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32. Fachforum für Explosionsschutz, ATEX und Pulvertransport

Anfang Februar 2014 fand dieses bewährte Theorie- und Praxisseminar zum ersten Mal in unseren neuen Gebäuden statt. Fast 50 Teilnehmer folgten der Einladung, um sich in zwei Durchgängen explosionsschutztechnisch auf den neuesten Stand zu bringen und die Verbindung zum Pulver- und Schüttguttransport herzustellen.

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Seminarleiter und Referent Thomas Ramme (Volkmann) führte routiniert durch das Programm.

Besonders gefreut hat uns, dass wir wieder mit Dr. Martin Glor von SWISSI Process Safety einen als Referenten mit besonderer Explosionsschutz- und ATEX-Expertise für das 32. VOLKMANN Fachforum erneut gewinnen konnten.

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Dr. Martin Glor (SWISSI Process Safety) gelang es, auf sehr anschauliche Weise die ATEX-Richtlinien und den Explosionsschutz zu vermitteln.

Rechtliche Grundlagen, Explosionen und Pulvertransport

Am ersten Seminartag wurden zunächst ausgehend von den ATEX-Richtlinien 95 und 137 die rechtlichen Rahmenbedingungen sowohl für Geräte- und Anlagenbauer als auch für die Betreiber erörtert. Als neu erwies sich im Rahmen der Internationalisierung die Einführung des Geräteschutzniveaus EPL (Equipment Protection Level) nach IEC 60079-14:2007 in die Gruppen Ga, Gb & Gc für Gase (entsprechend Zone 0, 1 & 2) und Da, Db & Dc für Stäube (entsprechend Zone 20, 21 & 22).

Grundsätzliches zu Explosionen und deren Entstehung, sowie die Besonderheiten bei hybriden Gemischen, rundeten den ersten Seminartag ab. Als Vorgeschmack auf den zweiten Seminartag wurden erste praktische Versuche zur Elektrostatik durchgeführt.

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Anhand praktischer Versuche sind die Vorgänge im Bereich der Elektrostatik besser verständlich und einprägsamer darzustellen.

Im ersten fördertechnischen Vortragsteil ging es zu Beginn um das Prinzip der Vakuumförderung und deren Abgrenzung und Vorteile gegenüber mechanischen Förderern. Die einzelnen Baugruppen eines Vakuumförderers wurden näher betrachtet und es stellte sich heraus, dass unsere Multijector Gasstrahl-Vakuumpumpen und die pneumatischen Steuerungen eine zündquellenfreie Konstruktion des Vakuumförderers ermöglichen. Die Charakterisierung von Schüttgütern in Verbindung mit den unterschiedlichen Förderzuständen (Flug-, Strähnen- & Pfropfenförderung) führte dann zu den zahlreichen praktischen Anwendungsbeispielen unserer Vakuumförderer. In den Pausen gab es genügend Gelegenheit, die Themen zu vertiefen und weiter anregend zu diskutieren.

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Christian Mittmann (Volkmann), rechts, im anregenden Gespräch mit Stefan Stahlhut (Clouth Lackfabrik), links.

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Michael Jucys (Evonik), links, im Gespräch mit Referent Thomas Ramme (Volkmann), rechts.

Fachlich für den ersten Tag gesättigt, folgte zur Erholung eine lehrreiche Stadtführung in den historischen Stadtkern von Soest, um nachfolgend im Brauhaus Zwiebel den Tag in angenehmer Atmosphäre ausklingen zu lassen.

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Der Altstadtrundgang in Soest sorgte nach einem anstrengenden Seminartag für eine willkommene Abwechslung.

Nachhaltigkeit, Elektrostatik & Praktische Umsetzung

Am zweiten Tag wurde am Beispiel einer Silo-Beschickung gezeigt, wie gering beim gezielten und getakteten Einsatz von Druckluft und der Verwendung des Mehrstufen-Ejektor-Prinzips der Energieverbrauch unserer pneumatischen Vakuumförderanlagen sein kann. Und das selbst bei einer Förderstrecke von 51 Metern und 1.500 kg/h Transportleistung!

