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3.4.1 Verfahrenstechnische Maßnahmen
Die Arbeitsparameter sind so zu wählen, dass erfahrungsgemäß keine gefährlichen elektrostatischen Aufladungen erzeugt werden. Dazu gehören:
Hierdurch werden Gleitstielbüschelentladungen vermieden.
Beispiel 8: Schläuche zum pneumatischen Transport von isolierenden Schüttgütern durch Bereiche der Zone 1
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(1) Metallflansch geerdet (2) Schlauchmaterial über dem gesamten Querschnitt leitfähigoder ableitfähig (3) Schlauchmaterial über dem gesamten Wandquerschnitt isolierend
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Beispiel 9: Pneumatische Förderung von Schüttgut in oder aus Silos der Zone 20
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Gleitstielbüschelentladungen beim pneumatischen Transport von isolierendem Schüttgut vermeiden durch
(1) Silowand außen leitfähig, innen isolierend beschichtet, Durchschlagspannung < 4 kV Gleitstielbüschelentladungen nicht möglich |
3.4.1.1 Befeuchtung
Wird die Befeuchtung als Maßnahme zum Ableiten der Ladungen von Schüttgut gewählt, werden in der Regel mindestens 70 % relative Luftfeuchte bei 23 °C benötigt.
Die Befeuchtung ist keine geeignete Maßnahme für das Ableiten von Ladungen bei starken ladungserzeugenden Prozessen - wie der Flugförderung - und keine bei warmen Produkten.
Luft ist ein schlechter Leiter für Elektrizität. Erhöhen der Luftfeuchte eignet sich nicht zum Ableiten der Ladung aus einer Staubwolke.Eine hohe Feuchte verringert jedoch den spezifischen Widerstand vieler Schüttgüter, Polymere häufig ausgenommen, wodurch der Ladungsabbau in abgelagerten Schüttgütern beschleunigt werden kann.
3.4.1.2 Ionisierung
Die Leitfähigkeit eines Staub/Luft-Gemisches lässt sich durch Ionisieren erhöhen. Ionisierung kann auch geeignet sein, gefährliche Staubablagerungen zu verringern.
Ionisierung ist ungeeignet, gefährliche Aufladungen an größeren Schüttgutmengen oder großen Staubwolken zu vermeiden.
Es ist schwierig, die erforderliche Ionisierung für ein relativ großes Volumen von mehr als 100 l aufzubringen. Außerdem ist die zu neutralisierende Gesamtladung oft größer als die Ladung, die durch ein Ionisierungssystem abgegeben werden kann.
Die elektrostatische Ladung bereits aufgeladener Staubwolken oder Schüttgutschüttungen kann durch geerdete Spitzen oder Drähte örtlich herabgesetzt werden, wenn die elektrische Feldstärke bereits nahe der Durchbruchfeldstärke liegt.
An der Auftreffstelle des Schüttgutes angeordnete Spitzen oder Drähte können die Energie einzelner Entladungen auf ein niedriges Niveau reduzieren. Sie können außerdem angesammelte Ladungen sicher zur Erde ableiten, wenn das Schüttgut in einen isolierenden Behälter eintritt.
Die verwendeten Spitzen oder Drähte sind so zu wählen, dass weder sie noch Teile von ihnen abbrechen können.
Abgebrochene Teile können wie aufgeladene Kondensatoren wirken und Funkenentladungen verursachen.
3.4.2 Schüttgüter bei Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe
Von Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe wird im Sinne dieser BG-Regel auch dann ausgegangen, wenn
Diese Bedingung ist oft erfüllt, wenn z.B. unmittelbar nach einem Trocknungsprozess der restliche Anteil eines brennbaren Lösemittels weniger als 0,5 Gew.% des Schüttgutes beträgt.Zu Details siehe auch VDI 2263 Blatt 5.
3.4.2.1 Gegenstände und Einrichtungen aus leitfähigen und ableitfähigen Materialien
In explosionsgefährdeten Bereichen sind alle Gegenstände und Einrichtungen, die aus leitfähigen und ableitfähigen Materialien gefertigt sind, gemäß Abschnitt 3.6 zu erden.
