Leitfaden für Ingenieure – Die Auswahl einer geeigneten Lösung zur elektrostatischen Erdung in 3 Schritten

Führend beim Schutz vor elektrostatischen Ladungen in explosionsgefährdeten Bereichen www.newson-gale.de

3 Schritte zur Lösung Die HAZOP Studie bzw. das PAAG-Verfahren zur Untersuchung der Sicherheit von technischen Anlagen (Prognose, Auffinden der Ursache, Abschätzen der Auswirkungen, Gegenmaßnahme) und die entsprechenden Berichte daraus sind gut für die Erfassung von Prozessen geeignet, die durch Erzeugung von Elektrostatik zur Entzündung explosionsfähiger Atmosphären führen können. Weniger gut ist das Verfahren allerdings für die Identifizierung von geeignetem Erdungsequipment zur Risikovermeidung anwendbar. Für die Bestimmung des richtigen Erdungsequipments sind Sie und die Mitglieder Ihres Teams verantwortlich und sehr wahrscheinlich ist das keine Aufgabe, die Sie täglich erledigen. Für die meisten Menschen ist die Ermittlung und Spezifizierung der richtigen Erdungslösung ein Projekt, mit dem sie ein oder zwei Mal im Laufe ihres Berufslebens konfrontiert sind. Wenn Sie die Aufgabe jedoch schon beim ersten Mal perfekt erledigen, kann sich dieses Thema schnell zu einem Bereich entwickeln, in dem Sie auch langfristig einen Mehrwert für Ihr Unternehmen schaffen können. Dieser Leitfaden zum Schutz vor Gefahren durch Elektrostatik in Ex-Bereichen soll Ihnen für diese Aufgabe die richtige Richtung weisen.

Der Leitfaden ist in drei separate Abschnitte unterteilt. Der erste Abschnitt behandelt die branchenweit gültigen Richtlinien, die als Anleitung für die Kontrolle elektrostatischer Ladungen in Gefahrenbereichen dienen. Der zweite Abschnitt gibt Ihnen Hilfestellung bei der Ausarbeitung einer passenden Lösung für Ihren Betrieb, während sich der dritte Abschnitt mit der ATEX-Zulassung der eingesetzten Systeme befasst. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Frage gelegt, worauf Sie bei der Auswahl von Erdungsequipment mit ATEX-Zulassungen achten sollten.

Leitfaden für Ingenieure – Die Auswahl einer geeigneten Lösung zur elektrostatischen Erdung in 3 Schritten

SCHRITT 1

1. Richtwerte zur Erdung Bevor Sie anhand dieses Leitfadens mit der Spezifizierung und Beschaffung von Erdungsequipment beginnen, möchten wir noch einmal deutlich anmerken, dass die von Institutionen wie TÜV, SIRA oder INERIS herausgegebenen Prüfsiegel auf Geräte und Anlagen, die für explosionsgefährdete Bereiche zertifiziert sind, keine Validierung der Leistungsmerkmale des Erdungssystems in Bezug auf die Erdung und Kontrolle von Elektrostatik darstellen. Auch wenn die Beschaffung von Erdungsequipment, das Ihren Anforderungen an Explosionsschutz und Zoneneinteilung entspricht, zeit- und arbeitsintensiv ist, lautet die erste Empfehlung dieses Leitfadens, zunächst einen Blick auf die Branchenverbände der Prozessindustrie und der von ihnen bereitgestellten Richtlinien zur Vermeidung von Zündgefahren durch elektrostatische Ladungen zu werfen. Weltweit wurden von anerkannten Verbänden und Institutionen mehrere Dokumente herausgegeben, in denen industrielle Prozesse aufgeführt sind, die eine mögliche Quelle für Zündgefahren durch elektrostatische Ladungen darstellen.

Die Mitglieder der Ausschüsse, die Richtlinien unter Beachtung der neuesten Verfahren und Techniken entwickeln und fortlaufend aktualisieren, stammen aus Firmen und Unternehmensberatungen der Prozessindustrie.

Wenn Sie diesen Leitfaden einhalten, werden Sie elektrostatischen Gefahren, die durch die Arbeitsabläufe in Ihrem Unternehmen entstehen, wirksam entgegen wirken können. Durch die Spezifizierung von Erdungslösungen, die nachweislich im Einklang mit den in Tabelle 1 aufgeführten Publikationen stehen, gewährleisten Sie, dass die von Ihnen angewendeten Erdungsverfahren dem neuesten Stand der Technik im Hinblick auf die Vermeidung von Bränden und Explosionen durch elektrostatische Ladungen entsprechen.

Die Richtlinien in Tabelle 1 beschreiben, wie und warum bestimmte Tätigkeiten im Zusammenhang mit Flüssigkeiten, Gasen oder Pulverstoffen zur Entstehung von elektrostatischen Ladungen und somit zur Aufladung der für die Prozesse verwendeten Anlagen und Geräten führen können.

