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Sep 16, 2023

So vermeiden Sie elektrostatische Zündung während des FIBC-Betriebs

27. Januar 2020 Statische Elektrizität in einer brennbaren oder brennbaren Atmosphäre kann

27. Januar 2020

Statische Elektrizität in einer brennbaren oder brennbaren Atmosphäre kann aufgrund elektrostatischer Entladung zu einer Explosion führen. In diesem Artikel wird erläutert, wie die Risiken während des FIBC-Betriebs gemindert werden können.

Flexible Intermediate Bulk Container (FIBCs) werden heute häufig für den Transport von trockenen Schüttgütern wie Düngemitteln, Kunststoffgranulat, Saatgut, Harz und Pulver verwendet und eignen sich daher für den Einsatz in einer Reihe von Branchen. Sie sind jedoch anfällig für die Entstehung elektrostatischer Aufladung. Dies geschieht, wenn Pulver und andere körnige Materialien miteinander in Kontakt kommen, aneinander reiben und sich trennen – ein Prozess, der als Triboelektrifizierung bekannt ist. Es ist mittlerweile bekannt, dass Entladungen statischer Elektrizität aus ungeerdeten FIBC-Beuteln beim Be- und Entladen empfindliche, brennbare Atmosphären entzünden und eine Explosion verursachen können. Diese elektrostatische Aufladung kann sich sowohl auf dem Inhalt (Produkt) als auch auf dem Materialgewebe selbst ansammeln.

Da viele Produkte brennbar sind, ist die Gefahr einer elektrostatischen Entladung des Materials nicht zu übersehen. In diesen Situationen ist die Beseitigung* des potenziellen Risikos einer elektrostatischen Entzündung von größter Bedeutung.

Klicken Sie hier, um Informationen zur bevorstehenden internationalen Konferenz/Ausstellung für Pulver und Schüttgüter zu erhaltenGlücklicherweise gibt es jetzt eine effektive Möglichkeit, den Widerstand von FIBC-Beuteln des Typs C zu überwachen, um sicherzustellen, dass die statisch ableitenden Elemente elektrostatische Ladungen durch den FIBC gemäß IEC 61340-4-4 und NFPA 77 leiten können. Bevor wir diese Standards berücksichtigen Ausführlicher betrachten wir zwei Fallstudien, die die Gefahren veranschaulichen, die bei der Verwendung von FIBCs entstehen, wenn die elektrostatische Ladung nicht abgeleitet wird.

Akte: Die Gefahren elektrostatischer Entladung

Vorfall A**

Bei diesem Vorfall war der Tankdeckel geöffnet, so dass Lösungsmitteldampf ungehindert in den Betriebsbereich entweichen konnte. Obwohl nicht eindeutig geklärt werden konnte, ob der Brand unmittelbar oder nachdem der FIBC fast vollständig leer war, ausbrach, wandte sich der Bediener ab, als er den Blitz beobachtete, da er sich während des Einsatzes in der Nähe des Tankers befand. Während des Entleerens steht ein Bediener normalerweise in unmittelbarer Nähe des FIBC, um zunächst die Schnüre zu lösen und später das restliche Pulver auszuschütteln. In diesem Szenario kam es zu einer Entzündung, bei der der Bediener in die Stichflammenzone geriet und sich dabei schwere Verbrennungen zuzog.

Der Bediener verwendete FIBC-Beutel vom Typ C, um das Harz in einen 6.000-Gallonen-Mischtank zu überführen. Dabei handelte es sich um die Herstellung von Lacken für Dosenbeschichtungen. Der Mischtank war mit dünnen leitenden Drähten ausgestattet, die der Länge nach durch den Auslauf verliefen und mit einer blanken Aluminiumlitze und einer Krokodilklemme verbunden waren. Der FIBC wurde mit einem Gabelstapler über den Tank gehoben und das Harz wurde durch eine runde Öffnung auf einem aufklappbaren Tankdeckel abgeladen. Es gab keine unabhängige Entlüftung der verdrängten Dämpfe und der Tankdeckel war nicht gasdicht. Obwohl der Bediener meldete, dass das Erdungskabel am FIBC fehlte, hielt ihn das nicht davon ab, den Container trotzdem zu entladen.

Obwohl der Bediener selbst nicht geerdet war, erforderte die Art des Vorgangs die Herstellung eines Lacks, was bedeutete, dass statisch ableitendes Schuhwerk wahrscheinlich wirkungslos gewesen wäre, da die Möglichkeit bestand, dass sich auf dem Boden rund um den Tank ein Lackfilm bildete. Bei Prozessen, bei denen Beschichtungen vorherrschen, kommt es häufig zu Ablagerungen auf der Schuhsohle. Eine sauberere Sohle erzeugt normalerweise einen geringeren Widerstand. Dennoch galt er nicht als wahrscheinliche Zündquelle.