Hierzu zählen leitfähig kaschierte Packmittel und viele Arten ortsbeweglicher beschichteter Behälter, z.B. aluminiumbeschichtete.
Unter den folgenden Umständen kann auf eine Erdung verzichtet werden:
Beispiel 10:Funkenentladungen
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Funkenentladung z.B. beim Berühren eines isoliert eingestellten, aufgeladenen Metalltrichtersoder bei der Entladung des Trichters zu der Behälterwand
(1) Metalltrichter |
3.4.2.2 Gegenstände und Einrichtungen aus isolierenden Materialien
Isolierende Gegenstände oder Einrichtungen sind nur zulässig, wenn keine gefährlichen Aufladungen zu erwarten sind.
Werden Gegenstände oder Einrichtungen aus isolierenden Materialien verwendet, z.B. Rohre, Behälter, Folien, Beschichtungen oder Einstellsäcke, ist mit Aufladungen zu rechnen. Gefährliche Aufladungen können erfahrungsgemäß erst bei der Handhabung von Schüttgutmengen über 100 kg auftreten.
Solange ein ladungserzeugender Prozess andauert, z.B.während des pneumatischen Transports eines Schüttgutes durch ein isolierendes Rohr oder beim Füllen eines isolierenden Behälters mit aufgeladenem Schüttgut, kann sich an den Oberflächen Ladung aufbauen.Aufladungen von isolierenden Oberflächen können zu Gleitstielbüschelentladungen mit typischen Energien von 1 J führen, z.B. an dünnen, isolierenden Schichten oder isolierend beschichteten leitfähigen Rohren. Werden isolierende Folien, Schichten oder Beschichtungen mit Durchschlagspannungen < 4 kV verwendet, sind keine für Schüttgüter zündwirksamen Aufladungen zu erwarten.
Werden in einer Mischbauweise leitfähige, ableitfähige und isolierende Materialien verwendet, ist sicherzustellen, dass alle leitfähigen und ableitfähigen Teile geerdet bzw. mit Erde verbunden sind.
Aufladungen an isolierten Leitern können zu Funkenentladungen führen.
3.4.2.3 Staubabscheider
Beim Abscheiden brennbarer Stäube dürfen isolierende Filtergewebe die Erdung von Teilen des Staubabscheiders aus leitfähigen oder ableitfähigen Materialien, insbesondere von Stützkörben, nicht unterbrechen.
Bei extrem zündempfindlichen Schüttgütern ist der Einsatz geerdeter ableitfähiger Filtertücher mit einem Ableitwiderstand< 108 Ω zweckmäßig.
Filtertücher, die mit leitfähigen Fasern ausgerüstet sind, gelten als ableitfähig, wenn ihr nach DIN 54345-5 gemessener Streifenwiderstand RST< 108 Ω beträgt.
3.4.2.4 Behälter
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.
Als Schüttgutbehälter werden neben großen Behältern oder Silos auch ortsbewegliche Behälter z.B. Gebinde, Fässer, Säcke, flexible Schüttgutbehälter (FIBC) oder andere Packmittel verstanden. Zu FIBC siehe Abschnitt 3.4.4 und Anhang 1 Abschnitt C.
Anhand der Ablaufdiagramme 1 bis 3 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.
Je nach spezifischem Widerstand des Schüttgutes ρ trifft eines der drei Ablaufdiagramme zu:
| Ablaufdiagramm 1: | ρ< 106 Ωm |
| Ablaufdiagramm 2: | 106 Ω m < ρ< 1010 Ωm |
| Ablaufdiagramm 3: | 1010 Ωm < ρ |
In den Ablaufdiagrammen 2 und 3 bedeutet ESKE die maximale zu erwartende Äquivalentenergie der Schüttkegelentladung [mJ].
Zur Beurteilung der Aufladung verschiedener Schüttgutbehälter sind zusätzlich die Abschnitte 3.4.2.4.1 bis 3.4.2.4.5 zu beachten.
