Einwickeln statt aufladen

Elektrostatik – Ein Hersteller hat einen Vollkunststoff-IBC (31HH) entwickelt, welcher die Anforderungen der künftigen TRGS 727 für entzündbare Flüssigkeiten der Kategorien 1 bis 3 gemäß CLP-Verordnung erfüllt.

Von Sylvia und Günter Lüttgens

Entzündbare Flüssigkeiten sind Gefahrstoffe und unterliegen somit der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) bzw. der Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen (CLP-Verordnung). Diese Stoffe sind wie folgt unterteilt:

Entzündbare Flüssigkeiten gemäß CLP-Verordnung bzw. GHS

Kategorie

Kriterium

Gefahrenhinweis (H-Satz)

1

Flammpunkt < 23 °C
Siedebeginn ≤ 35 °C

H224:
Flüssigkeit und Dampf extrem entzündbar

2

Flammpunkt < 23 °C
Siedebeginn > 35 °C

H225:
Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar

3

Flammpunkt ≥ 23 °C und ≤ 60 °C

H226:
Flüssigkeit und Dampf entzündbar

[4]1)

[Flammpunkt > 60 °C und ≤ 93 °C]1)

[H227:
brennbare Flüssigkeit]1)

1)  Nur im Global Harmonisierten System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS), nicht in die CLP-Verordnung übernommen.

 

Prompt nachvollziehbar ist, dass es während der Verwendung von Flüssigkeiten der Kategorie 4 (Flammpunkt > 60 °C) bei Raumtemperatur nicht zu Explosionsgefahren kommt. Bei diesen als brennbar bezeichneten Flüssigkeiten sind also auch im Hinblick auf Gefahren infolge elektrostatischer Aufladung keine Schutzmaßnahmen der besonderen Art erforderlich.

Anders sieht es aus bei IBC für Flüssigkeiten der Kategorien 1 bis 3. Hier führt kein Weg daran vorbei, Maßnahmen zu treffen, um gefährliche Aufladungen zu vermeiden. Demgemäß sind künftig die Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS) 727 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen" zu beachten: "Bei Einhaltung der Technischen Regel kann der Arbeitgeber insoweit davon ausgehen, dass die entsprechenden Anforderungen der Verordnungen erfüllt sind. Wählt der Arbeitgeber eine andere Lösung, muss er damit mindestens die gleiche Sicherheit und den gleichen Gesundheitsschutz für die Beschäftigten erreichen."

Erdung tut not

Um elektrostatische Zündgefahren in explosionsgefährdeten Bereichen zu vermeiden, gilt im Grundsatz die Regel, dass sich auf Objekten keine Aufladungen ansammeln dürfen. Dazu müssen alle leitfähigen oder ableitfähigen Teile, die aufgeladen werden können, eine zuverlässige Ladungsableitung zur Erde aufweisen.

Im Gegensatz dazu lassen sich bei Gegenständen aus elektrisch isolierenden Materialien die z.B. durch Reiben und Trennen herbeigeführten Aufladungen mittels Erdung nicht ableiten. Das kann Büschelentladungen zur Folge haben, deren ­Entladungsenergien ausreichen, um explosionsfähige Gas/Luft- oder Dampf/Luft-Gemische zu entzünden. Um die von Büschelentladungen freigesetzte Energie auf ungefährliche Werte zu beschränken, wird als Schutzmaßnahme gefordert, die aufladbare Fläche entsprechend der Zündempfindlichkeit (Explosionsgruppe) der umgebenden Atmosphäre zu begrenzen.

Das kann z.B. dadurch geschehen, dass die Teilflächen durch ein aufgelegtes ableitfähiges Gitter auf eine ungefährliche Größe verringert werden. Für IBC wird in Nr. 4.5.4 "Isolierende Behälter mit leitfähiger Umhüllung (RIBC)" TRGS 727 dazu Folgendes gefordert (Auszug):

Es "muss nachgewiesen sein, dass weder die Außen- und Innenflächen des Behälters noch die Flüssigkeit im Behälter gefährlich aufgeladen werden können." "Die Arbeitsschritte Befüllen, Transportieren, Lagern, Bereithalten vor Ort und Entleeren eines derartigen Behälters, z.B. RIBC, gelten als sicher, wenn die nachfolgenden […] Mindestanforderungen erfüllt werden:

1.  Die Behälterblase besitzt eine Wandstärke s 2 mm. Ausnahmen sind nur an Ecken und Kanten zu tolerieren.

2.  Der Behälter ist bis auf kleine Flächen allseitig mit einer leitfähigen Umhüllung versehen. Im Falle eines Gitters [z.B. aus Stahl, zur Umhüllung]

a) müssen die vom Gitter gebildeten Teilflächen A 100 cm2 sein,

b) muss das Gitter an allen sechs Behälterseiten eng anliegen und die Kunststoffblase berühren und es darf nur an wenigen konstruktionsbedingten Stellen ein Abstand von höchstens 2 cm zwischen Kunststoffbehälter und Umhüllung auftreten, …"

Millionenfach in aller Welt bewährt

Nach diesen Vorgaben konzipierte IBC haben sich in der Vergangenheit millionenfach bewährt, um entzündbare Flüssigkeiten aufzunehmen. Allerdings werden die Behälterblasen aus praktischen Erwägungen heraus nur an ihren seitlichen Flächen von Gittern umschlossen. Es ist nicht bekannt, dass auch deren Standflächen mit Stahlgittern versehen werden. Generell dient hier die ableitfähige Palette als sicherer Schutz gegen Elektrostatikgefahren. An der Oberseite werden unterschiedlich gestaltete Maßnahmen getroffen, um auch dort gefährliche Aufladungen zu vermeiden.

