Laurence G. Britton
Zentrale Abteilung für Forschungs- und Ingenieurtechnologie
Chemical Engineering Technology Abschnitt
Union Carbide Corporation

Der Einsatz von FIBC nimmt rapide zu, was vor allem auf eine verbesserte Handlingeffizienz und Eine Verbesserung der Produktqualität führt. Die Auswahl der richtigen FIBC hat jedoch viele Aspekte, von denen sicherheit an erster Stelle steht. Beim Entleeren von brennbaren Pulvern aus FIBCs, sowohl mit als auch ohne brennbare Dämpfe, kam es zu zahlreichen Unfällen. Aufgrund der Betriebsart und der Entleerungsgeschwindigkeit besteht nicht nur eine hohe Wahrscheinlichkeit einer statischen Erzeugung, sondern auch eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass sich ein oder mehrere Bediener in der Blitzbrandzone befinden, wenn eine Zündung auftritt. Abgesehen von dem Blitzfeuer, das durch eine Staubwolke und/oder brennbare Dämpfe erzeugt wird, die aus einem Empfangsgefäß entfernt werden, kann sich in einigen Fällen eine Flamme in die FIBC ausbreiten, die dann explodieren könnte. In diesem Artikel werden das FIBC-Auswahlproblem, eine Reihe von Fallgeschichten und verfügbare Literatur behandelt. Da keine FIBC-Ladevorfälle bekannt sind, konzentriert sich das Papier auf die Entleerung. Insbesondere ist zu beachten, daß der Pote ntial für Fehler bei der Erdung des Bedieners und plötzliche Nemesis sehr hoch sein kann.

Einleitung

FIBCs sind flexible, geradlinige Behälter aus gewebtem Kunststoff mit einem geeigneten Liner. Der typische FIBC besteht aus gewebtem Polypropylen mit Polyolefin-Innenfutter und hat eine Kapazität von 300-500 kg. Für die Grundbehälter- und Erdungsanordnungen (falls vorhanden) gibt es verschiedene Ausführungen, und es stehen auch größere Kapazitäten zur Verfügung. FIBCs werden oft nach der ersten Verwendung verworfen, sowohl aus Qualitätsgründen als auch aus möglichen Verschlechterungen von Erdungselementen. Beispiele für letztere sind die Erosion von aluminisierten leitfähigen Linern durch Produktfluss und Auslaufbeugung sowie der Bruch metallischer Filamente während der Lade- und Handhabungszyklen. FIBCs sind für eine einfache Lagerung vollständig zusammenklappbar und können nach ihrer Verwendung wieder gefaltet werden, daher der Name „Flexible Intermediate Bulk Container“.

In den 1970er Jahren war bekannt, dass Kunststoffbehälter für Pulver durch die Bildung von kondensatorartigen Ladungsschichten über die Wände während der Befüllung gefährlich sein können. Die Gegenladung an der Außenwand kann z.B. über statische Entladungen zu einem Metallträgerrahmen auftreten. Blythe und Reddish [1979] beschrieben die Bildung von Vermehrungsbürstenentladungen über die 5 mm dicke Wand eines Polyethylen-Behälters, der mit groben (1 mm Radius) Polypropylengranulat gefüllt ist. Die Abmessungen des Behälters waren 1x1x2 Meter, daher hatte er etwa das Doppelte des Volumens eines typischen 300-500 kg FIBC. Ein schwerer Stromschlag der Ordnung 1 Joule konnte von einem Mitarbeiter erlebt werden, der in den Behälter griff und den Kondensator, der sich über die Kunststoffwände bildete, kurzschnitt. Obwohl in diesem Fall nicht relevant, können diese und weniger energetische (Pinsel-)Entladungen auch eine Zündgefahr darstellen. Dieser Fall übersetzt nicht direkt in typische FIBCs, die dünnere Wände haben und in der Regel kleiner sind. Allerdings sind 1000 kg FIBCs mit ähnlichen oder sogar größeren Abmessungen erhältlich, wie von Dahn et al [1991] beschrieben.