Beim Entleeren von Behältern sind bei Abwesenheit brennbarer Gase und Dämpfe in der Regel keine gefährlichen Aufladungen des Schüttgutes zu erwarten.
Ablaufdiagramm 1: Beurteilung von Schüttgütern mit ρ< 106 Ωm
* siehe letzter Satz des Abschnittes 3.4.2.4
Ablaufdiagramm 2: Beurteilung von Schüttgütern mit 106 Ωm < ρ< 1010 Ωm
*siehe letzter Satz des Abschnittes 3.4.2.4
Ablaufdiagramm 3: Beurteilung von Schüttgütern mit ρ > 1010 Ωm
* siehe letzter Satz des Abschnittes 3.4.2.4
Siehe auch Abschnitt 3.4.3.Zu beachten ist, dass jeder Entleervorgang für das schüttgutaufnehmende System einen Befüllvorgang darstellt, auf den die Beurteilungskriterien der Ablaufdiagramme 1 bis 3 anzuwenden sind.
Leitfähige und ableitfähige Behälter müssen beim Befüllen und Entleeren geerdet bzw. mit Erde verbunden sein.
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.
Zum Explosionsschutzdokument siehe auch § 6 Betriebssicherheitsverordnung.
3.4.2.4.1 Leitfähige und ableitfähige Behälter mit leitfähigen oder ableitfähigen Einstellsäcken
Zusätzlich zu den Maßnahmen nach Abschnitt 3.4.2.4 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. in dem sie mit dem Behälter fest verbunden und beim Ein- und Ausstellen über die Person geerdet bleiben.
Das Einstellen und Herausnehmen der Säcke muss anderenfalls außerhalb der Zone 21 erfolgen.
3.4.2.4.2 Leitfähige und ableitfähige Behälter mit einem isolierenden Einstellsack
Isolierende Einstellsäcke sollen vermieden werden.
Gleitstielbüschelentladungen können je nach Dicke, spezifischem Widerstand des Einstellsacks, seiner Durchschlagspannung und den elektrischen Eigenschaften des Füllgutes auftreten.
Isolierende Einstellsäcke können verwendet werden, wenn zusätzlich zu den Maßnahmen nach Abschnitt 3.4.2.4 mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
Beträgt der spezifische Widerstand des Schüttguts weniger als 106 Ωm, ist es zu erden.
Die Erdung kann z.B. durch eine oder mehrere vertikale Metallstange(n) oder ein in den Behälter führendes Metallfüllrohr erfolgen. Rohr und Stangen sind vor dem brennbaren Schüttgut und nicht nachträglich einzubringen.
3.4.2.4.3 Isolierende Behälter
Isolierende Behälter sollen vermieden werden.Füllgut mit einem spezifischen Widerstand < 106 Ωm ist zu erden.
Die Erdung kann z.B. wie in Abschnitt 3.4.2.4.2 beschrieben erfolgen.
Isolierende Behälter können verwendet werden, wenn zusätzlich zu den Maßnahmen nach Abschnitt 3.4.2.4 mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
3.4.2.4.4 Isolierende Behälter mit Einstellsäcken
Leitfähige Einstellsäcke sollen in isolierenden Behältern vermieden werden. Ist ihr Einsatz unverzichtbar, sind sie sicher zu erden.
Isolierende Einstellsäcke in isolierenden Behältern sind so zu beurteilen, wie isolierende Behälter nach Abschnitt 3.4.2.4.3.
Beispiel 11: Befüllen isolierender Kunststoffsäcke mit Schüttgut
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Befüllen zulässig in explosionsgefährdeten Bereichen der Zone 21 und 22, nicht zulässig in Zone 1
Funkentladung durch Erdung der leitfähigen Teile ausgeschlossen Erzeugung von Büschelentladungen erfolgt
(1) Staubexplosionsfähiges, isolierendes, aufgeladenes Produkt |
3.4.3 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.
Anstelle der Eigenschaften niedriger, mittlerer oder hoher spezifischer Widerstand von Schüttgütern genügt im Folgenden die Unterscheidung des spezifischen Widerstandes an der Grenze 108 Ωm.
