![]() Einstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an. ▢ Regelwerk Technische Regeln, TRBS, TRGS | ![]() |
TRGS 727 - Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen
Technische Regeln für Gefahrstoffe (TRGS)
Vom 28. Januar 2016
(GMBl Nr. 12-17 vom 26.04.2016 S. 256, ber. S. 623 16)
ersetzt TRBS 2153 2009 und wurde als DGUV I 213-060 bzw. Merkblatt T 033 der BG RCI veröffentlicht
Die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) geben den Stand der Technik, Arbeitsmedizin und Arbeitshygiene sowie sonstige gesicherte arbeitswissenschaftliche Erkenntnisse für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen, einschließlich deren Einstufung und Kennzeichnung wieder.
Sie werden vom
Ausschuss für Gefahrstoffe
ermittelt bzw. angepasst und vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales im Gemeinsamen Ministerialblatt bekannt gegeben.
Diese TRGS konkretisiert im Rahmen des Anwendungsbereichs die Anforderungen der Gefahrstoffverordnung. Bei Einhaltung der Technischen Regel kann der Arbeitgeber insoweit davon ausgehen, dass die entsprechenden Anforderungen der Verordnungen erfüllt sind. Wählt der Arbeitgeber eine andere Lösung, muss er damit mindestens die gleiche Sicherheit und den gleichen Gesundheitsschutz für die Beschäftigten erreichen.
Die vorliegende Technische Regel TRGS 727 beruht auf der BGR 132 des Fachausschusses Chemie der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV). Der Ausschuss für Gefahrstoffe hat die Inhalte der BGR 132 in Anwendung des Kooperationsmodells (BArbBl. 6/2003 S. 48) als TRGS in sein Regelwerk übernommen.
Dem Fachbereich Rohstoffe und Chemische Industrie obliegt in Absprache mit dem AGS die Fortschreibung der TRGS 727. Hält der AGS Änderungen für erforderlich, wird er den Fachbereich Rohstoffe und Chemische Industrie bitten, die Möglichkeit der Anpassung zu überprüfen.
1 Anwendungsbereich
(1) Diese Technische Regel gilt für die Beurteilung und die Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen in explosionsgefährdeten Bereichen und für die Auswahl und Durchführung von Schutzmaßnahmen zum Vermeiden dieser Gefahren.
(2) Macht der Arbeitgeber von der Möglichkeit Gebrauch, gemäß Anhang 1 Nummer 1.6 Absatz 3 GefStoffV von einer Zoneneinteilung abzusehen, sind grundsätzlich die gemäß dieser technischen Regel für die Zone 0 bzw. 20 angegebenen Schutzmaßnahmen zu treffen. Abweichungen hiervon sind zulässig, wenn diese in der Dokumentation der Gefährdungsbeurteilung nach § 6 Absatz 9 GefStoffV begründet festgelegt werden.
(3) Diese Technische Regel findet sinngemäß auch Anwendung auf die Beurteilung und die Vermeidung von Zündgefahren explosionsfähiger Gemische unter anderen als atmosphärischen Bedingungen oder mit anderen Reaktionspartnern als Luft sowie in anderen reaktionsfähigen Systemen.
(4) Diese Technische Regel kann sinngemäß auch angewendet werden, um elektrostatische Aufladungen als Zündursache für Brände zu vermeiden.
(5) Diese Technische Regel gilt auch für die Beurteilung der Bereiche, die durch explosionsgefährliche Stoffe und Gemische gefährdet sind, soweit für diese keine Regelungen bestehen.
2 Begriffsbestimmungen
(1) Medien im Sinne dieser TRGS sind Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe, mit denen im Betrieb umgegangen wird.
(2) Material ist die Bezeichnung für Werkstoffe, aus denen Gegenstände oder Einrichtungen bestehen.
(3) Gegenstände oder Einrichtungen sind aus Materialien gefertigt und stehen in der Regel mit Medien in Kontakt.
(4) Durchgangswiderstand RD ist der elektrische Widerstand eines Materials oder eines Gegenstandes durch das Material oder den Gegenstand hindurch bestimmt unter Anwendung einer bestimmten Elektrodenanordnung. Der Durchgangswiderstand wird in Ω angegeben.
(5) Spezifischer Widerstand p ist der Durchgangswiderstand eines Mediums oder Materials bezogen auf die Einheitslänge und Einheitsquerschnittsfläche. Der spezifische Widerstand wird in Ωm angegeben.
(6) Oberflächenwiderstand Ro ist der elektrische Widerstand gemessen auf der Oberfläche eines Gegenstandes. Er wird zwischen zwei parallelen Elektroden geringer Breite und jeweils 100 mm Länge, die 10 mm auseinander liegen und mit der zu messenden Oberfläche Kontakt haben, gemessen. Die Messspannung beträgt mindestens 100 V, abhängig vom Widerstandsbereich. Der Oberflächenwiderstand wird in Ω angegeben.
(7) Spezifischer Oberflächenwiderstand Ro ist der elektrische Widerstand gemessen auf der Oberflache eines Gegenstandes. Die Messung erfolgt zwischen zwei parallelen Elektroden geringer Breite und der Länge L. Der Abstand A der Elektroden ist gleich ihrer Länge L (A = L). Der Messwert wird in Ω angegeben.
(8) Streifenwiderstand RST ist der elektrische 'Widerstand an Streifen aus textilen Flächengebilden, die zur Verbesserung der Ableitfähigkeit von elektrostatischen Ladungen Beimischungen aus Materialien enthalten, deren Widerstand wesentlich geringer ist als der des textilen Grundmaterials, z.B. Carbonfasern oder metallisierte Fäden. Der Streifenwiderstand RST wird an Textilstreifen mit den Abmessungen 50 mm x 350mm ermittelt.
(9) Ableitwiderstand RE eines Gegenstandes ist sein elektrischer Widerstand gegen Erdpotenzial, oft Erde genannt. Der Ableitwiderstand wird in Ω angegeben.
(10) Leitfähigkeit K ist der Kehrwert des spezifischen Widerstandes. Die Leitfähigkeit wird in S/m angegeben.
(11) Leitfähig ist ein Medium oder Material mit einem spezifischen Widerstand ρ < 104 Ωm. Leitfähig ist ein Medium oder Material auch, wenn sein Oberflächenwiderstand Ro < 104 Ω beträgt.
(12) Leiter sind Gegenstände oder Einrichtungen aus leitfähigen Materialien.
(13) Ableitfähig ist
(14) Isolierend sind Medien oder Materialien, die weder leitfähig noch ableitfähig sind.
(15) Geerdet im elektrostatischen Sinne sind leitfähige Gegenstände, Flüssigkeiten und Schüttgüter mit einem Ableitwiderstand RE < 106 Ω und Personen mit einem Ableitwiderstand RE < 108 Ω . Personen und kleine Gegenstände sind auch geerdet, wenn ihre Relaxationszeit v < 10-2 s ist.
(16) Aufladbar sind isolierende Medien sowie Gegenstände und Einrichtungen aus isolierenden Materialien. Aufladbar sind auch nicht mit Erde verbundene leitfähige oder ableitfähige Gegenstände und Einrichtungen.
(17) Leitfähiges Schuhwerk ist Schuhwerk mit einem Ableitwiderstand von weniger als 105 Ω .
(18) Ableitfähiges Schuhwerk ist Schuhwerk, welches ermöglicht, dass eine auf ableitfähigem Boden stehende Person einen Ableitwiderstand von höchstens 108 Ω aufweist.
(19) Explosionsfähiges Gemisch ist ein Gemisch aus brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder aufgewirbelten Stäuben und Luft oder einem anderen Oxidationsmittel, das nach Wirksamwerden einer Zündquelle in einer sich selbsttätig fortpflanzenden Flammenausbreitung reagiert, so dass im Allgemeinen ein sprunghafter Temperatur- und Druckanstieg hervorgerufen wird.
(20) Gefährliches explosionsfähiges Gemisch ist ein explosionsfähiges Gemisch, das in solcher Menge auftritt, dass besondere Schutzmaßnahmen für die Aufrechterhaltung der Gesundheit und Sicherheit der Beschäftigten oder anderer Personen erforderlich werden.
(21) Gefährliche explosionsfähige Atmosphäre ist ein gefährliches explosionsfähiges Gemisch mit Luft als Oxidationsmittel unter atmosphärischen Bedingungen (Umgebungstemperatur von - 20 °C bis + 60 °C und Druck von 0,8 bar bis 1,1 bar).
(22) Explosionsgefährdeter Bereich ist der Gefahrenbereich, in dem gefährliche explosionsfähige Atmosphäre auftreten kann.
(23) Mindestzündenergie (MZE) ist die unter festgelegten Versuchsbedingungen ermittelte kleinste, in einem Kondensator gespeicherte elektrische Energie, die bei Entladung ausreicht, das zündwilligste Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre zu entzünden.
(24) Mindestzündladung (MZQ) ist die unter festgelegten Versuchsbedingungen kleinste in einer elektrostatischen Entladung übertragene elektrische Ladungsmenge, die das zündwilligste Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre entzünden kann.
(25) Explosionsgruppen I, II und III unterscheiden Gefahrstoffe, die zu Brand- und Explosionsgefahren führen können, mit dem Ziel, geeignete Geräte und Einrichtungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen auszuwählen.
(26) Die Explosionsgruppe I gilt für explosionsgefährdete Bereiche unter Tage, die Explosionsgruppe II für explosionsgefährdete Bereiche über Tage, die durch Flüssigkeiten und Gase entstehen. Gefahrstoffe werden in Explosionsgruppe II nach DIN EN 60079-0:2014-06 hinsichtlich ihrer Normspaltweite unterschieden.
(27) Die Explosionsgruppe III betrifft explosionsgefährdete Bereiche über Tage, die durch fein verteilte Feststoffe hervorgerufen werden. Die Gefahrstoffe der Explosionsgruppe III werden nach DIN EN 60079-0:2014-06 hinsichtlich ihrer Eigenschaften unterschieden.
(28) Stark ladungserzeugender Prozess ist ein Vorgang, bei dem im Vergleich zur Ladungsableitung hohe Ladungsmengen pro Zeit erzeugt werden und sich ansammeln können.
(29) Gefährliche Aufladung ist eine elektrostatische Aufladung, die bei ihrer Entladung die zu erwartende explosionsfähige Atmosphäre entzünden kann.
(30) Relaxationszeit v ist die Zeitspanne, in der eine elektrische Ladung, z.B. auf einer festen Oberfläche, im Innern einer Flüssigkeit, in einer Schüttung oder in einer Nebel- oder Staubwolke, auf 1/e (d. h. ungefähr 37 %) ihres ursprünglichen Wertes abnimmt.
(31) Schüttgut umfasst Teilchen von feinem Staub über Grieß und Granulat bis hin zu Spänen.
3 Elektrostatische Aufladungen von Gegenständen und Einrichtungen
(1) Die gefährliche Aufladung von Gegenständen oder Einrichtungen in explosionsgefährdeten Bereichen ist zu vermeiden.
(2) Andernfalls muss das Annähern eines Gegenstandes oder einer Person an gefährlich aufgeladene Oberflächen von Gegenständen oder Einrichtungen sicher vermieden werden. Stellt diese Annäherung die einzige Möglichkeit dar, eine zündwirksame Entladung auszulösen, kann in Zone 1 auf weitere Maßnahmen verzichtet werden, solange keine stark ladungserzeugenden Prozesse vorliegen.
(3) Der Gebrauch von Gegenständen oder Einrichtungen aus isolierenden Materialien in explosionsgefährdeten Bereichen ist zu vermeiden. Können Gegenstände oder Einrichtungen aus leitfähigen oder ableitfähigen Materialien nicht eingesetzt werden, sind Maßnahmen gegen gefährliche Aufladungen zu treffen.
3.1 Leitfähige und ableitfähige Materialien
(1) In explosionsgefährdeten Bereichen sind grundsätzlich nur leitfähige oder ableitfähige Gegenstände oder Einrichtungen zu verwenden.
(2) Je nach Zündwahrscheinlichkeit sind alle Gegenstände oder Einrichtungen aus leitfähigen Materialien zu erden und solche aus ableitfähigen Materialien sind mit Erdkontakt zu versehen. Die Erdung bzw. die Erdverbindung darf nur entfallen, wenn eine gefährliche Aufladung ausgeschlossen ist.
(3) Hängt die Ableitfähigkeit eines Gegenstandes oder einer Einrichtung von Temperatur- oder Feuchteschwankungen der Luft ab, sind diese im Rahmen der zu erwartenden Betriebsbedingungen zu berücksichtigen.
3.2 Isolierende Materialien
(1) Gegenstände aus isolierenden Materialien können durch Reiben oder infolge betrieblicher Vorgänge aufgeladen werden. Dies kann zu Büschel- oder Gleitstielbüschelentladungen führen. Beim Umgang mit isolierenden Gegenständen oder Einrichtungen sind in explosionsgefährdeten Bereichen andere Explosionsschutzmaßnahmen, z.B. Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre, zu ergreifen.
(2) Für die Auswahl geeigneter Gegenstände und Einrichtungen und für deren sicheren Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen sollen bevorzugt Maßnahmen in nachfolgender Reihenfolge gewählt werden:
3.2.1 Begrenzung der Abmessungen von Oberflächen isolierender Gegenstände und Einrichtungen
(1) Zündgefahren durch Büschelentladungen sind in den Zonen 0, 1 oder 2 nicht zu erwarten, wenn
(2) Maßnahmen nach den Tabellen 1a und 1b reichen bei stark ladungserzeugenden Prozessen nicht aus.
Tabelle 1a: Höchstzulässige Oberflächen isolierender Gegenstände
Zone | Oberfläche (cm2) in Explosionsgruppen | ||
IIA | IIB | IIC | |
0 | 50 | 25 | 4 |
1 | 100 | 100 | 20 |
2 | Maßnahmen nur erforderlich, wenn erfahrungsgemäß zündwirksame Entladungen auftreten. |
Tabelle 1b: Höchstzulässige Durchmesser oder Breiten langgestreckter isolierender Gegenstände
Zone | Breite oder Durchmesser (cm) in Explosionsgruppen | ||
IIA | IIB | IIC | |
0 | 0,3 | 0,3 | 0,1 |
1 | 3,0 | 3,0 | 2,0 |
2 | Maßnahmen nur erforderlich, wenn erfahrungsgemäß zündwirksame Entladungen auftreten. |
(3) Für Explosionsgruppe I beträgt die höchstzulässige Oberfläche 100 cm2, die höchstzulässige Breite bzw. der höchstzulässige Durchmesser langgestreckter isolierender Gegenstände beträgt 3 cm.
(4) Da die Entwicklung unter anderem zu Werkstoffen - die sich nicht gefährlich aufladen lassen - geführt hat, kann an die Stelle des Flächenkriteriums auch der experimentelle Nachweis, dass der Gegenstand sich nicht gefährlich auflädt, treten. Ein solcher Nachweis erfordert eine fachkundige Prüfung.
(5) Da Staub/Luft-Gemische durch Büschelentladungen nicht entzündet werden können, sind vergleichbare Flächenkriterien für die Zonen 20, 21 oder 22 nicht erforderlich.
3.2.2 Begrenzung der isolierenden Oberfläche durch leitfähige Netze
Können die höchstzulässigen Abmessungen nach Nummer 3.2.1 zur Vermeidung von Büschelentladungen nicht eingehalten werden, lassen sich gefährliche Aufladungen mit Hilfe geerdeter leitfähiger oder ableitfähiger Netze, Rahmen etc. vermeiden. Sie sorgen für eine ausreichende Abschirmung, wenn die Größe der gebildeten Teilflächen und die Einbauart des Netzes oder Rahmens eines der beiden folgenden Kriterien erfüllt:
3.2.3 Begrenzung isolierender Beschichtungen leitfähiger oder ableitfähiger Gegenstände und Einrichtungen
3.2.3.1 Begrenzung der Beschichtungsdicke Die Dicke isolierender Beschichtungen soll für
Der leitfähige oder ableitfähige Teil des Gegenstandes muss bei der Handhabung geerdet sein.
Hinweis: Durch diese Maßnahmen werden Büschelentladungen in der Regel verhindert. Bei stark ladungserzeugenden Prozessen können jedoch Gleitstielbüschelentladungen auftreten.
3.2.3.2 Begrenzung der Durchschlagspannung
(1) Gleitstielbüschelentladungen können vermieden werden, wenn die Durchschlagspannung dünner isolierender Schichten 4 kV nicht überschreitet.
(2) Bei Gasen und Dämpfen der Explosionsgruppe IIC sind zusätzliche Maßnahmen zur Vermeidung von Entzündungen zu treffen, sofern stark ladungserzeugende Prozesse nicht ausgeschlossen sind.
3.2.3.3 Trennen isolierender Folien von festen Grundkörpern
(1) Das Abziehen isolierender Folien von festen Grundkörpern muss außerhalb der Zonen 0 und 1 erfolgen.
(2) In Zone 2 darf das Abziehen isolierender Folien nur dann erfolgen, wenn dabei keine zündwirksamen Entladungen auftreten.
3.2.4 Begrenzung der übertragenen Ladung 16
(1) Die von einem Gegenstand maximal übertragene Ladung darf in Zone 1 und 2 die folgenden Werte nicht überschreiten:
(2) In Zone 0 gelten an Stelle der in (1) angegebenen Werte die folgenden:
(3) Für Explosionsgruppe I darf die von einem Gegenstand maximal übertragene Ladung 60 nC nicht überschreiten.
(4) Folgende Maßnahmen können die von isolierenden Flächen übertragene Ladung reduzieren:
3.2.5 Befeuchtung der Luft
Durch Erhöhung der relativen Feuchte kann der Oberflächenwiderstand verringert werden. Eine Erhöhung der relativen Feuchte darf nicht als alleinige Maßnahme in Zone 0 angewendet werden.
3.2.6 Ionisierung der Luft
Durch Ionisierung der Luft kann manchmal eine gefährliche Aufladung isolierender Gegenstände lokal vermieden werden. Dieses Verfahren eignet sich z.B. zur Neutralisation elektrischer Ladungen auf Kunststoffplatten oder -schichten. Die Wirksamkeit der Ionisierungseinrichtungen ist regelmäßig zu prüfen.
3.2.6.1 Passive Ionisatoren
Passive Ionisatoren dürfen bei Gefahrstoffen der Explosionsgruppe IIC nicht angewendet werden. Sie sind allein keine ausreichende Maßnahme in Zone 0.
Hinweis:
Passive Ionisatoren sind geerdete spitze Elektroden, z.B. feine Nadeln, dünne Drähte oder leitfähige Litzen. Sie neutralisieren durch Koronaentladung elektrische Ladungen auf der Oberfläche eines aufgeladenen Gegenstandes nur, solange die Anfangsfeldstärke überschritten ist. Stark verschmutzte passive Ionisatoren können zu Entzündungen führen.
3.2.6.2 Aktive Ionisatoren
(1) Aktive Ionisatoren eignen sich, lokale Ladungsansammlungen zu neutralisieren. Ihre Wirksamkeit hängt wesentlich von der richtigen Auswahl, Positionierung und von der regelmäßigen Reinigung der Ionisatoren ab.
(2) Aktive Ionisatoren dürfen bei Gefahrstoffen der Explosionsgruppe IIC und darüber hinaus in Zone 0 nicht angewendet werden.
3.2.6.3 Radioaktive Ionisatoren
(1) Die Dauer der Wirksamkeit radioaktiver Ionisatoren ist wegen der Halbwertszeit der radioaktiven Präparate begrenzt.
(2) Radioaktive Ionisatoren dürfen nicht in Zone 0 verwendet werden.
3.2.6.4 Gebläse mit ionisierter Luft
Gebläse mit ionisierter Luft dürfen nicht in Zone 0 verwendet werden.
3.3 Folien- und Papierbahnen
(1) Folien- und Papierbahnen können unter anderem beim Laufen über Walzen gefährlich aufgeladen werden.
(2) Diese Aufladung entsteht beim Abheben oder Trennen des isolierenden Trägermaterials von der Unterlage oder von den Führungs- und Druckelementen, z.B. beim Abwickeln von der Rolle bei Rollenmaschinen, beim Lauf des Trägermaterials über Führungs- und Leitwalzen, beim Austritt der bedruckten bzw. beschichteten Bahn aus dem Druck- bzw. Auftragswerk.
(3) Die Aufladung beim Drucken und Beschichten ist so gering wie möglich zu halten. Folgende Parameter beeinflussen ihre Höhe:
(4) Aufladungen können durch folgende Maßnahmen vermieden werden:
Beispiel 1: Beschichten und Bedrucken isolierender Folien
(s. Symbollegende)
3.4 Fördergurte
(1) Der kontinuierliche Trennvorgang zwischen den Trommeln und dem Fördergurt kann beträchtliche Ladungsmengen auf den bewegten Oberflächen und dabei gefährliche Aufladungen erzeugen. Die Aufladung hängt vom spezifischen Widerstand der verwendeten Werkstoffe ab. Sie steigt mit der Geschwindigkeit, der Zugspannung sowie der Breite der Berührungsfläche. Die vom Gurtband aufgenommene Ladung kann nur über die geerdeten leitfähigen Rollen oder Trommeln sicher abgeleitet werden, wenn der Fördergurt ausreichend ableitfähig ist.
(2) Ein Fördergurt heißt ableitfähig, wenn die Oberflächenwiderstände der Ober- und Unterseite des Bandes weniger als 3 · 108 Ω betragen. Die Messung des Oberflächenwiderstands erfolgt bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte mit einer inneren kreisförmigen Elektrode von 25 mm Durchmesser und einer äußeren Ringelektrode mit 125 mm innerem und 150 mm äußerem Durchmesser. Wird der Oberflächenwiderstand mit der Elektrode nach Nummer 2 Absatz 6 gemessen, muss der so erhaltene Messwert mit einem Faktor 4 multipliziert werden. Besteht der Gurt aus Schichten unterschiedlicher Materialien, wird er nur als ableitfähig betrachtet, solange sein Durchgangswiderstand senkrecht zu den Schichten 109 Ω nicht überschreitet.
(3) In explosionsgefährdeten Bereichen dürfen nur ableitfähige Fördergurte eingesetzt werden. Diese sind über leitfähige, geerdete Rollen und Trommeln zu führen.
