Elektrostatische Erdung als Teil des Ex-Schutzes 8. Jahresfachtagung „Gefahrstoffe & Arbeitssicherheit“ DENIOS AG 26.09.2019

Burkhard Hansmann Newson Gale

Agenda

Vorstellung Newson Gale Einführung in Elektrostatische Elektrizität Einführung in Erdung und Potentialausgleich Betrachtung von Verarbeitungsprozessen Überblick über die Produkte von Newson Gale

Newson Gale Ltd. Gegründet 1988 in Nottingham Vertriebsbüros in Deutschland, USA und Singapur

In über 30 Länder vertreten

Newson Gale Ltd. Newson Gale beschäftigt sich im Rahmen des vorbeugenden Explosionsschutzes mit einer der nach EN 1127-1 aufgeführten 13 Zündquellen: Statische Elektritzität Newson Gale ist spezialisiert auf die Entwicklung und Herstellung von Erdungssystemen

Branchen Chemische Industrie

Pharma

Farben / Lacke

Nahrungsmittel

Kunden

Elektrostatische Aufladung

Was ist Elektrostatik? bzw. Elektrostatische Aufladung?

Aufladung entsteht durch Relativbewegung Gehen über einen Fussboden

+ + + + + --+ + + + +

--

--

-

+ ++ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++

Flüssigkeit fließt durch ein Rohr

- - - - - - - - - - + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ++ - - - - - - - - - - +

Pulver fällt durch einen Schacht

+

Enstehung der Aufladung

Leitfähiges Rohr

Nicht leitfähiges Produkt

Positive Ladung +

“Aufgeladene Objekte können sich an anderen Objekten mit unterschiedlichem Potential wie Bedienern, Werkzeugen oder geerdeten Objekten entladen” Negative Ladung –

2007: Barton Solvents | USA Explosion in Chemikalientanklager

2007: Barton Solvents | USA Explosion in Chemikalientanklager

Was ist Elektrostatik? bzw. Elektrostatische Aufladung?

Was ist das Problem bei der Elektrostatik?

Kann man nicht sehen Kann man nicht anfassen Kann man nicht riechen “Das passiert mir nicht”

Elektrostatische Erdung

Erdung

Erdung Da das Erdreich über eine unendliche Kapazität zum Ausgleich positiver und negativer Ladungen verfügt, haben sämtliche mit dem Erdreich verbundene Anlagenteile und Geräte „Erdpotential“. Das wiederum bedeutet, dass sie sich als Folge des Materialflusses nicht elektrostatisch aufladen können. Eine gute Verbindung zur Erdmasse wird häufig auch als „wahre Erdung“ oder Erdung über das tatsächliche Erdreich bezeichnet.

Erdung Verifizierter Erdungspunkt Der verifizierter Erdungspunkt ist eine ausgewiesene Stelle der Anlage, die einen direkten Kontakt zur Erdmasse besitzt Der Endanwender ist für die verifizierten Erdungspunkte verantwortlich und sollte diese in regelmäßigen Abständen überprüfen

Erdung

Ein Objekt kann vor elektrostatischer Aufladung geschützt werden, wenn das Objekt eine direkte Verbindung zur Erdmasse aufweist

Kopplung

Kopplung nennt man die Verbindung zweier leitfähiger Objekte über eine niederohmige Verbindung. Dadurch verteilt sich die Aufladung gleichmäßig über die Oberfläche beider Objekte. Da sie die gleiche Spannung besitzen, kann kein Funke überspringen. Das bedeutet aber nicht, dass die verbundenen Objekte keine Spannung aufgebaut haben und sich über einen Funken gegen ein geerdetes oder nicht aufgeladenes Objekt entladen können.

Generelles zur Erdung Produktreste oder Schutzanstriche auf Prozessausrüstung, kombiniert mit Rost oder beschädigten Kabeln und Klammern, können die zuverlässige Erdungsverbindung behindern. Alle Arbeitsvorgänge im Umgang mit Eisenbahnwaggons, LKW´s, Fässern, Big-Bags, IBC´s, Eimern etc. und den damit verbundenen typischen Prozessrisiken fordern eine hohe Verantwortung für den Bediener, um Erdungsverbindungen zuverlässig herzustellen. Überprüfung der Erdungsausrüstung und der Erdungsverbindung durch visuelle Begutachtung der Verbindung - vor und während des Arbeitsprozesses - erhöht die Sicherheit, dass eine gute Erdungsverbindung hergestellt wurde - erhöht die Schutzebene - beseitigt die Zweifel des Bedieners

Erst erden,

dann arbeiten !!!