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Referent Thomas Ramme (Volkmann) zeigt auf, dass bei genauer Betrachtung und richtiger Auslegung der Förderanlage Energieverschwendung nicht vorkommt.

Explosionsschutztechnisch stand das „mysteriöse“ Fachgebiet der Elektrostatik im Mittelpunkt. Aufladem-Mechanismen, Ladungsanhäufungen, deren mögliche Ableitung oder Entladung und deren Zündwirksamkeit führten zum Grundschema der Elektrostatik. Neben der recht bekannten und im praktischen Versuch gezeigten Funkenentladung konnte mit einem lautem Knall und stark sichtbarem Funken eindrucksvoll eine Gleitstielbüschelentladung demonstriert werden. Elektronische Geräte wurden sicherheitshalber vorher aus der Umgebung entfernt. Diese auch für Stäube zündfähige Entladungsart muss unbedingt in pneumatischen Fördersystemen vermieden werden und führt unmittelbar zu den häufig diskutierten Anforderungen an die Förderschläuche. Dazu Dr. Glor, Senior Expert, SWISSI Process Safety:

„Umfangreiche Vakuum-Förderversuche und Messungen bei der Firma Volkmann haben gezeigt, dass der spezifische Widerstand des Materials, in welches die Metallwendel eines Förderschlauches eingebettet ist, weniger als 109 Ohm betragen muss, damit zündfähige Gleitstielbüschelentladungen ausgeschlossen werden können. Weitere Details dieser Forschungsergebnisse werden auch ihren Niederschlag in der geplanten Neuausgabe der TRBS 2153 finden.“

Weiterhin hat die Erkenntnis, dass Büschelentladungen für reine Stäube (in Abwesenheit von brennbaren Gasen) nicht zündfähig sind, mittlerweile auch in den einschlägigen Regelwerken wie der TRBS 2153 Berücksichtigung gefunden.

Als Schutzmaßnahme steht sicherlich die Erdung im Mittelpunkt, aber es sollte nicht vergessen werden, dass „good housekeeping“, also ein sauberer Betrieb ohne großflächig verteilte Staubablagerungen, maßgeblich zur Vermeidung von Sekundärexplosionen durch Aufwirbelungen beiträgt. Unsere Vakuumförderer leisten hier einen wertvollen Beitrag, da sie nicht nur Stäube sicher transportieren, sondern quasi automatisch -durch das verwendete Vakuum- f quasi automatisch ür eine saubere Umgebung sorgen.

Solange keine brennbaren Gase vorhanden sind und die Stoffe nicht selbstentzündlich sind, können unsere Standard-Vakuumförderer für alle Arten von Stäuben eingesetzt werden. Selbst für solche mit niedrigen Mindestzündenergien. Dazu Dr. Glor:

„Für große und komplexe Systeme soll bei Stäuben mit geringen Mindestzündenergien nicht das „Vermeiden von wirksamen Zündquellen“ als alleinige Schutzmaßnahme angewendet werden. Volkmann Vakuumförderer sind jedoch kompakt, einfach, klein (d < 450 mm) und gut überblickbar konstruiert, so dass die „Vermeidung von wirksamen Zündquellen“ als wirksame Schutzmaßnahme eingesetzt werden kann.“

Da mittels Vakuumförderer unter anderem auch Big-Bags befüllt und entleert werden, wurden die besonderen Anforderungen an diese und andere Packmittel in Abhängigkeit der vorhandenen Zone und Mindestzündenergie näher betrachtet.