3.4.3.1 Maßnahmen bei spezifischem Widerstand> 108 Ωm
Die offene Handhabung von lösungsmittelfeuchten Schüttgütern mit einem spezifischen Widerstand> 108 Ωm ist zu vermeiden. Große Mengen müssen unter Inertgas gehandhabt werden.
Die Handhabung von Schüttgütern mit einem spezifischen Widerstand> 108 Ωm erzeugt in der Regel hohe elektrostatische Aufladungen, so dass Büschelentladungen nicht sicher vermieden werden können. Die Entzündung des Gemisches ist deshalb möglich.
In diesen Fällen sind zusätzliche Maßnahmen des Explosionsschutzes notwendig, z.B. Vermeiden des zündempfindlichen explosionsfähigen Gemisches durch Inertisieren, Vermeiden des hybriden Gemisches oder konstruktive Maßnahmen.
Mögliche Maßnahmen sind Arbeiten im Vakuum oder in druckfesten Behältern oder Abkühlen deutlich unter die Temperatur des Flammpunktes.
3.4.3.2 Maßnahmen bei spezifischem Widerstand < 108 Ωm
Ist der spezifische Widerstand des Schüttgutes < 108 Ωm, z.B. bei Schüttgütern, die ein polares Lösemittel enthalten, muss die Handhabung in leitfähigen geerdeten Anlagen erfolgen.
Bei größeren Schüttgutmengen ist eine repräsentative Probenahme zur Beurteilung des spezifischen Widerstandes notwendig. Anstelle des spezifischen Widerstandes kann auch die Bestimmung der Feuchte im Schüttgut aussagefähig sein.Sowohl das Schüttgut als auch die brennbare Flüssigkeit können durch den Eintrag in den Behälter oder durch die Zugabe in die Flüssigkeit gefährlich aufgeladen werden.
3.4.3.3 Eintrag von Schüttgut in Behälter
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.
Elektrostatische Aufladungen beim Eintrag von Schüttgut aus Metall- oder Kunststofffässern oder aus Kunststoffsäcken in brennbare Flüssigkeiten verursachten bislang zahlreiche Brände und Explosionen.Elektrostatische Aufladungen werden erzeugt, wenn das Schüttgut aus einem Behälter geschüttet oder über eine Rutsche in den Sammelbehälter fließt.
Sofern keine Maßnahmen ergriffen werden, können sich gefährlich hohe Potenziale am Behälter während des Entleerens, an einem Einstellsack im Behälter, am Sammelbehälter, an der Laderutsche, am Schüttgutstrom, am Produkt im Sammelbehälter sowie an Personen, die mit der Handhabung und Bedienung befasst sind, aufbauen.
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:
Schüttgutbehälter oder Packmittel aus ableitfähigen Materialien können z.B. aus Metall, Papier oder ableitfähigen Verbundmaterialien bestehen. Zu ihnen zählen z.B. auch Packmittel aus kunststoffkaschiertem Papier.
Bei Packmitteln aus ableitfähigen Materialien, z.B. Papiersäcken, kann ein ausreichender Erdkontakt über die Person durch Anfassen erreicht werden. Bei diesem Vorgehen ist unverzichtbar, dass die ableitfähige Eigenschaft des Fußbodens, des Schuhwerkes sowie der Handschuhe gegeben ist und nicht durch Verschmutzungen herabgesetzt wird.
Bei der Lagerung ist zu beachten, dass die ableitfähige Eigenschaft der Verpackung nicht verloren geht, z.B. durch sehr trockene Lagerung.
Zu den Eintragshilfen gehören z.B. Schaufeln, Trichter oder Rutschen.
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 Abschnitt 3.2.11 zu beachten.
Ein typisches Beispiel ist die Zugabe von Pigmenten bei der Herstellung einiger Farben und Lacke.
3.4.4 Flexible Schüttgutbehälter (FIBC)
Flexible Schüttgutbehälter werden bei Lagerung und Transport sowie in Boduktionprozessen, z. BR zur Aufnahme von Schüttgütern, Granulaten, verwendet Elektrostatische 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 weitere Gegenstände oder Personen aufgeladen werden.