(4) Gurtverbinder sind in Bereichen der Zone 0 nicht zulässig. Gleiches gilt in Zone 1 bei Gasen oder Dämpfen der Explosionsgruppe IIC sowie - soweit diese zulässig ist - bei einer Bandgeschwindigkeit von mehr als 5 m/s.
(5) Reparaturen ableitfähiger Fördergurte dürfen den Widerstand nicht erhöhen.
(6) Es gelten die Höchstgeschwindigkeiten und Anforderungen der Tabelle 2.
Tabelle 2: Anforderungen an Fördergurte und Antriebsriemen in Abhängigkeit von Ex-Zone und Gurt-/Riemengeschwindigkeit
Explosionsgefährdeter Bereich | Band- bzw. Antriebsriemengeschwindigkeit | ||
< 0,5 m/s | 0,5-5 m/s | 5-30 m/s | |
Zone 0 | ableitfähiger* Gurt/Riemen- und leitfähige Riemenscheiben zulässig,
Gurt-/Riemenverbinder | Betrieb der Gurte und Riemen mit diesen Geschwindigkeiten nicht zulässig | |
Zone 1 Explosionsgruppe IIA, IIB | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben, Gurt-/Riemenverbinder zulässig | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben zulässig, Gurt-/Riemenverbinder nicht zulässig | |
Zone 1 Explosionsgruppe IIC | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben zulässig, Gurt-/ Riemenverbinder nicht zulässig | Betrieb der Gurte und Riemen mit diesen Geschwindigkeiten nicht zulässig | |
Zone 2 | keine zusätzlichen Anforderungen zu Nummer 3.4 (1), Maßnahmen nur erforderlich, wenn erfahrungsgemäß zündwirksame Entladungen auftreten. | ||
Zone 20 und MZE < 10 mJ | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben, Gurt-/Riemenverbinder zulässig | Betrieb der Gurte und Riemen mit diesen Geschwindigkeiten nicht zulässig | |
Zone 20 und MZE > 10 mJ | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben, Gurt-/Riemenverbinder zulässig | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben zulässig, Gurt-/Riemenverbinder nicht zulässig | |
Zone 21 | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben, Gurt-/Riemenverbinder zulässig | ableitfähiger* Gurt/Riemen und leitfähige Riemenscheiben zulässig, Gurt-/Riemenverbinder nicht zulässig | |
Zone 22 | keine zusätzlichen Anforderungen zu Nummer 3.4 (1), Maßnahmen nur erforderlich, wenn erfahrungsgemäß zündwirksame Entladungen auftreten. | ||
* ableitfähiger Gurt nach der Definition von Nummer 3.4 (2), ableitfähiger Antriebsriemen nach der Definition von Nummer 3.5 (2) oder (3) |
(7) Für Explosionsgruppe I gelten die gleichen Werte wie für Explosionsgruppe IIA.
(8) Für Bandgeschwindigkeiten v > 30 m/s liegen keine Erfahrungen vor.
3.5 Antriebsriemen
(1) Der kontinuierliche Trennvorgang zwischen dem Antriebsriemen und der Riemenscheibe kann beträchtliche Ladungsmengen auf den bewegten Oberflächen und dabei gefährliche Aufladungen erzeugen. Die Aufladung hängt vom spezifischen Widerstand der verwendeten Werkstoffe ab. Sie steigt mit der Geschwindigkeit, der Zugspannung sowie der Breite der Berührungsflächen.
(2) Ein Antriebsriemen heißt ableitfähig, wenn für den Riemen gilt:
R · B / L < 6 · 105 Ω
mit | R | = Widerstand des Antriebsriemens zwischen zwei Elektroden |
B | = Bei Flachriemen die Riemenbreite, bei Keilriemen die doppelte Flankenbreite | |
L | = Abstand der beiden Elektroden |
(3) Besteht der Antriebsriemen aus Schichten unterschiedlicher Materialien, wird er nur dann als ableitfähig betrachtet, wenn zusätzlich sein Durchgangswiderstand senkrecht zu den Schichten den Wert von 109 Ω nicht überschreitet.
(4) In explosionsgefährdeten Bereichen dürfen nur ableitfähige Antriebsriemen eingesetzt werden. Sie sind über leitfähige, geerdete Riemenscheiben zu führen.
(5) Riemenverbinder sind nicht zulässig in Bereichen der Zone 0. Gleiches gilt in Zone 1 bei Gasen oder Dämpfen der Explosionsgruppe IIC sowie - soweit diese zulässig ist - bei einer Antriebsriemengeschwindigkeit von mehr als 5 m/s.
(6) Haftwachs oder isolierende Klebstoffe dürfen die Ableitfähigkeit der Antriebsriemen nicht herabsetzen.
(7) Reparaturen ableitfähiger Antriebsriemen dürfen den Widerstand nicht erhöhen.
(8) Für Antriebsriemen gelten die Höchstgeschwindigkeiten und Anforderungen der Tabelle 2.
(9) Für Explosionsgruppe I gelten die gleichen Werte wie für Explosionsgruppe IIA.
(10) Erfahrungen bei Antriebsriemengeschwindigkeiten v > 30 m/s liegen nicht vor.
4 Elektrostatische Aufladungen beim Umgang mit Flüssigkeiten
Durch Füllen und Entleeren von Behältern mit Flüssigkeiten, durch Umpumpen, Rühren, Mischen und Versprühen von Flüssigkeiten aber auch beim Messen und Probenehmen sowie durch Reinigungsarbeiten, können sich Flüssigkeiten oder das Innere von Behältern gefährlich aufladen. Die entstehende Ladungsmenge und die Höhe der Aufladung hängen von den Eigenschaften der Flüssigkeit, ihrer Strömungsgeschwindigkeit, dem Arbeitsverfahren sowie von der Größe und Geometrie des Behälters und von den Behältermaterialien ab.
4.1 Einteilung von Flüssigkeiten
(1) Die entstehende Ladungsmenge einer Flüssigkeit nimmt mit der Größe vorhandener Grenzflächen, z.B. an Wandungen, und mit der Strömungsgeschwindigkeit zu. Eine zweite nicht mischbare Phase, z.B. in Dispersionen oder flüssig/ flüssig-Mischungen, vergrößert die Aufladung erheblich. Da sich Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit beim Strömen stärker aufladen als solche hoher Leitfähigkeit, werden zur Wahl geeigneter Maßnahmen die Flüssigkeiten hinsichtlich ihrer Leitfähigkeit κ wie folgt eingeteilt:
niedrige Leitfähigkeit: | κ < 50 pS/m* | |
mittlere Leitfähigkeit: |
50 pS/m* < | κ < 10.000 pS/m |
hohe Leitfähigkeit: |
10.000 pS/m < | κ |
*) 50 pS/m für Kohlenwasserstoffe, 100 pS/m für sonstige Flüssigkeiten |
(2) Eine gefährliche Aufladung tritt besonders leicht bei Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit auf. Bei Flüssigkeiten mittlerer Leitfähigkeit ist beim Strömen durch Rohre und Filter sowie bei Rührprozessen eine gefährliche Aufladung auch noch möglich. Bei Flüssigkeiten hoher Leitfähigkeit ist mit gefährlichen Aufladungen nur bei stark ladungserzeugenden Prozessen, z.B. beim Versprühen oder wenn sie keinen Erdkontakt aufweisen, zu rechnen.
4.2 Verfahrenstechnische Maßnahmen
(1) Die folgenden Maßnahmen gelten für den Umgang mit Flüssigkeiten und organischen Lösemitteln der Explosionsgruppen IIA und IIB mit MZE > 0,2 mJ sowie mit Mineralölprodukten, die explosionsfähige Atmosphäre bilden können. Sie gelten somit z.B. nicht für Schwefelkohlenstoff oder Diethylether.
(2) Alle leitfähigen Medien, Einrichtungen und Gegenstände sind zu erden und alle ableitfähigen mit Erde zu verbinden.
(3) Arbeitsschritte, z.B. Rühren, Umpumpen, Dispergieren, dürfen nur in leitfähigen Behältern durchgeführt werden, es sei denn, die Leitfähigkeit der homogenen Phase beträgt mehr als 10.000 pS/m.
(4) Zur Vermeidung gefährlicher Ladungsansammlungen in Flüssigkeiten ist die Erhöhung der Leitfähigkeit durch Additive eine wirksame Maßnahme.
(5) Beim Umgang mit brennbaren Flüssigkeiten muss oft die Erzeugung elektrostatischer Ladungen begrenzt werden.
(6) Erforderliche Maßnahmen, insbesondere beim Befüllen oder Entleeren, sind abhängig von der Behältergröße. In dieser TRGS werden nachfolgend
Behälter unterschieden.
4.3 Große Behälter
(1) Große Behälter im Sinne dieser TRGS sind Behälter mit einer Diagonalen L > 5 m oder einem Behälterinhalt V > 50 m3 . Dazu gehören z.B. Lagertanks und auch Ladetanks von Schiffen.
(2) Behälter aus ausschließlich ableitfähigem Material sind wie Metallbehälter zu behandeln.
(3) Große Behälter aus ableitfähigem Kunststoff oder mit ableitfähigen Kunststoffbeschichtungen sind mit der Aufschrift "elektrostatisch ableitfähig" zu versehen.
(4) Für große leitfähige und ableitfähige Behälter mit isolierender Innenbeschichtung gelten die Anforderungen nach Nummer 4.4.5 sinngemäß.
(5) Ortsfeste große Behälter müssen Erdkontakt besitzen und ortsbewegliche müssen mit Erdungseinrichtungen ausgerüstet sein.
(6) Im Bereich großer ortsfester Behälter unterscheidet man Tanks mit Festdach und Tanks mit Schwimmdach oder innerer Schwimmdecke.
4.3.1 Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit
(1) Für die sichere Befüllung großer Behälter kann eine Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit erforderlich sein.
(2) Die Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit hängt unter anderem von folgenden Randbedingungen ab:
(3) Die höchstzulässigen Strömungsgeschwindigkeiten für das Befüllen großer Metalltanks mit Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit zeigt Tabelle 3.
(4) Da für mittlere Leitfähigkeiten von 50 pS/m bis 10.000 pS/m nur geringe Erfahrungswerte vorliegen, wird empfohlen, die Werte der Tabelle 3 auch für diese Flüssigkeiten anzuwenden.
Tabelle 3: Höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeiten v beim Befüllen großer Metalltanks mit Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit
Randbedingung beim Befüllen | Tank mit Festdach | Tank mit Schwimmdach oder Schwimmdecke |
In der Anfangsphase | v < 1 m/s | v < 1 m/s |
danach ohne Verunreinigungen | v < 7 m/s | keine Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit |
danach mit Verunreinigungen | v < 1 m/s |
4.3.2 Tanks mit Festdach
(1) Neben den Maßnahmen nach Nummer 4.2 sind alle leitfähigen Teile der Tanks und alle dazugehörenden leitfähigen Ausrüstungen, wie Rohre, Pumpen, Filtergehäuse, zu erden.
(2) Bei Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich:
(3) Hinter Einrichtungen, die Flüssigkeiten aufladen, z.B. hinter Mikrofiltern in der Einfüllleitung, ist eine angemessene Verweilzeit zwischen den ladungserzeugenden Bauteilen und dem Tankeinlass erforderlich.
(4) Die Befüllung ist so durchzuführen, dass Entladungen zwischen der Flüssigkeit und dem Füllrohr oder den Einbauteilen vermieden werden.
(5) Turbulenz der Flüssigkeiten ist zu vermeiden.
(6) Der Durchmesser des Füllrohres und der Volumenstrom sind so zu wählen, dass die Strömungsgeschwindigkeiten weder zu Beginn noch danach die höchstzulässigen Werte nach Nummer 4.3.1 überschreiten.
4.3.3 Tanks mit Schwimmdach oder innerer Schwimmdecke
(1) Das Schwimmdach oder die Schwimmdecke müssen aus leitfähigem Material bestehen und geerdet sein, um elektrische Felder oberhalb des Flüssigkeitsspiegels zu vermeiden.
(2) Schwimmkörper, z.B. Schwimmkugeln, dürfen nur bei Flüssigkeiten mit ausreichender Leitfähigkeit eingesetzt werden und müssen aus leitfähigem oder ableitfähigem Material bestehen sowie mit Erde verbunden sein.
(3) Der Durchmesser des Füllrohres und der Volumenstrom sind so zu wählen, dass die Strömungsgeschwindigkeiten die höchstzulässigen Werte nach Nummer 4.3.1 nicht überschreiten.
(4) In der Anfangsphase ist Folgendes zu berücksichtigen:
(5) Die einfließende Flüssigkeit darf keine gasförmige Phase, z.B. keine Luft- oder Gasblasen, enthalten.
4.4 Mittelgroße Behälter
(1) Mittelgroße Behälter im Sinne dieser TRGS sind Behälter mit einer Diagonalen L < 5 m oder einem Rauminhalt 1 m3 < V < 50 m3 . Dazu gehören z.B. Reaktionsbehälter und die Behälter von Straßentank- oder Eisenbahnkesselwagen.
(2) Unabhängig von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit sind die Maßnahmen zur Begrenzung der Ladungserzeugung nach Nummer 4.2 zu treffen.
4.4.1 Begrenzung der Strömungsgeschwindigkeit
(1) Die Strömungsgeschwindigkeit ist zu begrenzen. Die höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeit hängt von Größe und Form des Behälters, der Füllmethode, z.B. Kopf- oder Bodenbefüllung, dem Durchmesser der Leitung zum Behälter und der Leitfähigkeit der Flüssigkeit ab und darf 7 m/s nicht überschreiten.
(2) Bei der Befüllung mit einer zwei- oder mehrphasigen Flüssigkeit ist die Strömungsgeschwindigkeit auf 1 m/s zu begrenzen. Gleiches gilt auch, wenn abgesetztes Bodenwasser im Behälter aufgewirbelt werden kann.
Beispiel 2: Befüllen mittelgroßer Behälter
(s. Symbollegende)
(3) Für die höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeit einphasiger Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit, z.B. gesättigter Kohlenwasserstoffe ohne freies Wasser, gilt:
v × d / N = 0,38 m2/s für Bodenbefüllung ohne zentralen Leiter
v × d / N = 0,50 m2/s für Boden- oder Kopfbefüllung mit zentralem Leiter
mit | v | = mittlere lineare Strömungsgeschwindigkeit im Füllrohr in m/s |
d | = Füllrohrdurchmesser in m, bei mehreren Füllleitungen zwischen Tankkammern der kleinste Rohrdurchmesser im zu befüllenden Tank bzw. der Tankkammer in m |
N = Geometriefaktor des Tanks
N = 1 für L < 2,0 m wobei L Tankkammerlänge in m
N = 0,7· L0,5 für 2,0 m < L < 4,5 m
N = 1,5 für 4,5 m < L
(4) Bei der Bestimmung der Länge einer Tankkammer sind Schwallbleche nicht zu berücksichtigen.
(5) Liegt z.B. bei der Bodenbefüllung der Kammer eines Straßentankwagens kein zentraler Leiter vor, ist die Strömungsgeschwindigkeit nach der ersten Formel in Absatz 3 zu bestimmen, die um 25 % niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten ergibt.
(6) Da für mittlere Leitfähigkeiten von 50 pS/m bis 10.000 pS/m nur geringe Erfahrungswerte vorliegen, ist es zweckmäßig, die Werte der Tabelle 4 in Nummer 4.4.2 auch für diese Flüssigkeiten anzuwenden.
4.4.2 Straßentankwagen
Für Straßentankwagen gelten über die Anforderungen an mittelgroße Behälter hinaus folgende Maßnahmen:
v · d / N = 0,38 m2/s für Bodenbefüllung ohne zentralen Leiter
v · d / N = 0,50 m2/s für Boden- oder Kopfbefüllung mit zentralem Leiter
Zu v, d und N siehe auch Nummer 4.4.1 (3).
Hinweis:
Zahlenbeispiele sind in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4: Höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeiten v für das Befüllen von Straßentankwagen mit Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit (mit N = 1)
Straßentankwagen (N = 1) | ||||
Füllrohrdurchmesser d (m) | Boden- oder Kopfbefüllung mit zentralem Leiter v ·× d / N = 0,50 m2/s | Bodenbefüllung ohne zentralen Leiter v ×· d / N = 0,38 m2/s | ||
Strömungsgeschwindigkeit v (m/s) | Volumenstrom (m3/min) | Strömungsgeschwindigkeit v (m/s) | Volumenstrom (m3/min) | |
0,05 | 7,0* | 0,83 | 7,0* | 0,83 |
0,08 | 6,3 | 1,90 | 4,7 | 1,40 |
0,10 | 5,0 | 2,40 | 3,8 | 1,80 |
0,15 | 3,3 | 3,50 | 2,5 | 2,70 |
0,20 | 2,5 | 4,70 | 1,9 | 3,50 |
*) Der errechnete Wert wird nach Nummer 4.4.1 auf 7,0 m/s begrenzt. |
Tabelle 5: Höchstzulässige Werte für v · d von Kraftstoffen in Abhängigkeit von Schwefelgehalt und Leitfähigkeit (mit N= 1)
Schwefelgehalt (ppm) | Leitfähigkeit κ (pS/m) | ||
10 > κ oder unbekannt | 50 > κ > 10 |
k > 50 | |
> 50 | v × d < 0,38 | v × d < 0,5 | v × d < 0,5 |
d 50 | v × d < 0,25 | v × d < 0,38 | v × d < 0,5 |
4.4.3 Eisenbahnkesselwagen
Für Eisenbahnkesselwagen gelten über die Anforderungen an mittelgroße Behälter hinaus folgende Maßnahmen:
Tabelle 6: Höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeiten v für das Befüllen von Eisenbahnkesselwagen mit Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit (mit N = 1,5)
Eisenbahnkesselwagen (N = 1,5) | ||||
Füllrohrdurchmesser d (m) | Boden- oder Kopfbefüllung mit zentralem Leiter v × d /N= 0,50 m2/s | Bodenbefüllung ohne zentralen Leiter v × d /N= 0,38 m2/s | ||
Strömungsgeschwindigkeit v (m/s) | Volumenstrom (m3/min) | Strömungsgeschwindigkeit v (m/s) | Volumenstrom (m3/min) | |
0,10 | 7,0* | 3,3 | 5,6 | 2,6 |
0,15 | 5,0 | 5,3 | 3,7 | 4,0 |
0,20 | 3,8 | 7,1 | 2,8 | 5,3 |
0,25 | 3,0 | 8,8 | 2,2 | 6,6 |
0,30 | 2,5 | 10,6 | 1,9 | 7,9 |
*) Der errechnete Wert wird nach Nummer 4.4.1 auf 7,0 m/s begrenzt. |
4.4.4 Ableitfähige Behälter
(1) Mittelgroße Behälter aus ausschließlich ableitfähigem Material werden wie Metallbehälter behandelt.
(2) Mittelgroße Behälter aus ableitfähigem Kunststoff oder mit ableitfähigen Kunststoffbeschichtungen sind mit der Aufschrift "elektrostatisch ableitfähig" zu versehen.
(3) Ortsfeste Behälter müssen Erdkontakt besitzen und ortsbewegliche mit Erdungseinrichtungen ausgerüstet sein.
4.4.5 Leitfähige oder ableitfähige Behälter mit isolierender Innenbeschichtung
(1) An Innenbeschichtungen können gefährliche Aufladungen auftreten, z.B. durch Reibung, Reinigung oder Kontakt mit aufgeladener Flüssigkeit.
(2) Diese Gefahr besteht für Flüssigkeiten der Explosionsgruppen IIA und IIB nicht bei isolierenden Beschichtungen von weniger als 2 mm Dicke, z.B. Farbschichten oder Epoxidbeschichtungen, Auskleidungen oder entsprechenden Leckschutzsystemen. Hierbei darf der Behälter nur zum Befüllen, Entleeren, Transportieren und Lagern verwendet und nicht wiederholt schnell befüllt werden.
(3) Für Flüssigkeiten der Explosionsgruppe IIC darf die Dicke der Beschichtung 0,2 mm nicht überschreiten.
(4) Für innenbeschichtete Behälter gilt ferner:
4.4.6 Leitfähige oder ableitfähige Behälter mit isolierender Außenbeschichtung
(1) Der Behälter einschließlich aller Bauteile ist zu erden bzw. mit Erde zu verbinden. Personen in der direkten Umgebung des Behälters dürfen nicht aufgeladen werden.
(2) Bei Beschichtungsdicken D < 2 mm sind keine gefährlichen Aufladungen zu erwarten, solange nicht durch äußere Prozesse starke elektrostatische Aufladungen erzeugt werden, z.B. durch Sprühaufladung.
4.4.7 Isolierende Behälter
Isolierende Behälter dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nicht eingesetzt werden, es sei denn, sie können nachweislich nicht gefährlich aufgeladen werden.
4.5 Kleine Behälter
(1) Kleine Behälter im Sinne dieser TRGS sind Behälter mit einem Volumen V < 1 m3. Sie sind in der Regel aus Metall oder beschichtetem Metall, aus Kunststoffen oder umwehrten und ummantelten Kunststoffen oder aus Glas hergestellt.
(2) Gefährliche Aufladungen können durch Reibung, durch Flüssigkeitsströmung oder durch nicht geerdete Personen entstehen. In diesen Fällen muss mit gefährlichen Entladungen an isolierten Metallkomponenten, z.B. Griffen, Verschlüssen, Fasspumpen, sowie an festen oder flüssigen Oberflächen gerechnet werden.
4.5.1 Leitfähige oder ableitfähige Behälter
(1) Während des Befüllens und Entleerens des Behälters müssen alle leitfähigen oder ableitfähigen Teile des Systems elektrisch leitend verbunden und geerdet sein.
Hinweis:
Ein Metalltrichter darf nicht, z.B. durch eine Kunststoffmuffe, vom Behälter isoliert sein.
(2) Isolierende Teile, z.B. Kunststofftrichter, dürfen nicht eingesetzt werden. Ausnahmen siehe auch Nummern 4.5.5 und 4.8.
(3) Beim Befüllen des Behälters mit Flüssigkeiten der Explosionsgruppen IIC und IIB mit MZE < 0,2 mJ oder mit mehrphasigen Flüssigkeiten, deren kontinuierliche Phase eine niedrige Leitfähigkeit aufweist, darf die höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeit von 1 m/s nicht überschritten werden.
