertgase .37
p v
CEN/TR 15281:2007 (D)
Vorwort
Dieser Technische Fachbericht (CEN/TR 15281:2006) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 305
„Explosionsfähige Atmosphären – Explosionsschutz“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
CEN/TR 15281:2007 (D)
1 Anwendungsbereich
Inertisieren ist eine Maßnahme zum Explosionsschutz. Durch das Einbringen eines Inertgases in eine gegen
Explosionen zu schützende Anlage wird der Sauerstoffgehalt unter eine bestimmte Konzentration gesenkt, bis
keine Explosion mehr möglich ist. Der Zusatz von ausreichend Inertgas, um ein Gemisch nicht brennbar zu
machen, wenn es mit Luft gemischt wird (totale Inertisierung) ist nur in seltenen Fällen erforderlich. Die
Anforderungen an totales Inertisieren werden erläutert. Eine Zugabe von Inertgas kann ebenfalls eingesetzt
werden, um die Zünd- und Explosionseigenschaften einer explosionsfähigen Atmosphäre zu beeinflussen.
Die Leitsätze für Inertisierung gelten auch zur Vermeidung von Explosionen im Brandfall.
Die folgenden Fälle sind durch die Leitsätze nicht abgedeckt:
⎯ Inertstaub wird einem brennbaren Staub beigemischt;
⎯ Verhinderung der Explosion einer explosionsfähigen Atmosphäre durch flammenlöschende Drahtgewebe
in offenen Räumen von Behältern oder Tanks;
⎯ Brandbekämpfung;
⎯ Vermeiden einer explosionsfähigen Atmosphäre durch Überschreiten der oberen Explosionsgrenze eines
brennbaren Stoffes.
Ein für den Explosionsschutz ausreichendes Inertisieren ist keine Schutzmaßnahme zur Brandverhütung,
gegen Selbstentzündung, exotherme Reaktionen oder eine Deflagration von Staubschichten und
-ablagerungen.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokumentes erforderlich. Bei datierten
Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte
Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
EN 1127-1:1997, Explosionsfähige Atmosphären – Explosionsschutz – Teil 1: Grundlagen und Methodik
EN 14034-4, Bestimmung der Explosionskenngrößen von Staub/Luft-Gemischen – Teil 4: Bestimmung von
Sauerstoffgrenzkonzentrationen (SGK) von Staub/Luft-Gemischen
prEN 14756, Bestimmung der Sauerstoffgrenzkonzentration (SGK) für Gase und Dämpfe
EN 50104, Elektrische Geräte für die Detektion und Messung von Sauerstoff – Anforderungen an das
Betriebsverhalten und Prüfverfahren
IEC 61508-1, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 1: General requirements (IEC 61508-1:1998 + Corrigendum 1999)
IEC 61508-2, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 2: Requirements for electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems
(IEC 61508-2:2000)
IEC 61508-3, Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems –
Part 3: Software requirements (IEC 61508-3:1998 + Corrigendum 1999)
IEC 61511-1, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 1:
Framework, definitions, system, hardware and software requirements (IEC 61511-1:2003 +
Corrigendum 2004)
IEC 61511-2, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 2:
Guidelines for the application of IEC 61511-1 (IEC 61511-2:2003)
IEC 61511-3, Functional safety – Safety instrumented systems for the process industry sector – Part 3:
Guidance for the determination of the required safety integrity levels (IEC 61511-3:2003 + Corrigendum 2004)
CEN/TR 15281:2007 (D)
3 Begriffe und Abkürzungen
Für die Anwendung dieses Technischen Berichtes gelten die Begriffe nach EN 1127-1:1997 und die
folgenden Begriffe.
3.1 Begriffe
3.1.1
Inertisierung
Ersetzen atmosphärischen Sauerstoffs in einer Anlage durch ein nicht reaktives, nicht brennbares Gas, um
eine Flammenausbreitung in der Atmosphäre einer Anlage unmöglich zu machen
3.1.2
totale Inertisierung
ein total inertisiertes Gemisch bildet keine brennbare Atmosphäre, wenn es mit einem beliebigen Anteil Luft
vermischt wird, weil das Verhältnis von Inertisierungsmittel zu Bre
...