Für unterschiedliche Einsatzbedingungen sind geeignete FIBC einzusetzen. Es werden die typen A, B, C und D unterschieden. Typ a kann überwiegend nur in Bereichen ohne explosionsfähige Atmosphäre eingesetzt werden. In Bereichen mit explosionsfähiger Atmosphäre erfolgt der Einsatz der typen B, C und D gemäß nachstehender Tabelle 9. Sie gibt Hinweise auf die geeignete Wahl von FIBC unter Berücksichtigung des zu handhabenden Schüttgutes und der Umgebungsbedingungen.
Tabelle 9: Auswahl geeigneter FIBC-Typen in Abhängigkeit von Schüttgut und Einsatzbedingungen
| Mindestzündenergie (MZE) des Schüttgutes |
Befüll- und Entleereinrichtung befindet sich im | |||
| nicht explosions- gefährdeten Bereich |
explosionsgefährdeten Bereich der | |||
| Zone 21 o. 22 | Zone 2 | Zone 1 | ||
| MZE > 10 J oder nicht staubexplosionsfähig | keine Einschränkung | keine Einschränkung | B, C, D | C*), D*) |
| 10 J > MZE > 3 mJ | B, C, D | B, C, D | B, C, D | C*), D*) |
| 3 mJ> MZE | C, D | C, D | C, D | C*), D*) |
| Staub mit brennbarem Lösemittelanteil***) | C**), D**) | |||
| *) beim Befüllen des FIBC nur in Verbindung mit zusätzlichen Maßnahmen, z.B. Spülen mit Luft **) beim Befüllen und Entleeren des FIBC nur in Verbindung mit zusätzlichen Maßnahmen, z.B. Inertisierung ***) Siehe Abschnitt 3.4.2 |
||||
In Gegenwart brennbarer Gase, Dämpfe oder Stäube müssen FIBC des Typs C während des Befüllens oder Entleerens geerdet sein.
In der Umgebung von FIBC Typ D müssen in Gegenwart brennbarer Gase, Dämpfe oder Stäube alle leitfähigen Gegenstände und Personen, die gefährlich aufgeladen werden können, geerdet werden.
Diese Forderung leitet sich aus dem physikalischen Wirkungsprinzip von FIBC des Typs D ab.
Kommen Einstellsäcke in FIBC zum Einsatz, ist das Packmittel als Ganzes zu bewerten, da die typeinteilung des Herstellers diesen Fall in der Regel nicht mit abdeckt.
Die typen B, C und D vermeiden bauartbedingt gefährliche Aufladungen durch verschiedene physikalische Prinzipien.
Da die Bauarten von FIBC bislang nicht genormt sind, sind Einzelheiten zu den Eigenschaften einzelner typen im Anhang 1 Abschnitt C zusammengestellt.Siehe auch DIN IEC 61340-4-4/VDE 0300 Teil 4-4 " Elektrostatik; Teil 4-4: Standard-Prüfverfahren für spezielle Anwendungen; Elektrostatische Sicherheit von flexiblen Schüttbehältern (FIBC) Prüfverfahren und Anforderungen".
3.5 Aufladung von Personen
Personen, die in explosionsgefährdeten Bereichen tätig sind, dürfen nicht gefährlich aufgeladen werden.
Personen können aufgeladen werden, z.B. beim Gehen, beim Aufstehen von einem Sitz, beim Kleiderwechsel, beim Umgang mit Kunststoffen, durch Schütt- oder Füllarbeiten oder durch Influenz beim Aufenthalt in der Nähe aufgeladener Gegenstände. Berührt eine aufgeladene Person einen leitfähigen Gegenstand, z.B. einen Türgriff, treten Funkenentladungen auf. Die Wahrnehmungsschwelle beträgt 0,5 mJ und kann bereits zündwirksam sein. Der typische Wert für die gespeicherte Energie einer Person beträgt 10 mJ und der höchste zu erwartende Wert 15 mJ. Beim Entladungsvorgang wird nur ein Teil dieser Energie zündwirksam.