4.5.2 Leitfähige oder ableitfähige Behälter mit isolierender Innenbeschichtung
(1) Zur Vermeidung von Büschelentladungen dürfen Beschichtungsdicken 2 mm nicht überschreiten. Werden beschichtete Behälter für Gefahrstoffe der Explosionsgruppe IIC verwendet, dürfen nur Beschichtungsdicken D < 0,2 mm verwendet werden.
(2) Stark ladungserzeugende Prozesse, z.B. wiederholtes schnelles Befüllen, sind zu vermeiden, es sei denn, die Innenbeschichtung besitzt eine Durchschlagspannung UD < 4 kV.
(3) Die Beschichtung muss fest mit der Behälterwand verbunden sein; Ablösen oder Abblättern der Beschichtung darf nicht auftreten.
(4) Sowohl bei Flüssigkeiten hoher als auch mittlerer Leitfähigkeit muss während des Befüllens oder Entleerens eine leitfähige Verbindung zwischen Flüssigkeit und Erde vorhanden sein. Dies ist über Unterspiegelbefüllung zu erreichen oder durch ein bis zum Boden geführtes Tauchrohr.
4.5.3 Leitfähige oder ableitfähige Behälter mit isolierender Außenbeschichtung
Gegen die durch die Beschichtung zusätzlich auftretenden Gefahren sind die Maßnahmen für mittelgroße Behälter nach Nummer 4.4.6 zu treffen.
4.5.4 Isolierende Behälter mit leitfähiger Umhüllung (RIBC)
(1) Isolierende Behälter mit leitfähiger Umhüllung dürfen für brennbare Flüssigkeiten der Explosionsgruppe IIC und IIB mit MZE < 0,2 mJ nicht verwendet werden.
(2) Für alle anderen als die in (1) genannten brennbaren Flüssigkeiten muss nachgewiesen sein, dass weder die Außen- und Innenflächen des Behälters noch die Flüssigkeit im Behälter gefährlich aufgeladen werden können.
(3) Die Arbeitsschritte Befüllen, Transportieren, Lagern, Bereithalten vor Ort und Entleeren eines derartigen Behälters, z.B. RIBC, gelten als sicher, wenn die nachfolgenden neun Mindestanforderungen erfüllt werden:
(4) Für andere als die vorstehend genannten Arbeitsschritte reichen die Mindestanforderungen des Absatzes 3 Nr. 1 bis 9 nicht aus; für sie ist die Verwendung isolierender Behälter mit leitfähiger Umhüllung ohne zusätzliche Maßnahmen ausgeschlossen.
(5) Behälter, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, müssen wiederkehrend geprüft werden. Im Rahmen dieser Wiederholungsprüfung muss überprüft werden, ob die oben genannten elektrostatischen Anforderungen des gebrauchten RIBC erfüllt sind. Hierzu muss insbesondere geprüft werden, ob alle Metallteile und die Kontaktstelle mit der Flüssigkeit und die Kontaktstellen mit dem Fußboden untereinander elektrisch leitend verbunden sind (Sicht- oder messtechnische Prüfung). Handelt es sich um RIBC, deren Kunststoffblase ableitfähig ausgeführt ist, muss ein messtechnischer Nachweis erfolgen, dass die Ableitfähigkeit auch am gebrauchten RIBC sichergestellt ist.
(6) Rekonditionierte Behälter, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden, müssen vor der Wiederbenutzung geprüft werden. Der Umfang entspricht der Prüfung gemäß (5).
Beispiel 3: Befüllen und Entleeren von Rigid Intermediate Bulk Containern (RIBC) in Zone 1
(s. Symbollegende)
Beispiel 4: Befüllen von Fässern in Zone 1
(s. Symbollegende)
4.5.5 Isolierende Behälter
(1) Bei isolierenden Behältern ist die Wahrscheinlichkeit gefährlicher Aufladungen höher einzuschätzen als bei anderen Behältern, da leitfähige oder ableitfähige Behälterwände nicht zur Verfügung stehen.
(2) In Zone 2 sind für den Umgang mit isolierenden Behältern folgende Maßnahmen zu treffen:
(3) In Zone 1 beträgt die höchstzulässige Strömungsgeschwindigkeit 1 m/s. Das höchstzulässige Volumen beträgt 5 l.
(4) In Zone 0 dürfen unabhängig von den Eigenschaften der Flüssigkeit isolierende Behälter nicht eingesetzt werden. Hiervon sind Behälter zur Probenahme nach Nummer 4.8 ausgenommen.
Beispiel 5 Befüllen kleiner Kunststoffkanister in Zone 1
(s. Symbollegende)
4.6 Hochviskose Flüssigkeiten
(1) Hochviskose Flüssigkeiten, z.B. Schmieröle, laden sich häufig schneller auf als niedrigviskose, z.B. Treibstoffe oder Lösemittel. Die schnelle Aufladung wird oft beim Strömen durch Rohrleitungen und Filter festgestellt.
(2) Da sichere Strömungsgrenzen für hochviskose Flüssigkeiten nicht bekannt sind, werden andere Maßnahmen des Explosionsschutzes, z.B. Inertisierung, zweckmäßig.
(3) Vor Produktwechsel von einer brennbaren Flüssigkeit geringer Dichte zu einer hochviskosen Flüssigkeit höherer Dichte ist der Behälter zu reinigen
4.7 Siebeinsätze, Filter und Wasserabscheider
(1) Beim Durchströmen von Drahtnetzen oder Siebeinsätzen werden Flüssigkeiten nur geringfügig mehr aufgeladen als beim Durchströmen von Rohren. Mikrofilter und Wasserabscheider mit einer Poren-Nennweite von weniger als 10 μm erzeugen dagegen sehr hohe Ladungsdichten.
(2) Drahtnetze und Siebeinsätze sind bei Verschmutzung zu reinigen oder auszutauschen.
(3) Beim Ausbau und bei der Reinigung isolierender Filter ist damit zu rechnen, dass diese gefährlich aufgeladen sein können.
(4) Hinter Mikrofiltern oder Wasserabscheidern ist eine ausreichende Verweilzeit einzuhalten. Zu diesem Zweck können leitfähige Rohrleitungen hinter dem Filter oder ein zusätzlicher leitfähiger Relaxationsbehälter eingesetzt werden. Hinweis:
Die erforderliche Verweilzeit t in s kann mit der Zahlenwertgleichung
t = 100/κ
mit κ = Leitfähigkeit in pS/m
errechnet werden. Damit wird die aufgeladene Flüssigkeit auf ein sicheres Niveau entladen, bevor sie in einen Behälter eintritt.
(5) Neben der Erdung und der elektrisch leitenden Verbindung aller Teile sind folgende Bedingungen zu beachten:
4.8 Maßnahmen beim Messen und Probenehmen
(1) Alle beim Messen und Probenehmen verwendeten leitfähigen oder ableitfähigen Teile oder Geräte, müssen geerdet bzw. mit Erde verbunden sein.
Die Verbindungen müssen durchgehend aus leitfähigem Material bestehen und dürfen nicht unterbrochen sein. Metallketten sind nicht einzusetzen.
(3) Bei Flüssigkeiten niedriger und mittlerer Leitfähigkeit sind Probenahmegefäße aus isolierendem Material mit einem Volumen V < 1 Liter bevorzugt gegenüber leitfähigen Gefäßen gleichen Volumens einzusetzen. Die Probenahmegefäße dürfen vorher nicht gefährlich aufgeladen sein.
(4) In Behältern mit explosionsfähiger Atmosphäre dürfen keine Messungen und Probenahmen durch Einbringen von Sonden in den Gasraum erfolgen, solange ladungserzeugende Prozesse stattfinden.
(5) Nach dem Ende eines ladungserzeugenden Prozesses darf mit Messen und Probenehmen erst begonnen werden, wenn die Abwesenheit gefährlicher Aufladungen sichergestellt ist. Dies kann durch eine ausreichend lange Wartezeit erreicht werden.
(6) Die Wartezeit nach einem Arbeitsprozess mit mehrphasigen Flüssigkeiten soll bei niedriger Leitfähigkeit der kontinuierlichen Phase mindestens 30 Minuten betragen.
(7) Nach einem Mischvorgang mit Flüssigkeiten geringer Leitfähigkeit ist abzuwarten, bis sich alle Bestandteile der Mischung abgesetzt haben.
(8) Nach einem Reinigungsvorgang muss so lange gewartet werden, bis sich ein gegebenenfalls erzeugter aufgeladener Sprühnebel abgesetzt hat.
(9) Wartezeiten können verkürzt werden, wenn durch ortsfeste Messgeräte, z.B. Feldstärkenmessgeräte, die Abwesenheit gefährlicher Aufladungen nachgewiesen ist.
4.9 Rohre und Schläuche für Flüssigkeiten
(1) Rohrleitungen und Schläuche müssen aus leitfähigem Material gefertigt sein oder den unter den folgenden Nummern genannten Anforderungen entsprechen.
(2) Innerhalb eines Rohres oder Schlauches kann gefährliche explosionsfähige Atmosphäre vorliegen, insbesondere beim Leerlaufen. Außerhalb des Rohres ist zusätzlich auf gefährliche explosionsfähige Atmosphäre durch andere Gefahrstoffe, die zu Brand- und Explosionsgefahren führen können, zu achten.
(3) Von der Eignung eines Schlauches für den Transport brennbarer Flüssigkeiten darf nicht auf seine Eignung für den sicheren Transport von Stäuben geschlossen werden.
(4) Die Außenfläche des Rohres kann sich zusätzlich aufladen, z.B. durch Reibung.
(5) Die Leitungen dürfen mit Luft oder anderen Gasen nur dann gereinigt werden, wenn unterhalb der höchstzulässigen Strömungsgeschwindigkeiten für Flüssigkeiten nach Nummer 4.3 bzw. 4.4 gearbeitet wird.
4.9.1 Rohre aus leitfähigem oder ableitfähigem Material
Rohrleitungen aus leitfähigem oder ableitfähigem Material sind untereinander leitfähig zu verbinden und zu erden.
4.9.2 Leitfähige Rohre mit isolierender oder ableitfähiger Auskleidung
(1) In der Regel sind Auskleidungen mit einem spezifischen Widerstand ρ < 108 Ω m zu verwenden.
(2) Auskleidungen mit einem spezifischen Widerstand zwischen 108 Ωm und 1011 Ωm können sicher unter folgenden, experimentell abgesicherten Bedingungen eingesetzt werden:
(3) Bei Auskleidungen mit einem spezifischen Widerstand ρ> 1011 Ω m muss die Dicke der Auskleidung zur Vermeidung von Büschelentladungen D < 2 mm sein.
(4) Sollen dennoch Auskleidungen mit einem spezifischen Widerstand ρ > 1011 Ω m und einer Dicke der Auskleidung D > 2 mm verwendet werden, müssen neben der Erdung aller leitfähigen Teile der Rohrleitung zusätzliche Maßnahmen getroffen werden. Z. B. müssen die Rohre während des Betriebes vollständig mit Flüssigkeit gefüllt bleiben. Beim Befüllen oder Entleeren eines Rohres darf die Strömungsgeschwindigkeit nicht mehr als 1 m/s betragen. Wird die Flüssigkeit durch Mikrofilter geführt, können niedrigere Geschwindigkeiten erforderlich sein, die durch Bestimmen der Aufladung im Einzelfall festzulegen sind.
(5) Bei Flüssigkeiten mittlerer oder hoher Leitfähigkeit ist zur Vermeidung von Ladungsansammlungen Erdkontakt der Flüssigkeit erforderlich.
4.9.3 Isolierende Rohre
(1) Das Strömen von Flüssigkeiten geringer Leitfähigkeit in isolierenden Rohren kann sehr hohe Ladungsdichten an den Oberflächen der Rohre erzeugen. Es sind daher zusätzliche Maßnahmen des Explosionsschutzes erforderlich, z.B. Vermeiden explosionsfähiger Atmosphäre.
(2) Verbleiben nach dem Verschweißen von Kunststoffrohren metallische Heizdrähte im Rohrinnern mit Kontakten nach außen, sind die verbleibenden Anschlüsse der Heizdrähte zu isolieren, z.B. mit gut sitzenden Plastikstopfen.
(3) Außerdem soll die Durchschlagspannung UD > 100 kV betragen, damit Perforationen des Rohres und dadurch Leckagen vermieden werden.
4.9.3.1 Oberirdisch verlegte isolierende Rohre
(1) In explosionsgefährdeten Bereichen dürfen keine isolierenden Rohre eingesetzt werden; siehe auch Nummer 3.2.1.
(2) Sollen dennoch Flüssigkeiten mit isolierenden Rohren transportiert werden, ist sicherzustellen, dass keine gefährlichen Aufladungen außerhalb des Rohres auftreten.
(3) Besitzt die Flüssigkeit eine Leitfähigkeit κ > 10.000 pS/m, können isolierende Rohre eingesetzt werden, wenn die Flüssigkeit an mindestens einer Stelle Erdkontakt über ein geerdetes leitfähiges Bauteil, z.B. ein Ventil oder einen Tank, besitzt. Diese Stelle soll sich nicht weiter als 10 m vor dem Rohrende befinden.
(4) Besitzt die Flüssigkeit eine Leitfähigkeit zwischen 50 und 10.000 pS/m, dürfen isolierende Rohre nur dann eingesetzt werden, wenn über eine Einzelfallbetrachtung nachgewiesen ist, dass eine gefährliche Aufladung nicht zu erwarten ist.
(5) Beim Einsatz isolierender Rohre muss zusätzlich sichergestellt werden, dass keine gefährliche Aufladung von außen, z.B. durch Dampfstrahlen oder Reiben, erfolgt. Alle leitfähigen Bauteile, z.B. Flansche oder Ventile, sind nach Nummer 8 zu erden. Entsprechendes gilt auch für leitfähige Einrichtungen, die sich in der Nähe oberirdisch verlegter isolierender Rohre befinden.
4.9.3.2 Unterirdisch verlegte isolierende Rohre
(1) Eingegrabene isolierende Rohre stellen in der Regel dann keine Zündgefahr dar, wenn ihre gesamte Oberfläche Kontakt mit Erde besitzt, die Flüssigkeit eine Leitfähigkeit K > 50 pS/m besitzt und an mindestens einer Stelle mit einem geerdeten leitfähigen Bauteil, z.B. Ventil, in Berührung steht.
(2) Beim Ausgraben eines Teils der Rohrleitung sind leitfähige oder ableitfähige Bauteile vor ihrem völligen Freilegen zu erden.
4.9.4 Schläuche
(1) In der Praxis werden im Allgemeinen mit Armaturen konfektionierte Schläuche eingesetzt. Diese werden als Schlauchleitungen bezeichnet. Für die Beurteilung der Eignung sind jedoch die Eigenschaften des Schlauches maßgebend.
(2) Im Sinne dieser Technischen Regel gilt für die Förderung von Flüssigkeiten als
(3) In explosionsgefährdeten Bereichen sollen leitfähige oder ableitfähige Schlauchleitungen eingesetzt werden, da isolierende Schlauchleitungen für den Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre nicht geeignet sind.
Leitfähige und ableitfähige Schlauchleitungen werden nach Bauformen unterschieden. Zu ihrer Eignung für den Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre siehe nachstehende Tabelle 7.
Tabelle 7: Eignung von Schlauchleitungstypen für den Einsatz zur Förderung von Flüssigkeiten in explosionsgefährdeten Bereichen
Typ | M | Ω | ΩCL oder ΩT | ΩM oder MT |
Eignung | (+) | (+)* | + | + |
Eignung bei Streuströmen | - | (+) | + | - |
+ geeignet (+) nur geeignet, wenn weitere Anforderungen an die Beschaffenheit erfüllt sind (+)* nicht geeignet, wenn isolierende Zwischenschichten im Schlauch vorhanden sind, die nicht leitfähig überbrückt sind - nicht geeignet |
Ein Ω-Schlauch besteht aus leitfähigem oder ableitfähigem Material. Er kann zusätzlich mit Metalleinlagen ausgerüstet sein. Bei der Prüfung darf der Widerstand von Ω-Schlauchleitungen zwischen den Armaturen über die ganze Länge nicht mehr als 106 Ω betragen.
Ein ΩCL- oder ΩT-Schlauch besteht zumindest auf der Innenseite und der Außenseite aus ableitfähigem Schlauchmaterial, evtl. vorhandene isolierende Zwischenschichten sind ableitfähig überbrückt. Sofern der Schlauch metallene Stützwendeln aufweist, sind diese bei der Schlauchleitung zumindest auf einer Seite nicht an die Armatur angeschlossen.
Eine ΩM- oder MT-Schlauchleitung ist aufgebaut wie eine ΩCL-Schlauchleitung, jedoch besitzt sie eine metallische Verbindung zwischen beiden Armaturen.
(4) Für Zapfschläuche an Tankstellen gilt ein höchstzulässiger Widerstand von 106 Ω zwischen den Schlauchenden. Hier sind bevorzugt Ω -Schlauchleitungen einzusetzen.
(5) Leitfähige Schlauchleitungen erfordern regelmäßige elektrische Durchgangsprüfungen. Es muss außerdem darauf geachtet werden, dass alle inneren Metalleinlagen mit den Armaturen verbunden sind.
(6) Können Streuströme nicht ausgeschlossen werden, sollen leitfähige Schlauchleitungen nicht eingesetzt werden. Geeignet sind dagegen Ω-Schlauchleitungen ohne metallische Verbindungen zwischen den Armaturen, siehe Tabelle 7, die zumindest auf der Innenseite und der Außenseite aus ableitfähigem Schlauchmaterial bestehen und bei denen evtl. vorhandene isolierende Zwischenschichten ableitfähig überbrückt sein müssen. Sofern die Schlauchleitungen metallische Stützwendeln aufweisen, dürfen diese nicht auf beiden Seiten an die Armatur angeschlossen sein
(7) Werden entgegen Absatz 6 lange leitfähige Schläuche oder leitfähige Schlauchleitungen eingesetzt, sind abschnittsweise Isolierflansche (Isolationswiderstand zwischen 103 Ω und 108 Ω ) einzufügen, um Schutz gegen induktive Funken zu gewährleisten. In diesem Fall ist jeder Schlauchabschnitt separat zu erden.
Beispiel 6: Schläuche zum Transport von Flüssigkeiten mit niedriger Leitfähigkeit durch Zone 1, die verursacht ist durch Gefahrstoffe der Explosionsgruppen IIA und IIB
(s. Symbollegende)
4.10 Spezielle Befüllverfahren
Das Befüllen von Flugzeugtanks, Straßentankwagen oder das Betanken von Kraftfahrzeugen erfordert weitergehende Maßnahmen als die in den jeweiligen Abschnitten zu den entsprechenden Behältern angegebenen. Die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen zur Vermeidung hoher Aufladungen gelten in der Regel sowohl für konventionelle als auch für Biokraftstoffe.
4.10.1 Flugzeugbetankung
(1) Bei jedem Betankungsfahrzeug, innerhalb jedes Hydrantentanksystems und innerhalb jeder Zapfsäule müssen sämtliche Metallteile einen guten elektrischen Kontakt untereinander aufweisen.
(2) Bevor die Füllschläuche angeschlossen werden, ist zuerst eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Flugzeug und dem Betankungsfahrzeug bzw. der Zapfsäule herzustellen. Sie muss fortbestehen, bis der Tankvorgang abgeschlossen ist und die Schläuche gelöst sind.
(3) Steht ein Erdungspunkt zur Verfügung, ist das Betankungsfahrzeug oder die Zapfsäule zunächst mit dem Erdungspunkt und dann mit dem Flugzeug zu verbinden.
(4) Erdungs- oder Potenzialausgleichsverbindungen müssen in ausreichendem Abstand zu den Betankungsschläuchen liegen, um der Gefahr einer Entzündung durch Funken beim Herstellen oder Lösen der Verbindungen zu begegnen.
(5) Die Betankung aus Fässern oder anderen Behältern erfordert die gleichen Erdungsmaßnahmen wie die Betankung mit Fahrzeugen. Die Fasspumpe ist sowohl mit dem Flugzeug als auch mit dem Fass elektrisch leitend zu verbinden.
(6) Da Flugzeugtanks üblicherweise eine flache Form aufweisen, ist abweichend von Nummer 4.4.1 bei Flugzeugkraftstoffen mit einer Leitfähigkeit κ > 50 pS/m und beim Befüllen über einen Schlauch von 63 mm Durchmesser eine durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit von bis zu 7 m/s zulässig. Für Kraftstoffe ohne Leitfähigkeitsadditive dürfen 5 m/s nicht überschritten werden. Eine ausreichende Verweilzeit hinter den Filtern nach Nummer 4.7 muss sichergestellt werden.
4.10.2 Kraftstofflieferung mit Straßentankwagen
Folgende Maßnahmen sind zu berücksichtigen:
4.10.3 Betanken von Kraftfahrzeugen
(1) Beim Betanken von Kraftfahrzeugen treten Benzindämpfe in der Nähe der Tanköffnung auf, die eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre bilden können.
(2) Folgende Maßnahmen sind durchzuführen bzw. erforderlich:
4.10.4 Befüllung der Lagertanks von Tankstellen
(1) Die Befüllung von Lagertanks an Tankstellen erfolgt über unterirdisch verlegte Rohrleitungen. Beim Strömen von Kraftstoff kann es zu gefährlichen Aufladungen kommen.
(2) Für Befüllleitungen ausschließlich aus Metall sind folgende Maßnahmen erforderlich:
(3) Für Befüllleitungen aus leitfähigem oder ableitfähigem Material oder für isolierende Kunststoffrohre mit einer leitfähigen oder ableitfähigen Innenauskleidung gelten die gleichen Anforderungen wie für Systeme mit Metallrohren nach Absatz 2. Es ist insbesondere darauf zu achten, dass die durchgehende Leitfähigkeit nicht z.B. durch isolierende Schweißnähte unterbrochen wird.
Freiliegende Leitungsabschnitte dürfen von außen nicht aufgeladen werden, z.B. durch manuelle Reibung.
(4) Wenn die Verwendung von isolierenden Kunststoffleitungen ohne leitfähige oder ableitfähige Innenauskleidung nicht vermieden werden kann, sind alle folgenden Maßnahmen zu ergreifen:
(5) Gaspendelleitungen aus isolierenden Materialien müssen den Anforderungen nach Nummer 3.2.1 entsprechen.
4.11 Rühren und Mischen von Flüssigkeiten 16
(1) Rühren und Mischen darf nur erfolgen
(2) Werden ausschließlich vollständig mischbare Flüssigkeiten gemischt, muss die Leitfähigkeit der Hauptkomponente κ > 50 pS/m betragen.