Fazit: Bei der Untersuchung des Vorfalls A wurde festgestellt, dass es beim Entleeren des nicht geerdeten FIBC zu einer Funkenentladung gekommen war. Aufgrund der fehlenden Kontinuität zur Erde konnte die Ladung nicht abgeleitet werden. Die Ladung eines isolierten Objekts bleibt aufgrund des Widerstands des Materials selbst erhalten. Damit ein Leiter wie der FIBC geladen bleibt, muss er von der Erde isoliert werden. Da bekannt war, dass das Harz eine niedrige Mindestzündenergie (MIE) hatte, wurde angenommen, dass brennbare Dämpfe ein wesentlicher Faktor für den Zündprozess waren, der weit über ein akzeptables Niveau hinausging. Materialien mit niedrigem MIE erreichen bei FIBC-Entleerungsvorgängen wie dem beschriebenen aufgrund der Durchflussrate und der Ladefähigkeit regelmäßig die minimale Explosionskonzentration (MEC) und können durch verschiedene Zündquellen der Gefahr einer Verbrennung ausgesetzt sein. Bei diesem Vorfall war elektrostatische Entladung die Zündquelle.

Vorfall B**Leider ereignete sich ein zweiter Vorfall, an dem derselbe Betreiber beteiligt war und der dem ersten nicht unähnlich war. Der Hauptunterschied besteht darin, dass der FIBC mit einer inneren leitfähigen Aluminiumauskleidung ausgestattet ist, die mit dem Polypropylen im Auslauf verbunden ist. Dieser war mit einer externen Erdungslasche verbunden, an die der Bediener eine Erdungsklemme anschließen musste. Der FIBC wurde wie zuvor über dem Tank aufgehängt, und nach Anbringen der Erdungsklemme wurde der Auslaufstutzen durch die Öffnung im Tankeinstieg geschoben, sodass er 10–12 Zoll in den Tank hineinragte. Anschließend wurde die Zugschnur durchtrennt, um den Auslauf zu öffnen und das Harz in den Tank abzulassen.

Der FIBC wurde oben nicht geöffnet, um den Inhalt zu entlüften und zu verhindern, dass Dampf in den FIBC gelangt. In diesem Fall verzögerte sich der Durchfluss und der Bediener „pumpte“ den FIBC auf, um den Durchfluss freizugeben. Innerhalb von 10 Sekunden nach dem Durchfluss kam es zu einem Blitz. Es wurde nicht angenommen, dass das Versäumnis, den FIBC zu entlüften, eine Ursache dafür war, da es im Inneren weder zu einem Feuer noch zu einer Explosion kam.

Der Bediener befand sich erneut in der Nähe des FIBC, berührte ihn jedoch nicht. Dadurch erlitt er Verbrennungen zweiten und dritten Grades. Die über dem Tank installierte Sprinkleranlage gab kein Wasser ab; Paletten mit Harzsäcken waren jedoch 20–30 Fuß vom Tank entfernt versengt. Obwohl der Klappdeckel geschlossen war, gab es wiederum keine Möglichkeit, das Spülgas oder die durch den Pulverstrom in den Tank mitgerissene Luft abzulassen. Dadurch kam es zu einer erheblichen Verdrängung brennbarer Dämpfe in den Betriebsbereich.

SchlussfolgerungIm Gegensatz zum ersten Vorfall wurde bei Vorfall B berichtet – aber nicht abschließend festgestellt –, dass eine Erdungsverbindung ordnungsgemäß hergestellt worden war, um den Durchgang zur Erde sicherzustellen, um statische Aufladung abzuleiten. Ob dies der Fall war, konnte jedoch nicht abschließend geklärt werden, da die Erdungsklemme für eine Untersuchung nicht zur Verfügung stand. Dadurch konnte ein Betriebsfehler des FIBC mit Kontinuitätsverlust nicht ausgeschlossen werden, da der betroffene FIBC durch den Brand zerstört wurde. Wenn wir Fehler im FIBC-Betrieb verallgemeinern, treten diese typischerweise aufgrund von Herstellungsfehlern, Bedienfehlern oder der Unterbrechung der Kontinuität zu einer überprüften Erdung über eine Erdungsklemme auf.