Personen, die ableitfähiges Schuhwerk auf ableitfähigen Fußböden tragen, laden sich nicht auf. Haben Personen über den Fußboden keinen Erdkontakt, ist dafür zu sorgen, dass sie in explosionsgefährdeten Bereichen nicht gefährlich aufgeladen werden.
Diese Situation kann z.B. bei Höhenarbeiten bzw. bei Aufoder Abseilverfahren oder dem Tragen von Überschuhen auftreten.
3.5.1 Ableitfähiges Schuhwerk
In explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1 oder 20 sowie in Zone 21 bei Stoffen mit MZE < 3 mJ ist ableitfähiges Schuhwerk mit einem Ableitwiderstand der Person gegen Erde von höchstens 108 Ω zu tragen. In der Regel sind Personen nicht in den Zonen 0 oder 20 tätig.
In Bereichen, die durch Explosivstoffe gefährdet sind, ist leitfähiges Schuhwerk zu benutzen.
Socken oder Strümpfe beeinträchtigen erfahrungsgemäß die Schutzwirkung der leitfähigen und ableitfähigen Schuhe nicht.
Ableitfähiges Schuhwerk darf nicht verändert werden, wenn hier durch die ableitfähige Eigenschaft verloren geht.
Hinweis: Schuhwerk nach DIN EN 61340-4-3 erfüllt vorstehend genannten Anforderungen. Nach DIN EN 344 und DIN EN 345 hergestellte Sicherheits-, Schutz oder Berufsschuhe besitzen einen elektrischen Durchgangswiderstand zwischen 105 und 109 Ω. Liegt ihr Durchgangswiderstand zwischen 108 und 109 Ω sind sie für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen nicht geeignet. Das Baumusterprüfzeugnis des Schuhs gibt Auskunft über den elektrischen Durchgangswiderstand.Schuheinlagen können die ableitfahige Eigenschaft von Schuhen beeinträchtigen. Die Forderung nach ableitfähigem Schuhwerk gilt auch für orthopädisch gefertigte oder veränderte Schuhe.
Siehe auch BG-Regel "Benutzung von Fuß- und Beinschutz" (BGR 191).
3.5.2 Ableitfähige Fußböden
Fußböden in explosionsgefährdeten Bereichen, in denen sich Personen aufhalten, müssen so ausgeführt sein, dass sich Personen beim Tragen ableitfähiger Schuhe nicht gefährlich aufladen.
Fußböden entsprechend Abschnitt 3.6.2 besitzen diese Eigenschaften.
3.5.3 Kleidung
Arbeitskleidung oder Schutzkleidung, darf in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1, 20 sowie in Zone 21 bei Stoffen mit MZE < 3 mJ nicht gewechselt, nicht aus- und nicht angezogen werden.
Handelsübliche Bekleidung sowie Schutzkleidung kann aufgeladen werden. Beim Tragen stellt sie jedoch im Allgemeinen keine Zündgefahr dar, sofern die Person z.B. durch geeignetes Schuhwerk und geeignete Fußböden geerdet ist. Trotzdem kann es im Einzelfall, z.B. bei PU-beschichteter Wetterschutzkleidung, zu gefährlichen Aufladungen kommen.
In Bereichen der Zone 0 und in Bereichen, in denen mit einer Sauerstoffanreicherung oder mit dem Auftreten von Stoffen der Explosionsgruppe IIC zu rechnen ist, darf nur ableitfähige Kleidung getragen werden.
Die ableitfähige Eigenschaft der Kleidung darf, z.B. durch Waschen, nicht beeinträchtigt werden; gegebenenfalls ist die Kleidung wieder neu zu behandeln.
Ableitfähige Kleidung oder Textilien besitzen einen spezifischen Oberflächenwiderstand < 5*1010 ΩSiehe DIN EN 1149-1.
Die ableitfähige Eigenschaft der Kleidung kann durch spezielle nachträgliche Ausrüstung der Textilien erreicht werden.