(3) Werden Medien so gemischt, dass Emulsionen oder Suspensionen entstehen, sind in der Regel höhere Leitfähigkeiten für einen sicheren Betrieb notwendig, z.B. 10.000 pS/m. Gegebenenfalls ist der Leistungseintrag des Rührwerks so zu verringern, dass keine gefährliche Aufladung erzeugt wird.
(4) Es gibt Flüssigkeiten, die trotz hoher oder mittlerer Leitfähigkeit sehr leicht aufgeladen werden können. Hierzu gehören z.B. Ethylacetat, Isopropylacetat, Ether und höhere Ketone, jedoch z.B. nicht Aceton. Sofern als kontinuierliche Phase solche sehr leicht aufladbare Flüssigkeiten eingesetzt werden und sie nicht großflächig Kontakt mit leitfähigen Oberflächen besitzen, ist mit so starken Aufladungen zu rechnen, dass weitere Explosionsschutzmaßnahmen, z.B. Inertisieren, erforderlich sind.
(5) Wird mit Schnellmischern, z.B. Dissolvern, gearbeitet, ist mit so starken Aufladungen zu rechnen, dass weitere Explosionsschutzmaßnahmen in Betracht gezogen werden müssen.
4.11.1 Strahlmischverfahren
(1) Beim Strahlmischen von Flüssigkeiten, deren Leitfähigkeit, gegebenenfalls unter Zusatz von Leitfähigkeitsadditiven, κ > 50 pS/m ist, ist nicht mit gefährlichen Aufladungen zu rechnen, solange der Strahl die Flüssigkeitsoberfläche nicht durchbricht.
(2) Weist eine Flüssigkeit eine Leitfähigkeit κ < 50 pS/m auf und sind andere Explosionsschutzmaßnahmen nicht möglich, ist die Aufladung des Mischgutes zu beurteilen und auf dieser Basis zu bewerten, ob ein sicherer Betrieb möglich ist.
Hinweis:
Zur Beurteilung können die Feldstärke gemessen und das Potenzial der Flüssigkeitsoberfläche abgeschätzt werden. Einflussgrößen auf die Aufladung und die Feld- und Potenzialverteilung sind z.B.
4.11.2 In-Line-Mischen
Beim In-Line-Mischen können hohe Aufladungen auftreten. Ausreichende Relaxationszeiten sind einzuhalten. Beim In-Line-Prozess besteht in der Regel keine explosionsfähige Atmosphäre. Die Strömungsgeschwindigkeit ist so zu wählen, dass sich kein Dampfraum bildet.
4.12 Reinigen von Behältern
(1) Beim Reinigen von Behältern, insbesondere beim Strahlen, können hohe elektrostatische Aufladungen entstehen.
(2) Die entstehende Ladungsmenge wird unter anderem beeinflusst von
(3) Zündempfindliche Gemische, z.B. Schwefelkohlenstoff/ Luft-Gemische, erfordern zusätzliche Maßnahmen.
(4) Aufprallende Reinigungsstrahlen bilden beim Zerteilen Tropfen oder Nebel, die normalerweise aufgeladen sind und elektrische Ladungen im Behälter erzeugen. Vorhandene Turbulenzen verteilen den aufgeladenen Nebel im gesamten Behälter und können so eine hohe Raumladungsdichte mit hohen Feldstärken erzeugen.
4.12.1 Reinigen mit Wasserstrahlen von Drücken bis zu 12 bar
Beim Reinigen mit Wasserstrahlen bis zu 12 bar und mit bis zu 20 Düsen ist nicht mit gefährlichen Aufladungen zu rechnen, solange der Flüssigkeitsdurchsatz 7 l/s und das Behältervolumen 10 m3 nicht überschreiten.
4.12.2 Reinigen mit Wasserstrahlen von Drücken über 12 bar
Beim Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen benetzten metallischen Behältern mit Wasserstrahlen ist nicht mit gefährlichen Aufladungen zu rechnen, solange der Arbeitsdruck 500 bar unterschreitet sowie der Flüssigkeitsdurchsatz 5 l/s und der Behälterdurchmesser 3 m nicht überschreiten.
4.12.3 Reinigen mit Lösemitteln niedriger und mittlerer Leitfähigkeit von Drücken bis zu 12 bar
(1) Werden als Reinigungsmittel Flüssigkeiten niedriger und mittlerer Leitfähigkeit, z.B. organische Lösemittel, verwendet, darf der Anteil einer zweiten Phase, z.B. Wasser oder Feststoff, 1 % nicht überschreiten.
(2) Reinigungsmittel dürfen im geschlossenen Kreislauf nur geführt werden, wenn die Verunreinigung unterhalb 1 % gehalten wird.
4.12.4 Reinigen mit Lösemitteln mittlerer Leitfähigkeit von Drücken über 12 bar
(1) Beim Reinigen metallischer Behälter mit Lösemitteln mittlerer Leitfähigkeit von Drücken über 12 bar ist nicht mit gefährlichen Aufladungen zu rechnen, solange der Arbeitsdruck 50 bar unterschreitet, der Flüssigkeitsdurchsatz kleiner 1 l/s ist und der Behälterdurchmesser 3 m nicht überschreitet.
(2) Die Reinigungsflüssigkeiten dürfen nicht mehr als 1 % flüssige oder feste Bestandteile enthalten, die eine zweite Phase bilden können. Sie sind während des Reinigens abzulassen.
4.12.5 Reinigen mit Dampfstrahlen
Beim Dampfstrahlen von mit Kohlenwasserstoffen benetzten metallischen Behältern mit einem Rauminhalt V < 100 m3 ist nicht mit gefährlichen Aufladungen zu rechnen. Es dürfen keine isolierten Metallteile im zu reinigenden Behälter vorhanden sein.
4.12.6 Reinigen von Behältern durch Fluten mit Wasser
Fluten mit Wasser ist geeignet, explosionsfähige Atmosphäre zu verdrängen. Fluten mit Wasser arbeitet ohne Hochdruck und erzeugt in der Regel keine Sprühnebel. Gefährliche Aufladungen sind nicht zu erwarten.
4.13 Glasapparaturen
(1) In Glasapparaturen verwendete Gläser weisen meist einen Oberflächenwiderstand von etwa 1011 Ω gemessen bei 50 % relativer Feuchte und 23 °C auf. Unter diesen Bedingungen werden Glasapparaturen durch Vorgänge, z.B. Reiben, nicht gefährlich aufgeladen.
(2) Isolierend beschichtete Glasapparaturen sind wie isolierende Einrichtungen zu behandeln.
(3) Glasapparaturen dürfen
nur mit zusätzlichen Maßnahmen gegen gefährliche Aufladungen betrieben werden, wenn in ihrer Umgebung mit einer relativen Feuchte < 50 % zu rechnen ist. Die Glasoberflächen dürfen in den genannten Fällen nicht gerieben werden, z.B. beim Reinigen.
Infolge dieser Prozesse auftretende elektrische Felder können bei Gläsern zum Felddurchgriff führen und Aufladungen außerhalb der Glasapparatur hervorrufen.
(4) Leitfähige Gegenstände und Einrichtungen an Glasapparaturen sind zu erden. Ableitfähige Gegenstände und Einrichtungen sind mit Erde zu verbinden. Siehe hierzu auch Nummer 8.
(5) Leitfähige Flanschverbindungen sind entsprechend den Angaben der Tabelle 8 zu erden. Die Erdung kleiner leitfähiger Teile kann entfallen, wenn ihre Kapazität in eingebautem Zustand ausreichend klein ist, siehe Tabelle 11 in Nummer 8.3.5. Liegen zuverlässige Messwerte der Kapazität nicht vor, so sind sie zu erden.
(6) Im Inneren von Glasapparaturen sind die gleichen Maßnahmen zu treffen wie in anderen ableitfähigen Einrichtungen.
Tabelle 8: Erforderliche Erdung leitfähiger Flanschverbindungen an Glasapparaturen in Abhängigkeit des Nenndurchmessers DN bei Abwesenheit stark ladungserzeugender Prozesse
Zone | Zone verursacht durch Gefahrstoffe der Explosionsgruppen | |
IIA, IIB | IIC | |
0 | für alle DN | für alle DN |
1 | für DN > 50 | für alle DN |
2 | für DN > 50 | für DN > 50 |
5 Elektrostatische Aufladungen beim Umgang mit Gasen
(1) Die Bewegung reiner Gase oder Gasgemische erzeugt keine elektrostatische Aufladung. Enthält ein Gasstrom jedoch Feststoffpartikel oder Flüssigkeitströpfchen, können diese sowie alle betroffenen Anlagenteile und Gegenstände aufgeladen werden.
(2) Solche Prozesse können zu zündwirksamen Funkenentladungen, Büschelentladungen, Gleitstielbüschelentladungen oder Schüttkegelentladungen führen.
(3) Die Aufladung der Partikel selbst kann nicht vermieden werden. Zusätzlich zur Vermeidung isolierender Materialien sind folgende Maßnahmen geeignet, gefährliche Aufladungen zu verhindern:
5.1 Sandstrahlen
Werden in explosionsgefährdeten Bereichen Sandstrahlarbeiten durchgeführt oder kann beim Sandstrahlen explosionsfähige Atmosphäre entstehen, dürfen nur leitfähige Sandstrahlgeräte benutzt werden. Alle leitfähigen Teile der Sandstrahlgeräte, insbesondere die am Ende des Schlauches befestigte Düse, müssen geerdet sein. Einzelne Anlagenteile, z.B. Schläuche, müssen mindestens ableitfähig und mit anderen geerdeten Anlagenteilen elektrisch leitend verbunden sein.
Hinweis:
Durch diese Maßnahmen werden Funkenentladungen sicher vermieden. Trotzdem kann sich verfahrensbedingt das Strahlmittel aufladen. Liegen Gefahrstoffe der Explosionsgruppe II vor, sind - wegen möglicher Büschelentladungen - weitere Maßnahmen, notwendig. Ggf ist die Gefährdungsbeurteilung im Hinblick auf die Vermeidung gefährlicher explosionsfähiger Gemische, z.B. durch Inertisierungsmaßnahmen, zu wiederholen.
5.2 Feuerlöscher und Feuerlöschanlagen
(1) Feuerlöscher und Feuerlöschanlagen, deren Löschmittel sich beim Austritt aufladen können, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nur dann zu Testzwecken ausgelöst werden, wenn sichergestellt ist, dass keine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist.
(2) Inertgasfeuerlöschanlagen, deren Gas, z.B. CO2, sich beim Austritt auflädt, dürfen bei vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre nicht ausgelöst werden.
5.3 Inertisieren
Zum Inertisieren bereits vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre darf das Inertisierungsmedium nur so eingebracht werden, dass keine gefährlichen Aufladungen auftreten. Eine Bildung von Nebel oder Sublimat sowie das Aufwirbeln von Stäuben sind zu vermeiden.
5.4 Unvorhergesehene Leckage von Druckgas
(1) Gefährliche Aufladungen können entstehen, wenn Gase Flüssigkeitströpfchen, feste Partikel oder einen hohen Sattdampfanteil enthalten. Besteht die Möglichkeit, dass z.B. durch Leckagen in Systemen, die brennbare Gase führen, explosionsfähige Atmosphäre entsteht, sind alle leitfähigen Einrichtungen, z.B. Gefäße oder Rohre, die solche Gase enthalten, sowie alle benachbarten oder angrenzenden leitfähigen Teile zu erden.
(2) Personen, die einen solchen Bereich, z.B. zur Ausführung von Reparaturen, betreten sowie die von ihnen mitgeführten leitfähigen Teile sind ebenfalls zu erden. Isolierende Teile sollen in einen solchen Bereich nicht eingebracht werden.
5.5 Spritzlackieren, Pulverbeschichten und Beflocken
(1) Beim Verspritzen oder Versprühen von Flüssiglacken oder Pulverlacken sowie beim Beflocken werden Sprühwolken von Tröpfchen oder Feststoffteilchen erzeugt, welche oft elektrostatisch aufgeladen sind. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Aufladung durch Hochspannung oder triboelektrisch bewusst erzeugt wird. Da die Sprühwolken oft brennbar sind, besteht Zündgefahr und die folgenden Maßnahmen sind erforderlich:
(2) Beim Beflocken ohne brennbare Klebstoffe ist nicht mit einer Zündgefahr ausgehend vom Flock selbst zu rechnen.
5.6 Abluftsysteme
(1) Abluft- und Abgassammelsysteme sind in explosionsgefährdeten Bereichen so zu verlegen und zu betreiben, dass sie nicht gefährlich aufgeladen werden können. Anforderungen siehe auch Nummer 6.4. Systeme aus leitfähigen Materialien müssen geerdet sein; zusätzliche Maßnahmen sind in der Regel nicht erforderlich.
(2) Leitungen aus isolierendem Material sind
(3) Alle in einem isolierenden Leitungssystem befindlichen leitfähigen Teile, z.B. Ventile oder Rückschlagklappen, sind zu erden.
5.7 Staubsauger und Staubsauganlagen
(1) Staubsauger und Staubsauganlagen können hohe Ladungsdichten erzeugen und selbst gefährlich aufgeladen werden.
(2) Staubberührte Teile von Staubsaugern und Staubsauganlagen müssen aus leitfähigen oder ableitfähigen Teilen bestehen. Die leitfähigen Teile sind zu erden, insbesondere leitfähige Saugdüsen. Alle ableitfähigen Teile müssen mit leitfähigen verbunden sein, so dass Erdkontakt besteht.
(3) Bei Stäuben mit einer MZE < 3 mJ ist die Verwendung ableitfähiger Filtergewebe erforderlich. Es ist sicherzustellen, dass der Staubsammelbehälter während des gesamten Betriebes, auch beim Entleeren, geerdet bleibt. Staubsauger und Staubsauganlagen dürfen nicht zum Aufnehmen lösemittelhaltiger Stäube eingesetzt werden oder wenn die Gefahr der Bildung brennbarer Gase besteht.
(4) Staubsauger, die nicht geerdet werden können oder die keine leitfähige Verbindung zwischen Saugdüse und Sammelbehälter aufweisen, dürfen weder in explosionsgefährdeten Bereichen noch zum Aufsaugen brennbarer Stäube eingesetzt werden.
(5) Rohrleitungen oder Schläuche müssen die Anforderungen nach Nummer 6.4. erfüllen.
Beispiel 7: Abluftsysteme in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 1
(s. Symbollegende)
6 Elektrostatische Aufladungen beim Umgang mit Schüttgütern
(1) Die Zündempfindlichkeit eines Schüttgutes, das von feinem Staub über Grieß und Granulat bis hin zu Spänen reichen kann, steigt erfahrungsgemäß mit abnehmender Korngröße, Mindestzündenergie (MZE) bzw. Mindestzündladung (MZQ) an.
(2) Für die Beurteilung der Zündempfindlichkeit ist die MZE der feinsten auftretenden Partikelfraktion zu Grunde zu legen.
(3) Beträgt die MZE mehr als 1 J und liegen keine brennbaren Gase und Dämpfe vor, sind besondere Maßnahmen zur Vermeidung der Zündgefahr infolge elektrostatischer Aufladungen nicht erforderlich.
(4) Schüttgüter werden nach ihrem spezifischen Widerstand ρ in drei Gruppen eingeteilt:
1. | niedriger spezifischer Widerstand: | ρ | < 106 Ωm | ||
2. | mittlerer spezifischer Widerstand: | 106 Ωm < | ρ | < 1010 Ωm | |
3. | hoher spezifischer Widerstand: | 1010 Ωm < | ρ |
6.1 Verfahrenstechnische Maßnahmen
Die Randbedingungen sind so zu wählen, dass keine gefährlichen elektrostatischen Aufladungen erzeugt werden. Dazu gehören:
6.1.1 Befeuchtung
(1) Wird die Befeuchtung als Maßnahme zum Ableiten der Ladungen von Schüttgut gewählt, werden in der Regel mindestens 70 % relative Feuchte bei 23 °C benötigt.
(2) Die Befeuchtung ist keine geeignete Maßnahme für das Ableiten von Ladungen bei stark ladungserzeugenden Prozessen - wie der Flugförderung - und keine bei warmen Produkten.
6.1.2 Ionisierung
(1) Die Leitfähigkeit eines Staub/Luft-Gemisches lässt sich durch Ionisieren erhöhen. Ionisierung kann auch geeignet sein, gefährliche Staubablagerungen zu verringern.
(2) Ionisierung ist ungeeignet, gefährliche Aufladungen an größeren Schüttgutmengen oder großen Staubwolken zu vermeiden.
(3) Die elektrische Ladung bereits aufgeladener Staubwolken oder Schüttgutschüttungen kann durch geerdete Spitzen oder Drähte örtlich herabgesetzt werden, wenn die elektrische Feldstärke bereits nahe der Durchbruchfeldstärke liegt.
(4) Die verwendeten Spitzen oder Drähte sind so zu wählen, dass weder sie noch Teile von ihnen abbrechen können.
6.2 Schüttgüter bei Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe
Von Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe wird im Sinne dieser Technischen Regel auch dann ausgegangen, wenn
6.2.1 Gegenstände und Einrichtungen aus leitfähigen und ableitfähigen Materialien
(1) In explosionsgefährdeten Bereichen sind alle Gegenstände und Einrichtungen, die aus leitfähigen und ableitfähigen Materialien gefertigt sind, gemäß Nummer 8 zu erden.
(2) Unter den folgenden Umständen kann auf eine Erdung verzichtet werden:
Beispiel 8: Funkenentladungen an einem isolierten Metalltrichter
(s. Symbollegende)
6.2.2 Gegenstände und Einrichtungen aus isolierenden Materialien
(1) Isolierende Gegenstände oder Einrichtungen sind nur zulässig, wenn keine gefährlichen Aufladungen zu erwarten sind.
(2) Werden Gegenstände oder Einrichtungen aus isolierenden Materialien verwendet, z.B. Rohre, Schläuche, Behälter, Folien, Beschichtungen oder Einstellsäcke, ist mit Aufladungen zu rechnen. Mit gefährlichen Aufladungen ist erfahrungsgemäß erst beim Vorhandensein stark ladungserzeugender Prozesse zu rechnen.
(3) Werden in einer Mischbauweise leitfähige, ableitfähige und isolierende Materialien verwendet, ist sicherzustellen, dass alle leitfähigen und ableitfähigen Teile geerdet bzw. mit Erde verbunden sind.
6.2.3 Behälter
(1) Anhand der Ablaufdiagramme1 bis 3 auf den folgenden Seiten kann geprüft werden, ob das Schüttgut beim Befüllen von Behältern gefährlich aufgeladen werden kann. Gegebenenfalls sind Maßnahmen gegen Schüttkegelentladungen (SKE), gewitterblitzartige Entladungen oder Funkenentladungen zu treffen.
(2) Schüttgüter und Schüttgutbehälter sind so zu handhaben bzw. zu betreiben, dass gefährliche Aufladungen vermieden werden. Gefährliche Aufladungen können sowohl auf dem Schüttgut als auch auf dem Schüttgutbehälter angesammelt werden.
(3) Je nach spezifischem Widerstand ρ des Schüttgutes trifft eines der drei Ablaufdiagramme zu:
Ablaufdiagramm 1: | ρ < 106 Ωm | |
Ablaufdiagramm 2: | 106 Ωm < | ρ < 1010 Ωm |
Ablaufdiagramm 3: | 1010 Ωm < | ρ |
Funkenentladung z.B. beim Berühren eines isoliert eingestellten, aufgeladenen Metalltrichters oder bei der Entladung des Trichters zu der Behälterwand
(4) Zur Beurteilung der Aufladung verschiedener Schüttgutbehälter sind zusätzlich die Nummern 6.2.3.1 bis 6.2.3.4 zu beachten.
(5) Beim Entleeren von Behältern mittels Schwerkraft sind bei Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe in der Regel im zu entleerenden Behälter keine gefährlichen Aufladungen des Schüttgutes zu erwarten.
(6) Leitfähige und ableitfähige Behälter müssen beim Befüllen und Entleeren geerdet bzw. mit Erde verbunden sein.
(7) Soll gemäß einem der Ablaufdiagramme 1 bis 3 die Zündgefahr auf Grund des Entscheidungsschrittes "Dokumentation der nachgewiesenen sicheren Betriebserfahrungen" ausgeschlossen werden, muss die Explosionsgefährdung ermittelt und einer Bewertung unterzogen worden sein. Die entsprechenden Begründungen sind im Explosionsschutzdokument darzulegen.
(8) Als Alternative zu Feldstärkemessungen vor Ort können auch Modellrechnungen durchgeführt werden (siehe dazu auch Anhang A3.6).
Ablaufdiagramme: Beurteilung der Zündgefahr ausgehend von Schüttgütern - siehe auch Nummern *) 6.2.3 (7), **) 6.2.3 (8) | ||
Ablaufdiagramm 1: mit ρ< 106 Ωm | Ablaufdiagramm 2: mit 106 mΩ < ρ < 1010 Ωm | Ablaufdiagramm 3: mit ρ > 1010 Ωm |
![]() | ![]() | ![]() |
6.2.3.1 Leitfähige und ableitfähige Behälter mit leitfähigen oder ableitfähigen Einstellsäcken
(1) Zusätzlich zu den Maßnahmen nach Nummer 6.2.3 dürfen leitfähige und ableitfähige Einstellsäcke in explosionsgefährdeten Bereichen nur benutzt werden, wenn sie sicher geerdet sind und beim Einstellen und Herausnehmen geerdet bleiben, z.B. indem sie mit dem Behälter fest verbunden und beim Ein- und Ausstellen über die Person geerdet bleiben.
(2) Das Einstellen und Herausnehmen der Säcke muss anderenfalls außerhalb der Zonen 20 und 21 erfolgen.
6.2.3.2 Leitfähige und ableitfähige Behälter mit isolierenden Einstellsäcken
(1) Isolierende Einstellsäcke sollen grundsätzlich vermieden werden.
(2) Sind isolierende Einstellsäcke nicht zu vermeiden, muss zusätzlich zu den Maßnahmen nach Nummer 6.2.3 mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt sein:
(3) Beträgt der spezifische Widerstand des Schüttguts weniger als 106 Ω m, ist es zu erden.
6.2.3.3 Isolierende Behälter
(1) Isolierende Behälter dürfen nur eingesetzt werden, wenn dies aus zwingenden Gründen erforderlich ist.