Institution oder Verband

Titel der Veröffentlichung

Erscheinungsjahr

National Fire Protection Association

NFPA 77: Recommended Practice on Static Electricity (Empfehlungen für den Umgang mit statischer Elektrizität)

2014

Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC)

IEC 60079-32-1: Explosionsgefährdete Atmosphäre – Teil 32-1: Elektrostatische Gefährdungen – Leitfaden

2013

Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA)

TRBS 2153: Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen

2009

American Petroleum Institute

API RP 2003: Protection against Ignitions Arising out of Static, Lightning and Stray Currents (Schutz gegen Zündung durch elektrostatische Entladungen, Blitze und Streuströme)

2008

Europäisches Komitee für elektrotechnische Normung (CENELEC)

CLC/TR 50404: Electrostatics - Code of Practice for the Avoidance of Hazards due to Static Electricity (Empfehlungen zur Vermeidung von Gefahren durch elektrostatische Aufladung)

2003

Tabelle 1: Richtlinien für die Prozessindustrie zur Vermeidung von Bränden und Explosionen durch elektrostatische Ladungen

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SCHRITT 1

Das wichtigste Mittel zur Vermeidung von Zündungen durch elektrostatische Ladungen besteht darin, sicher zu gewährleisten, dass sämtliche leitende und halbleitende Anlagenteile, Geräte etc. sowie Personen über Potentialausgleichs- und Erdungssysteme mit einem verifizierten Erdungspunkt verbunden sind, der Kontakt zum Erdreich hat. So lassen sich eine elektrostatische Aufladung der Geräte und Anlagen sowie eine Funkenentladung in einer zündfähigen Atmosphäre wirksam verhindern.

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

Widerstandsschichten im Übergang zur Erde (rot)

Erdungspunkt im Erdreich

ERDREICH So wie für viele andere sicherheitsrelevante Funktionen, Richtwerte mit einem gewissen Sicherheitsfaktor konstruiert wurden, sollten auch Erdungs- und Potentialausgleichssysteme Benchmarks erfüllen, die über den Mindestsicherheitsanforderungen liegen. Die theoretische Mindestanforderung für die Erdung elektrostatischer Ladungen wird in wissenschaftlichen Kreisen für gewöhnlich so definiert, dass der elektrische Widerstand zwischen dem von elektrostatischer Aufladung bedrohten Objekt und der Erdmasse nicht über 6 1 Megaohm (10 Ohm) liegen darf.

Es gilt allerdings als allgemein anerkannt, dass der elektrische Widerstand von Metallobjekten, die sich elektrostatisch aufladen können (z. B. Tanklastzüge), und die für die Erdung sorgenden Erdungs- und Potentialausgleichssysteme, sofern diese im einwandfreien Zustand vorliegen, niemals über 10 Ohm liegen sollten. Dieser Widerstandswert von 10 Ohm wird durchgehend in allen in Tabelle 1 aufgeführten Publikationen empfohlen. Wenn also eine Erdungslösung beschafft werden soll, die für Prozesse im Zusammenhang mit Metallobjekten wie Tanklastzügen, Eisenbahnkesselwagen, IBCs, Fässern und Kleingebinden einzusetzen ist, sollten Erdungssysteme spezifiziert werden, die eine Überwachung des Widerstands mit einem Wert von 10 Ohm oder weniger gewährleisten.

Ein weiterer Grund dafür, dass der theoretische Wert von 1 Megaohm in realen Anwendungen keine Rolle spielt, sind die Anforderungen, die an die Erdung von FIBCs des Typs C (Big Bags) gestellt werden. Obwohl die Norm CLC/TR: 50404 (2003) und die TRBS 2153 einen Widerstand durch einen FIBC des Typs C von nicht mehr als 100 Megaohm festlegen, fordern die neuesten Richtlinien IEC 60079-32-1 (2013) und NFPA 77 (2014) einen Widerstand durch den Big Bag von maximal 10 Megaohm. Es wird somit deutlich, dass ein „theoretisch annehmbarer“ Wert von 1 Megaohm für Metallobjekte, die einen Widerstand von maximal 10 Ohm aufweisen sollten, sowie für Typ C FIBCs, die (je nach der Fertigung zugrundeliegender Norm) einen Widerstand von maximal 10 Megaohm bzw. maximal 100 Megaohm haben sollten, kaum praktikabel ist.

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Abb. 1: Um eine elektrostatische Auadung zu verhindern, sollten die Geräte und Anlagen über einen Erdungspunkt mit Kontakt zum tatsächlichen Erdreich (Erdmasse) verbunden sein. Der Widerstand zwischen dem Erdungspunkt und dem tatsächlichen Erdreich muss ausreichend gering sein, damit die durch den Prozess erzeugten elektrostatischen Ladungen zur Erde abießen können.