Wird die ableitfähige Eigenschaft des Gewebes durch eingearbeitete leitfähige Fäden erreicht, ist sicherzustellen, dass diese Fäden während der Gebrauchsdauer nicht brechen.
3.5.4 Handschuhe und Schutzhelme
Werden in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1 und 20 sowie in Zone 21 bei MZE < 3 mJ Handschuhe getragen, dürfen diese nur ableitfähig sein.
Durch Handschuhe aus isolierendem Material werden in der Hand gehaltene Objekte von Erde isoliert und können gefährlich aufgeladen werden.Siehe auch DIN EN 388.
Zur Messung des spezifischen Durchgangswiderstandes von Schutzhandschuhen siehe DIN EN 388 und zu ihrer Kennzeichnung DIN EN 420.
In Bereichen der Zonen 1 und 20 sowie in Zone 21 bei Stoffen mit MZE < 3 mJ, in denen das Tragen von Schutzhelmen erforderlich ist, sollen die Helme auch dann getragen werden, wenn nur solche aus isolierenden Materialien verfügbar sind.
In Zone 0 sollen nur Schutzhelme aus ableitfähigem Werkstoff verwendet werden.
3.6 Erdung und Potenzialausgleich
Zur Vermeidung gefährlicher Aufladungen in explosionsgefährdeten Bereichen sind Personen sowie Gegenstände oder Einrichtungen aus leitfähigem oder ableitfähigem Material zu erden bzw. mit Erdkontakt zu versehen. Entsprechendes gilt auch für leitfähige oder ableitfähige Stoffe, z.B. Flüssigkeiten oder Schüttgüter.
Elektrostatische Aufladungen leitfähiger isolierter Gegenstände bilden eine wesentliche Gefahrenquelle, da die gespeicherte Energie in einer Entladung zur Erde oder auf einen anderen leitfähigen geerdeten Gegenstand übergehen kann. Für die Ableitung statischer Elektrizität gelten nachfolgende Kriterien; es können auch Maßnahmen zur Erdung und zum Potenzialausgleich aus der Blitzschutz-Technik angewendet werden.
Bestehen Einrichtungen aus mehreren leitfähigen Komponenten, sind diese einzeln zu erden oder untereinander elektrisch zu verbinden und insgesamt zu erden.
3.6.1 Ableitung statischer Elektrizität von leitfähigen Gegenständen
Im Allgemeinen soll der Ableitwiderstand 106 Ω nicht überschreiten. Ein Ableitwiderstand RE von 108 Ω reicht jedoch aus, wenn z.B. die Ladestromstärke I < 10-6a und die Kapazität C < 100 pF betragen. Kleine Gegenstände können auch dadurch elektrostatisch geerdet werden, indem ihre Relaxationszeit 10-2 s unterschreitet.
RE ist der Ableitwiderstand eines Gegenstandes zur Erde. Er beeinflusst entscheidend die Aufladung eines Gegenstandes und die Relaxation seiner Ladungen.Der Zusammenhang zwischen Potenzial, Ladestromstärke und Erdableitwiderstand wird in Anhang 1 Abschnitt E erläutert.Leitfähige Gegenstände werden aufgeladen, wenn die Geschwindigkeit der Ladungsaufnahme die der Ladungsableitung überschreitet.
Eine gefährliche zündwirksame Entladung tritt auf, wenn die elektrische Feldstärke die Durchschlagspannung der Atmosphäre überschreitet und die in der Entladung freiwerdende Energie gleich oder größer der Mindestzündenergie des brennbaren Stoffes ist.
Die Erdung und der Potenzialausgleich müssen zuverlässig und dauerhaft sein und den zu erwartenden Beanspruchungen, insbesondere durch Korrosion, standhalten.
3.6.2 Ableitwiderstand von Fußböden
In explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 0, 1, 20 sowie in Zone 21 bei Stoffen mit MZE < 3 mJ darf der Ableitwiderstand des Fußbodens einschließlich des Fußbodenbelages den Wert von 108 Ω nicht überschreiten. Verschmutzungen, z.B. durch Farb- oder Ölreste, oder ungewollte Isolierung, z.B. durch abgelegte Folien oder Leergut, sind zu vermeiden.