(2) Füllgut mit einem spezifischen Widerstand ρ < 106 Ω m ist zu erden.
(3) Isolierende Behälter können verwendet werden, wenn zusätzlich zu den Maßnahmen nach Nummer 6.2.3 mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
6.2.3.4 Isolierende Behälter mit Einstellsäcken
(1) Leitfähige Einstellsäcke sollen in isolierenden Behältern vermieden werden. Ist ihr Einsatz unverzichtbar, sind sie sicher zu erden.
(2) Isolierende Einstellsäcke in isolierenden Behältern sind so zu beurteilen wie isolierende Behälter nach Nummer 6.2.3.3.
Beispiel 9: Befüllen isolierender Kunststoffsäcke mit Schüttgut in Zonen 21 und 22
(s. Symbollegende)
6.3 Schüttgüter in Gegenwart brennbarer Gase oder Dämpfe
Bei Anwesenheit brennbarer Gase oder Dämpfe muss je nach ihrer Konzentration mit der Entzündung einer explosionsfähigen Gas- oder Dampfatmosphäre oder mit der Entzündung eines so genannten hybriden Gemisches (Gemisch aus brennbaren Gasen oder Dämpfen und brennbaren Stäuben mit Luft) gerechnet werden. Die Mindestzündenergie (MZE) wird wesentlich durch anwesende gas- oder dampfförmige Komponenten bestimmt und liegt meist niedriger als die MZE des reinen Staubes.
6.3.1 Maßnahmen bei spezifischem Widerstand ρ > 108 Ωm
(1) Die offene Handhabung von lösemittelfeuchten Schüttgütern mit einem spezifischen Widerstand ρ > 108 Ωm ist zu vermeiden.
(2) In diesen Fällen sind zusätzliche Maßnahmen des Explosionsschutzes notwendig. Ggf. ist die Gefährdungsbeurteilung im Hinblick auf die Vermeidung gefährlicher explosionsfähiger Gemische, z.B. durch Inertisierungsmaßnahmen oder Vermeiden des hybriden Gemisches, zu wiederholen. Weitere Maßnahmen sind Arbeiten im Vakuum oder in druckfesten Behältern oder Abkühlen deutlich unter die Temperatur des Flammpunktes.
6.3.2 Maßnahmen bei spezifischem Widerstand ρ < 108 Ωm
Ist der spezifische Widerstand des Schüttgutes ρ < 108 Ωm, z.B. bei Schüttgütern, die ein polares Lösemittel enthalten, muss die Handhabung in leitfähigen geerdeten Anlagen erfolgen.
6.3.3 Eintrag von Schüttgut in Behälter mit brennbaren Gasen oder Dämpfen
(1) Der Eintrag von Schüttgut in einen Behälter, der brennbare Gase oder Dämpfe enthält, soll möglichst in einem geschlossenen System und unter Inertgas erfolgen. Der offene Eintrag von Schüttgut ist zu vermeiden.
(2) Lässt sich der offene Eintrag von Schüttgut in eine explosionsfähige Atmosphäre nicht vermeiden, sind besondere Maßnahmen vorzusehen, welche die Aufladungen auf ein ungefährliches Maß begrenzen:
(3) Entsteht durch Zugabe eines Schüttgutes in eine Vorlage eine Suspension oder Emulsion - eventuell auch nur kurzzeitig - so ist zu beachten, dass z.B. beim Rühren unabhängig vom eigentlichen Schüttvorgang eine gefährliche Aufladung im Gefäß erzeugt werden kann. In diesen Fällen ist Nummer 4.11 zu beachten.
6.4 Rohre und Schläuche für Schüttgüter
Beim Transport von Schüttgütern durch Rohre und Schläuche können sich sowohl das Schüttgut als auch die Rohre und Schläuche aufladen. Die Höhe der Aufladung hängt von den Stoff- und Materialeigenschaften sowie den Förderbedingungen ab. Je nach Aufbau und Widerstand des Wandmaterials können Korona-, Büschel-, Funken- und Gleitstielbüschelentladungen auftreten. Diese Entladungen können eine Zündgefahr sowohl für das transportierte Schüttgut, als auch für die Umgebung der Rohre und Schläuche darstellen. Rohre und Schläuche können sowohl zur Aspiration als auch zum pneumatischen Transport verwendet werden.
6.4.1 Aspiration
(1) Rohre und Schläuche aus isolierenden Materialien sind zur Aspiration zulässig, wenn nur eine geringe Staubbeladung im Inneren der Schlauchleitung vorliegt und somit nur selten und kurzzeitig mit dem Auftreten gefährlicher explosionsfähiger Staubatmosphäre zu rechnen ist.
(2) Unabhängig von der Wahl des Schlauchmaterials sind alle leitfähigen Teile des Schlauches, z.B. Stützwendeln, Armaturen zu erden.
(3) In Anwesenheit brennbarer Gase oder Dämpfe gelten die Anforderungen gemäß Nummer 6.4.2.
6.4.2 Pneumatischer Transport
(1) Beim pneumatischen Transport brennbarer Schüttgüter mit Luft ist im Allgemeinen im Inneren der zum Transport benutzten Rohre und Schläuche von explosionsfähiger Atmosphäre durch Feinstaub auszugehen. Je nach Einsatz kann auch in der Umgebung der Rohre und Schläuche explosionsfähige Atmosphäre vorliegen. Dementsprechend werden für die Vermeidung wirksamer Zündquellen an den Wandaufbau der Rohre und Schläuche verschiedene Anforderungen gestellt.
(2) Im Folgenden werden Rohre und Schläuche hinsichtlich ihres Wandaufbaues und der verwendeten Materialien unterschieden. Für eine Charakterisierung des Wandmaterials als leitfähig oder ableitfähig darf entgegen Nummer 2 Absatz 11 bzw. 13 nur der Durchgangswiderstand (spezifische Widerstand) herangezogen werden. Eine Charakterisierung über den Oberflächenwiderstand allein ist nicht zulässig.
Beispiel 10: Pneumatische Förderung brennbarer Schüttgüter
(s. Symbollegende)
6.4.2.1 Rohre und Schläuche mit homogenem leitfähigem Wandmaterial
(1) Bei Rohren und Schläuchen aus homogenem leitfähigem Wandmaterial treten keine Gleitstielbüschelentladungen auf.
(2) Um Funkenentladungen und auch Korona- und Büschelentladungen an Rohren und Schläuchen aus leitfähigem Material zu vermeiden, sind sie wenigstens an einem Ende zu erden und die Länge ist zu begrenzen.
(3) Tabelle 9 zeigt zulässige Längen für verschiedene Wertepaare aus Wandstärke und spezifischem Widerstand des Wandmaterials für Rohre und Schläuche, die an einem Ende geerdet sind. Für an beiden Enden geerdete Rohre und Schläuche gilt der zweifache Wert.
(4) Für Rohre und Schläuche aus Metall liegt die zulässige Rohrlänge bei einer Wandstärke von 1 mm bei mehreren Kilometern.
Tabelle 9: Zulässige Länge von an einem Ende geerdeten Rohren und Schläuchen in Abhängigkeit von der Wandstärke und dem spezifischen Widerstand des Wandmaterials
Wandstärke (mm) | zulässige Länge (m) bei einem spezifischen Widerstand (Ωm) von | ||
1 | 1000 | 10000 | |
0,5 | 17 | 0,55 | 0,17 |
1 | 24 | 0,77 | 0,24 |
2 | 35 | 1,1 | 0,35 |
3 | 42 | 1,3 | 0,42 |
5 | 55 | 1,7 | 0,55 |
8 | 69 | 2,2 | 0,69 |
10 | 77 | 2,5 | 0,77 |
6.4.2.2 Rohre und Schläuche aus leitfähigem Wandmaterial mit Drahteinlagen
Werden in eine Schlauch- oder Rohrwand aus leitfähigem Material nicht ummantelte metallische Drähte eingelegt, kann die Leitfähigkeit längs des Schlauches oder Rohres verbessert werden. Wenn der Abstand von jedem Ort der Wand zu den Drähten kleiner ist als die zulässige Länge nach Nummer 6.4.2.1, kann eine Längenbeschränkung entfallen. Die Drahteinlagen sind zu erden.
6.4.2.3 Rohre und Schläuche mit Wänden aus mehreren Schichten
(1) Genügt die produktberührte Schicht Nummer 6.4.2.1 oder 6.4.2.2, treten innen keine Entladungen auf.
(2) Ist die produktberührte Schicht aus einem Material mit einem spezifischen Durchgangswiderstand kleiner als 109 Ω m und einer relativen Permittivität von weniger als 20 und genügt die darauf folgende Schicht den Anforderungen nach Nummer 6.4.2.1 oder 6.4.2.2, treten innen keine Entladungen auf.
(3) Treten außen keine stark ladungserzeugenden Prozesse auf oder besteht die äußerste Schicht aus leitfähigem oder ableitfähigem Material, treten außen keine Entladungen auf.
(4) Alle leitfähigen Bestandteile der Rohre und Schläuche sind zu erden und alle ableitfähigen Bestandteile der Rohre und Schläuche sind mit Erde in Kontakt zu bringen.
6.4.2.4 Stützwendelschläuche
(1) Stützwendelschläuche sind nur für den pneumatischen Transport zulässig, wenn sie alle nachfolgenden Eigenschaften besitzen:
(2) Für andere geometrische Anordnungen, höhere Werte der relativen Permittivität oder für mehrlagige Stützwendelschläuche kann der obere Grenzwert für den zulässigen spezifischen Widerstand des Wandmaterials durch Simulationsrechnungen unter Annahme einer Aufladestromdichte von 1 mA/m2 berechnet werden.
Beispiel 11: Schläuche zum pneumatischen Transport nicht brennbarer Schüttgüter durch Zone 1, die verursacht ist durch Gefahrstoffe der Explosionsgruppen IIA und IIB
(s. Symbollegende)
Beispiel 12: Schläuche zum pneumatischen Transport brennbarer Schüttgüter
(s. Symbollegende)
6.4.3 Kompensatoren
(1) Kompensatoren müssen in explosionsgefährdeten Bereichen so beschaffen sein und betrieben werden, dass sie nicht gefährlich aufgeladen werden. Sie sind möglichst kurz zu halten und so zu gestalten, dass sich möglichst keine Berührung zwischen Kompensator und strömendem Produkt ergibt.
(2) Leitfähige Materialien müssen geerdet sein, ableitfähige müssen mit Erdkontakt versehen sein.
(3) Für Kompensatoren, die beim pneumatischen Transport oder bei der Förderung mittels Schwerkraft mit Fallhöhen größer als 3 m eingesetzt werden, gelten die gleichen Anforderungen wie für Rohre und Schläuche nach Nummer 6.4.2.
(4) Beim Einsatz in Aspirationsleitungen und bei Förderung mittels Schwerkraft bei Fallhöhen bis 3 m sind in Abwesenheit von brennbaren Gasen und Dämpfen in der Regel keine weiteren Maßnahmen erforderlich.
(5) Bei Anwesenheit von brennbaren Gasen und Dämpfen sind beim Einsatz isolierender Materialien zusätzlich Maßnahmen gegen Büschelentladungen nach Nummer 3.2 zu ergreifen.
6.5 Filterelemente in Staubabscheidern
(1) Filterelemente wie Filterschläuche, -patronen oder -kassetten bestehen i. d. R. aus Filtermaterialien, z.B. Papier, Gewebe oder Sintermaterial, und einer Rahmenkonstruktion.
An Filterelementen in filternden Staubabscheidern kann es zu elektrostatischen Entladungen kommen.
(2) Alle leitfähigen Teile sind zu erden und alle ableitfähigen Teile der Filterelemente mit ausreichendem Erdkontakt zu versehen.
(3) Die Verwendung von Filterelementen aus isolierendem Filtermaterial für die Abscheidung von brennbaren Stäuben ist nur zulässig, wenn dadurch die Erdung der leitfähigen oder ableitfähigen Teile des filternden Abscheiders nicht unterbrochen wird.
(4) Bei Schüttgütern mit einer MZE < 3 mJ sind ableitfähige Filtermaterialien mit einem Ableitwiderstand RE < 108 Ω oder leitfähige geerdete Filtermaterialien erforderlich.
(5) Bei leitfähigen Schüttgütern ist der Einsatz ableitfähiger Filtermaterialien mit einem Ableitwiderstand RE < 108 Ω oder leitfähiger geerdeter Filtermaterialien erforderlich.
(6) Beim Auftreten hybrider Gemische in filternden Abscheidern ist der Einsatz ableitfähiger Filtermaterialien mit einem Ableitwiderstand RE < 108 Ω oder leitfähiger geerdeter Filtermaterialien erforderlich.
6.6 Flexible Schüttgutbehälter (FIBC)
(1) Flexible Schüttgutbehälter werden bei Lagerung und Transport sowie in Produktionsprozessen, z.B. zur Aufnahme von Schüttgütern, Granulaten, verwendet. Elektrische Ladungen können während des Füllens und Entleerens erzeugt werden und sich auf dem Schüttgut selbst oder auf der Oberfläche des FIBC ansammeln. Von aufgeladenen FIBC können durch Influenz Gegenstände oder Personen aufgeladen werden. Insbesondere können auf dem FIBC abgelegte Werkzeuge oder nasse Stellen des Gewebes durch Influenz aufgeladen werden.
(2) Es werden die Typen A, B, C und D unterschieden. Typ A weist keine Schutzmaßnahmen gegen elektrostatische Aufladungen auf. Bei den anderen Typen werden aufgrund verschiedener physikalischer Prinzipien Büschelentladungen (Typ C und D), Gleitstielbüschelentladungen (Typ B, C und D) und Funkenentladungen (Typ B, C und D) vermieden.
(3) In explosionsgefährdeten Bereichen erfolgt der Einsatz der FIBC-Typen gemäß nachstehender Tabelle 10. Sie gibt Hinweise auf die geeignete Wahl von FIBC unter Berücksichtigung des zu handhabenden Schüttgutes und der Umgebungsbedingungen.
(4) FIBC Typ A sind für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen grundsätzlich nicht geeignet.
(5) In Gegenwart brennbarer Gase, Dämpfe oder Stäube müssen FIBC des Typs C während des Befüllens oder Entleerens geerdet sein.
(6) In der Umgebung von FIBC Typ D müssen in Gegenwart brennbarer Gase, Dämpfe oder Stäube alle Personen und leitfähigen Gegenstände, die gefährlich aufgeladen werden können, geerdet werden.
(7) Etiketten oder Dokumententaschen usw. an FIBC Typ B, C und D dürfen keine zündwirksamen Entladungen verursachen.
(8) Kommen Einstellsäcke in FIBC zum Einsatz, ist das Packmittel als Ganzes zu bewerten, da die Typeinteilung des Herstellers die Verwendung von Einstellsäcken in der Regel nicht mit abdeckt.
(9) Schüttgut mit einem spezifischen Widerstand der Schüttung von weniger als 106 Ωm darf nur in FIBC eingefüllt oder aus diesen entleert werden, wenn die Erdung des Schüttgutes im FIBC während des Befüllens bzw. Entleerens gewährleistet ist.
Tabelle10: Auswahl geeigneter FIBC-Typen in Abhängigkeit von Schüttgut und Einsatzbedingungen
Mindestzündenergie (MZE) des Schüttgutes | Befüll- und Entleereinrichtung befindet sich im | |||
nicht explosionsgefährdeten Bereich | explosionsgefährdeten Bereich der | |||
Zone 21 oder 22 | Zone 2 | Zone 1 | ||
nicht staubexplosionsfähig oder 1000 mJ < MZE | A, B, C, D | A 4, B 4, C, D | C, D | C1, D1 |
3 mJ < MZE < 1000 mJ | B, C, D | B, C, D | C, D | C1, D1 |
MZE 5 < 3 mJ | C, D | C, D | C, D | C1, D1 |
Staub mit brennbarem Lösemittelanteil 3 | C 2, D 2 | C 2, D 2 | C 2, D 2 | C 2, D 2 |
1) beim Befüllen des FIBC nur in Verbindung mit zusätzlichen Maßnahmen, z.B. Spülen mit Luft
2) beim Befüllen und Entleeren des FIBC nur in Verbindung mit zusätzlichen Maßnahmen, z.B. Inertisierung 3) zur Konzentration der Lösemittelanteile siehe auch Nummer 6.2 4) sofern das gehandhabte Schüttgut die Zone bestimmt 5) Die Einschränkung, bei Schüttgut mit MZE < 3 mJ nur FIBC Typ C oder Typ D einzusetzen, beruht auf der Zündwirksamkeit von Schüttkegelentladungen. Diese können in einem FIBC Typ B eine viel höhere Energie besitzen als in einem FIBC Typ C oder Typ D. Im Fall eines FIBC Typ B kann die Schüttkegelenergie bereits für Schüttgut mit einem Medianwert von nur 0,055 mm einen Wert von 3 mJ erreichen. In einem FIBC Typ C oder Typ D muss der Medianwert des Schüttguts bei 0,27 mm oder höher liegen, damit die Schüttkegelenergie 3 mJ erreicht; üblicherweise besitzt derart grobes Schüttgut aber eine MZE von mehr als 3 mJ. |
7 Elektrostatische Aufladung von Personen und persönlichen Schutzausrüstungen (PSA)
(1) Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen tätig sind, dürfen nicht gefährlich aufgeladen werden.
(2) Personen, die ableitfähiges Schuhwerk auf ableitfähigen Fußböden tragen, laden sich nicht gefährlich auf, solange sie nicht einem stark ladungserzeugenden Prozess ausgesetzt sind. Haben Personen über den Fußboden keinen Erdkontakt, ist dafür zu sorgen, dass sie in explosionsgefährdeten Bereichen nicht gefährlich aufgeladen werden.
(3) Aufstiegshilfen wie Leitern, Tritte, Podeste und Laufstege müssen so beschaffen sein, dass ein geforderter Erdkontakt der Person nicht unterbrochen wird. Dies ist z.B. durch Verwendung metallischer, geerdeter Aufstiegshilfen möglich.
7.1 Ableitfähiges Schuhwerk
(1) In explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1 und 20 ist ableitfähiges Schuhwerk mit einem Ableitwiderstand der Person gegen Erde von höchstens 108 Ω zu tragen. Die gleiche Forderung gilt in Zone 21 bei Stäuben mit MZE < 10 mJ.
(2) In Bereichen, die durch explosionsgefährliche Stoffe oder Gemische gefährdet sind, ist ableitfähiges Schuhwerk zu benutzen.
(3) Ableitfähiges Schuhwerk darf nicht so verändert werden, dass die Ableitfähigkeit verloren geht.
7.2 Ableitfähige Fußböden
Fußböden in explosionsgefährdeten Bereichen müssen so ausgeführt sein, dass sich Personen beim Tragen ableitfähiger Schuhe nicht gefährlich aufladen.
7.3 Kleidung
(1) Arbeitskleidung oder Schutzkleidung darf in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0 und 1 nicht gewechselt, nicht aus- und nicht angezogen werden.
(2) In Bereichen der Zone 0 und in Bereichen, in denen mit einer Sauerstoffanreicherung oder mit dem Auftreten von Gefahrstoffen der Explosionsgruppe IIC zu rechnen ist, darf nur ableitfähige Kleidung getragen werden.
(3) Die Ableitfähigkeit der Kleidung darf, z.B. durch Waschen, nicht beeinträchtigt werden; gegebenenfalls ist die Kleidung wieder neu zu behandeln.
(4) Wird die Ableitfähigkeit des Gewebes durch eingearbeitete leitfähige Fäden erreicht, ist sicherzustellen, dass diese Fäden während des Gebrauchs Erdkontakt haben und nicht brechen.
7.4 Handschuhe
Werden in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1 und 20 sowie in Zone 21 bei Stäuben mit MZE < 10 mJ Handschuhe getragen, dürfen diese nicht isolierend sein.
7.5 Kopfschutz
(1) Ist das Tragen von Kopfschutz in Zone 1 erforderlich, soll er auch dann getragen werden, wenn nur solcher aus isolierenden Materialien verfügbar ist.
(2) In Zone 0 soll nur Kopfschutz aus ableitfähigem Werkstoff getragen werden.
7.6 Sonstige persönliche Schutzausrüstungen
Persönliche Schutzausrüstungen dürfen, z.B. bei Wartungsarbeiten oder bei Notfalleinsätzen, in explosionsgefährdeten Bereichen oder bei Anwesenheit von explosionsfähigen Gemischen nicht gefährlich aufgeladen werden.
8 Erdung und Potenzialausgleich
(1) Zur Vermeidung gefährlicher Aufladungen in explosionsgefährdeten Bereichen sind Personen sowie Gegenstände oder Einrichtungen aus leitfähigem oder ableitfähigem Material nach Nummer 3.1 zu erden bzw. mit Erdkontakt zu versehen. Entsprechendes gilt auch für leitfähige oder ableitfähige Medien, z.B. Flüssigkeiten oder Schüttgüter.
(2) Bestehen Einrichtungen aus mehreren leitfähigen Komponenten, sind diese einzeln zu erden oder untereinander elektrisch leitend zu verbinden und insgesamt zu erden.
8.1 Ableitung statischer Elektrizität von leitfähigen Gegenständen
(1) Im Allgemeinen soll der Ableitwiderstand 106 Ω nicht überschreiten. Ein Ableitwiderstand RE von 108 Ω reicht jedoch aus, wenn z.B. die Ladestromstärke I < 10-6 A und die Kapazität C < 100 pF betragen. Kleine Gegenstände gelten als elektrostatisch geerdet, wenn ihre Relaxationszeit 10-2 s unterschreitet.
(2) In Bereichen, in denen mit besonders zünd- oder anzündempfindlichen Explosivstoffen umgegangen wird, darf der Ableitwiderstand von Gegenständen 105 Ω nicht überschreiten.
(3) Die Erdung und der Potenzialausgleich müssen zuverlässig und dauerhaft sein und den zu erwartenden Beanspruchungen, insbesondere durch Korrosion, standhalten.
8.2 Ableitwiderstand von Fußböden
(1) Ein Fußboden ist ableitfähig, wenn sein Ableitwiderstand 108 Ω unterschreitet. In explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1, 20 sowie in Zone 21 bei Stäuben mit MZE < 10 mJ sind ableitfähige Fußböden erforderlich. Verschmutzungen, z.B. durch Farb- oder Ölreste oder ungewollte Isolierung, z.B. durch abgelegte Folien oder Leergut, sind zu vermeiden.