ANMERKUNG Wenn Sie für die Beschaffung einer Erdungslösung für FIBCs des Typs C verantwortlich sind, müssen Sie wissen, auf Grundlage welcher Norm die Big Bags gefertigt wurden. Wenn Sie nicht wissen, welche Norm bei der Fertigung Ihrer Big Bags herangezogen wurde, sollten Sie Ihren Zulieferer kontaktieren. Sobald Ihnen die Norm, auf der Ihre Big Bags basieren, bekannt ist, sollten Sie ein Erdungssystem für FIBCs des Typs C beschaffen, das den Erdungskreis in einem Widerstandsbereich von 0 Ohm bis 10 Megaohm (gemäß NFPA 77 / IEC 60079-32) oder von 0 Ohm bis 100 Megohm (gemäß CLC/TR: 50404 bzw. TRBS 2153) überwacht. Vermeiden Sie Erdungssysteme, deren Überwachung sich nicht auf den gesamten Widerstandsbereich erstreckt, da derartige Systeme Big Bags, die für bis zu 100 Megaohm zugelassen sind, möglicherweise zurückweisen bzw. Big Bags, die nur für einen Widerstand bis 10 Megaohm geeignet sind, passieren lassen.

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SCHRITT 2

2. Achten Sie bei der Beschaffung auf eine Erdungslösung, die am besten zu Ihren Zielvorgaben passt In dem PAAG-Bericht Ihres Unternehmens werden im Normalfall alle Risiken von elektrostatischen Funkenentladungen durch bestimmte Geräte oder Anlagenteile wie Tanklastzüge, Mischbehälter, Fässer, IBCs etc. benannt. Des Weiteren enthält der Bericht eine Bewertung der Auswirkungen, die ein Brand oder eine Explosion durch elektrostatische Zündung auf den betroffenen Bereich haben könnten. Ihre Aufgabe ist es dann, eine entsprechende Erdungslösung zu spezifizieren.

Bevor Sie sich jedoch auf die Suche nach geeignetem Erdungsequipment machen, sollten Sie bestimmen, welche Schutzebene Sie für elektrostatische Zündgefahren festlegen wollen. Je höher die Schutzebene gegen elektrostatische Zündgefahren, umso wahrscheinlicher ist es, dass elektrostatische Ladungen sicher, zuverlässig und permanent kontrolliert werden können.

Die Antworten auf die folgenden Fragen werden Ihnen bei der Festlegung der Schutzebene, die Ihnen Ihre Erdungslösung bieten muss, helfen.

A. Wer ist dafür verantwortlich, dass die Anlagen und Geräte vor sowie während der betreffenden Tätigkeit geerdet sind und wie kann diese Person auf eine Situation hingewiesen werden, bei der das Risiko einer elektrostatischen Entladung besteht? B. Wenn die Anlagen oder Geräte aus welchem Grund auch immer während des Arbeitsablaufs ihren Erdungsschutz verlieren, soll der Prozess, durch den elektrostatische Ladungen an den Anlagen und Geräten entstehen, weiterlaufen? C. Welche Arten von Anlagen und Geräten benötigen Erdungsschutz und weist die Anwendung möglicherweise ganz spezielle Merkmale auf, die eine bestimmte Art von Erdungslösung erforderlich machen?

2.1 Bewertung der benötigten Schutzebene im Zusammenhang mit Frage A: Mit Ausnahme von Standorten wie Laboren, in denen kleine Mengen brennbarer Produkte gehandhabt werden, liegt die Verantwortung für die Erdung von Anlagen und Geräten, bei denen das Risiko einer elektrostatischen Entladung besteht, beim Bedienpersonal bzw. im Fall von Tanklastzügen und Saugwagen beim Fahrzeugführer. Da die Elektrostatik ein sehr komplexes technisches Thema ist, können die fundamentalen Gründe dafür, warum elektrostatische Ladungen im Zusammenhang mit Tätigkeiten in explosionsgefährdeten Atmosphären ein ernstzunehmendes Risiko darstellen, für Personen, die nicht täglich mit dieser Aufgabe zu tun haben, nur schwer zu erfassen sein. Dieser Mangel an Problembewusstsein kann zu gefährlichen Denkmustern in Richtung von „das kann mir nicht passieren“ führen, und zwar besonders dann, wenn die Gefahr weder greifbar noch optisch

erfassbar ist, was sonst normalerweise immer eine reflexartige, sicherheitsbezogene Reaktion hervorrufen würde.

Da elektrostatische Ladungen jedoch weder sichtbar noch konkret greifbar sind, besteht die hauptsächliche Herausforderung für Sie darin, das Bedienpersonal in Ihrem Unternehmen dazu zu bringen, Verantwortung für die eigene Sicherheit und die Sicherheit der Kollegen zu übernehmen.