Prozesse

Newson Gale Erdungssysteme

Erdungssysteme Alle Newson Gale Produkte werden in Übereinstimmung mit dem ISO 9001 Qualitätsmanagementsystem gefertigt, um all unseren Kunden stets zuverlässige Produkte und hervorragenden Service zu bieten.

Erdungssysteme

Schutzebenen

Schutzebenen

Cen-Stat™ Erdungsklammern - und Kabel

Unsere Erdungsklammern mit Factory Mutual- (FM) und ATEX-Zulassung sind streng getestet und zertifiziert um die Fähigkeit der Ableitung von elektrostatischer Aufladung auf Objekten und Ausrüstung sicher zu stellen. Gerade wenn die Klammern mit Farbe, Produktresten oder Rost bedeckt sind, ist es wichtig, einen niederohmigen elektrischen Kontakt zwischen Erdungspunkt und dem zu erdenden Objekt sicherzustellen

Cen-Stat™ Erdungsklammern - und Kabel Herstellung der Erdungsverbindung Um Materialschichten auf Objekten wie Farbanstrich, Schmutz, Produktreste oder Rost zuverlässig zu durchdringen, muss die Erdungsklammer über Spitzen verfügen, die diese Materialschichten “durchbeißen” können, um mit dem Metall eine Erdungsverbindung herstellen zu können.

Prozessbehälter

Prozessbehälter

Schlechte Herstellung der Erdungsverbindung !!!

Cen-Stat™ Erdungsklammern Static grounding clamps that combine Factory Mutual & ATEX ATEX - Zulassung

approvals are rigorously tested and certified to ensure they are capable of dissipating static charges from potentially charged equipment. This is especially significant when the equipment can be covered in coatings, product deposits or rust that is capable of preventing the clamp from making low resistance electrical contact dass keine Quellen für eine Funkenbildung with the equipment to be grounded.

Das ATEX Zertifikat bescheinigt, mechanische Herkunft oder thermische Herkunft, wie bei Reaktionen mit Clamp Pressure Testing Aluminium, vorhanden sind Ensures the earthing clamp is capable of establishing and

maintaining low resistance electrical contact with equipment (FM approvals).

- EN 13463-1 – Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsElectrical Continuity gefährdeten Bereichen - Teil 1: Grundlagen undTesting Anforderungen

Ensuring the continuity from the tip throughout the earthing clamp is less than 1 ohm (FM approvals).

FM - Zulassung

High Frequency Vibration Testing Ensures the earthing clamp is capable of maintaining positive contact Zulassung werden die Klammern strengen when attached to vibrating equipment (FM approvals).

Für eine Factory Mutual (FM) mechanischen und elektrischen Tests unterzogen um sicher zu stellen, Mechanical Pull Testing dass die Erdungsklammer zuverlässig in EX / HAZLOC Umgebungen Ensures the earthing clamp cannot be pulled off the equipment arbeitet. without an intentional application of force (FM a - FM Standard 6085 – Bonding and grounding connections

Cen-Stat™ Erdungsklammern Static grounding clamps that combine Factory Mutual & ATEX approvals are rigorously tested and certified to ensure they are capable of dissipating static charges from potentially charged Mechanische Zugprüfung equipment. This is especially significant when the equipment can be Gewährleistet, dass sich die Klammer nicht ohne covered in coatings, product deposits or rust that is capable of vorsätzliche Kratfeinwirkung vomlow zuresistance erdenden Anlagenteil preventing the clamp from making electrical contact abziehen lässt. (FM) with the equipment to be grounded. Clamp Pressure Testing Elektrische Durchgangsprüfung Ensures the earthing clamp is capable of establishing Gewährleistet, dass der ständige Durchgang vonand der maintaining low resistance electrical contact with equipment (FM Spitze durch die Klammer weniger als 1 Ohm beträgt. (FM) approvals).