Zu den Vorteilen von FIBC gehört eine effizientere Handhabung mit einem damit verbundenen Vorteil bei der Verbesserten Produktqualität. Typischerweise können 300-500 kg Produkt in etwa 30 Sekunden oder weniger von einem einzigen FIBC übertragen werden. Dies hat offensichtliche Rückschläge in Bezug auf die statische Erzeugung und weniger offensichtliche Rückschläge in Bezug auf die Verdrängung von brennbarem Dampf aus einem Aufnahmegefäß oder das Einziehen von Luft in seinen inerted Dampfraum. Ein Operator steht in der Regel neben dem FIBC während des Leerens, zuerst, um die Saiten zu binden und später Restpulver auszuschütteln. Sollte eine Zündung auftreten, befindet sich der Bediener wahrscheinlich in einer Blitzbrandzone. Darüber hinaus könnte sich eine Staubverpuffung von Reststrafen in die FIBC ausbreiten, die explodieren könnte. Die Situation könnte sich verschärfen, wenn beim Entladen entzündlicher Dampf in die FIBC gelangt; wenn die obere Entlüftung des FIBC nicht entkleben wird, könnte dies ein Faktor sein.

Es gab eine Reihe von Bränden, an denen FIBCs verschiedener Bauart beteiligt waren. Ein wiederholter Verlauf der Ereignisse war, dass innerhalb von ein paar Wochen oder Monaten nach dem Wechsel von Sacktransfer zu FIBC-Transfer ein Feuer aufgetreten ist, oft mit Brandverletzungen an einem oder mehreren Betreibern. Es ist wichtig, die Unterschiede zwischen FIBC und kleineren Volumenübertragungen von Säcken oder Fasertrommeln zu erkennen. Zunächst kann die folgende Checkliste in Betracht gezogen werden:

  • Wurden die Zündeigenschaften des Pulvers (z. B. seine Zündenergie) ermittelt?
  • Könnte sich die Verschlechterung des Produkts während der Handhabung und Lagerung auf seine Zündeigenschaften auswirken?
  • Wird der Kunde die FIBC in einer brennbaren Atmosphäre handhaben oder entleeren?
  • Wenn sicheres Design eine dünnwandige 100% Kunststoff FIBC erfordert, wird dies eine ausreichende Feuchtigkeitsbarriere für das Produkt bieten?
  • Gibt es die Möglichkeit von nassen Flecken auf 100% Kunststoff-FIBCs, die als Funkenquellen fungieren?
  • Wenn sicheres Design eine teurere leitfähige oder antistatische FIBC anstelle von 100% Kunststoff erfordert, wird dies dann immer noch kostengünstig im Vergleich zu Beuteln oder Fasertrommeln sein?
  • Verunreinigt ein leitfähiger oder antistatischer FIBC das Produkt mit Kohlenstoff oder Metall?
  • Könnte das Produkt zu einer Verschlechterung der leitfähigen Elemente (Restsäure usw.) führen?
  • Kann ein leitfähiger oder antistatischer FIBC mit einem geeigneten 100% Polyolefin oder einem anderen kompatiblen Futter geliefert werden und trotzdem sicher sein?
  • Wurde das FIBC-Design und etwaige Nutzungsbeschränkungen aus ordnungsgemäßen Tests entwickelt?
  • Gibt es eine angemessene Qualitätskontrolle, um sicherzustellen, dass die FIBC ordnungsgemäß geerdet werden kann?
  • Ist der Erdungspunkt gut markiert und robust?
  • Verfügt die leitfähige oder antistatische FIBC über leitfähige Schlingen, um Fehler bei der Bedienererdung zu mildern?
  • Welche Probleme haben die FIBC-Recyclingprobleme mit metallischen Elementen im Vergleich zu anderen Typen?

Im Einklang mit den Zielen der CMA „Responsible Care“ sollten Lieferanten von Produkten in FIBCs gegebenenfalls versuchen, Leitlinien für die Handhabungspraktiken zu geben. Wenn ein Kunde beispielsweise aus einem 100% Kunststoff-FIBC in ein brennbares Lösungsmittel gießt und keine ordnungsgemäßen Inerting-Praktiken angewendet werden, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit eines Unfalls plus Rechtsstreitigkeiten in naher Zukunft. Die Kunden sollten auf die absolute Notwendigkeit hingewiesen werden, um sicherzustellen, dass eine ordnungsgemäße Erdung dort verwendet wird, wo brennbare Atmosphären vorhanden sein könnten. Wenn keine sicheren Mindestpraktiken festgelegt werden können, sollten die Lieferanten erwägen, die Lieferung in FIBCs zu verweigern.