Welche Maßnahmen hätten ergriffen werden können, um diese Vorfälle zu verhindern? Bei diesen Vorfällen konnte sich elektrostatische Ladung ansammeln, weil der FIBC vom Boden isoliert war, sei es durch fahrlässiges Handeln des Anlagenbetreibers oder durch nicht schlüssige Erdungsmethoden. Wäre die Erdung über eine Typ-C-Tasche entweder mit passiven Mitteln (einpolige Klemme und Kabel) oder mit aktiven Mitteln (Überwachungssysteme) erfolgt, wäre die Verbindung zu einer echten Erdung überprüft und die Ladung anschließend abgeleitet worden. In Übereinstimmung mit Branchenrichtlinien wie NFPA 77 „Recommended Practice on Static Electricity“ und IEC 61340-4-4 „Electrostatics – Part 4-4: Standard Test Methods for Specific Applications – Electrostatic Classification of Flexible Intermediate Bulk Containers (FIBC)“. Der Widerstand durch den Beutel sollte weniger als 1 x 107 Ohm (10 Megaohm) betragen.

Angesichts des Ausmaßes der Ladung, die sich auf Beuteln aufbauen kann, ist ein aktives Erdungssystem die empfohlene und sicherere Wahl. Denn das System kann feststellen, ob die Konstruktion des Beutels den relevanten Normen entspricht und stellt sicher, dass der Beutel für die Dauer des Füll-/Entleerungsvorgangs geerdet ist.

Das FIBC-System von Earth-Rite validiert und überwacht den Widerstand von Typ-C-Beuteln und stellt sicher, dass leitfähige Elemente des Beutels in der Lage sind, Ladungen gemäß den erforderlichen Richtlinien abzuleiten. Beutel vom Typ C sind so konzipiert, dass sie statische Elektrizität durch statisch ableitende Fäden ableiten, die durch das Material des Beutels verwoben sind. Erdungslaschen an den Beuteln sind Punkte, an denen Erdungssysteme angeschlossen werden können, um sicherzustellen, dass sich keine statische Elektrizität auf dem Beutel ansammelt. Sobald die beiden Erdungsklemmen an den Erdungslaschen angeschlossen sind, erkennt das FIBC-System, ob der Beutel gemäß der relevanten Norm funktioniert. Dies wird erreicht, indem ein eigensicheres Signal durch den Beutel gesendet wird. Das System überprüft die Erdung des Beutels, indem es sicherstellt, dass das Signal über eine verifizierte echte Erdung zurückkommt (statische Erdung, NICHT vom FIBC verifiziert). Sollte sich auf dem Beutel eine Ladung angesammelt haben, wird diese über die statisch ableitenden Fäden zur geprüften Erde geleitet.

Zusammenfassung Es besteht kein Zweifel, dass die Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre beim Umgang mit ungeerdeten FIBCs eine ernsthafte Gefahr darstellt. Der effektivste Weg, dieses Problem zu vermeiden, ist die Verwendung von FIBC-Beuteln vom Typ C, da in den Stoff und die Nähte leitfähiges Material eingewebt ist und diese dann über ein am FIBC befestigtes Kabel geerdet werden. Beutel vom Typ C entsprechen IEC 61340-4-4 und NFPA 77.

Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass durch die Verwendung einfacher Klemmen die Gefahr durch statische Elektrizität automatisch beseitigt wird. Die Komplexität der effektiven Ableitung statischer Elektrizität erfordert jedoch eine sorgfältige Planung und einen fundierten Ansatz für das Risikomanagement. Das korrekte Beutel- und Erdungssystem kann jederzeit von Anlagenpersonal außer Kraft gesetzt werden, das absichtlich oder unabsichtlich Sicherheitsverfahren umgeht. Wie jedoch in Vorfall A und B dokumentiert, überwiegen die Auswirkungen bei weitem die Zeit, die erforderlich ist, um die erforderlichen Überprüfungen durchzuführen und schlüssig visuell zu bestätigen, dass (a) der Bediener festgeklemmt hat und (b) das System einen Erdungswiderstand von bestätigt hat 1 x 107 Ohm oder weniger.

James Grimshaw ist Marketingmanager bei Newson Gale. Für weitere Informationen rufen Sie an: 0115 940 7500 oder besuchen Sie www.newson-gale.co.uk oder.

Fußnoten

* „Zur Klarstellung: ‚eliminieren‘ bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit einer elektrostatischen Entladung beseitigt oder auf ein niedriges Niveau gemindert wird, bei dem das Risiko und der Schaden eliminiert werden, im Einklang mit der international anerkannten empfohlenen Best Practice. Wir möchte klarstellen, dass statische Elektrizität als solche niemals vollständig beseitigt werden kann.“

Vorfall A** und B** – Referenz Britton, L (1983). Statische Gefahren bei der Verwendung flexibler Zwischenbehälter für die Pulverhandhabung. Weitere Artikel, die Sie interessieren könnten: Was Sie über die neue Ausgabe von NFPA 652 wissen müssenAbsaugung brennbarer Stäube an der Quelle. Verwendung von Staubexplosionstestdaten zur Gewährleistung der Anlagensicherheit. Explosionseindämmung: Ein Vergleich

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