Hochfrequenzvibrationsprüfung Electrical Continuity Testing Ensuring the continuity the tip throughout earthing clamp is Gewährleistet, dass diefrom Klammer sicher anthe vibrierenden less than 1 ohm (FM approvals). Anlagengegenständen befestigt bleibt. (FM) High Frequency Vibration Testing

Prüfung des Klammerdrucks Ensures the earthing clamp is capable of maintaining positive contact Gewährleistet, der Anpressdruck Klammer when attached dass to vibrating equipment (FM der approvals). (Zähne) einen niederohmigen elektrischen Kontakt mit dem Pull Testing aufrechterhält. (FM) zuMechanical erdenden Anlagenteil Ensures the earthing clamp cannot be pulled off the equipment without an intentional application of force (FM a Mechanische Quellen für Funkenbildung

Gewährleistet, dass keine mechanischen Quellen von Funkenbildung in der Klammer vorhanden sind. (ATEX)

Cen-Stat™ Erdungsklammern Empfohlene Richtlinie: IEC 60079-32-1 Abschnitt 13.3.1.4 heißt es zu mobilen Metallgegenstände: - Metallteile mit einer guten Erdverbindung sollte einen Widerstandswert von weniger als 10 Ω aufweisen… - Werte über 10 Ω zeigen eine entstehende Entwicklung von Problemen (z.B. Korrosion oder Verlust der Erdverbindung) und sollten untersucht werden - Es ist wichtig, dass alle Erdverbindungen stets zuverlässig und ohne Verschlechterung arbeiten

Cen-Stat™ Erdungskabel Cen-Stat™ ist eine Ummantelung-Leiter-Kombination, die von Newson Gale auf der Grundlage von mehr als 30 Jahren Erfahrung in industriellen Fertigungs- und Verarbeitungsanlagen entwickelt wurde. - thermoplastischen Elastomers (Hytrel) großem Betriebstemperaturbereich, - Widerstandsfähigkeit gegen zahlreiche chemische Produkte - hohe mechanische Belastbarkeit. Cen-Stat enthält elektrostatisch ableitfähiges Material, das die elektrostatische Aufladung des Kabels verhindert, sowie Zusatzstoffen, die Schutz gegen UVLicht bieten. Der Leiter besteht aus mehrdrahtigen, verzinkten Stahl- Litzen mit einem Leiterquerschnitt von 4 mm². Mit der Beschichtung ergibt sich ein Gesamtkabeldurchmesser von 6 mm. Cen-Stat-Kabel sind als Spiralkabel in den Standardlängen 3 m, 5 m und 10 m verfügbar. Cen-Stat-Kabel können mit Klammern des Typs X45 und X90 von Newson Gale kombiniert werden.

Cen-Stat™ Entladungsrollen Entladungsrollen mit Einziehmechanismus sind eine Alternative zu den Cen-StatTM Spiralkabeln. Sie werden dort eingesetzt, wo aus Gründen der Ordnung und Übersichtlichkeit die Klammern korrekt verstaut werden sollen, wenn sie nicht in Benutzung sind. Newson Gale’s Entladungsrollen R20, R30 und R50 sind mit einem mehrlitzigen, verzinkten Stahlseil ausgerüstet, welches eine gelbe HytrelUmmantelung besitzt und einen Durchmesser von 3,2 mm hat (Cab-Lite-Kabel). Die selbstaufrollenden Entladungsrollen werden in den Längen 20 ft. (6.1 m), 30 ft. (9.1 m) and 50 ft. (15.2 m) gefertigt. Das blaue Gehäuse besteht aus pulverbeschichtetem Stahlblech. Die Edelstahl-Entladungsrollen aus SS 304 sind mit einem verzinktes Stahlseil mit einer NylonUmmantelung ausgerüstet.

Schutzebenen

Bond-Rite® Erdungssysteme Bond-Rite® Clamp

Bond-Rite® EZ

Bond-Rite® Remote

Bond-Rite® Erdungssysteme Die Bond-Rite® Erdungssysteme sind speziell für Prozesse mit Explosionsrisiko konzipiert, in denen die Möglichkeit der Visualisierung der korrekten Erdung erwünscht ist, eine Prozesssperrung aber nicht erforderlich oder möglich ist. Durch die kontinuierliche Prüfung der Erdungsverbindung liefern die Bond-Rite® Erdungssysteme ein hohes Maß an Präzision und Zuverlässigkeit. Hierbei wird eine Erdungsschleife vom verifizierten Erdungspunkt über Klammer und Kabel bis zum zu erdenden Anlagenteil ständig überwacht.