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Die wirksamste Methode, Anwender daran zu gewöhnen, die Anlagen und Geräte routinemäßig zu erden, ist die Einführung einer Erdungslösung, bei der eine optische Bestätigung der ordnungsgemäßen Erdung erforderlich ist, damit die Anwendung begonnen werden kann. Wenn der Bediener der Anlage die Freigabe des Prozesses über einen optischen Bezugspunkt konkret sehen kann, kann er Verantwortung für die Erdung der genutzten Anlagen und Geräte übernehmen. Die wirksamste Methode für die Statusanzeige ist die Verwendung grüner Anzeiger für eine Freigabe und roter Anzeiger als Hinweis, dass keine Freigabe vorliegt. Mit pulsierenden LEDs kann die Aufmerksamkeit des Bedienpersonals noch stärker auf den Erdungsprozess gerichtet werden. Dieses Verfahren kann sich als sehr wirksam erweisen, wenn dem Bedienpersonal angezeigt werden soll, dass der Widerstand im Erdungskreis kontinuierlich überwacht wird. Auf diese Weise wird das Personal trainiert, auf das grüne, blinkende Licht vor sowie während des laufenden Prozesses zu achten.

Einige Erdungslösungen verfügen über eingebaute Summer, die das Bedienpersonal akustisch darauf hinweisen, dass die Erdverbindung unterbrochen wurde. Sie sollten bei der Evaluierung derartiger Systeme jedoch bedenken, dass das akustische

SCHRITT 2

Warnsignal häufig in der Geräuschkulisse der Arbeitsumgebung untergeht bzw. wirkungslos ist, z. B. wenn sich das Bedienpersonal außerhalb der akustischen Reichweite des Summers befindet oder Gehörschutz tragen muss.

Die Richtwerte, die für die Überwachung der Erdungs- und Potentialausgleichskreise angewendet werden sollten, sollten auf den Richtlinien der in Tabelle 1 aufgeführten Veröffentlichungen basieren. Sie können so für Ihre Erdungslösungen und somit auch für Ihr Unternehmen wirksam die Einhaltung der Vorgaben führender Institutionen und die Anwendung des aktuellen Stands der Erdungstechnik demonstrieren. Es soll an dieser Stelle noch einmal erwähnt werden, dass Anlagen, Geräte etc. aus Metall, wie Tanklastzüge, Eisenbahnkesselwagen, IBCs, Fässer und Pulververarbeitungsanlagen, dahingehend überwacht werden sollten, dass der Widerstand in Bezug auf einen überprüften Erdungspunkt nicht über 10 Ohm liegt. Big Bags des Typs C gemäß IEC und NFPA sollten mit Hilfe von 10-MegaohmErdungssystemen und Big Bags des Typs C gemäß CENELEC und TRBS mit 100-MegaohmErdungssystemen überwacht werden.

Abb. 2: Grün pulsierende Erdungsstatusanzeigen bilden für das Bedienpersonal einen optischen Bezugspunkt, um sicherzustellen, dass die genutzten Anlagen und Geräte vor und während des laufenden Prozesses geerdet sind.

2.2 Bewertung der benötigten Schutzebene im Zusammenhang mit Frage B: Die optische Anzeige sowie die kontinuierliche Erdungskreisüberwachung sind zwei grundlegende Schutzfunktionen, die in der Regel Hand in Hand gehen. Wenn die Geräte und Anlagen allerdings nicht aktiv geerdet werden und der Prozess noch läuft (wodurch sich sehr schnell gefährliche elektrostatische Ladungen aufbauen), müssen weitere Kontrollmechanismen implementiert werden, um die schnelle elektrostatische Aufladung der Geräte und Anlagen zu verhindern. Indem man den Förderstrom des Materials stoppt, unterbindet man auch die Entstehung elektrostatischer Ladungen.

In der Regel betätigt das Bedienpersonal in diesem Fall einen Not-Aus-Schalter, um die weitere Ladungsentstehung und Aufladung der genutzten Anlagen zu verhindern. Je nach Art des Prozesses kann und wird die Aufmerksamkeit der Mitarbeiter jedoch auch bei bestmöglichem Willen während des laufenden Prozesses auf andere Aktivitäten gerichtet sein. Wenn dann die Erdungs- oder Potentialausgleichsverbindung unterbrochen wird, kann durch eine höhere Schutzebene der Prozess

automatisch gestoppt werden. Die automatische Abschaltung kann durch Erdungssystemen mit Ausgangskontakten, die mit verschiedensten Bauelementen oder anderen Komponenten (Schalter, Ventile, SPS-Steuerungen) gekoppelt werden können erreicht werden. Diese Bauelemente oder Komponenten können dann als Reaktion darauf, dass das Überwachungssystem die Unterbrechung der Erdungsverbindung erkannt hat, die Abschaltung des Prozesses bewirken.

Die optische Anzeige ist ein sehr wirksamer Schutz, mit dem gewährleistet werden kann, dass schon vor dem Start des Prozesses durch das Bedienpersonal für Erdung gesorgt wird. Zusätzlich dazu können Verriegelungen sicherstellen, dass durch eine automatische Abschaltung (im Gegensatz zu einer manuellen Abschaltung) der schnelle Aufbau elektrostatischer Ladungen wirksam verhindert werden kann.