(2) Bei geklebten Fußbodenbelägen ist auf die ausreichende Leitfähigkeit der verwendeten Klebstoffe zu achten.
(3) Bei nicht ausreichender Ableitfähigkeit des Fußbodens ist durch besondere Maßnahmen, z.B. durch Feuchthalten, dafür zu sorgen, dass der Ableitwiderstand 108Ω unterschreitet.
(4) Durch Fußbodenpflegemittel darf der Widerstand nicht erhöht werden.
(5) In Bereichen, die durch explosionsgefährliche Stoffe oder Gemische gefährdet sind, darf der Ableitwiderstand des Fußbodens 108Ω nicht überschreiten.
8.3 Erdung und Potenzialausgleich in besonderen Fällen
(1) Meist wird mit der Energieversorgung eine Erdleitung verlegt. Darüber hinaus sind industrielle Anlagen normalerweise fest zusammengesetzt, z.B. durch Schraub- oder Schweißverbindungen, und der Ableitwiderstand beträgt bereits ohne zusätzliche Maßnahmen meist weniger als 106 Ω .
(2) Nur wenn diese Maßnahmen nicht ausreichen, sind zusätzliche Erdungsleitungen notwendig.
8.3.1 Erdung eigensicherer Betriebsmittel
Eigensichere Betriebsmittel oder eigensichere Anlagen werden häufig betriebsbedingt erdfrei betrieben. In explosionsgefährdeten Bereichen sind dennoch leitfähige oder ableitfähige Gehäuse elektrostatisch zu erden. Können in explosionsgefährdeten Bereichen Teile der eigensicheren Schaltung, z.B. Sensorelektroden, berührt oder untereinander verbunden werden, z.B. über Steckverbindungen, ist die Schaltung elektrostatisch geerdet auszuführen. In diesem Fall genügt ein Ableitwiderstand RE < 108 Ω.
8.3.2 Leitfähige ortsfeste Einrichtungen
Anlagenteile, die nicht mit der Gesamtanlage elektrisch leitend verbunden sind, z.B. flexible oder schwingungsfähige Bauteile, sind getrennt zu erden.
Beispiel 13: Erdung in Zone 1
(s. Symbollegende)
8.3.3 Leitfähige ortsbewegliche Einrichtungen
Ortsbewegliche metallische Gegenstände und Einrichtungen, z.B. Fässer, Container, Trichter, Kannen, Karren, werden im Allgemeinen nicht über die Gesamtanlage geerdet. Ihre Erdung erfolgt über eigene Erdungsanschlüsse. Insbesondere beim Füllen und Entleeren ist ein Ableitwiderstand RE < 106 Ω zu gewährleisten. Gegebenenfalls erfolgt die Erdung kleiner Gegenstände über Personen und den Fußboden.
8.3.4 Leitfähige Einrichtungen mit isolierenden Komponenten
(1) Die Erdung einer Anlage kann durch isolierende Komponenten, z.B. Dichtungen, oder durch isolierende Betriebsstoffe, z.B. Schmierfette, beeinträchtigt werden. Erfahrungsgemäß zeigen Öle und Fette in normaler Schmierfilmdicke, z.B. an rotierenden Wellen, Übergangswiderstände von nicht mehr als 103 Ω .
(2) Beim Einsatz isolierender Materialien, z.B. Zwischenstücke aus Kunststoff mit hohem Widerstand, sind die verbleibenden leitfähigen Komponenten untereinander zu verbinden und zu erden.
(3) Alternativ kann jedes Anlagenteil für sich geerdet werden.
8.3.5 Gegenstände geringer elektrischer Kapazität
(1) Leitfähige Gegenstände mit einer Kapazität C > 10 pF sind zu erden. Die Erdung darf nur entfallen, wenn gefährliche Aufladungen nicht auftreten.
(2) Leitfähige Gegenstände mit einer Kapazität unter 10 pF sind gemäß Tabelle 11 zu erden. Darüber hinaus sind kleine leitfähige Gegenstände zu erden
(3) Zur Beurteilung der Kapazität von Gegenständen ist ihre Kapazität im Einbauzustand, gegebenenfalls unter simulierten Bedingungen, zu bestimmen.
Tabelle11: Höchstzulässige Kapazitäten ungeerdeter kleiner Gegenstände, sofern keine stark ladungserzeugenden Prozesse auftreten
Explosionsfähige Atmosphäre erzeugt durch Gefahrstoffe der Explosionsgruppen | |||||
I | IIA | IIB | IIC | III | |
untertage | 10 pF | ||||
Zone 0 | 3 pF | 3 pF | keine isolierten leitfähigen Gegenstände oder Materialien | ||
Zone 1 | 6 pF | 3 pF | 3 pF | ||
Zone 2 | - | - | - | ||
Zone 20 oder 21 MZE < 10 mJ | 6 pF | ||||
Zone 20 oder 21 MZE > 10 mJ | 10 pF | ||||
Zone 22 | - |
8.3.6 Medizinisch genutzte Räume mit explosionsgefährdeten Bereichen
(1) Wenn in medizinisch genutzten Räumen explosionsgefährdete Bereiche vorliegen, sind Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladungen erforderlich.
(2) Zur Vermeidung von Aufladungen sollen Arbeitskleidung, Decken und Tücher unter den betriebsgemäß anzunehmenden Bedingungen ableitfähig sein.
(3) Decken, Tücher oder solche Gewebe und Gewirke, die nicht ableitfähig sind, sind auszuschließen, da sie bei Reibungs- und Trennungsvorgängen zu hohen Aufladungen führen können.
(4) Auch für typische Gegenstände und Einrichtungen in medizinischen Räumen, z.B. Gummitücher, -matratzen, -kopfkissen oder gepolsterte Sitze, gelten die Anforderungen der Nummer 3. Ableitfähige Überzüge isolierender Gegenstände haben diese vollständig zu umschließen.
(5) Abweichend von Nummer 3 dürfen als Abdeckung des Operationstisches und fahrbarer Krankentragen sowie der Sitzflächen von Hockern nur Gummi oder Kunststoffe mit Oberflächenwiderständen zwischen 5 · 104 Ω und 106 Ω verwendet werden.
(6) Der Ableitwiderstand des Fußbodens darf höchstens 108 Ω betragen. Bei Bodenbelägen, bei denen eine Erhöhung des Ableitwiderstandes während des Gebrauches nicht ausgeschlossen ist, darf der Ableitwiderstand im Neuzustand höchstens 107 Ω und nach vier Jahren höchstens 108 Ω betragen.
(7) Alle leitfähigen berührbaren Teile von Gegenständen oder Einrichtungen, auch die der ortsbeweglichen, müssen untereinander und mit dem Fußboden leitfähig verbunden und geerdet sein. Die Erdverbindung darf an keiner Stelle unterbrochen sein, z.B. durch isolierende Lackierung. Der Durchgangswiderstand von Reifen oder Rollen soll 104 Ω nicht überschreiten.
(8) In medizinisch genutzten Räumen mit explosionsgefährdeten Bereichen ist ableitfähiges Schuhwerk - einschließlich der Überschuhe - zu tragen. Jedoch soll ein Ableitwiderstand von 5 · 104 Ω nicht unterschritten werden.
(9) Schläuche für die Fortleitung von medizinischen Gasen, auch von Sauerstoff, Lachgas, Anästhesiegasen, dürfen abweichend von Nummer 5.6 aus isolierenden Materialien bestehen. Sind sie leitfähig, dürfen sie nur auf metallische Schlauchtüllen ohne isolierende Lackierung aufgezogen sein. Im Verlaufe der Gasführungen, auch innerhalb von Geräten, dürfen keine isolierten leitfähigen Teile vorhanden sein.
(10) Für Atembeutel und Bälge von Anästhesiegeräten und Sauerstoffbeatmungsgeräten sind ausschließlich leitfähige Werkstoffe zu verwenden.
8.4 Kennzeichnung
Einrichtungen, die zur Erdung und zum Potenzialausgleich eingesetzt werden, dürfen nicht unterbrochen oder abgeschaltet werden. Sie sind eindeutig zu kennzeichnen, z.B. durch grün-/gelbgestreifte Farbgebung.
8.5 Planung und Ausführung
(1) Bereits in der Planungsphase einer Anlage oder einer Einrichtung sind Maßnahmen für die Erdung und für den Potenzialausgleich vorzusehen. Die Anzahl manuell zu handhabender Erdungsvorrichtungen, z.B. Erdungsklemmen, soll gering gehalten werden. Erdungsklemmen sind vor Arbeitsbeginn anzubringen und verbleiben am Ort, bis alle gefährlichen Aufladungen abgeleitet sind. Es sind Aufnahmevorrichtungen oder Ablagen für Erdungsklemmen vorzusehen.
(2) Einrichtungen zur Erdung und zum Potenzialausgleich sind so auszuführen und so zu erhalten, dass
8.6 Betriebsanweisung und Unterweisung
(1) Für Arbeiten zur Erdung und zum Potenzialausgleich in explosionsgefährdeten Bereichen ist das Vorliegen einer eigenen Betriebsanweisung erforderlich.
(2) Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen arbeiten, müssen über die Notwendigkeit von Maßnahmen zur Erdung und zum Potenzialausgleich unterwiesen werden.
8.7 Prüfung
(1) Die Prüfungen der Einrichtungen zur Erdung und zum Potenzialausgleich für die Vermeidung gefährlicher elektrostatischer Aufladungen sind unabhängig von anderen elektrischen Prüfungen durchzuführen.
(2) Art, Umfang und Fristen der Prüfungen sind gemäß der Technischen Regel TRBS 1201 Teil 1 festzulegen. Dabei sind Anlagen- und Bauwerksteile zu berücksichtigen, die neben ihrer eigentlichen Funktion auch andere erden und in den Potenzialausgleich einbeziehen, z.B. Schlauch und Zapfventil.
(3) Die Prüfungen sind durch zur Prüfung befähigte Personen gemäß Anhang 2 Abschnitt 3 Nummer 3.1 BetrSichV durchzuführen.
Auf- und Entladungsvorgänge in der Elektrostatik | Anhang A |
A1 Elektrostatische Aufladungen
Häufigste Ursache elektrostatischer Aufladung ist die Kontaktaufladung. Kommen z.B. zwei zuvor ungeladene Gegenstände in Berührung, erfolgt an ihrer gemeinsamen Grenzfläche ein Ladungsübergang. Bei der nachfolgenden Trennung der Oberflächen trägt jede Oberfläche einen Teil dieser Ladung, jeweils mit entgegengesetzter Polarität.
Kontaktaufladung kann an allen Grenzflächen zwischen festen und/oder flüssigen Phasen erfolgen. Gase können nicht aufgeladen werden, wohl aber in einem Gasstrom enthaltene Feststoffpartikel oder Flüssigkeitstropfen.
Leitfähige Gegenstände können auch durch Influenz aufgeladen werden, wenn sie sich in einem elektrischen Feld befinden. Eine weitere Möglichkeit der Aufladung besteht durch Ansammeln aufgeladener Partikel oder ionisierter Moleküle.
A1.1 Aufladung von Flüssigkeiten
Die Aufladung von Flüssigkeiten erfolgt im Wesentlichen über die Kontaktaufladung. Typische Beispiele sind der Strom einer Flüssigkeit entlang einer festen Wand, z.B. eines Rohres, einer Pumpe oder eines Filters oder das Rühren, Schütteln, Sprühen oder Zerstäuben von Flüssigkeit. Enthält die Flüssigkeit mindestens eine weitere Phase, z.B. in Form suspendierter Feststoffe oder dispergierter anderer Flüssigkeiten, wird die Aufladung erheblich verstärkt, da die Ausdehnung der Phasengrenzflächen deutlich zunimmt. Normalerweise entstehen gefährliche elektrostatische Aufladungen nur bei Flüssigkeiten geringer elektrischer Leitfähigkeit.
Werden Flüssigkeiten versprüht oder vernebelt siehe auch Anhang A1.3.
In Behältern sind Büschelentladungen zwischen Einbauten und der Oberfläche isolierender Flüssigkeiten nicht zu erwarten, wenn das Potential an der Oberfläche der Flüssigkeit 25 kV nicht überschreitet. Für Gefahrstoffe der Explosionsgruppe IIA werden die auftretenden Entladungen erst ab einem Oberflächenpotential von etwa 58 kV zündwirksam.
A1.2 Flüssigkeiten in Rohren und Filtern
Turbulente Strömungen erzeugen mehr Ladungen als laminare Strömungen. Bei laminarer Strömung einphasiger Flüssigkeiten verhält sich der erzeugte elektrische Strom nahezu proportional zur Strömungsgeschwindigkeit, bei Turbulenz hingegen quadratisch. Turbulente Strömungsvorgänge sind bei industriellen Prozessen üblich. Tritt ungeladene Flüssigkeit in ein Rohr ein, nimmt die Ladungsdichte in der Flüssigkeit mit der Länge des Rohres zu und erreicht - sofern das Rohr ausreichend lang ist - einen konstanten Wert.
Für Flüssigkeiten niedriger Leitfähigkeit, z.B. gesättigte Kohlenwasserstoffe, lässt sich die Ladungsdichte nach folgender Zahlenwertgleichung abschätzen:
ρoo = 5 · v
mit | ρoo | = Ladungsdichte der Flüssigkeit im unendlich langen Rohr (μC/m3) |
v | = Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Rohr (m/s) |
Ein Rohr kann als unendlich lang betrachtet werden, wenn
L > 3 · v · τ
mit | τ | = εr · ε0 / κ |
L | = Länge des Rohres (m) | |
v | = Geschwindigkeit der Flüssigkeit im Rohr (m/s) | |
τ | = Relaxationszeit der Flüssigkeit (s) | |
ε0 | = elektrische Feldkonstante (As/Vm) | |
εr | = relative Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) der Flüssigkeit | |
κ | = elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit (S/m) |
Die Formeln können verwendet werden, um die Ladungsdichte einer Flüssigkeit abzuschätzen, die z.B. beim Befüllen eines Tanks aus dem Rohr austritt.
A1.3 Versprühen und Strahlen mit Flüssigkeiten
Die Zerteilung eines Flüssigkeitsstrahles in kleine Tropfen kann unabhängig von der Leitfähigkeit der Flüssigkeit stark aufgeladene Flüssigkeitsstrahlen oder Nebel erzeugen. Im Allgemeinen gilt: je leitfähiger die Flüssigkeit, umso stärker die Ladungserzeugung. So erzeugt ein Wasserstrahl mehr Ladungen als ein Ölstrahl. Noch stärkere Aufladungen bewirken mehrphasige Mischungen, z.B. aus Öl und Wasser.
A1.4 Aufladung von Schüttgütern
Kontaktaufladung tritt bei Schüttgütern sehr häufig auf. Die Aufladungseigenschaften werden sowohl durch Oberflächeneigenschaften der Partikel als auch durch die chemische Zusammensetzung des Schüttguts selbst bestimmt.
Die Höhe der Aufladung ist normalerweise nur schwer vorherzusehen. Die Aufladungshöhe hängt von der Menge entstehender Ladungen und der Kapazität der Anordnung ab. Mit Aufladungen ist immer dann zu rechnen, wenn Schüttgut von mittlerem bis hohem spezifischem Widerstand mit einer andersartigen Oberfläche in Berührung kommt. Dies ist z.B. beim Mischen, Mahlen, Sieben, Schütten, Mikronisieren und pneumatischen Transport der Fall. Beispiele für die Ladungsmenge, die ein Schüttgut aufnehmen kann, finden sich in der Tabelle 12.
Tabelle 12: Aufladung von Schüttgütern mit mittlerem oder hohem spezifischen Widerstand
Vorgang | Spezifische Aufladung μC/kg |
Sieben | 10-5 bis 10-3 |
Schütten | 10-3 bis 1 |
Transportieren mit Schneckenförderer | 10-2 bis 1 |
Mahlen | 10-1 bis 1 |
Mikronisieren | 10-1 bis 102 |
Pneumatischer Transport | 10-1 bis 103 |
A2 Ladungsansammlung
Ladungen, die nicht rekombinieren, zur Erde abfließen oder auf andere Art und Weise abgeleitet werden, verbleiben auf der Oberfläche des aufgeladenen Materials. Ladungen auf isolierenden Materialien bleiben auf Grund des Widerstandes erhalten. Ladungen auf leitfähigen oder ableitfähigen Materialien und Gegenständen bleiben nur erhalten, wenn kein Kontakt zur Erde besteht. Unter normalen Bedingungen sind reine Gase Isolatoren. Sie isolieren Staubpartikel und Tröpfchen, so dass Wolken und Nebel ihre Ladung über längere Zeit behalten.
Häufig wird bei technischen Vorgängen ein Gleichgewicht zwischen der Relaxation von Ladungen und ihrer kontinuierlichen Erzeugung erreicht. Beispielsweise wird das elektrische Potenzial eines isolierten Metallbehälters, in den eine aufgeladene Flüssigkeit oder ein aufgeladenes Schüttgut hineingegeben wird, bestimmt durch die Geschwindigkeiten der Ladungszuleitung und -ableitung. Die entstehende Potenzialdifferenz (Spannung) wird berechnet durch:
U = I · R · (1 - et/τ)
mit | U | = elektrische Spannung des Behälters (V) |
I | = "elektrostatischer" Ladestrom (A) | |
R | = Widerstand zur Erde (Ω) | |
t | = Zeit (s) | |
τ | = Relaxationszeit (s) |
Zur Beurteilung einer gefährlichen elektrostatischen Aufladung wird die maximale Spannung herangezogen, welche nach obiger Formel bei großen Zeiten erreicht wird:
Umax = I · R
Ableitwiderstand und Kapazität lassen sich oft messen. Das Produkt
τ = R · C
mit C = Kapazität (F)
kann zur Beurteilung der Aufladungshöhe benutzt werden.
A2.1 Ladungsrelaxation in Flüssigkeiten
Die Relaxation von Ladungen in einem leitfähigen oder ableitfähigen Behälter mit Flüssigkeit hängt wesentlich von der elektrischen Leitfähigkeit der Flüssigkeit ab. Wird keine Ladung erzeugt, gilt für die Relaxationszeit:
τ = εr × ε0 / κ
mit | τ | = Relaxationszeit der Flüssigkeit (s) |
ε0 | = elektrische Feldkonstante (As/Vm) | |
εr | = relative Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) der Flüssigkeit | |
κ | = elektrische Leitfähigkeit der Flüssigkeit (S/m) |
Zum Beispiel beträgt die Relaxationszeitτ = 18 s für einen Kohlenwasserstoff mit einer Leitfähigkeit von κ = 1 pS/m. Die Erfahrung zeigt, dass selbst bei geringen Leitfähigkeiten und sehr hohen Ladungsdichten Verweilzeiten von 100 s ausreichen, um gefährliche Aufladungen abzuleiten.
A2.2 Ladungsrelaxation in Schüttgütern
Erfahrungsgemäß liegt das elektrische Potenzial an der Grenze einer Staubwolke in Luft bei höchstens 3 × 106 V. Ursächlich ist die Aufladung des Schüttgutes.
Die Ladung sammelt sich auf einem Schüttgut an, wenn die Geschwindigkeit der Ladungserzeugung die der Ladungsableitung übersteigt. Die Relaxationszeit wird bestimmt durch:
τ = εr × ε0 × ρ
mit | τ | = Relaxationszeit des Schüttgutes (s) |
ε0 | = elektrische Feldkonstante (As/Vm) | |
εr | = relative Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) des Schüttgutes | |
ρ | = spezifischer Widerstand des Schüttgutes (Ωm) |
Für ein Schüttgut mit ρ = 1010 Ωm und der Permittivität von 2 · 8,85 · 10-12 F/m beträgt die Relaxationszeit τ, in der 2/3 der angesammelten Ladung zur Erde abgeleitet werden, 0,2 s. Verursacht ein Schüttgut eine Staubwolke, so ist von erheblich längeren Relaxationszeiten auszugehen, die sich nicht berechnen lassen.
A3 Entladungsarten in der Elektrostatik
Die verschiedenen elektrostatischen Entladungsarten unterscheiden sich erheblich in ihrer Fähigkeit, explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden.
A3.1 Funkenentladung
Ein Funke ist eine Entladung zwischen zwei Leitern mit einem gut definierten leuchtenden Entladungskanal, durch den ein Strom hoher Dichte fließt. Im gesamten Kanal ist das Gas ionisiert. Die Entladung erfolgt sehr schnell und ist in der Regel deutlich wahrnehmbar. Sie erfolgt, wenn die Feldstärke zwischen den Leitern die elektrische Durchbruchfeldstärke der Atmosphäre übersteigt. Die erforderliche Potenzialdifferenz hängt von der Form und dem Abstand zwischen den Leitern ab. Als Richtwert für die Durchbruchfeldstärke werden 3 · 106 V/m angenommen. Dieser Wert gilt erfahrungsgemäß für ebene Oberflächen oder Oberflächen mit großem Radius in Luft und 10 mm Mindestabstand. Die Durchbruchfeldstärke steigt mit abnehmendem Abstand.
Die Energie des Funkens zwischen einem leitfähigen und einem leitfähigen, geerdeten Gegenstand wird berechnet:
W = 1/2 Q × U = 1/2 C × U2
mit | W | = maximale umgesetzte Energie [ J] |
Q | = Menge der Ladung auf dem Leiter [ C] | |
U | = Potenzialdifferenz (Spannung) [ V] | |
C | = Kapazität [ F] |
Typische Werte der Kapazität von leitfähigen Gegenständen zeigt die Tabelle 13.
Tabelle 13: Kapazitäten ausgewählter Körper mit beispielhafter Aufladung
Aufgeladener Körper | Kapazität (pF) | Potenzial (kV) | Energie (mJ) |
Flansch | 10 | 10 | 0,5 |
kleine Metallgegenstände, z.B. Schaufel, Schlauchdüse | 10-20 | 10 | 0,5-1 |
Eimer | 10 | 10 | 0,5 |
Kleinbehälter bis 50 l | 50-100 | 8 | 2-3 |
Metallbehälter von 200 l bis 500 l | 50-300 | 20 | 10 - 60 |
Person | 100-200 | 12 | 7-15 |
große Anlagenteile, von einer geerdeten Struktur unmittelbar umgeben | 100-1000 | 15 | 11-120 |
Berechnungsbeispiel:
Ein nicht geerdetes Metallfass wird mit Schüttgut gefüllt. Der Ladestrom I kann 10-7 A und der Ableitwiderstand R des Fasses zur Erde 1011 Ω sowie seine Kapazität 50 pF betragen.