Verwendete Begriffe

(1) 100% Kunststoff FIBC. Zusammenklappbare, geradlinige Kunststoffbehälter mit 300-1000 kg Pulver und in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Das typische Design besteht aus einem bidirektionalen Polypropylengewebe sowie einer Verkleidung aus Polypropylen oder Polyethylenfolie mit einer oder zweiseiten bestimmten Dicke. Die Behälter sind mit verstärkten Kunststoffschlingen zum Heben ausgestattet. Obwohl sie vor dem Befüllen stickstoffgereinigt werden können, können sie nicht geerdet werden, und wie andere FIBCs kann der Pulverfluss während der Entleerung Die Umgebungsluft in inerte Geräte einziehen.

(2) Antistatische FIBC. Fabric enthält in der Regel leitfähige Fäden oder aluminisierte Oberflächen, die elektrisch mit einer oder mehreren Erdungsverbindungen verbunden sind. Leitfähige Fäden können in Warp- oder Schussrichtung oder beidem verlaufen. Antistatische FIBCs wurden auch mit topischen antistatischen Beschichtungen oder mit ungeerdeten Systemen isolierter leitfähiger Fäden hergestellt, die die Ladungsakkumulation durch Coronaentladung begrenzen und eine intrinsisch niedrige Kapazität aufweisen.

(3) Vollständig leitfähig. FIBCs, die ausreichend hohe Belastungen von leitfähigem Material (typischerweise Ruß) enthalten, um den Kunststoff überall leitfähig zu machen (typische Füllstoffe werden von Whitaker 1989 diskutiert). Um eine Kontamination des Produkts zu vermeiden, können dünne nichtleitende Auskleidungen wie 100 % Polyolefin eingebaut werden, wenn die Tests ergeben, dass dies sicher ist.

(4) Entzündbar. In diesem Papier bedeutet der Begriff „fähig, als Suspension in der Luft zu entstrahlen, ob gas, dampf oder pulverförmig“.

Typen der statischen Entladung

Eine Veranschaulichung der effektiven Energieniveaus der folgenden Entladungsarten finden Sie in Abbildung 1.

Effective Energy Levels. Materials at Risk of Ignition, and Types of Ignition Source

(1) Corona-Entladung

Koronaentladungen werden im divergierenden Feld zwischen einer geladenen Oberfläche und einem Leiter mit einem Krümmungsradius von weniger als 3 mm gebildet. Sie bestehen aus einer schnellen Abfolge schwacher Impulse und haben eine sehr niedrige effektive Energie. Im FIBC-Betrieb stellt Corona ein sicheres Mittel zur Ladungsableitung dar. Nur sehr empfindliche Materialien sollten entzündet werden.

(2) Bürstenentladung

Im divergierenden Feld zwischen einer geladenen Oberfläche und einem Leiter mit einem Krümmungsradius von mehr als 3 mm werden Bürstenentladungen gebildet. Sie können durch Reiben (Tribocharging) einer Kunststoffoberfläche oder durch Einbringen von geladenem Material in einen Kunststoffbehälter gebildet werden. Es hat sich gezeigt, dass Bürstenentladungen effektive Energien bis zu ca. 4mJ insofern transportieren, als sie Gas-Luft-Gemischmiten mit MIEs bis zu diesem Niveau entzünden [Glor 1981] können. Unter Vernachlässigung von Primärsprengstoffen und anderen empfindlichen Materialien, die nicht in FIBCs transportiert würden, wurde nie über eine Pulverentladung durch eine Bürstenentladung in der Luft berichtet. Es wird angenommen, dass pulverförmige Zündung in Gegenwart von brennbaren Gaskonzentrationen bei einem Bruchteil des Gases LFL (nominal bei 1O-20% LFL) möglich sein kann. Daher können Hybridgemische gefährdet sein, bei denen die Gaskonzentration unter ihrer LFL liegt. Dazu gehören Pulver, die Lösungsmittel desorbieren oder langsam im Lager zersetzen können.

Anmerkung: Eine Reihe von Autoren haben die Möglichkeit der Zündung von „empfindlichen“ Pulvern durch diese Entladungen angesprochen, obwohl Experimente, die dies belegen, einheitlich negativ [Britton 1988] waren. Kürzlich entzündeten Schwenzfeuer und Glor [1993] Schwefelstaub, indem sie die Ladung von einer Bürstenentladung durch eine Funkenlücke in einem Hartmann-Zündrohr umleiteten. Obwohl dieser sekundäre Funke weniger Energie abgab als die Gesamtmenge, die aus der ursprünglichen Bürstenentladung zur Verfügung stand, wurden seine Eigenschaften (wie die Energiedichte) radikal verändert. Der Zündvorgang ähnelte einem praktischen Fall, über den Britton und Kirby berichteten, in dem ein wahrscheinliches Szenario die [1989] Ladungsentnahme von einer Art bürstenentladung und das anschließende Funkenausparken aus einer schlecht geerdeten Kabelstütze beinhaltete. Daher gibt es immer noch keinen Hinweis darauf, dass Pulver, das in FIBCs behandelt würde, direkt durch Bürstenentladungen gefährdet sein sollte, sofern kein brennbares Gas oder Dampf vorhanden ist.

