Elektrostatische Aufladung von Gasen

Eine Bewegung reiner Gase oder Gasgemische führt nicht oder nur gering zu einer elektrostatischen Aufladung. Das Vorhandensein von Feststoffpartikel oder Flüssigkeitströpfchen kann jedoch eine elektrostatische Aufladung begünstigen.

Beispielhaft sei hier der pneumatische Transport von Stäuben oder das Ausströmen von flüssigem Kohlendioxid erwähnt, wo es zu beträchtlichen elektrostatischen Aufladung kommen kann.

Als Reaktion auf eine derartige Aufladung ist je nach Prozess mit Funkenentladungen, Schüttkegelentladungen, Büschelentladungen oder Gleitstielbüschelentladungen zu rechnen.

Bei explosionsfähigen Atmosphären bei Produktionsprozessen ist unbedingt die ATEX 95 sowie die Maschinenrichtlinie 98/37/EG Anhang 1, Kapitel 1.5.7 zu beachten. In der Maschinenrichtlinie heißt es ganz allgemein:" Die Maschine muss so konzipiert und gebaut sein, dass jegliche Explosionsgefahr, die von der Maschine selbst oder von Gasen, Flüssigkeiten, Stäuben, Dämpfen und anderen von der Maschine freigesetzten oder verwendeten Substanzen ausgeht, vermieden wird."

Die ATEX 95 geht hier noch einen Schritt weiter. Eine Beschränkung auf "Maschinen" oder "von der Maschine ausgehende explosionsfähige Atmosphäre" findet nicht statt. Die ATEX 95 ist immer dann anzuwenden, wenn Geräte, Komponenten oder Schutzsysteme

bestimmungsgemäß in explosionsgefährdeten Bereichen (gleich ob innen oder außen) eingesetzt werden sollen und
sie eine eigene potentielle Zündquelle aufweisen (ausgenommen Geräte, die ausschließlich infolge statischer Aufladung zur Zündquelle werden können)

Mit der Einführung der Begrifflichkeit "Gerät" geht die ATEX 95 weit über den Begriff "Maschine" hinaus, da hierunter alle Ausrüstungsgegenstände eines Betriebes zu verstehen sind, die in direktem Zusammenhang mit Arbeitsprozessen stehen. Hierunter fallen in der Regel nicht Gebäude, Türen, Lüftungsanlagen usw..

In den grundsätzlichen Anforderungen (Anhang II, Nr. 1.0) wird die Anwedung der integrierten Explosionssicherheit an erste Stelle gesetzt. Folgende Reihenfolge der Anwendung der Sicherheitsmaßnamen wird vorgeschrieben.

Vorranging explosionsfähige Atmosphäre vermeiden.
Die Entzündung explosionsfähiger Atmosphäre verhindern.
Sollte dennoch eine Explosion möglich sein
a) die Explosion stoppen
b) den Wirkungsbereich von Flammen und Drücken auf ein sicheres Maß begrenzen

Dieser Vorgabe folgend kann man für die elektrostatische Aufladung folgendes festhalten. Die Aufladung von Partikel selbst kann nicht vermieden werden. Zusätzlich zur Vermeidung von Isolierenden Materialien sind folgende Maßnahmen geeignet, eine gefährliche Aufladung zu vermeiden:

Entfernung der Partikel
Reduzierung bzw. Auswahl ausreichend niedriger Strömungsgeschwindigkeiten
Anpassung bzw. Auswahl geeigneter Düsengeometrie zur Verringerung der Ladungsdichte
Verwendung leitfähiger Einrichtungen, Geräte, die zu erden sind

Kann man z.B. das Vorhandensein von Stäuben nicht ausschließen, so besteht natürlich auch die Möglichkeit einer Inertisierung.

Hierbei ist jedoch darauf zu achten, dass keine aufgeladenen Wolken durch das Aufwirbeln von Stäuben, Tröpfchen oder Sublimaten entstehen.

Bei der Inertisierung bereits vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre dürfen nur Gase verwendet werden, die nicht zu gefährlichen Aufladungen führen.

Insbesondere Nassdampf und Kohlendioxid eignen sich nicht. Als geeignetes Inertgas empfiehlt sich trockener Stickstoff oder Edelgase.

Hilfreich kann in diesem Zusammenhang auch die Lektüre der TRBS 2153 "Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladung" sein.

Elektrostatische Aufladung von Gasen

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