Seit einiger Zeit werden immer öfter IBC verlangt, die keinerlei Metallteile, wie ein Gitter aus Stahl, aufweisen. Auf Stahl völlig zu verzichten, wird vornehmlich wegen hoch korrosiver Flüssigkeiten gewünscht, aber auch für solche, bei denen Fluide für die Elektronikindustrie unter keinen Umständen mit Metall­ionen verunreinigt sein dürfen. In der Tat begünstigt das auch die generelle Absicht, Metalle möglichst durch Kunststoffe zu ersetzen.

Der Herausforderung gestellt

Schon vor geraumer Zeit hat sich die Fa. Rikutec in Altenkirchen dieser Herausforderung gestellt und einen Vollkunststoff-IBC (31HH) entwickelt und auf den Markt gebracht, der alle Prüfungen, insbesondere auch den Falltest wegen seiner energieabsorbierenden Behälterfüße bestanden hat. Für entzündbare Flüssigkeiten, also solche mit einem Flammpunkt ≤ 60 °C sollte er ebenfalls einsetzbar sein. In logischer Konsequenz müsste ein solcher IBC nun ebenfalls die entsprechenden Forderungen der TRGS 727 erfüllen und wäre dann auch für entzündbare Flüssigkeiten der Kategorien 1 bis 3 geeignet.

Im Grunde genommen ließe sich das ganz einfach dadurch bewerkstelligen, dass man den aus einem isolierenden Werkstoff bestehenden Innenbehälter in einen eng anliegenden ableitfähigen Außenbehälter montiert. Und genau darin steckt ein Risiko! Bei einem nur teilweise mit Flüssigkeit befüllten Innenbehälter kann es bei einem heftigen Stoß von außen zu einer Schwallbewegung der Flüssigkeit im Inneren kommen. Durch diese ruckartige – wenn auch nur kurzzeitige – Schwallbewegung kann der Innenbehälter von der Seite des ableitfähigen Außenbehälters getrennt werden. Wenn dabei einer der Materialpartner elektrisch isolierend ist, bildet eine Trennung gegenseitig enganliegender Oberflächen oft die Ursache für eine elektrostatische Aufladung. Dabei kann es zu Büschelentladungen kommen, die für nahezu alle Dampf/Luft-Gemische entzündbarer Flüssigkeiten der Kategorien 1 bis 3 zündfähig sind.

Es stellt sich die Frage, weshalb die elektrostatische Aufladung bei einem 31HA-Kombinations-IBC ein kleineres Problem ist. Ganz einfach: Es liegt an der Größe der in einem solchen Fall beteiligten Flächen. In den Regelwerken werden zusammenhängende isolierende Flächen ≤ 100 cm2 toleriert. Beim metallenen Gitterrahmen kommt es nur zu wenige Quadratzentimeter großen Berührungsflächen zum Innenbehälter. Hingegen können sie bei einer vollflächigen ableitfähigen Außenhülle durchaus weit über die geforderten isolierenden Flächen ≤ 100 cm2 hinausgehen.

Innenbehälter des IBC mit Gewebe umwickeln

Das Problem wäre dadurch zu beherrschen, dass der Innenbehälter an seiner Außenseite nur zusammenhängende aufladbare Flächen ≤ 100 cm2 aufweist. Dazu wäre es z.B. möglich, den Innenbehälter außen mit einem ableitfähigen Raster mit einer Kantenlänge von weniger als 10 cm zu versehen. Zu diesem Zweck bieten sich mehrere Möglichkeiten an.

Rikutec hat eine einfache, patentierte und wirtschaftlich vertretbare Lösung gefunden, bei einem Vollkunststoff-IBC (31HH) die entsprechenden Forderungen der TRGS 727 auch für entzündbare Flüssigkeiten der Kategorien 1 bis 3 erfüllen zu können: Der isolierende Innenbehälter ist an seinen vier senkrechten Flächen mit einer eng anliegenden Gewebebanderole ausgestattet, in die ableitfähige Fäden in Kette und Schuss mit einem entsprechend kleinen Raster eingearbeitet sind.

Die Flächen am Boden und am Deckel des Behälters können hierbei außer Betracht bleiben, weil durch konstruktive Maßnahmen sichergestellt ist, dass es dort auch bei einem heftigen Stoß nicht zu einer Trennung von Teilen des ableitfähigen Außenbehälters kommt.

Elektrostatisch für sicher befunden

Der Vollkunststoff-IBC Poly IBC CD 1000 besitzt eine Gefahrgutzulassung (31HH) der BAM Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und wurde von Dekra Exam in Bochum hinsichtlich Befüllung, Transport und Entleerung geprüft und als elektrostatisch sicher befunden. Er darf mithin in gleicher Weise wie ein entsprechender 31HA-Kombinations-IBC für Flüssigkeiten der Explosionsgruppe IIA und eingeschränkt auch IIB verwendet werden, sofern die Mindestzündenergie (MZE) mehr als 0,2 mJ beträgt. Er ist mit dem gleichen Sicherheitshinweis gekennzeichnet, der auch für die entsprechenden 31HA-Kombinations-IBC verwendet wird.

Der Vollkunststoff-IBC hat kein Bodenauslaufventil, sondern wird über ein fest montiertes, bis zum Behälterboden reichendes ableitfähiges Tauchrohr befüllt und entleert. Es stellt die ständige elektrische Verbindung zwischen der Flüssigkeit und dem ableitfähigen Außenbehälter dar. Sämtliche in diesem IBC verbauten ableitfähigen Objekte sind miteinander formschlüssig verbunden. Um sie beim Befüllen und Entleeren des IBC zu erden, ist am oberen Ende des Tauchrohres ein Erdungsanschluss vorgesehen.

(aus: gela 05/16, www.gefaehrliche-ladung.de)

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