(3) Füllbürstenentladung (auch bekannt als Konischer Pfahl, Maurer oder Kegelentladung)

Dies ist der große Entladungstyp, der bei der Silofüllung zu beobachten ist, und ergibt sich, wenn das dispergierte, geladene Pulver im Behälter „bulks“ und seine Ladung konzentriert ist. Seltene Oberflächenblitze bis zu mehreren Fuß Länge werden in großen Behältern beobachtet, die mit Granulaten oder Pellets mit einem Schüttwiderstand über 1010 Ohm-m gefüllt werden. [Glor 1987]. Es wird angenommen, dass Füllstoffe eine effektive Energie bis zu etwa 10 mJ haben (abhängig von der Testmethode, die zur Herstellung von MIE für den betreffenden Staub verwendet wird) und für Feinstaubexplosionen in geerdeten Silos verantwortlich sind. Dieser Befund basiert auf Analysen von Siloexplosionen, bei denen unerrunde Objekte und andere Zündquellen getrost eliminiert werden konnten. Eine Faustregel könnte sein, dass Stäube mit MIEs, die weniger als Lycopodium (lycopodium clavatum spore) sind, als durch diese Einleitungen gefährdet angesehen werden sollten. Dieser Ansatz vermeidet einige der Probleme im Zusammenhang mit der Vielzahl der derzeit angewandten MIE-Testmethoden. Britton [1992] überprüfte veröffentlichte MIE-Werte für Lycopodium, die je nach verwendeter Prüfeinrichtung und Zündwahrscheinlichkeit von 2 mJ bis etwa 50 mJ schwankten. Angesichts solcher Unterschiede bei einem Staub mit nahezu konstanten Eigenschaften kann der Hinweis auf eine maximale „effektive Energie“ von Füllstoffbürstenentladungen irreführend sein.

In kleinen Behältern der Größe von 300-500 kg FIBCs wurden keine Füllstoff-Bürstenentladungen gemeldet, und ein Füllvolumen über 1 m3 (35 ft3) wurde als erforderlich eingestuft [Rogers 1991, Bruderer 1992]. Dahn et al [1991] glauben, dass eine solche Entladung während der FIBC-Füllung bei hohen Laderaten aufgetreten sein könnte. Dies wurde jedoch eher als beobachtet abgeleitet, und die von Dahn et al. untersuchten FIBCs waren ungewöhnlich groß und waren 2,6 Meter hoch und 1,6 Meter groß (2000 lb Kapazität). Eine weitere Überlegung ist, dass das Phänomen nur mit relativ grobem Pulver über 100 Mikrometern beobachtet [Glor 1987] wird, und solche Partikel wären normalerweise zu groß, um eine MIE weniger als 10 mJ zu haben. Für die Zündung müsste man ungewöhnlich hohe Laderaten während der FIBC-Füllung und das Pulver zu meist groben Partikeln plus einer leicht entzündeten Feinfraktion zu enthalten. FIBCs, die deutlich größer als 1 m3 sind, könnten über dieses Phänomen ein Zündrisiko für empfindliche Pulver darstellen, obwohl keine Fallhistorie nmöglich verfügbar ist.

(4) Propagierender Bürstenentladung

Dies ist eine sehr energetische Entladung (effektive Energie in der Größenordnung von 1000 mJ), die entsteht, wenn eine elektrische Doppelschicht (Kondensator) über eine isolierende Oberfläche erzeugt wird. Es wurde die These erhoben, dass es während der FIBC-Füllung hergestellt werden könnte, sollte die Ladung an der Innentaschewand ein entgegengesetztes Aufladungszeichen an die Außenwand ziehen (z.B. über Koronaentladung zu einem nahegelegenen Leiter). Die Ladung sammelt sich auf beiden Seiten der Wand weiter an, bis die Isolierwand unter dem resultierenden elektrischen Feld zusammenbricht. Dies führt zu einer massiven seitlichen Entladung an der Punktionsstelle. Alternativ kann die Entladung durch mechanische Beanspruchung der Wand oder durch Annäherung einer Entladungselektrode eingeleitet werden. Es wurde die These festgestellt, dass die Entladung auch am FIBC-Auslauf während der Entleerung auftreten könnte. Der Autor hat nur wenige Beweise für die Herstellung solcher Entladungen in FIBCs gefunden, außer wie von Blythe und Reddish berichtet [1979] und von Maurer aus einer Untersuchung von [1992] Lochlöchern und Pulvermustern an verwendeten FIBCs abgeleitet.