Danach ist mit einem maximalen Potenzial des Fasses von Umax = I × R = 10 kV,
einer auf dem Fass gespeicherten maximalen Ladung Qmax von Qmax = C · Umax = 500 nC
und einer maximalen Energie Wmax des Entladungsfunkens von Wmax = 1/2 C · U2max = 2,5 mJ zu rechnen.
Wmax ist mit der Mindestzündenergie des Schüttgutes zu vergleichen. Zur Beurteilung der Zündwirksamkeit von Funken kann auch die übertragene Ladung Q herangezogen werden.
Beispiel 14: Funkenentladungen (vgl. Anhang A3.1)
(s. Symbollegende)
A3.2 Koronaentladung
Koronaentladungen entstehen an Oberflächen leitfähiger Gegenstände mit einem kleinen Krümmungsradius, z.B. an scharfen Ecken oder Spitzen, wenn lokal Feldstärken von über 3 MV/m erreicht werden. Da das elektrische Feld mit zunehmendem Abstand schnell abnimmt, ist der Bereich für die Koronaentladung nicht weit ausgedehnt. Koronaentladungen sind schwer und oftmals nur bei Dunkelheit erkennbar.
Ihre Energiedichte ist wesentlich geringer als die der Funken, und in der Regel sind sie nicht zündwirksam. Beim Umgang mit großen Mengen Schüttgut von mittlerem oder hohem spezifischen Widerstand lassen sich Koronaentladungen nicht vermeiden.
A3.3 Büschelentladung
Büschelentladungen können auftreten, wenn geerdete Leiter auf geladene isolierende Gegenstände zu bewegt werden, z.B. zwischen dem Finger einer Person und einer Kunststoffoberfläche oder zwischen einem Metallgegenstand und der Oberfläche der Flüssigkeit in einem Tank. Sie lassen sich beim Umgang mit großen Schüttgutmengen von mittlerem oder hohem spezifischem Widerstand nicht vermeiden. Büschelentladungen sind gegenüber Koronaentladungen von kurzer Dauer und können sichtbar und hörbar sein.
Obwohl Büschelentladungen normalerweise nur einen Bruchteil der Energie einer Funkenentladung besitzen, können sie die meisten brennbaren Gase und Dämpfe entzünden. Durch Büschelentladungen werden nach derzeitigem Kenntnisstand keine Stäube entzündet, solange keine brennbaren Gase oder Dämpfe vorliegen. Die Zündwirksamkeit von Büschelentladungen kann durch Messung der übertragenen Ladung Q beurteilt werden. Büschelentladungen sind nicht zündwirksam, wenn die übertragene Ladung Q kleiner als die Mindestzündladung MZQ ist.
Beispiel 15: Büschelentladungen (links, vgl. Anhang A3.3) und Koronaentladungen (rechts, vgl. Anhang A3.2)
(s. Symbollegende)
A3.4 Gleitstielbüschelentladung
Gleitstielbüschelentladungen sind in aller Regel für brennbare Gase, Dämpfe und Stäube zündwirksam und besitzen Energien von bis zu 1 J oder mehr. Erfahrungsgemäß treten die für Gleitstielbüschelentladungen notwendigen hohen Energiedichten unter folgenden besonderen Voraussetzungen auf:
Die Gleitstielbüschelentladung hat häufig eine hell leuchtende, baumähnliche Struktur und wird von einem lauten Knall begleitet. Sie kann sowohl bei sich frei im Raum befindlichen bipolar geladenen Schichten, z.B. Verpackungsfolien, als auch bei Beschichtungen eines leitfähigen Grundkörpers auftreten.
Nach erfolgter Aufladung kann eine Gleitstielbüschelentladung ausgelöst werden durch
Die hohe Energie der Gleitstielbüschelentladung entstammt den bipolar aufgeladenen Oberflächen, die bei einem elektrischen Durchschlag entladen werden.
Erfahrungsgemäß sind folgende Voraussetzungen für eine Gleitstielbüschelentladung erforderlich:
Gleitstielbüschelentladungen können explosionsfähige Atmosphäre aus Gasen, Dämpfen oder Stäuben entzünden. Ihre Energie kann wie folgt rechnerisch abgeschätzt werden:
WGBE = (A · D · σ2)/(2 · εr · ε0)
mit | WGBE | = maximale zu erwartende Energie der Gleitstielbüschelentladung (J) |
A | = Fläche (m2) | |
D | = Schichtdicke (m) | |
σ | = Oberflächenladungsdichte (C/m2) | |
ε0 | = elektrische Feldkonstante (As/Vm) | |
εr | = relative Permittivitätszahl (Dielektrizitätszahl) der Schicht |
An dünnen Farbschichten treten normalerweise keine Gleitstielbüschelentladungen auf.
Beispiel 16: Gleitstielbüschelentladungen (vgl. Anhang A3.4)
(s. Symbollegende)
A3.5 Gewitterblitzähnliche Entladung
Prinzipiell können gewitterblitzähnliche Entladungen in großen Staubwolken auftreten; sie wurden in Aschewolken bei Vulkanausbrüchen beobachtet, jedoch bei industriellen Prozessen noch nicht nachgewiesen. Bei experimentellen Untersuchungen konnten solche Entladungen in Silos mit einem Volumen V < 100 m3 nicht festgestellt werden. Auch in beliebig hohen Behältern mit Durchmesser d < 3 m sind gewitterblitzähnliche Entladungen nicht zu erwarten. Theoretische Überlegungen lassen vermuten, dass in größeren Silos oder Behältern gewitterblitzähnliche Entladungen bei Feldstärken über 500 kV/m auftreten können.
A3.6 Schüttkegelentladung
Wird hoch aufgeladenes isolierendes Schüttgut in Silos oder große Behälter gefüllt, erzeugt es Bereiche innerhalb der Schüttung mit sehr hoher Ladungsdichte und führt zu starken elektrischen Feldern im oberen Teil der Schüttung. In diesem Bereich können Schüttkegelentladungen auftreten. Sie treten typischerweise in leitfähigen geerdeten Behältern auf und verlaufen radial entlang der Oberfläche der Schüttung, sobald die Feldstärke an der Behälterinnenwand 3 MV/m übersteigt.
Basierend auf der Raumladungsdichteverteilung im Behälter kann unter Berücksichtigung dieser Einflussfaktoren die Feldstärke an der Behälterwand in Modellrechnungen berechnet werden, z.B. mit Hilfe einer finite-Elemente-Methode.
Für metallische Behälter mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 3 m und Schüttgütern mit Korngrößen zwischen 0,1 und 3,0 mm kann die Energie einer Schüttkegelentladung berechnet werden durch:
WSKE = 5,22 · d3,36· g1,46
mit | WSKE | = maximale zu erwartende Äquivalentenergie der Schüttkegelentladung (mJ) |
d | = Behälterdurchmesser (m) | |
g | = Medianwert der Korngröße (mm) |
Mit zunehmendem Medianwert der Korngröße, z.B. bei Granulat, steigt die Energie für Schüttkegelentladungen.
Schüttkegelentladungen können auch in Behältern aus isolierenden Materialien auftreten. In diesem Fall ist an Stelle des Behälterdurchmessers d der doppelte Wert (2 · d) einzusetzen.
Besonders gefährlich sind Situationen, in denen die Zündenergie für Schüttkegelentladungen durch grobes Korn erzeugt wird und gleichzeitig Feinanteile des Schüttgutes, z.B. Abrieb, mit niedriger Mindestzündenergie vorliegen.
Schüttkegelentladungen können sowohl brennbare Gas- und Dampf/Luft-Gemische als auch Staub/Luft-Gemische entzünden.
Beispiel 17: Schüttkegelentladungen (vgl. Anhang A3.6)
(s. Symbollegende)
Rohre und Schläuche für den pneumatischen Transport von Schüttgütern | Anhang B |
Der pneumatische Transport von Schüttgütern ist im Allgemeinen ein stark ladungserzeugender Prozess. Es können dabei an der Wand von Rohren und Schläuchen Stromdichten in der Größenordnung von 1 mA/m2 auftreten. Je nach Materialeigenschaften der Rohre und Schläuche und der Art des Leitungsaufbaues können bis auf Schüttkegelentladungen und gewitterblitzähnliche Entladungen alle in Anhang A beschriebenen Entladungen statischer Elektrizität auftreten.
Die an der inneren und äußeren Oberfläche von Rohren und Schläuchen zu vermeidenden Entladungsarten sind in Abhängigkeit von der Art des Fördergutes und der möglicherweise vorhandenen explosionsfähigen Atmosphäre in der Umgebung der Rohre und Schläuche in den Spalten 3 und 4 der Tabelle 14 eingetragen.
Korona- und Büschelentladungen können an allen aufgeladenen Bereichen der Rohre und Schläuche auftreten, wenn die in Anhang A3.2 bzw. A3.3 beschriebenen Bedingungen erfüllt sind.
Funkenentladungen können auftreten, wenn leitfähige Bereiche aufgeladen werden (siehe Anhang A3.1).
Gleitstielbüschelentladungen können auftreten, wenn sich an der Schlauchwand die dafür notwendigen Ladungen ansammeln können (siehe AnhangA3.4).
B1 Rohre und Schläuche mit homogenem Wandaufbau
Bei Rohren und Schläuchen, deren Wände aus einem homogenen Material bestehen, können je nach Wandstärke und spezifischem Widerstand des Wandmaterials außen Funkenentladungen auftreten. Insbesondere wenn das Rohr oder der Schlauch nur an einem Ende geerdet ist, z.B. bei Verwendung als Saugschlauch, können auch am nicht geerdeten Ende Funkenentladungen auftreten.
Legt man am freien Ende von Rohren und Schläuchen ein Potential von 300 V (vgl. Anhang E) und im Inneren eine konstante Ladestromdichte (i) von 1 mA/m2 zugrunde, berechnet sich die zulässige Länge (Lzul) in Abhängigkeit vom spezifischen Widerstand (ρ) des Wandmaterials und der Wandstärke (s) gemäß folgender Gleichung:
Lzul = (K· s /ρ)0,5 mit K= 6 · 105 Vm2/A
In Nummer 6.4.2.1 in Tabelle 9 sind für verschiedene Werte des spezifischen Widerstands zulässige Längen von Rohren und Schläuchen gemäß dieser Gleichung angegeben.
Für leitfähige Materialien, deren Widerstand am oberen Ende des Widerstandsbereiches liegt, der die Eigenschaft "leitfähig" beschreibt, werden die zulässigen Längen sehr klein.
Für solche Materialien empfiehlt es sich, die Ableitfähigkeit durch Drahteinlagen zu verbessern.
B2 Rohre und Schläuche mit inhomogenem Wandaufbau
An einer Rohr- oder Schlauchwand aus einer leitfähigen äußeren Schicht und einer nicht leitfähigen inneren Schicht können Gleitstielbüschelentladungen auftreten. Zur Beurteilung der Möglichkeit ihres Auftretens werden in der einschlägigen Literatur zwei verschiedene Kriterien verwendet, siehe auch Anhang A3.4. Das am häufigsten verwendete Kriterium ist das Überschreiten einer Durchschlagspannung von 4 kV. Das andere Kriterium betrifft das Überschreiten einer Oberflächenladungsdichte von 2,5 - 10-4 C/m2. Beide Kriterien gelten für alle Wandstärken und Schichtdicken bis zu 9 mm. Beide Kriterien wurden empirisch in Experimenten ermittelt, es besteht kein unmittelbarer physikalischer Zusammenhang. Bei der Ableitung von sicherheitstechnischen Grenzwerten wie dem spezifischen Widerstand des Wandmaterials bei Wendelschläuchen hat sich das 4kV-Kriterium als konservativer erwiesen. Das hängt unter anderem damit zusammen, dass die 4 kV einen auf die Schichtdicke 0 extrapolierten Wert darstellen und die relative Permittivität des Wandmaterials bei diesem Kriterium nicht berücksichtigt wird.
Für eine Rohr- oder Schlauchwand aus einer leitfähigen äußeren Schicht und einer nicht leitfähigen inneren Schicht lässt sich der für die Vermeidung von Gleitstielbüschelentladungen maximal zulässige spezifische Widerstand der inneren Schicht mit den folgenden Gleichungen bestimmen:
a) | Kriterium Oberflächenladungsdichte σ
< 2,5 - 10-4 C/m2:
ρ < σ / i × 1/(ε × ε0) ρ < Ka / ε mit Ka = 2,5 × 10-4 C/m2 / (1 mA/m2 . 8,854 pC/Vm) = 28,2 GΩ m |
b) | Kriterium Durchschlagspannung UD < 4 kV:
ρ < UD / (s × i) ρ < Kb / s mit Kb = 4 kV / 1 mA/m2 = 4 MΩ m2 |
Z. B. ergibt sich für einen Siloschlauch mit Schichtdicke von 7 mm und einer relativen Permittivität der inneren Schicht von 5 für den maximal zulässigen spezifischen Widerstand der inneren Schicht nach a) ein Wert von ca. 6 GΩ m und nach b) ein Wert von ca. 0,6 GΩ m. Beide Werte liegen nahe bei dem oberen Grenzwert des Widerstandsbereiches von 109 Ωm, der die Eigenschaft "ableitfähig" beschreibt.
Kriterium b) kann zur Bewertung der Innenseite von fertig konfektionierten Schläuchen nach Nummern 6.4.2.1, 6.4.2.2 und 6.4.2.3 herangezogen werden:
Es wird der Widerstand von der inneren Oberfläche, z.B. kontaktiert mit einem trockenen Pfropfen aus leitfähigem Schaumstoff, zu der leitfähigen Struktur gemessen. Wenn das Produkt aus dem gemessenen Widerstand und der Kontaktfläche der inneren Elektrode kleiner als 4 MΩ m2 ist, sind die Rohre/Schläuche hinsichtlich der Vermeidung von zündwirksamen Entladungen im Inneren zum pneumatischen Transport von Schüttgütern geeignet. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Messort repräsentativ für die Beschaffenheit des Schlauchs über die gesamte Länge ist und nicht durch Inhomogenitäten der inneren Schicht bei der Messung lokale Minima des Widerstandswertes auftreten.
Ähnlich den homogenen mehrschichtigen Schläuchen können auch beide Kriterien auf die Beurteilung von Stützwendelschläuchen angewandt werden.
Basierend auf den beiden oben genannten Kriterien unterscheiden sich je nach Geometrie des Schlauchs die zulässigen Leitfähigkeiten des Wandmaterials um mehr als einen Faktor 5. Der in Nummer 6.4.2.4 angegebene Wert von 2,5 - 108 Ω m stellt einen bezogen auf die zwei Kriterien mittleren Wert dar.
B3 Geeigneter Wandaufbau von Rohren und Schläuchen
Durch einen speziellen Aufbau der Wand von Rohren und Schläuchen können zündwirksame Entladungen vermieden werden. In Spalte 5 der Tabelle 14 ist der geeignete Aufbau in Form von Kennziffern aufgelistet. Die Bedeutung der Kennziffern ist in Tabelle 15 erklärt.
Tabelle 14: Auswahl geeigneter Wandaufbauten in Abhängigkeit von Umgebung und Fördergut
Umgebung | Schüttgut | zu vermeidende Entladungen an der | geeigneter Wandaufbau (s. Tab. 15) | |
inneren Oberfläche | äußeren Oberfläche | |||
keine explosionsfähige Atmosphäre | nicht brennbar | - | - | beliebig |
brennbar
ohne brennbaren Lösemittelanteil | F G | - | 1, 2, 3, 4, 5 | |
brennbar oder nicht brennbar
mit brennbarem | C B F G * | - | 1, 2, 3, 4, 5 | |
explosionsfähige Atmosphäre durch Stäube | nicht brennbar | - | F G | 1, 2, 3, 4, 5 |
brennbar
ohne brennbaren Lösemittelanteil | F G | F G | 1, 2, 3, 4, 5 | |
brennbar oder nicht brennbar
mit brennbarem | C B F G*) | F G | 1, 2, 3, 4, 5 | |
explosionsfähige Atmosphäre durch Gase/Dämpfe | nicht brennbar | - | C B F G | 1, 2, 4, 5 |
brennbar
ohne brennbaren Lösemittelanteil | F G | C B F G | 1, 2, 4, 5 | |
brennbar oder nicht brennbar
mit brennbarem | C B F G*) | C B F G | 1, 2, 4, 5 | |
Für die Entladungsarten stehen folgende Abkürzungen: C Koronaentladung B Büschelentladung F Funkenentladung G Gleitstielbüschelentladung * Bei der Förderung von Schüttgütern unter Anwesenheit von brennbaren Gasen/Dämpfen können durch die Wahl geeigneter Rohre und Schläuche zwar zündwirksame Entladungen ausgehend von den Rohren und Schläuchen vermieden werden, jedoch nicht Entladungen ausgehend vom geförderten Produkt. |
Tabelle 15: Beschreibung des Wandaufbaus der Rohre/Schläuche (Erklärung zu Tabelle 14)
Aufbau 1 | homogene leitfähige Wand L < Lzul (Nummer 6.4.2.1) |
Aufbau 2 | leitfähiges Wandmaterial mit Metalleinlage (Nummer 6.4.2.2) |
Aufbau 3 | mehrschichtiger Wandaufbau:
|
Aufbau 4 | wie Aufbau 3, jedoch äußere Schicht leitfähig oder ableitfähig oder Nachweis, dass beim Einsatz an der äußeren Oberfläche keine Entladungen auftreten |
Aufbau 5 | Stützwendelschlauch (Nummer 6.4.2.4) |
Bauarten von flexiblen Schüttgutbehältern (FIBC) | Anhang C |
FIBC des Typs A erfüllen keine Anforderungen zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen.
FIBC des Typs B erfüllen folgende Anforderungen:
Einstellsäcke können das Verhalten der FIBC Typ B verändern.
FIBC des Typs C erfüllen folgende Anforderungen:
Einstellsäcke können das Verhalten des FIBC des Typs C verändern.
FIBC des Typs D erfüllen die Anforderung der Begrenzung der Aufladung auf ein ungefährliches Maß nach dem Prinzip der Koronaentladung. Erdungseinrichtungen besitzt der Typ D nicht. Beim Einsatz des FIBC Typ D ist der Nachweis zu erbringen, dass keine gefährlichen Aufladungen auftreten.
Sofern der FIBC Teile aus isolierenden Materialien besitzt, entsprechen diese den Anforderungen nach Nummer 3.2 (ohne 3.2.5 und 3.2.6).
Einstellsäcke können das Verhalten des FIBC des Typs D verändern.
Elektrischer Schlag | Anhang D |
Die Entladung statischer Elektrizität durch den menschlichen Körper kann einen elektrischen Schlag verursachen. Solche elektrischen Schläge verursachen selten unmittelbare Verletzungen, können jedoch Schmerzen verursachen und Schreckreaktionen auslösen.
Entladungen statischer Elektrizität sind von kurzer Dauer (t < 1 ms) und werden als impulsartig wahrgenommen. Personen können die folgenden Entladungsarten wahrnehmen:
Personen gelten als gefährdet, wenn entweder die übertragene Ladung 50 μC oder die Energie 350 mJ überschreitet. Bei Personen mit Herzschrittmachern liegt der Grenzwert bei 2 mJ.
Die auf Trichtern, Kanistern oder Handwerkzeugen gespeicherten Energien liegen unter diesen Werten und sind für Personen ungefährlich.
Entladungen von großen Gegenständen oder Einrichtungen können jedoch die Energie von 1 J übersteigen und Personen schädigen.
Beim pneumatischen Transport sind neben der Erdung die folgenden Maßnahmen zu treffen:
Maßnahmen zur Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen nach dieser Technischen Regel schließen gleichermaßen den Schutz von Personen mit ein, z.B. Schutz vor Entladung aufgeladener Schüttgüter oder aufgeladener Folien.
Erdung und Potenzialausgleich | Anhang E |
Der Erdableitwiderstand von leitfähigen Einrichtungen und Gegenständen muss so niedrig sein, dass keine gefährlichen Entladungen statischer Elektrizität auftreten.
Im Allgemeinen sind Funkenentladungen bei Potentialdifferenzen von U < 300 V gegenüber explosionsfähiger Atmosphäre durch brennbare Gase/Dämpfe und Stäube und bei Potentialdifferenzen U < 100 V auch gegenüber Explosivstoffen nicht zündwirksam.
Messungen in Produktionsanlagen zeigten, dass typische Ladeströme I zwischen 10-11 A und 10-4 A liegen.
Mit R = U / I
lässt sich aus diesen Angaben konservativ ein maximal zulässiger Erdableitwiderstand berechnen:
REmax = 100 V / 10-4 A = 106 Ω .
Leitfähigkeiten und Relaxationszeiten ausgewählter Flüssigkeiten | Anhang F |
Die nachfolgenden Tabellen 16 und 17 geben Leitfähigkeiten und Relaxationszeiten ausgewählter Flüssigkeiten wieder.