Bond-Rite® Erdungssysteme

Bond-Rite® Erdungssysteme Typische Prozesse: z.B. Erdung von ableitfähigen - Fässern - IBC´s - Containern - Eimern etc. - oder die Kopplung von Objekten

Bond-Rite® Erdungssysteme

Bond-Rite® Erdungssysteme

Herstellung der Erdungsverbindung Um Materialschichten auf Objekten wie Farbanstrich, Schmutz, Produktreste oder Rost zuverlässig zu durchdringen, muss die Erdungsklammer über Spitzen verfügen, die diese Materialschichten “durchbeißen” können, um mit dem Metall eine Erdungsverbindung herstellen zu können.

Bond-Rite® Erdungssysteme Spitzen aus Wolframcarbid Wolframcarbid ist eines der härtesten, in der Industrie benutzen Materialien. In Verbindung mit der starken Ferder der Erdungsklammmer können die Zähne Farbe, Rost oder Produktreste zuverlässig durchdringen.

Bond-Rite® Erdungssysteme ATEX & FM Zulassungen Das ATEX - Zertifikat bescheinigt, dass keine Quellen für eine Funkenbildung mechanische Herkunft oder thermische Herkunft, wie bei Reaktionen mit Aluminium, vorhanden sind

- EN 13463-1 – Nicht-elektrische Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen - Teil 1: Grundlagen und Anforderungen Für eine Factory Mutual (FM) - Zulassung werden die Klammern strengen mechanischen und elektrischen Tests unterzogen um sicher zu stellen, dass die Erdungsklammer zuverlässig in EX / HAZLOC Umgebungen arbeitet. - FM Standard 6085 – Bonding and grounding connections

Bond-Rite® Erdungssysteme Mechanische Zugprüfung Gewährleistet, dass sich die Klammer nicht ohne vorsätzliche Kratfeinwirkung vom zu erdenden Anlagenteil abziehen lässt. (FM) Elektrische Durchgangsprüfung Gewährleistet, dass der ständige Durchgang von der Spitze durch die Klammer weniger als 1 Ohm beträgt. (FM) Hochfrequenzvibrationsprüfung Gewährleistet, dass die Klammer sicher an vibrierenden Anlagengegenständen befestigt bleibt. (FM) Prüfung des Klammerdrucks Gewährleistet, dass der Anpressdruck der Klammer (Zähne) einen niederohmigen elektrischen Kontakt mit dem zu erdenden Anlagenteil aufrechterhält. (FM) Mechanische Quellen für Funkenbildung Gewährleistet, dass keine mechanischen Quellen von Funkenbildung in der Klammer vorhanden sind. (ATEX)

Bond-Rite® Erdungssysteme Bond-Rite® Clamp

Bond-Rite® EZ

Bond-Rite® Remote

Bond-Rite® Klammer BRC Selbsttestende Erdungsklammer mit LEDAnzeige

Bond-Rite® Klammer BRC Bond-Rite Klammer • Blinkende LED-Anzeige • Ableitwiderstand < 10 Ohm • Eigensicher Ex ia • Belastbares, korrosionsbeständiges Edelstahlgehäuse (SS304) • Wolframcarbid – Zähne • ATEX & FM Zulassung

Bond-Rite® Klammer BRC Bond-Rite Klammer mit Abzweigdose

Bond-Rite® Klammer BRC Bond-Rite Klammer mit zweiadriger Entladungsrolle (MO2, M22)

Bond-Rite® Klammer BRC Bond-Rite Klammer mit einadriger Entladungsrolle

Bond-Rite® Erdungssysteme Bond-Rite® Clamp

Bond-Rite® EZ

Bond-Rite® Remote

Bond-Rite® EZ Mobile selbsttestende Erdungsklammer mit LED-Anzeige

Bond-Rite® EZ Bond-Rite EZ • Blinkende LED-Anzeige • Ableitwiderstand < 10 Ohm • Eigensicher Ex ia • Belastbares, korrosionsbeständiges Edelstahlgehäuse (SS304) • Wolframcarbid – Zähne • ATEX & FM Zulassung

Bond-Rite® EZ Bond-Rite EZ

Bond-Rite® EZ

Klammer Optionen VESX90-IP – Erdung und Kopplung metallischer Objekte über 200 Liter (große Fässer, Container, IBC´s) VESX45-IP - Erdung und Kopplung metallischer Objekte kleiner 200 Liter (Kannen, kleine Fässer etc.)