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SCHRITT 2

2.3 Bewertung der benötigten Schutzebene im Zusammenhang mit Frage C: Wie bereits dargestellt gibt es in der Prozessindustrie zahlreiche Arbeitsabläufe und Tätigkeiten, die einen Erdungsschutz zwingend erfordern. Allerdings können die Art der Arbeitsabläufe und Tätigkeiten sowie die vorherrschenden Umgebungsbedingungen stark variieren. Unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf die Zoneneinteilung gekoppelt mit den charakteristischen Merkmalen der Arbeitsabläufe und Tätigkeiten sowie das Ausmaß der Gefahr und hier besonders die Menge des entzündlichen oder brennbaren Materials können die Art der spezifizierten Lösung beeinflussen. Im Allgemeinen bedeutet dies, dass eine gebrauchsfertige „Einheitslösung“ Ihnen nicht das benötigte Schutzlevel und die gewünschte Flexibilität bei der Installation bieten kann.

Stromversorgung mit IECEx/ATEX-Zertifizierung Stationen mit Erdungsstatusanzeigen

ZONE 2

ZONE 1

Die folgenden Beispiele sollen verdeutlichen, wie stark sich die typischen Merkmale unterschiedlicher Prozesse auf die Erdungslösung für Ihr Unternehmen auswirken können.

ZONE 0 Abb. 3: Grün pulsierende Erdungsstatusanzeigen bilden für das Bedienpersonal einen optischen Bezugspunkt, um sicherzustellen, dass die genutzten Anlagen und Geräte vor und während des laufenden Prozesses geerdet sind.

2.3.1 Füllvorgänge von Fässern Prozesse im Zusammenhang mit Fässern beinhalten in der Regel wiederholte Füllvorgänge. Dies kann z. B. mit Hilfe von stationären Pumpen, die vier Fässer auf einer Palette befüllen, mit stationären Pumpen an einem Fass-Transportsystem oder auch mit Hilfe von mobilen Pumpen erfolgen. Da derartige Prozesse im Normalfall innerhalb von Gebäuden stattfinden, kann mit Hilfe mehrerer explosionsgefährdeter Bereiche von Zone 0 bis hin zu ungefährdeten Bereichen eine Matrix aus Installationsoptionen und benötigter Schutzebene gebildet werden, welche die für Ihre Erdungsanwendung am besten geeignete Lösung widerspiegelt.

Stellen Sie sich ein Szenario vor, bei dem bis zu 10 Fässer jederzeit mit Hilfe von mobilen Pumpen an einer geeigneten Lösungsmittelfüllstation befüllt werden können. Das Bedienpersonal muss die Pumpen halten und den Flüssigkeitsstand im Fass permanent beobachten. Wenn Führungskräfte abwägen, die Pumpen zu verriegeln oder manuell durch das Bedienpersonal abzuschalten, kann das Starten und Stoppen der Pumpe, als Reaktion auf eine optische Anzeige der Erdung der einzelnen

Fässer, vollkommen ausreichend sein. Ein weiterer Vorteil die benötigten Schutzebenen für diesen Prozess, d.h. die Überwachung der Erdungsverbindung in Kombination mit einer optischen Anzeige des Erdungsstatus der einzelnen Fässer zu bestimmen, besteht darin, dass eine Lösung wie das Bond-Rite® REMOTE-System für eine ständige Überwachung meherer Fässer festgelegt werden kann. Dabei ist nur eine Stromversorgungseinheit notwendig.

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SCHRITT 2

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Eine solche Lösung schließt die Lücke zwischen einem System ohne optischer Anzeige und der Nutzung rein „passiver“ Erdungsklammern auf der einen Seite und auf der anderen Seite einer gebrauchsfertigen Standarderdungslösung mit Verriegelungen, die eine 230-V-Netzstromversorgung bzw. eine jeweils eigene 24-V-Gleichstromversorgung für 10 separate Erdungssysteme im Gefahrenbereich erfordern. Z. B. kann ein ® Erdungssystem wie das Bond-Rite REMOTE das nur eine 230-V-Wechselstromversorgung in Ex-Zone 2 benötigt, 10 Erdungsstatusanzeigen in Ex-Zone 1 mit eigensicherer Energie versorgen. Diese Geräte können dann wiederum unabhängig voneinander den Erdungsstatus der einzelnen

Fässer überwachen. Wenn das Befüllen nur gelegentlich stattfindet, kann die Installationszeit durch die Spezifizierung von batteriebetriebenen Erdungsstatusanzeigen reduziert werden.