Da zur Bestimmung des Ableitwiderstandes von Fußböden unterschiedliche Prüfnormen mit entsprechenden Prüfverfahren angewendet werden können, sollte bereits vor der Lieferung und Verlegung von Fußbodenbelägen in der Ausschreibung auf das in der Abnahme anzuwendende Prüfverfahren und die einzuhaltenden Höchstwerte hingewiesen werden.Tabelle 15 in Anhang 1 Abschnitt H gibt typische Erfahrungswerte für verschiedene Fußböden wieder.
Bei geklebten Fußbodenbelägen ist auf die ausreichende Leitfähigkeit der verwendeten Klebstoffe zu achten. Bei nicht ausreichend leitfähiger Unterlage ist durch besondere Maßnahmen, z.B. durch Feuchthalten, dafür zu sorgen, dass der Ableitwiderstand unter 108 Ω bleibt.
Durch Fußbodenpflegemittel darf der Widerstand nicht erhöht werden.
In Bereichen, in denen mit Explosivstoffen umgegangen wird, darf der Ableitwiderstand des Fußbodens 106 Ω nicht überschreiten.
Zur Bestimmung des elektrischen Widerstandes von Fußböden siehe DIN EN 1081 oder auch DIN IEC 61340-4-1; hinsichtlich der Anzahl der Messpunkte siehe auch DIN 28052-6.
3.6.3 Erdung und Potenzialausgleich in besonderen Fällen
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.
Nur wenn diese Maßnahmen nicht ausreichen, sind zusätzliche Erdungsleitungen notwendig.
Beispiel 12: Erdung und Potenzialausgleich in Zone 1
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(1) Metallflansche, blank oder lackiert, jedoch nicht pulverlackiert und nicht isolierend beschichtet |
3.6.3.1 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< 108 Ω.
Zum Bestehen der Isolationsprüfung mit 500 V muss ein eigensicheres Betriebsmittel oder eine eigensichere Anlage einen Widerstand> 15 kΩ gegen Erde aufweisen.
3.6.3.2 Leitfähige ortsfeste Einrichtungen
Anlagenteile, die nicht mit der Gesamtanlage elektrisch leitfähig verbunden sind, z.B. flexible oder schwingungsfähige Bauteile, sind getrennt zu erden.
Hierzu zählen z.B. Rohrleitungen mit isolierenden Zwischenstücken. Der Potenzialausgleich ist nur bei fehlendem metallischem Kontakt der einzelnen Rohrteile untereinander notwendig.
3.6.3.3 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 < 106 Ω zu gewährleisten. Gegebenenfalls erfolgt die Erdung kleiner Gegenstände über Personen und den Fußboden.
3.6.3.4 Leitfähige Einrichtungen mit isolierenden Komponenten
Die Erdung einer Anlage kann durch isolierende Komponenten, z.B. Dichtungen, oder durch isolierende Betriebsstoffe, z. .B. Schmierfelle, beeinträchtigt werden. Erfahrungsgemäß zeigen Öle und Fette in normaler Schmierfilmdicke, z.B. an rotierenden Wellen, Übergangswiderstände von nicht mehr als 103 Ω .
Beim Einsatz isolierender Stoffe, z.B. Zwischenstücke aus Kunststoff mit hohem Widerstand, sind die verbleibenden leitfähigen Komponenten untereinander zu verbinden und zu erden.
Alternativ kann jedes Anlagenteil für sich geerdet werden.
In diesem Zusammenhang ist insbesondere auf von außen nicht sichtbare Teile zu achten, z.B. auf:
- Kugelventile mit isolierenden Dichtungen,
- Metalleinlagen in Dichtungen,
- Wellen und Durchführungen mit isolierenden Manschetten,
- hohe oder dicke Abstandsringe,
- Steckverbindungen aus Kunststoffen,
- metallische Düsen am Ende eines Rohres aus Kunststoff.
Bei zusammengesetzten Anlagenteilen ist gegebenenfalls eine Herstellerauskunft einzuholen.
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