Safety in the Plant
Ableitung elektrostatischer Ladungen beim Produkttransfer und beim Mischen
Bei praktisch allen Tätigkeiten und Prozessen, bei denen Produktbewegung eine Rolle spielen, z. B. bei Produkttransfers oder bei Misch- und Zerkleinerungsvorgängen, werden unbemerkt und ungewollt elektrostatische Ladungen erzeugt.
In vielen Branchen, in denen explosionsfähige Pulver und Flüssigkeiten verwendet werden, besteht ein Risiko durch die gefährlichen Materialeigenschaften der Substanzen. Brände und Explosionen, hervorgerufen durch unkontrollierte, elektrostatische Entladungen von Anlagenteilen, Menschen oder Materialien können zu erhebliche Personenschäden bis hin zu Todesfällen und auch zu Sachschäden, Abschaltungen und hohen finanziellen Verlusten führen.
In Anlagen, in denen entzündliche oder brennbare Stoffe von einem Behälter in einen anderen transferiert werden, können elektrostatische Aufladungen der Behälter und der Produkte entstehen. Daher sollten die Behälter über eine wirksame Potentialausgleichsverbindung und Erdung verfügen, um Funkenentladungen zu verhindern.
Die Anlagenbetreiber / Anwender müssen daher in Bezug auf die Kontrolle elektrostatischer Ladungen sicherstellen, dass alle leitenden Objekte über eine Verbindung zu einem verifizierten Erdungspunkt verfügen. Wird das Risiko einer elektrostatischen Entladung in explosionsgefährdeten Umgebungen ignoriert, ist die Sicherheit von Menschen und Anlagen gefährdet.
Durch den Produktfluss kann sich statische Aufladung auf dem Produkt und auf den am Transfer beteiligten Komponenten wie Fässern, Rohrleitungen, Mischer, Trichter, Rutschen, Metallcontainern etc. bilden. Diese Aufladung kann ausreichen, um einen Zündfunken zwischen Objekten unterschiedlicher Ladung zu generieren. Dieser Zündfunke kann eine Staubexplosion während des Produkttransfers in chemischen oder pharmazeutischen Anlagen sowie Flüssigkeits- und Dampfexplosionen bei Mischprozessen in unter anderem der Farben- und Lackindustrie verursachen.
Risikobeseitigung durch Abbau der elektrostatischen Aufladung Produktablagerungen und Schutzanstriche auf Prozessanlagen können die Erdungsverbindung negativ beeinflussen. So kann eine Materialablagerung wie Farbe auf einem Fass, unter Umständen so dick sein, dass elektrostatische Ladungen nicht mehr abgeführt werden können. Man muss
SEPTEMBER/OCTOBER 2018
gewährleiten, dass zwischen den Kontaktflächen der Erdungsklammer und der Behälteroberfläche ein Kontakt von Metall zu Metall besteht, damit eine Erdungsverbindung mit geringem Ableitwiderstand hergestellt wird.
Dieser Widerstandswert soll laut IEC 60079-32-1 weniger als 10 Ohm betragen: „Bei einem Metallkörper mit gutem Kontakt zur Erde sollte der Widerstand zur Erde weniger als 10 Ohm betragen“.
Um Rost, Produktrückstände, Verunreinigungen oder Farbschichten zuverlässig durchdringen zu können, sind Erdungsklammern mit Wolframkarbidspitzen die geeignete Lösung. Sie durchdringen zuverlässig und permanent Farbanstriche, Rost oder auch Produktablagerungen, bei denen einfache Erdungsklammern, Krokodil- oder Schweißklemmen ungeeignet sind.
Aber auch wenn eine Klammer mit Kabel als ein geeignetes Mittel für den Schutz vor einer elektrostatischen Entladung angesehen werden kann, beruht die Schutzwirkung doch nur auf der Annahme, dass zur Erde hin ein sicherer Ableitpfad besteht. Als optimale Lösung sollte dem Anwender die Möglichkeit gegeben werden, optisch anzuzeigen, ob die von eventueller elektrostatischer Aufladung betroffenen Anlagenteile über eine Verbindung mit einem Widerstandswert von 10 Ohm oder weniger verfügen.