Zum Abschluss des Vortragsteils wurden die gesammelten Erkenntnisse zusammengefasst und auf unsere Vakuumförderer bezogen. Für die rein pneumatischen Standard-Vakuumförderer bleibt von den 13 möglichen Zündquellen letztlich nur die der „Elektrostatischen Aufladung“ über. Und diese tritt letztlich nur dann auf, wenn unserer Kunde mit dem Gerät Stoffe transportiert werden. Wir lassen unsere Kunden jedoch nicht allein mit der Bewertung dieser Zündquelle, und haben uns schon 2002 entschieden, die Geräte und Risikoanalysen einer benannten Stelle zur Prüfung vorzulegen. Somit kann jeder Standard-Vakuumförderer mit einer EG-Baumusterprüfbescheinigung („ATEX-Zertifikat“) ausgeliefert werden und erlaubt den Einsatz in allen praktikablen Staub-EX-Zonen, ohne, dass ein Inertgas als weitere Schutzmaßnahme benötigt wird.

Erst wenn brennbare Gase hinzukommen, wird aus einem Standard-Vakuumförderer ein INEX-System und die Entleerung oder Förderung findet unter inerten Bedingungen statt. Typische Anwendung ist das Beschicken von Rührkesseln oder Reaktoren, in denen brennbare Lösemittel vorgelegt werden oder brennbare Gase vorhanden sind. Verbrieft ist das ganze in einer weiteren EG-Baumusterprüfbescheinigung (ATEX- Zertifikat für INEX). Da dort explizit die Erlaubnis zum Beschicken einer Zone 0 (Kat. 1) gegeben wird, ergeben sich zwangsläufig höchste Anforderungen an die Eigensicherheit der besonderen INEX-Steuerung.

Festzuhalten ist, dass eine druckfeste Bauweise allein keine Schutzmaßnahme darstellt, da im Betrieb eines jeden Vakuumförderers immer mehrere Armaturen geöffnet sind, und sich eine Explosion ungehindert ausbreiten und beschleunigen könnte (Detonation). Hier müssten zusätzlich sämtliche Anschlüsse aufwändig explosionsschutztechnisch entkoppelt werden. Deswegen gehen wir bei Volkmann den oben beschriebenen Weg des „Vermeidens von wirksamen Zündquellen“, so dass die druckfeste Bauweise nur dann wirtschaftlich angewendet wird, wenn gegen einen bestehenden Überdruck in einen Behälter eingeschleust werden muss.

Bevor das Seminar in den praktischen Teil überging, bot sich noch die Gelegenheit, einige Beispiele für die zahlreichen weiteren Lösungen für das Pulver-Handling aus unserem Haus vorzustellen. Aufgabestationen, Sack-, Fass- & Big-Bag Entleersysteme, Saugwaagen & Dosierer, Klumpenbrecher, mobile Förderer und natürlich individuell konstruierte Zuführ- und Fördersysteme führen zu perfekt abgestimmten Lösungen aus einer Hand.

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Die in den Vorträgen vorgestellten Lösungen zum Pulver-Handling konnten auch wirklich angefasst und in Betrieb genommen werden.

Im praktischen Teil wurde zu Beginn in unserem Technikum in kleinen Gruppen anschaulich gezeigt, welche Aufladungen in einem Behälter auftreten, wenn dieser mit Schüttgut befüllt und dabei nicht geerdet wird.

Einprägsam wurde mit einem lauten Knall demonstriert, dass beim Ffrei werden dieser Energie in Form einer Funkenentladung, ein Gas-/Luftgemisch einfach zu zünden ist. Praktische Tipps über das Verhalten bei Erdungsfehlern und die Demonstration einer Staubexplosion sorgten für reichlich Anregung und weitere Gespräche.

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Falls in einem Betrieb noch keine Notwendigkeit für Explosionsschutz gesehen wird, empfiehlt sich diese Demonstration einer kleinen, „freien“ Staubexplosion.

Neben den explosionsschutztechnischen Versuchen konnten in der Ausstellung ausgiebig unsere Vakuumförderer in Aktion gezeigt werden und jeder Gruppe stand ein kompetenter Berater zur Seite.

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Karl-Otto Klein (Volkmann), rechts, erläutert die Vorteile der Vakuumförderung.

