Funkenbildung vermeiden

Gerd Osterholt

Reibung zwischen Transportmedium und Schlauchwandung kann zur Bildung höchster elektrostatischer Potenziale und im Extremfall zu Funkenentladungen führen. Sogar in sich leitfähige Stoffe laden sich auf, wenn sie nicht erdend mit entsprechenden Maschinenteilen verbunden sind. In Gefahrenzonen sind daher nur Geräte mit entsprechender Zulassung einsetzbar, die mit geeigneten Schlauchkomponenten ausgerüstet sind. Die nationale Umsetzung der Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) wird in Deutschland durch das Geräte- und Produktsicherheitsgesetz (11.GPSGV) und die Explosionsschutzverordnung (ExVO) geregelt und kann für den Schlauchbereich nach der BGR 132 „Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladung“ vorgenommen werden. Die Bewertung der explosionsgefährdeten Bereiche wird anhand der Zoneneinteilung nach Atex in Abhängigkeit von Art und Wahrscheinlichkeit der Explosionsgefahr vorgenommen.

Nach der BGR 132 werden für die jeweilige Zone bestimmte Festlegungen für die zu verwendende Schlauchausführung getroffen:

In explosionsgefährdeten Bereichen sollen leitfähige oder ableitfähige Schläuche eingesetzt werden. Isolierende Schläuche sind für den Einsatz in explosionsfähiger Atmosphäre nicht geeignet. Nach DIN EN 12115 werden verschiedene Bauformen leitfähiger Schläuche unterschieden und als M-Schläuche oder Ω-Schläuche bezeichnet. Beim Ω-Schlauch beträgt der Widerstand zwischen den Armaturen über die ganze Länge nicht mehr als 100 Ω (leitfähiges Material mit #104 Ωm spezifischem Widerstand bzw. #104 Ω Oberflächenwiderstand, leitfähige Drahteinlagen, Drahtwendel, Verbindung mit Armatur). Der M-Schlauch weist einen Widerstand zwischen den Armaturen über die ganze Länge von nicht mehr als 106 Ω auf (leitfähiges oder ableitfähiges Material mit spezifischem Widerstand 104 Ωm bis <109 Ωm bzw. Oberflächenwiderstand zw. 104 Ω und 109 Ω gemessen bei 23 °C und 50 % relativer Luftfeuchte; kann Metalleinlagen besitzen).

Leitfähige Schläuche erfordern regelmäßige elektrische Durchgangsprüfungen. Es muss außerdem darauf geachtet werden, dass alle inneren Metalleinlagen mit den Armaturen verbunden sind. Können Streuströme nicht ausgeschlossen werden, sollen leitfähige Schläuche nicht eingesetzt werden. Die metallischen Einlagen oder Drähte können wegen ihres geringen Widerstands Streuströme mit sich führen, die bei Unterbrechung eine Zündgefahr darstellen. Werden lange leitfähige Schläuche eingesetzt, sind abschnittsweise isolierende Flansche einzufügen, um Schutz gegen induktive Funken zu gewährleisten. In diesem Fall ist der Schlauch abschnittsweise zu erden. Die vorgeschriebene Handhabung leitfähiger Schläuche unterscheidet sich in den Mitgliedstaaten der Europäischen Union.

Die meisten Elastomere haben den Charakter des Isolators und verfügen somit über schlechte Voraussetzungen zur Vermeidung elektrostatischer Aufladungen. Durch Zumischen spezieller Leitfähigkeitsadditive, z. B. Ruße, die molekulare Rußketten innerhalb der Elastomere aufbauen, kann dauerhafte Ableitfähigkeit gesichert werden. Die beigemengten Rußadditive können jedoch zu einer Beeinträchtigung der Abriebwerte von Elastomeren führen. Bei vielen Anwendungen reichen metallische Leiter wie Metallspiralen in PUR-Schläuchen völlig aus, um elektrostatische Aufladungen abzuleiten. Wichtig dabei ist, dass gewisse, in der BGR 132 festgelegte Grenzen in Bezug auf Spiralabstand und Materialstärke nicht überschritten werden. Zündgefahren sind nicht zu erwarten, wenn die Anschlussflansche geerdet und das Schlauchmaterial über den gesamten Querschnitt leitfähig <103 Ω/m oder ableitfähig <106 Ω/m ist, sowie die leitfähige Spirale beidseitig geerdet ist. Ferner muss das Schlauchmaterial isolierend und die leitfähige Spirale beidseits geerdet sein, wobei die Steigung der Spirale <30 mm und die Überdeckung der Spirale innen <2 mm sein muss.

Für den Feststofftransport produziert Masterflex neben den hoch abriebfesten Standard-PUR-Schläuchen elektrisch leitfähige Polyurethanschläuche (Ro #104 Ω) in Durchmessern von DN 25 bis DN 500. Für die Absaugung aggressiver Gase eignen sich die Master-Clip-Saugschläuche mit elektrisch leitfähiger PTFE-Auskleidung (Ro #106 Ω) in Durchmesserbereichen von DN 40 bis DN 900. Beide Schlauchkons-truktionen erfüllen die in der Atex-Richtlinie formulierten Bedingungen unter Berücksichtigung der in der BGR 132 gestellten Vorgaben. Für alle Master-Clip-Klemmprofil-Schlauchkomponenten gelten dieselben Zulassungskriterien wie für die leitfähigen PUR-Schläuche. Da es sich bei Master-Clip-Schläuchen zumeist um mehrlagige Schlauchkonstruktionen handelt, bei denen lediglich die Innenlage mit ableitfähigem Material ausgeführt ist (z. B. bei Master-Clip-PTFE-H-EL-Schläuchen), muss unbedingt darauf geachtet werden, dass der Clipabstand kleiner 30 mm eingehalten wird. Auch bei diesen Schläuchen muss der Verwender auf Erdung der Anschlussflansche und die beidseitige Erdung des Clipprofils achten. Die Auswahl der geeigneten Schlauchausführung obliegt dem Ermessen des Geräteherstellers.

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Details zu verschiedenen Schlauchtypen

BGR 132

Atex-Richtlinie

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