Keine Blitze im Ex-Bereich

Dipl.-Ing. Burkhard Mollen

Die BGR 132 definiert die Leitfähigkeit von Stoffen oder Gegenständen im Allgemeinen so, dass leitfähige Stoffe einen Widerstand #104 Ω haben müssen, ableitfähig sind Stoffe mit einem Oberflächenwiderstand zwischen 104 und 109 Ω und isolierend ist ein Stoff, der weder leitfähig noch ableitfähig ist. Speziell für Schläuche gelten jedoch abweichende Werte und konstruktive Regeln: So besitzt ein leitfähiger Schlauch einen Widerstand <103 Ω/m, ein ableitfähiger Schlauch einen Widerstand >103 und <106 Ω/m – hierunter fallen auch Schläuche aus isolierenden Materialien, deren leitfähige Einlagen bestimmte konstruktive Werte erfüllen und die einen Ableitwiderstand <106 Ω haben – und ein isolierender Schlauch einen Widerstand von >106 Ω/m. Folglich existieren antistatische Schläuche mit einem Widerstand von <109 Ω gar nicht mehr, leitfähige Schläuche müssen einen verbesserten Widerstand erfüllen und neu aufgenommen wurden ableitfähige Schläuche.

Die Schlauchkonstruktionen Airduc, Protape und Barduc von Norres verfügen über eine in die Kunststoffwandung eingebettete Stahldrahtwendel. Dadurch erfüllen sie alle konstruktiven Bedingungen seitens der BGR 132. Voraussetzung hierfür ist lediglich die Erdung des Schlauches durch Freilegen der Stahlwendel, die dann mit den leitfähigen Armaturen verbunden wird. Vorteil dieser Schlauchkonstruktion: sie ist leichter und flexibler als ein Gummischlauch. Ebenso kann durch die transparente Schlauchwandung der Förderprozess beobachtet werden. Ein weiterer Vorteil: Der Werkstoff PrePUR ist abriebfester als herkömmliche Gummimaterialien und bietet höchste mechanische Festigkeiten.

Die elektrisch leitfähige Variante des Polyurethans PrePUR wurde so weiterentwickelt dass die Leitfähigkeit von <103 Ω/m sicher unterschritten wird. Alle aus diesem Spezialmaterial hergestellten Airduc- und Protape-Schlauchkonstruktionen sind gemäß der BGR 132 elektrisch leitfähig. Besonderer Vorteil dieser Mischung ist dass die Leitfähigkeit dauerhaft gewährleistet bleibt.

Schläuche aus isolierenden Materialien, die die in der BGR 132 geforderten konstruktiven Bedingungen nicht erfüllen, bieten kaum Schutz vor elektrostatischer Aufladung und deren Folgen. Auch Vollkunststoffschläuche mit einer Erdungslitze sind nur isolierend, weil der in der Vorschrift geforderte Abstand zwischen Schlauchinnenseele und äußerer Erdungslitze zu groß ist oder die Anordnung bzw. die Überdeckung der Erdungslitze zu gering ist.

Beim Fördern aufladbarer Flüssigkeiten kann innerhalb eines Rohres oder Schlauches insbesondere beim Leerlaufen eine gefährliche, explosionsfähige Atmosphäre vorliegen. In Ex-Bereichen sollten daher leitfähige oder ableitfähige Schläuche eingesetzt werden. Beim Fördern von Schüttgütern steigt die Zündempfindlichkeit eines Schüttgutes mit abnehmender Korngröße und geringerer Mindestzündenergie (MZE). Für die Beurteilung der Explosionsgefahr ist die MZE der feinsten auftretenden Partikel zu Grunde zu legen. Wenn die MZE größer als 10J ist und keine brennbaren Gase und Dämpfe vorhanden sind, sind keine Maßnahmen erforderlich. Andernfalls sollte der Feinanteil im Schüttgut vermindert oder ableitfähige bzw. leitfähige Schläuche bei der pneumatischen Förderung eingesetzt werden.