Bond-Rite® Erdungssysteme Bond-Rite® Clamp

Bond-Rite® EZ

Bond-Rite® Remote

Bond-Rite® Remote Selbsttestendes Erdungsklammer mit LED-Anzeige

Bond-Rite® Remote Bond-Rite Remote • Blinkende LED-Anzeige im Gehäuse • Ableitwiderstand < 10 Ohm • Eigensicher Ex ia • Optionales GRP-Gehäuse oder belastbares, korrosionsbeständiges Edelstahlgehäuse (SS304) • Wolframcarbid – Zähne • ATEX & FM Zulassung

Bond-Rite® Remote Arbeitsweise: Das Bond-Rite REMOTE-System bildet einen kontinuierlich überwachten Stromkreis zwischen dem zu erdenden Objekt und dem verifizierten Erdungspunkt. Sobald das Bond-Rite REMOTESystem überprüft hat, dass der Ableitwiderstand im Erdungsüberwachungskreislauf geringer als 10 Ohm beträgt, pulsiert die in der Anzeigestation integrierte grüne LED-Anzeige.

Die pulsierende grüne LED-Anzeige zeigt dem Bediener kontinuierlich den Erdungsstatus an.

Verifizierter Erdungspunkt

Bond-Rite® Remote

Bond-Rite® Remote Gehäuse – Optionen Das Bond-Rite® Remote System ist in zwei Varianten lieferbar: • Edelstahl (SS304)

• Glaßfaserverstärkter Kunststoff (GRP)

Bond-Rite® Remote

Klammer Optionen VESX90-IP – Erdung und Kopplung metallischer Objekte über 200 Liter (große Fässer, Container, IBC´s) VESX45-IP - Erdung und Kopplung metallischer Objekte kleiner 200 Liter (Kannen, kleine Fässer etc.)

Schutzebenen

Earth-Rite® Erdungssysteme Eath-Rite® PLUS

Earth-Rite® FIBC

Earth-Rite® RTR

Earth-Rite® Erdungssysteme Earth-Rite® Multipoint

Earth-Rite® Erdungssysteme Kontinuierliche Überwachung auf einen der Anwendung entsprechenden Erdungswiderstandwertes - 10 Ohm bei metallischen Anlagenteilen - bis maximal 1x108 Ohm bei FIBC´s Anzeige des Erdungsstatus über LED´s Systeme besitzen zwei potentialfreie Ausgangskontakte zur Kommunikation mit Anlagenkomponenten wie Pumpen oder mit der Analgensteuerung SIL 2 Zertifizierung für ER PLUS, ER FIBC und ER RTR

Earth-Rite® PLUS Diese Systeme sind für die Erdungsüberwachung von mobilen, metallischen Transportgebinden wie Fässer, IBC Container und Güterwaggons vorgesehen

Earth-Rite® FIBC Diese Systeme sind für die Erdungsüberwachung von ableitfähigen Big-Bags des Typ C vorgesehen

Earth-Rite® RTR Erdungssystem arbeitet mit Tri-Mode™ Technologie  Tankwagenerkennung  Erkennung des korrekten Erdungspunktes  Kontinuierliche Überwachung der Erdungsverbindung

Earth-Rite® Multipoint Diese Systeme können bis zu acht Analagenpunkte gleichzeitig überwachen

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch Zur Erinnerung! Eine Person ist ein potentiell isolierter Ladungsträger und kann erhebliche Ladungsanhäufungen tragen.

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch Zur Erinnerung! Ein Fass kann bei der Befüllung erhebliche Ladungsmengen aufnehmen.

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch

Elektrisches Feld (elektrostatische Kräfte)

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch Sole-Mate™ Prüfstation zur Überprüfung der Schuhe  Überprüft dissipative (SD) Schuhe und Handschuhe vor Eintritt in explosionsgefährdete Bereiche, um niedrigohmigen Widerstand sicherzustellen  Eindeutiges Licht- sowie akustisches Freigabesignal/Warnsignal  Spannungsfreie Übertragung für Zutrittskontrolle  Versionen erhältlich für 1x108 und 1x109 Ohm dissipative (SD) Schuhe, andere Versionen ebenso erhältlich  IP65 Schutz gegen Wasser und Staub

Elektrostatische Elektrizität und der Faktor Mensch

Personenerdungsband PGS

Kontakt: www.newson-gale.de

Noch Fragen ?

Vielen Dank für Ihre Aufmersamkeit