Die optische Anzeige sowie die kontinuierliche Erdungskreisüberwachung sind Eigenschaften einer höheren Schutzebene. Während die Klammern und Kabel der Cen-Stat-Reihe von Newson Gale mit ATEX/FM-Zulassung für eine zuverlässige Verbindung zur Erde sorgen, sind grün pulsierende Erdungsstatusanzeigen der Bond-Rite-Reihe für den Anwender eine zusätzliche Visualisierung der korrekten Erdverbindung. Diese LED zeigt an, dass die genutzten Anlagen und Geräte vor und während des laufenden Prozesses ordnungsgemäß geerdet sind.
Das Überwachungssystem überprüft die Verbindung auch bei wiederholter Nutzung und verifiziert die Integrität des Erdungskabels. Die grünen Anzeigeelemente ermöglichen es dem Anwender, Verantwortung dafür zu übernehmen, dass die Anlagen und Geräte keine elektrostatische Zündgefahr darstellen.
„Die von Newson Gale in den Systemen verwendeten Widerstandswerte sind nicht willkürlich gewählt. Wenn unsere
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Erdungsstatusanzeigen auf grün schalten, bewegen sich Ihre Mitarbeiter im Einklang mit den branchenspezifischen Verfahrensrichtlinien von NFPA, IEC, API und CENELEC.“
Obwohl die Systeme der Bond-Rite-Reihe optisch anzeigen, ob eine Erdung gegeben ist oder nicht, und zudem noch den Erdungswiderstand der Anlagen/Geräte kontinuierlich überwachen, ist das gesamte Verfahren dennoch sehr stark anwenderabhängig und somit anfällig für menschliches Versagen.
Bei Mischvorgängen in Fässern oder Bottichen kann es vorkommen, dass der Anwender nicht während der gesamten Prozessdauer anwesend ist. Geht die Erdung in einem unbeobachteten Moment verloren, können sich große Ladungsmengen aufbauen, sodass die Gefahr einer elektrostatischen Zündung sehr akut besteht.
Zur Senkung dieses Risikos empfiehlt es sich, ein System zu verwenden, das mit dem Prozess gekoppelt werden kann, um den Prozess automatisch abzuschalten oder eine Warnung zu geben, wenn das System eine nicht ordnungsgemäße Erdung erkennt.
Die Systeme der Earth-Rite-Reihe bieten solch eine Möglichkeit einer Prozessverriegelung, damit der Anwender nicht dauerhaft den Status der Erdungsverbindung überwachen muss und im Ernstfall beim Verlust der korrekten Erdung (erkennbar durch Umschalten der LED-Anzeige auf Rot) die Anlage/den Prozess dann nicht manuell und vielen Fällen zu spät abschalten muss. Zudem überwacht das Erdungssystem während des gesamten Prozesses, dass einen Anschlusswiderstand von 10 Ohm oder weniger besteht. Dies wird von der Überwachungseinheit mittels einer grün pulsierenden LED angezeigt.
Je höher die Schutzebene gegen elektrostatische Zündquellen ist, desto mehr wird die elektrostatische Aufladung auf eine sichere, reproduzierbare und zuverlässige Weise kontrolliert.
Um das zu erreichen, bietet Newson Gale eine umfassende Reihe von Erdungs- und Potentialausgleichssystemen an, die speziell dafür ausgelegt sind, in explosionsgefährdeten Atmosphären und anderen Gefahrenbereichen für die größtmögliche Sicherheit zu sorgen.
Um weitere Informationen zu erhalten, kontaktieren Sie bitte:
james.grimshaw@
hoerbiger.com
www.newson-gale.de
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