Wenn Zweifel oder Unklarheiten hinsichtlich der Zoneneinteilung von bestimmten Standorten bestehen, z. B. an der Fassöffnung, lässt sich durch die Festlegung von Erdungsequipment mit Überwachung, ein Höchstmaß an Eigensicherheit („ia“) für die Erdungsklammer (Ex-Zone 0) schaffen und sich alle im Gefahrenbereich vorhandenen Zonen abdecken.

2.3.2 Saugwagen Saugwagen werden in der Prozessindustrie für eine Vielzahl von Aufgaben eingesetzt. Vor allem werden sie für die Reinigung von Vorratsbehältern und die Aufnahme von ausgetretenen oder ausgelaufenen Substanzen verwendet. Darüber hinaus bilden sie aber auch eine der komplexesten Aufgaben bei der Zuweisung von der Schutzebene für die sichere und permanente Beherrschung elektrostatischer Gefahren. In diesen Fahrzeugen werden große Mengen flüchtiger, leicht entzündlicher Flüssigkeiten und Pulverstoffe verarbeitet und transportiert, und das häufig unter nicht optimalen Bedingungen im Hinblick auf das Vorhandensein und die Kontrolle brennbarer Atmosphären.

Sie werden an unterschiedlichsten, häufig abgelegenen Standorten eingesetzt, an denen es keine Erdungsüberwachungssysteme gibt. Auch läuft der Materialtransfer in der Regel mit hoher Geschwindigkeit ab, was wiederum die Geschwindigkeit der Ladungsentstehung erhöht. Kurz gesagt ist das Risiko recht hoch und bis vor kurzem konnten die Fahrzeugführer lediglich eine passive Erdungsklammer an ein Metallobjekt wie einen Tankmantel oder eine Rohrleitung anschließen. Dann galt es schlichtweg zu hoffen, dass das Fahrzeug sicher und zuverlässig geerdet wurde. Es bestand keine Möglichkeit zur Überwachung der Erdverbindung und es blieb ungewiss, ob die Erdungsklammer über eine geprüfte und sichere Verbindung mit dem Erdreich verfügte (siehe Abb. 1).

Zone 1? Zone 0?

Zone 2? Abb. 4: Saugwagen werden in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt, die von Ex-Bereichen der Zone 0 bis hin zu ungefährdeten Bereichen liegen. Die Bereitstellung eines optimalen. Schutzlevels gegen elektrostatische Funkenentladungen kann sich als schwierige Aufgabe erweisen.

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SCHRITT 2

Heute können Saugwagen-Dienstleister sowie ihre Kunden am Fahrzeug montierte Erdungssysteme auswählen. Diese Systeme überprüfen, ob eine Verbindung mit der Erdmasse vorliegt, überwachen diese Verbindung kontinuierlich, zeigen dem Fahrzeugführer das Vorhandensein einer überprüften Erdungsverbindung optisch an und stoppen den Prozess automatisch, wenn die Erdungsverbindung während des Materialtransfers unterbrochen wird. Aufgrund des Risikoprofils derartiger Prozesse kann eine Lösung wie das Earth-Rite® MGV-System durch die Gewährleistung der folgenden Punkte maximalen Schutz bieten:

Abb. 5: Ein am Fahrzeug montiertes Erdungsüberprüfungssystem mit Sperrvorrichtung für den Absaugprozess ermöglicht eine signifikante Verringerung des Risikos von Zündgefahren durch elektrostatische Ladungen.

1) Der Erdungspunkt, an den das Fahrzeug angeschlossen ist, HAT definitiv eine Verbindung mit der Erdmasse. 2) Dem Fahrer wird die ordnungsgemäße Erdung optisch angezeigt, sodass er sich seiner eigentlichen Aufgabe widmen kann. 3) Der Erdungspfad zwischen dem Fahrzeug und dem verifizierten Erdungspunkt wird kontinuierlich auf einen Maximalwiderstand von 10 Ohm hin überwacht. 4) Mittels zweier Ausgangskontakte kann der Materialtransfer gestoppt werden, wenn die Erdungsverbindung unterbrochen wird. Dies ist besonders in Situationen wichtig, wenn der Fahrer die Erdungsstatusanzeigen nicht kontinuierlich im Blick hat.

Tanklastzugerkennung und Erdungsüberprüfung

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Ausgangskontakte zur automatischen Abschaltung

Ausgangskontakte zur automatischen Abschaltung

Anzeige für Anwender, ob Erdung vorhanden ist oder nicht

Anzeige für Anwender, ob Erdung vorhanden ist oder nicht

Anzeige für Anwender, ob Erdung vorhanden ist oder nicht

Kontinuierliche Überwachung des Erdungswiderstands der Anlagen und Geräte

Kontinuierliche Überwachung des Erdungswiderstands der Anlagen und Geräte

Kontinuierliche Überwachung des Erdungswiderstands der Anlagen und Geräte

Kontinuierliche Überwachung des Erdungswiderstands der Anlagen und Geräte

Erdungsklammern mit ATEX/FM-Zulassung

Erdungsklammern mit ATEX/FM-Zulassung

Erdungsklammern mit ATEX/FM-Zulassung

Erdungsklammern mit ATEX/FM-Zulassung

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Erdungsklammern mit ATEX/FM-Zulassung

Erhöhte Kontrolle der Gefahr einer elektrostatischen Funkenentladung Abb. 6: Erdungslösungen können auf Grundlage des Schutzlevels bzw. der Schutzebene, das Sie bezüglich des Risikos einer elektrostatischen Zündung festlegen, ausgewählt werden.