Die Bewegung reiner Gase oder Gasgemische erzeugt keine oder nur eine geringe Aufladung. Enthält ein Gasstrom jedoch Feststoffpartikel oder Flüssigkeitströpfchen, können diese sowie alle betroffenen Anlagenteile aufgeladen werden. Die Aufladung der Partikel selbst kann allerdings nicht vermieden werden. Daher sollten folgende Maßnahmen zur Verhinderung von Aufladungen ergriffen werden:

Staubsauger können hohe Ladungsdichten erzeugen und selbst gefährlich aufgeladen werden. So müssen leitfähige Saugdüsen (BIA-Vorschrift) generell geerdet werden. In explosionsgefährdeten Bereichen und zum Aufsaugen brennbarer Stäube (die so genannte Bauart B1) dürfen nur Staubsauger mit leitfähigen Schläuchen und leitfähigen Saugdüsen verwendet werden, bei denen alle Teile zwischen Saugdüse und Sammelbehälter zu erden sind.

BGR 132 generally defines the conductivity of substances or objects as follows: conducting substances must have a surface resistance of <104 Ω and conductive substances a resistance of between 104 and 109 Ω, while insulating substances are neither conducting nor conductive. When it comes to hoses, however, special values and design rules apply: conducting hoses have a resistance of <103 Ω/m, conductive hoses (hoses which are capable of discharge) a resistance of between >103 and <106 Ω/m – whereby this category also includes hoses made of insulating materials featuring conducting inserts that comply with certain design values and have a leakage resistance of <106 Ω – and insulating hoses a resistance of >106 Ω/m. Consequently, anti-static hoses with a resistance of <109 Ω no longer exist, conducting hoses have to offer improved resistance and conductive hoses are new.

The Airduc, Protape and Barduc hoses from Norres are designed with a spring steel wire firmly embedded in the plastic wall. All the design conditions specified by BGR 132 are thus fulfilled, providing the hose is earthed by exposing the spiral and connecting it to the conductive connecting elements. The advantage of this hose design is that it is lighter and more flexible than a rubber hose. In addition, the transport process can be monitored through the transparent hose wall. Another point in its favour is that the Pre-PUR polyurethane material is more abrasion-proof than conventional rubber materials and provides superior mechanical strength.

The electrically conducting variant of Pre-PUR has meanwhile been perfected to such an extent that its conductivity is always well below 103 Ω/m. All Airduc and Protape hoses made with this special material are electrically conducting as defined by BGR 132. What makes this mixture a particularly attractive alternative is that its conductivity is permanent.

Hoses made of insulating materials which do not fulfil the design conditions laid down in BGR 132 offer only minimal protection against electrostatic charges and their consequences. Even all-plastics hoses with a stranded earthing wire are only insulating because the distance specified in the regulation between the inner core of the hose and the outer earthing wire is too large or because the arrangement and/or coverage of the stranded earthing wire is insufficient.

Dangerous, potentially explosive atmosphere may be present in a tube or hose if chargeable liquids are transported, especially when it is run empty. Either conducting hoses or conductive hoses capable of discharge should therefore be used in hazardous areas. When bulk materials are conveyed, the ignition sensitivity of the material increases as the particle size and the minimum ignition energy (MIE) decrease. The explosion hazard is assessed based on the MIE of the finest occurring particles. If the MIE is greater than 10 J and there are no combustible gases or vapours, no special measures are required. Below this value, either the proportion of fines in the bulk material should be reduced or conducting or conductive hoses must be used for pneumatic conveying.

Movement of pure gases or gas mixtures produces only a slight charge, if any. If the gas stream contains solid particles or liquid droplets, on the other hand, they and all parts of the plant in contact with them can become charged. It is not possible to actually prevent the particles from being charged. The following measures should therefore be implemented to preclude charging:

Industrial vacuum cleaners often produce high charge densities and can themselves be charged to a dangerous degree. All conducting suction nozzles must consequently be earthed (BIA regulation). Only vacuum cleaners with conducting hoses and conducting suction nozzles are allowed to be used in hazardous areas or for exhausting combustible dusts (referred to as class B1), whereby all parts between the suction nozzle and the collecting tank must be earthed.

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