Das Phänomen wird durch die Laderate, die Ladedauer, die Dielektrizitätsfestigkeit der Wand und die Wanddicke beeinflusst. Experimente von Glor [1989b] haben gezeigt, dass, wenn eine Kunststoffschicht eine Abbauspannung von weniger als 4 kV hat, keine Vermehrungsbürsten hergestellt werden können.

(5) Funkenentladung

Funken zünden Pulver in Abhängigkeit von der gespeicherten Energie und der MIE des Pulvers. Hybridmischungen sind besonders durch kleine Funken gefährdet. Funkenquellen sind ungeerdete Betreiber und Ausrüstungen, ungeerdete FIBCs und geerdete FIBCs, die eine Diskontinuität in ihren Erdungselementen aufweisen. Funken können aus elektrischen Quellen wie Gabelstaplern und Hebezeugen möglich sein. Sie können direkt von der Oberfläche des geladenen leitfähigen Pulvers in einem Kunststoff-FIBC auftreten. Dies kann auf eine inhärente Pulvermasse Widerstand weniger als 1 x 106 O.m [Rogers, 1991] oder möglicherweise aus feuchten Produkt erfolgen. Schließlich können nasse Flecken auf der Oberfläche eines Kunststoff-FIBC durch Induktionsladung zu Funken führen (siehe Vorfall „B“ unten).

ZUSAMMENFASSUNGEN EINIGER AKTUELLER VORFÄLLE

(Achtung: In keinem Fall ist ein völlig endgültiges Konto verfügbar und daher werden die Vorfälle in Form von „Szenarien“ und nicht als „Ursachen“ diskutiert. Alle folgenden FIBC-Vorfälle ereigneten sich zwischen 1988 und 1991 in den USA).

(Vorfall A.1: 1988)
 Ein antistatischer FIBC wurde verwendet, um ein Vinylharz in einen 6000 Gallonen Mischtank mit einem Xylol-MEK-Gemisch zu übertragen. Die FIBC wurde aus Polypropylen mit einer 1-mil internen Polypropylenbeschichtung gewebt. Es wurde mit dünnen leitfähigen Drähten ausgestattet, die längs durch den Auslauf verlaufen und mit einem blanken, gestrandeten Aluminiumdraht und Einem Alligatorclip verbunden sind. Die FIBC wurde mit einem Gabelstapler über den Tank gehievt und das Harz durch einen kreisförmigen Port auf einer aufklappbaren Tankabdeckung gekippt.

Der Tank wurde bei 15 SCF/min mit Verbrennungsgas (hauptsächlich C02) durch einen Durchflussmesser ineriert. Es gab keine unabhängige Entlüftung von verdrängtem Dampf und der Tankdeckel war nicht gasdicht.

Der Betreiber berichtete, dass der Erdungsdraht in der FIBC fehlte, aber er fuhr fort, die FIBC sowieso zu entladen. Der aufklappbare Teil des Tankdeckels war geöffnet, so dass Lösungsmitteldampf frei in den Operationsbereich entweichen konnte.

Zu diesem Zeitpunkt unterschieden sich die Berichte darüber, ob das Feuer unmittelbar oder nach der FIBC zu etwa drei Vierteln leer war. Jedenfalls stand der Bediener ein paar Meter vom Tank entfernt und drehte sich ab, als er einen Blitz beobachtete. Die Seite seines Kopfes wurde singed, der Nacken wurde verbrannt und er erhielt Verbrennungen zweiten Grades am rechten Arm. Der Blitz befand sich außerhalb des Tanks und der Tankinhalt fängt kein Feuer. Der Bediener wurde diszipliniert, weil er die Sicherheitsverfahren nicht befolgt hatte. Nach dem zweiten Brand (A.2) gab er freiwillig auf, weil er Angst vor dem Job hatte.