Tabelle 16: Leitfähigkeit und Relaxationszeit ausgewählter Flüssigkeitsgruppen
Flüssigkeit | Leitfähigkeit (S/m) | Relaxationszeit (s) |
niedrige Leitfähigkeit | ||
hochreine Paraffine | 10-14 | 2000 |
Schmieröle | 10-14 - 10-9 | 0,02 - 2000 |
typische Paraffine | 10-13 - 10-11 | 2 - 200 |
gereinigte aromatische Verbindungen (z.B. Toluol, Xylol) | 10-13 - 10-11 | 2 - 200 |
Petroleum | 10-13 - 5·10-11 | 0,4 - 200 |
Benzin abhängig vom Schwefelgehalt*) | 10-13 - 10-10 | 0,2 - 200 |
Weißöle | 10-13 - 10-10 | 0,2 - 200 |
Ether | 10-13 - 10-10 | 0,2 - 200 |
Gasöl | 10-12 - 10-10 | 0,2 - 20 |
aromatische Markenlösemittelgemische | 10-12 - 10-9 | 0,02 - 20 |
typische aromatische Verbindungen | 5· 10-12 - 5·10-11 | 0,4 - 4 |
Erdgaskondensat ohne Korrosionsinhibitor | 10-11 - 10-10 | 0,2 - 2 |
mittlere Leitfähigkeit | ||
Treibstoffe*) und Öle mit leitfähigen Additiven | 5 · 10-11 - 10-9 | 0,02 - 0,04 |
schwere (schwarze) Heizöle | 5· 10-11 - 10-7 | 2·10-4 - 0,4 |
Ester | 10-10 - 10-6 | 2·10-5 - 0,2 |
hohe Leitfähigkeit | ||
Rohöl | > 10-9 | < 0,02 |
Erdgaskondensat mit Korrosionsinhibitor | > 10-9 | < 0,02 |
Alkohole | 10-6 - 10-4 | 2·10-7 - 2 · 10-5 |
Ketone | 10-7 - 10-4 | 2·10-7 - 2· 10-4 |
Wasser, nicht destilliert | > 10-4 | < 2 · 10-7 |
destilliertes Wasser | 5 · 10-6 | 10-6 |
*) Besonders hohe Aufladungen treten beim Einsatz von Kraftstoffen auf, deren schwefelhaltige Komponenten ersetzt worden sind, z.B. bei Leitfähigkeiten < 50 pS/m und gleichzeitigem Schwefelgehalt < 50 ppm. |
Tabelle 17 enthält Leitfähigkeiten von Flüssigkeiten gemessen von verschiedenen Autoren, entnommen aus Techniques of Chemistry Volume II, Organic Solvents, Physical Properties and Methods of Purification." John A. Riddick und William B. Bunger, John Wiley&Sons, 4. Auflage 1986.
Die Werte hängen von Verunreinigungen der Flüssigkeit ab und sind daher als orientierend zu betrachten. Wird eine Flüssigkeit in reiner Form verwendet, muss mit geringeren Leitfähigkeiten gerechnet werden.
Kohlenwasserstoffe sind in reiner Form stets als isolierend anzusehen.
Tabelle 17: Leitfähigkeit von Flüssigkeiten nach John A. Riddick und William B. Bunger
Flüssigkeit | Formel | Leitfähigkeit (S/m) (gemessen bei °C) |
Acetaldehyd | CH3 CHO | 1,20 × 10-4 (0 °C) |
Acetamid | CH3CONH2 | 8,8 × 10-5 (83,2 °C) |
Acetessigsäureethylester | CH3COCH2COOCH2CH3 | 4 × 10-6 (25 °C) |
Aceton | CH3COCH3 | 4,9 × 10-7 (25 °C) |
Acetonitril | CH3CN | 6 × 10-8 (25 °C) |
Acetophenon | C6H5COCH3 | 3,1 × 10-7 (25 °C) |
Acrolein | CH2 = CHCHO | 1,55 × 10-5 (- °C) |
Allylamin | CH2 = CHCH2NH2 | 5,7 × 10-3 (25 °C) |
Ameisensäure | HCOOH | 6,08· 10-3 (- °C) |
Ameisensäureethylester | HCOOC2H5 | 1,45 · 10-7 (20 °C) |
Ameisensäuremethylester | HCOOCH3 | 1,92 · 10-4 (17 °C) |
Ameisensäurepropylester | HCOOCH2CH2CH3 | 5,5 · 10-3 (17 °C) |
2-Aminoethanol | HOCH2CH2NH2 | 11,0 · 10-4 (25 °C) |
Anilin | C6H5NH2 | 2,4 · 10-6 (25 °C) |
Anisol | C6H5OCH3 | 1 · 10-11 (25 °C) |
Benzin | ca. 1 · 10-13 (20 °C) | |
Benzoesäureethylester | C6H5COOCH2CH3 | 1· 10-7 (25 °C) |
Benzonitril | C6H5CN | 0,5 · 10-5 (25 °C) |
Bernsteinsäuredinitril | NCCH2CH2CN | 5,64· 10-2 (- °C) |
Brombenzol | C6H5Br | 1,2 · 10-9 (25 °C) |
1-Bromnaphthalin | C10H7Br | 3,66 · 10-9 (25 °C) |
Bromoform | CHBr3 | < 2 · 10-6 (25 °C) |
Butanol-(1) | CH3CH2CH2 CH2OH | 9,12· 10-7 (- °C) |
Butanol-(2) | CH3CH2CHOHCH3 | < 1,0 · 10-5 (- °C) |
tert. Butanol | (CH3)3COH | 2,66 · 10-6 (27 °C) |
Butanon-(2) | CH3CH2COCH3 | 3,6· 10-7 (- °C) |
2-Butoxyethanol | CH3CH2CH2CH2OCH2CH2OH | 4,32 · 10-5 (20 °C) |
Caprylsäure | CH3(CH2)5CH2COOH | < 3,7· 10-11 (- °C) |
Chinolin | C9H7N | 2,2 · 10-6 (25 °C) |
Chlorethan | CH3CH2Cl | < 3· 10-7 (0 °C) |
Chlorbenzol | C6H5Cl | 7 · 10-9 (25 °C) |
1-Chlorbutan | CH3CH2CH2CH2Cl | 1 · 10-8 (30 °C) |
2-Chlorbutan | CH3CH2CHClCH3 | 1 · 10-8 (30 °C) |
1-Chlor-2methylpropan | (CH3)2CHCH2Cl | 1 · 10-8 (30 °C) |
2-Chlor-2methylpropan | (CH3)3CCl | 1 · 10-8 (30 °C) |
Chloroform | CHCl3 | < 1 · 10-8 (25 °C) |
Flüssigkeit | Formel | Leitfähigkeit (S/m) (gemessen bei °C) |
Cyanessigsäureethylester | NCCH2COOCH2CH3 | 6,9 · 10-5 (25 °C) |
Cyanessigsäuremethylester | NCCH2COOCH3 | 4,49 · 10-5 (25 °C) |
Cyclohexanon | CH2CH2CH2CH2CH2CO | 5 · 10-6 (25 °C) |
Diethylenglykol | HOCH2CH2OCH2CH2OH | 5,86 · 10-5 (20 °C) |
1,2-Dibromethan | CH2BrCH2Br | < 2 ·10-8 (19 °C) |
1,1-Dichlorethan | CH3CHCl2 | 2,0· 10-7 (- °C) |
1,2-Dichlorethan | CH2ClCH2Cl | 4,0 · 10-9 (25 °C) |
cis-1,2-Dichlorethylen | CHClCHCl | 8,5 · 10-7 (25 °C) |
o-Dichlorbenzol | o-C6H4Cl2 | 3 · 10-9 (25 °C) |
Dichlormethan | CH2Cl2 | 4,3 · 10-9 (25 °C) |
Dieselöl (technisch rein) | ca. 1·10-13 (20 °C) | |
N,N-Dimethylformamid | HCON(CH3)2 | 6 · 10-6 (25 °C) |
Dimethylsulfoxid | (CH3)2SO | 2· 10-7 (25 °C) |
p-Dioxan | C4H8O2 | 5 · 10-13 (25 °C) |
Epichlorhydrin | C3H5OCl | 3,4 · 10-6 (25 °C) |
Essigsäure | CH3COOH | 6· 10-7 (25 °C) |
Essigsäureethylester | CH3COOCH2CH3 | < 1 · 10-7 (- °C) |
Essigsäureamylester | CH3COOCH2(CH2)3CH3 | 1,6· 10-7 (25 °C) |
Essigsäureisobutylester | CH3COOCH2CH(CH3)2 | 2,55 · 10-2 (19 °C) |
Essigsäuremethylester | CH3COOCH3 | 3,4· 10-4 (20 °C) |
Essigsäurepropylester | CH3COOCH2CH2CH3 | 2,2 · 10-5 (17 °C) |
Ethanol | CH3CH2OH | 1,35 ·10-7 (25 °C) |
2-Ethoxyethanol | CH3CH2OCH2CH2OH | 9,3· 10-6 (- °C) |
Ethylbromid | CH3CH2Br | < 2 ·10-6 (25 °C) |
Ethylchlorid | CH3CH2Cl | < 3 · 10-7 (0 °C) |
Ethylendiamin | H2NCH2CH2NH2 | 9 · 10-6 (25 °C) |
Ethylenglykol | (CH2OH)2 | 1,16 · 10-4 (25 °C) |
Ethylenimin | (CH2CH2)NH | 8 · 10-4 (25 °C) |
Formamid | HCONH2 | < 2 · 10-5 (- °C) |
Glycerin | HOCH2CH(OH)CH2OH | ca. 0,6 · 10-5 (25 °C) |
Isoamylalkohol | (CH3)2CHCH2CH2OH | 1,4 · 10-7 (25 °C) |
Isobutanol | (CH3)2CHCH2OH | 1,6· 10-6 (25 °C) |
Isovaleriansäure | (CH3)2CHCH2COOH | < 4·10-11 (80 °C) |
Kohlensäureethylenester | C3H4O3 | 1 · 10-5 (- °C) |
Kohlensäurediethylester | (CH3CH2O)2CO | 9,1 · 10-8 (25 °C) |
m-Kresol | m-CH3C6H4OH | 1,397 · 10-6 (25 °C) |
o-Kresol | o-CH3C6H4OH | 1,27· 10-7 (25 °C) |
p-Kresol | p-CH3C6H4OH | 1,378 · 10-6 (25 °C) |
Methanol | CH3OH | 1,5· 10-7 (25 °C) |
N-Methylacetamid | CH3CONH(CH3) | 2 · 10-5 (40 °C) |
N-Methylformamid | HCONCH(CH3) | 8 · 10-5 (25 °C) |
4-Methyl-2pentanon | (CH3)2CHCH2COCH3 | < 5,2 ·10-6 (35 °C) |
N-Methyl-2pyrrolidon | C5H9ON | 2 · 10-6 (25 °C) |
Flüssigkeit | Formel | Leitfähigkeit (S/m) (gemessen bei °C) |
2-Metoxyethanol | CH3OCH2CH2OH | 1,09 · 10-4 (20 °C) |
Milchsäureethylester | CH3CH(OH)COOCH2CH3 | 1,0 · 10-4 (25 °C) |
Nitroethan | CH3CH2NO2 | 5 · 10-5 (30 °C) |
Nitrobenzol | C6H5NO2 | 2,05 · 10-8 (25 °C) |
Nitromethan | CH3NO2 | 5 · 10-7 (25 °C) |
1-Nitropropan | CH3CH2CH2NO2 | 3,3 · 10-5 (35 °C) |
2-Nitropropan | CH3CH(NO2)CH3 | 5 · 10-5 (30 °C) |
Octanol-(1) | CH3(CH2)6CH2OH | 1,39 · 10-5 (23 °C) |
Oxalsäurediethylester | (COOCH2CH3)2 | 7,12 · 10-5 (25 °C) |
Phenetol | C6H5OC2H5 | < 1,7·10-6 (25 °C) |
Phenol | C6H5OH | (1 -3) · 10-6 (50 °C) |
Phthalsäuredibutylester | 1,2-C6H4(COOCH2CH2CH2CH3)2 | 1,8· 10-7 (30 °C) |
Propanol-(1) | CH3CH2CH2OH | 9,17· 10-7 (18 °C) |
Propanol-(2) | CH3CHOHCH3 | 5,8 · 10-6 (25 °C) |
Propionaldehyd | CH3CH2CHO | 1 · 10-2 (25 °C) |
Propionitril | CH3CH2CN | 8,51 ·10-6 (25 °C) |
Propionsäure | CH3CH2COOH | < 1 · 10-7 (25 °C) |
Propionsäureethylester | CH3CH2COOCH2CH3 | 8,33· 10-2 (17 °C) |
Pyridin | C5H5N | 4,0 · 10-6 (25 °C) |
Salicylaldehyd | C7H6O2 | 1,64 · 10-5 (25 °C) |
Sebacinsäuredibutylester | C4H9OOC(CH2)8COOC4H9 | 1,7 · 10-9 (30 °C) |
Stearinsäurebutylester | CH3(CH2)16 COOCH2CH2CH2CH3 | 2,1 · 10-11 (30 °C) |
Sulfolan | C4H8O2S | < 2· 10-6 (30 °C) |
Tetrachlorethylen | CCl2 = CCl2 | 5,55 · 10-2 (20 °C) |
Tetrachlorkohlenstoff | CCl4 | 4 · 10-16 (18 °C) |
Tetramethylharnstoff | (CH3)2NCON(CH3)2 | < 6· 10-6 (- °C) |
o-Toluidin | o-CH3C6H4NH2 | 3,792 · 10-5 (25 °C) |
m-Toluidin | m-CH3C6H4NH2 | 5,5 · 10-8 (25 °C) |
p-Toluidin | p-CH3C6H4NH2 | 6,2 · 10-6 (100 °C) |
o-Tolunitril | o-CH3C6H4CN | < 0,5·10-5 (25 °C) |
Toluol (Methylbenzol) | C6H5CH3 | 8· 10-14 (- °C) |
Triethylenglykol | HOCH2CH2OCH2CH2 OCH2CH2OH | 8,4 · 10-6 (20 °C) |
1,1,1-Trichlorethan | CH3CCl3 | 7,3· 10-7 (- °C) |
Trichlorethylen | CHCl = CCl2 | 8· 10-10 (- °C) |
Valeriansäurenitrill | CH3CH2CH2CH2CN | 1,2 · 10-6 (- °C) |
Waschbenzin (techn. rein) | siehe Benzin | |
o-Xylol | C6H4(CH3)2 | 6,7 · 10-14 (25 °C) |
m-Xylol | C6H4(CH3)2 | 8,6· 10-14 (25 °C) |
p-Xylol | C6H4(CH3)2 | 7,6 · 10-14 (25 °C) |
Mindestzündenergie und Mindestzündladung brennbarer Gase und Dämpfe | Anhang G |
Tabelle 18 enthält Angaben zur Mindestzündenergie (MZE), zur Mindestzündladung (MZQ) und zum zündwilligsten Gemisch. Sie beruht auf Angaben der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig. Die angegebenen Werte beziehen sich auf atmosphärische Bedingungen im Gemisch mit Luft.
Tabelle 18: MZE und MZQ brennbarer Gase und Dämpfe
Substanz | MZE mJ | MZQ nC | Zündwilligstes Gemisch Vol.-% | Explosionsgruppe nach IEC 60079-0 |
Acetaldehyd | 0,38 | - | - | IIA |
Aceton | 0,55 | 127 | 6,5 | IIA |
Acrylnitril | 0,16 | - | 9,0 | IIB |
Ammoniak | 14 | 1500 | 20 | IIA |
Benzol | 0,20 | 45 | 4,7 | IIA |
1,3-Butadien | 0,13 | - | 5,2 | IIB |
Butan | 0,25 | 60 | 4,7 | IIA |
2-Butanon | 0,27 | - | 5,3 | IIA |
Cyclohexan | 0,22 | - | 3,8 | IIA |
Cyclopropan | 0,17 | - | 6,3 | IIB |
1,2-Dichlorethan | 1,0 | - | 10,5 | IIA |
Dichlormethan | 9300 | 880000 | 18 | IIA |
Diethylether | 0,19 | 40 | 5,1 | IIB |
2,2-Dimethylbutan | 0,25 | 70 | 3,4 | IIA |
Essigsäureethylester | 0,46 | 120 | 5,2 | IIA |
Ethan | 0,25 | 70 | 6,5 | IIA |
Ethanol | 0,28 | 60 | 6,4 | IIB |
Ethen | 0,082 | 32 | 8,0 | IIB |
Ethin | 0,019 | - | 7,7 | IIC |
Ethylenoxid | 0,061 | - | 10,8 | IIB |
Heptan | 0,24 | 60 | 3,4 | IIA |
Hexan | 0,24 | 60 | 3,8 | IIA |
Methan | 0,28 | 70 | 8,5 | IIA |
Methanol | 0,20 | 50 | 14,7 | IIA |
2-Methylbutan | 0,21 | 63 | 3,8 | IIA |
Methylcyclohexan | 0,27 | 70 | 3,5 | IIA |
Pentan | 0,28 | 63 | 3,3 | IIA |
cis-2-Penten | 0,18 | - | 4,4 | IIB |
trans-2-Penten | 0,18 | - | 4,4 | IIB |
Propan | 0,25 | 70 | 5,2 | IIA |
1-Propin | 0,11 | - | 6,5 | IIB |
Propylenoxid | 0,13 | - | 7,5 | IIB |
Schwefelkohlenstoff | 0,009 | - | 7,8 | IIC |
Tetrafluoroethen | 4,1 | - | - | IIA |
Tetrahydro-2Hpyran | 0,22 | 60 | 4,7 | IIA |
1,1,1-Trichlorethan | 4800 | 700000 | 12 | IIA |
Trichlorethen | 510 | 150000 | 26 | IIA |
Wasserstoff | 0,016 | 12 | 22 | IIC |
Typische Widerstände von Fußböden und Fußbodenbelägen | Anhang H |
Die Prüfung des Ableitwiderstandes soll am verlegten Bodenbelag vorgenommen werden, auch wenn für den unverlegten Belag Prüfzeugnisse vorliegen.
Beläge für den Wohnbereich unterschreiten meist nicht den geforderten Grenzwert, auch wenn sie als "antistatisch" oder "elektrostatisch nicht aufladbar" bezeichnet werden.
Tabelle 19: Widerstände verschiedener Fußböden oder Fußbodenbeläge in Abhängigkeit des Materials
Material | Ableitwiderstand (Ω) | |
1 | Stahl | |
1.1 | Stahl, verzinkt | < < 108 |
1.2 | Stahl, nicht rostend | < < 108 |
1.3 | Stahl, pulverbeschichtet oder lackiert | 1011 -1013 |
2 | Aluminium, blank | < < 108 |
3 | Beton | |
3.1 | Beton, ohne Kunststoffzusatz | 104-108 |
3.2 | Beton, mit z.B. abriebverminderndem Kunststoffzusatz | 109 -1013 |
3.3 | Beton, mit üblicher Betonfarbe gestrichen | 1012 -1014 |
3.4 | Beton, mit ableitfähiger Epoxidharzbeschichtung | 105-108 |
3.5 | Polymerbeton (Sand und Polyester) | 1014 |
4 | Fliesen | |
4.1 | säurefeste Fliesen | 108 -1010 |
4.2 | säurefeste Fliesen, mindestens einmal wöchentlich mit Wasser ohne (Wachs-)Zusätze gereinigt | 104-108 |
5 | PVC | |
5.1 | PVC-Belag mit leitfähigem Kleber verlegt | 1010-1014 |
5.2 | PVC-Belag mit isolierendem Kleber verlegt | 1014 |
6 | Asphalt | 1012 -1015 |
Quelle: nach Mitteilungen aus der Industrie und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
Veranschaulichung von Begriffen zur Beschreibung elektrostatischer Eigenschaften | Anhang I |
Elektrostatische Eigenschaften sind einer direkten Messung nicht zugänglich. Teils durch die historische Entwicklung, teils auch aus praktischen Gesichtspunkten werden für Medien in verschiedenen Aggregatszuständen und für einige Gegenstände unterschiedliche Messgrößen verwendet, um die Leitfähigkeit bzw. den elektrischen Widerstand zu charakterisieren.
Feststoffe und Schüttgut | Flüssigkeiten | feste Materialien, Gegenstände und Einrichtungen |
spezifischer Widerstand ρ (Ωm) | Leitfähigkeit κ(S/M) = 1/ρ | spezifischer Widerstand ρ (Ωm) Oberflächenwiderstand RO (Ω) Durchgangswiderstand RD (Ω |
Die Einteilung, die den entsprechenden Abschnitten der Regel jeweils für die Bereiche "leitfähig", "ableitfähig" und "isolierend" zu Grunde liegt, ist in der folgenden Übersicht zusammengestellt:
Formelzeichen und Einheiten
Formelzeichen | Bezeichnung | Einheit |
t | Zeit, Verweilzeit | s |
RE | Ableitwiderstand | Ω |
RD | Durchgangswiderstand | Ω |
d | Durchmesser | mm |
UD | Durchschlagspannung | V |
ε0 | Elektrische Feldkonstante (8,854 × 10-12) | As/Vm |
A | Fläche | m2, cm2 |
VF | Flüssigkeitsdurchsatz | l/s |
N | Geometriefaktor | - |
v | Geschwindigkeit | m/s |
C | Kapazität | F |
ρ | Ladungsdichte | C/m3 |
L | Länge | m, mm |
κ | Leitfähigkeit | S/m |
W | maximale umgesetzte Energie | J |
WSKE | maximale zu erwartende Äquivalentenergie einer Schüttkegelentladung | mJ |
WGBE | maximale zu erwartende Energie einer Gleitstielbüschelentladung | J |
Q | Menge der Ladung auf einem Leiter | C |
MZE | Mindestzündenergie | mJ |
MZQ | Mindestzündladung | nC |
σ | Oberflächenladungsdichte | C/m2 |
RO | Oberflächenwiderstand | Ω |
εr | Relative Permittivitätszahl (früher Dielektrizitätszahl) | - |
τ | Relaxationszeit | s |
D | Schichtdicke | mm, µm |
dm/dt | Massenstrom | kg/s |
R | spezifischer Oberflächenwiderstand | Ω |
ρ | spezifischer Widerstand, spezifischer Durchgangswiderstand | Ωm |
RST | Streifenwiderstand | Ω |
I | Stromstärke | A |
T | Temperatur | °C |
V | Volumen | m3, Liter |
s | Wandstärke | mm |
R | Widerstand | Ω |
________________________
Bekanntmachung und Aufhebung von Technischen Regeln
hier: TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen", bisher TRBS 2153
- Bek. d. BMAS v. 28.1.2016 - IIIb 3 - 35125 - 5 -
Gemäß § 20 Absatz 4 der Gefahrstoffverordnung macht das Bundesministerium für Arbeit und Soziales folgende Technische Regel für Gefahrstoffe bekannt:
- neue TRGS 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen"
Die TRBS 2153 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen" (GMBl 2009, S. 278, Nr. 15/16 vom 9. April 2009) wird aufgehoben.
Hinweis: Die neue TRGS 727 ersetzt die bisherige TRBS 2153 und schreibt sie fort.
Anlass für die Fortschreibung der bisherigen TRBS 2153 bestand aus folgenden Gründen:
Vollständig neu sind die Abschnitte zum Einsatz von Rohren und Schläuchen bei Schüttgütern und zu Filterelementen in Staubabscheidern sowie der Anhang "Rohre und Schläuche für den pneumatischen Transport von Schüttgütern".
![]() | ENDE | ![]() |
...
X
⍂
↑
↓