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Um die am besten passende Lösung auszuwählen, sollten Sie Systeme in Betracht ziehen, die eine Kombination der in den Spalten von Abb. 6 vorgestellten Merkmale bieten. Beginnend auf grundlegendstem Niveau sollten Sie die Verwendung von Schweiß- und Krokodilklemmen vermeiden, da derartige Hilfsmittel nicht für Erdungszwecke ausgelegt sind. Dies gilt besonders für Prozesse, bei denen die Erdungsklammern isolierende Trennschichten wie Farbbeschichtungen oder Rost durchdringen müssen. Erdungsklammern sollten einer Prüfung nach ATEX/FM-Standards unterzogen werden, um ihre Eignung für explosionsgefährdete Bereiche sicherzustellen. Ausgehend hiervon sollte die spezifizierte Erdungslösung die in Abb. 6 vorgestellten Merkmale in sich vereinigen.

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SCHRITT 3

3. Auswahl von Systemen mit Zulassung für explosionsgefährdete Bereiche: Die Beschaffung von Erdungssystemen, die die Anforderungen der Zoneneinteilung in Ihrem Unternehmen erfüllen, ist keine leichte Aufgabe. Allein mit diesem Thema könnte man problemlos einen ganzen Leitfaden füllen, aber dennoch gibt es ein oder zwei erwähnenswerte Punkte für die Auswahl einer passenden Erdungslösung.

3.1 Achten Sie bei der Beschaffung auf Erdungssysteme mit aktueller ATEX-Zulassung. Versuchen Sie sich bei der Beschaffung von Erdungssystemen auf Systeme zu konzentrieren, die über entsprechende Zulassungsnormen verfügen. Sie sollten den aktuellen Stand der Technik bezüglich der Schutzmaßnahmen für Geräte und Anlagen in Gefahrenbereichen nach IECEx- und ENNormen widerspiegeln. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle Normen (Normen der Reihe IEC 60079 bzw. VDE 0170 für explosionsgefährdete Atmosphären), die für die ATEX-Bewertung von Geräten und Anlagen herangezogen werden, von der

Internationalen Elektrotechnischen Kommission (IEC) im Auftrag des Europäischen Komitees für Elektrotechnische Normung (CENELEC) erstellt werden. (Die Deutsche Kommission für Elektrotechnik DKE im DIN und VDE ist als deutsche Interessenvertretung in der IEC und CENELEC präsent.) Es gibt heutzutage auf dem Markt viele nach ATEX zugelassene Geräte (nicht nur Erdungsgeräte), die ihre Zulassung auf der Grundlage von Normen erhalten haben, die seit der Erstzulassung der Geräte bereits mehrfach überarbeitet oder gar

zurückgezogen wurden. Die aktuelle Norm zum Thema Eigensicherheit EN 60079-11 (2012) wurde beispielsweise seit 2002 bereits zwei Mal überarbeitet. Die jeweils die Altversionen ersetzenden Überarbeitungen wurden 2007 und 2012 veröffentlicht. Wenn Erdungssysteme, die vor 2007 zugelassen wurden, heute von einer Prüfinstitution bewertet werden würden, müssten die Systeme sehr wahrscheinlich umgestaltet werden, um die Anforderungen der aktuellen Version von EN 60079-11 zu erfüllen.

3.2 Unterziehen Sie die ATEX Zulassung einer gründlichen Prüfung. Wenn ein Gerät, das in einem explosionsgefährdeten Bereich eingesetzt werden soll, eine autonome Funktion erfüllt, wie z. B. ein System zur Erdung von Tanklastzügen, dann muss dieses Gerät über ein eigenes EG-Prüfzertifikat mit einer eindeutigen von der Prüfinstitution ausgestellten Zulassungsnummer verfügen. Die größte Falle, die es zu vermeiden gilt, ist die Spezifizierung eines Erdungssystems, das mehrere nach ATEX zugelassene Komponenten beinhaltet, die miteinander in einem System kombiniert wurden, das eine autonome Funktion wie die Erdung eines Tanklastzugs erfüllt. Zulassungen, die in der Zulassungsnummer ein „U“ aufweisen, z. B. DMT 00 ATEX E 073 U, beziehen sich nur auf einzelne Komponenten. Wenn ein Erdungssystem aus Komponenten wie nach ATEX zugelassene Relais, nach