Daran anschließend fand der Rundgang durch die Fertigung statt. Für die Teilnehmer war es hochinteressant zu sehen, wie aus einem Stück Edelstahl-Blech ein Vakuumförderer oder eine Aufgabestation wird und wie hoch die Fertigungstiefe und Flexibilität bei uns ist.

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Kai Schmedding und Christopher Krämer (beide Volkmann), links, zeigen am Ende des Rundgangs durch die Produktion eine fertige, individuelle Lösung für das Pulver-Handling.

Dass selbst die mehrstufigen Vakuumerzeuger bei uns im Haus gefertigt werden, war vielen nicht bewusst. Es ist immer wieder spannend zu erleben, auf was für neue Verwendungsideen unsere Kunden kommen, wenn sie die unterschiedlichen „Powder Handling“-Produkte im Einsatz und in der Fertigung sehen. Interessant war es für die Seminarteilnehmer auch, den Entwicklungsingenieuren an ihren CAD- Arbeitsplätzen bei der Generierung von 3D- Modellen über die Schulter zu schauen.

Zusammenfassung

Alles in allem eine gelungene Veranstaltung, die wir gern wiederholen möchten. Hervorzuheben ist, dass neben den eigentlichen Programmteilen genügend Zeit für individuelle Fragen und Gespräche – auch unter den Teilnehmern -– zur Verfügung stand. Erfreulich, dass ein Teilnehmer dieses Mal schon zum vierten Mal präsent war, um explosionsschutztechnisch und fördertechnisch wirklich up-to-date zu bleiben. Die zu Beginn des Seminars aufgestellte, landläufige These „Immer wenn man nicht weiß, warum es zu einer Explosion gekommen ist, ist es die Elektrostatik gewesen“ kann sicherlich nun von den Seminarteilnehmern differenzierter betrachtet werden. Nach Klärung von letzten Fragen in individuellen Gesprächen wurde den Teilnehmern zum Abschied eine aus explosionstechnischer Sicht „ereignislose “ Zukunft gewünscht.

Meinung der Teilnehmer:

„Mir hat das Seminar sehr gut gefallen – (Inhalte, Präsentation und Organisation). Ich habe einiges Neues und/ Wichtiges für meinen beruflichen Alltag mittnehmen können. Auch für die gute Betreuung der Teilnehmer durch die Kollegen/Innen bei Fa. Volkmann möchte ich mich herzlich bedanken. Ich werde das Seminar im Kollegenkreis weiter empfehlen.“
Ulrich J. Müller, Leitung Technika, Clariant

„Das Seminar hat mir sehr gut gefallen.“
Ralf Degener, Dipl.-Ing. M.Sc., Momentive Specialty Chemicals

„Die Teilnahme am Fachforum hat mich sehr bereichert. Ich kann dieses Seminar nur weiterempfehlen. Sowohl technisch als auch organisatorisch war das Seminar super organisiert und die Fachvorträge haben meine Erwartungen voll erfüllt.“
Michael Deuerling, Process Design & Support, Basell Polyolefine

„Das Seminar war interessant und gehaltvoll. Herr Ramme und Herr Dr. Glor haben kompetent und unterhaltsam vorgetragen.“
Ferdinand Schnitker, Dipl.-Kfm., Deutsche Saatveredelung

„Mir hat das Seminar sehr gut gefallen! Es hat einfach alles gepasst. Auch die Stadtführung und das gemeinsame Abendessen waren ein gelungener Abschluss am ersten Seminartag.“
Knut Warnecke, Zentralbereich Forschung und Entwicklung, H.C. Starck

„Das Seminar war sehr aufschlussreich. Angenehm fand ich besonders die gute Mischung zwischen aus Theorie und Praxis.“
Christian Diller, Entwicklungsingenieur, Concept Laser

„Die Vorträge waren sehr interessant und die Infos sehr hilfreich für das tägliche Leben im Betrieb.“
Robert Gaffke, Asset- & Processmanager, BASF

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Kategorie: Anwendungen / Showcases
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