ATEX zugelassenes Gehäuse und nach ATEX zugelassene eigensichere Abdeckungen besteht, aber über kein Zulassung für das Gesamtgerät verfügt, darf es nicht als nach ATEX zugelassenes Gerät verkauft werden. Nur wenn der komplette Zusammenbau aus zugelassenen (und nicht zugelassenen) Komponenten von einer Prüfinstitution bewertet wurde und dieser nachgewiesenermaßen die Anforderungen der geltenden IEC/EN 60079-Normenreihe zum Thema explosionsgefährdete Atmosphären erfüllt, darf das System als Ganzes eine eigene ATEX-Gerätezulassung tragen. Die Zulassung muss auf den Namen des Herstellers ausgestellt sein. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die vom Hersteller bereitgestellte Bedienungsanleitung. Alle zugelassenen Systeme müssen im Einklang mit der

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Anleitung des Herstellers installiert werden. Abweichungen von diesen Anweisungen können dazu führen, dass das System seine Zulassung verliert und somit ungeeignet für die Verwendung in einem Gefahrenbereich wird. Wenn Sie die Elektro- und Wartungsarbeiten in Ihrem Unternehmen an Auftragnehmer vergeben, müssen Sie sicherstellen, dass das Installationsunternehmen über die Installations- und Wartungsanforderungen Ihrer Erdungssysteme informiert ist. Besser wäre es, wenn der Auftragnehmer über eine Zertifizierung der Personalkompetenz und qualifikation für explosionsgefährdete Bereiche verfügt, die von einem zugelassenen Mitglied der IECExPersonalzertifizierungsgruppe (SIRA, BASEEFA, TÜV Rheinland, DEKRA, INERIS) ausgestellt wurde.

3 Schritte zur Lösung Zusammenfassung Dieser Leitfaden hat Ihnen hoffentlich ausreichend Informationen über die Beschaffung der optimalen Erdungslösungen für die Arbeitsabläufe und das Risikoprofil Ihres Unternehmens gegeben.

Ihre Spezifikation für die Beschaffung sollte auf den folgenden Grundlagen basieren:

• Beschaffung von Erdungssystemen, mit denen ein Nachweis über die Einhaltung des neusten Stands der Technik in der Kontrolle elektrostatischer Gefährdungen, insbesondere nach IEC 60079-32 oder CLC/TR: 50404, erbracht werden kann.

Beispiele, wie unterschiedliche Arbeitsabläufe zu elektrostatischen Entladungen führen können

• Bestimmung der Schutzebene für eine optimale Kontrolle elektrostatischer Zündgefahren. Sie können so das Erdungsequipment ermitteln, das am besten zu Ihren Prozessen und zu Ihrem Bedienpersonal passt.

Es ist erwähnenswert, dass der gemeinsame Nenner bei diesen Vorfälle darin bestand, dass die Anwender über keinen optischen Anzeige einer überprüften Erdverbindung verfügten.

www.news.bbc.co.uk/1/hi/england/nottinghamshire/8506055.stm

www.csb.gov/barton-solvents-flammable-liquid-explosion-and-fire

Empfehlenswert ist die Kontaktaufnahme mit Unternehmen, die sich auf Erdungslösungen spezialisiert haben und Ihnen bei diesem Prozess behilflich sein können. Newson Gale verfügt über Niederlassungen in den USA, Europa und Südostasien und über ein Team von Mitarbeitern, die Sie bei der Auswahl des für Sie richtigen Erdungsequipments unterstützen können.

Rufen Sie uns einfach an, gern helfen wir Ihnen die passende Lösung für Ihre Anforderungen zu finden!

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Elektrostatische Ladungen sind eine allgegenwärtige und bedeutende Gefahrenquelle für Anwendungen in brennbaren, entzündlichen oder explosionsgefährdeten Atmosphären. Die Vermeidung unkontrolliert entstehender elektrostatischer Auadung sowie ihre Entladung ist in dieser Umgebung zwingend erforderlich, um eine Entzündung des Luft-Gas-Gemisches zu verhindern und Menschen, Anlagen und die Umwelt zu schützen. Das einzigartige Angebot an Systemen, Geräten und Zubehör im Bereich Erdung und Potentialausgleich von Newson Gale kann Ihnen dabei helfen, diese Gefahren zu eliminieren, zu kontrollieren oder zu entschärfen und somit für mehr Sicherheit und Produktivität am Arbeitsplatz zu sorgen. www.newson-gale.de

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Dieses Dokument enthält eine allgemeine Übersicht der hierin beschriebenen Produkte. Es dient ausschließlich Informationszwecken und stellt keine Garantie oder Gewährleistung dar. Konstruktions- und technische Details, die auf Ihre spezielle Anwendung abgestimmt sind, sind von HOERBIGER auf Anfrage erhältlich. HOERBIGER behält sich das Recht vor, seine Produkte sowie die entsprechenden Produktinformationen jederzeit ohne Vorankündigung zu ändern.

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