Die Zündquelle wurde als Funke des ungeerdeten FIBC während der Entleerung angenommen. Da bekannt war, dass das Vinylharz eine sehr hohe MIE in der Luft hatte, konnte davon ausgegangen werden, dass brennbarer Dampf einen wesentlichen Beitrag zum Zündprozess leistete. Obwohl der Betreiber nicht geerdet war, wurde er aufgrund seiner Lage nicht als wahrscheinliche Funkequelle angesehen. Da es sich um die Herstellung von Lacken für Dosenbeschichtungen handelte, wären antistatische Schuhe aufgrund der Möglichkeit einer Lackfolie auf dem Boden rund um den Tank wahrscheinlich wirkungslos gewesen.

Seit Januar 1988 wurden an diesem Standort FIBCs eingesetzt. Zwischen diesem Vorfall und dem nächsten (Oktober) wurden problemlos 70-80 Chargen mit sechs FIBCs pro Charge produziert.

(Vorfall A.2: 1988)
Dieser Vorfall ähnelte dem vorherigen, außer dass der FIBC mit einem internen leitfähigen Aluminiumliner ausgestattet war, der mit dem Polypropylen im Auslauf verbunden war. Dieser wurde mit einer externen Erdungslasche verbunden, an die der Bediener einen Erdungsclip angebunden werden sollte.

Die FIBC wurde wie zuvor über dem Tank aufgehängt, und nach dem Auftragen des Erdungsclips wurde der Auslauf durch den Port in der Tankmanway geschoben, so dass er 10-12 Zoll innerhalb des Tanks verlängerte. Die Zugschnur wurde dann geschnitten, um den Auslauf zu öffnen und Vinylharz in den Tank freizugeben. Die FIBC wurde nicht oben geöffnet, um den Inhalt zu entlüften und das Ziehen von Dampf in die FIBC zu verhindern. Bei dieser Gelegenheit verzögerte sich der Fluss und der Bediener „puffte“ die FIBC, um den Fluss zu befreien. Innerhalb von 10 Sekunden nach dem Durchfluss kam es zu einem Blitzbrand. Das Versäumnis, die FIBC zu entlüften, wurde nicht als ein Faktor geglaubt, da es kein Feuer oder Explosion in ihm gab.

Der Bediener stand in der Nähe des FIBC, berührte ihn aber nicht. Er erlitt Verbrennungen zweiten und dritten Grades an Bauch und Gesicht und trat in eine Brandeinheit ein. Obwohl die 165°F Sprinklerköpfe über dem Tank nicht betätigt wurden, ließen Paletten von Vinylharzbeuteln ihre äußeren Papierschichten in einem Abstand von 20-30 Fuß vom Tank singen. Obwohl der Klappdeckel geschlossen war, gab es wiederum keine Vorkehrungen für die Entlüftung des Spülgases oder der Luft, die durch das Pulverflo w in den Tank eingespannt wurde. Eine erhebliche Verdrängung von brennbarem Dampf fand daher in den Arbeitsbereich statt.

Es wurde berichtet, dass die Erdungsverbindung ordnungsgemäß hergestellt worden war, obwohl dies nicht vollständig festgestellt werden konnte. Der Erdungsclip war für die Untersuchung nicht verfügbar, aber er wurde möglicherweise durch Lackansammlung deaktiviert. Ein FIBC-Fertigungsfehler, der einen Verlust der Kontinuität verursachte, konnte nicht ausgeschlossen werden, da die beteiligte FIBC bei dem Brand zerstört wurde.

(Vorfall B: 1989)
Eine organische Herbizidformulierung, die 6-8 Mikron Partikel enthält, wurde von einem Lieferanten in 1000 lb, 100% Kunststoff-FIBCs, geliefert. Die FIBC wurde per Hebezeug angehoben und über eine Deponie gesetzt, um durch die Schwerkraft durch eine 15 Fuß lange Stahlrutsche mit einem Durchmesser von 18 Zoll in einen Wägebehälter mit angeschlossenem Staubabscheider zu fließen.

Im Allgemeinen musste die FIBC mit einer Stange geschlagen werden, um das Material zu lösen, damit es aus dem FIBC herausfließen würde. Im folgenden Schritt wurde der Wirkstoff einem Flüssigmischgefäß aufgeladen. Es waren keine brennbaren Flüssigkeiten beteiligt.

Ein Mitarbeiter an, eine FIBC zu kippen und als er sich abwandte, hörte er ein leichtes Gebrüll und beim Drehen sah die FIBC extrem schnell entleert. Als es sich vollständig entleerte, sah er eine Pilzwolke aus Rauch um die FIBC und dann eine Flammenwand, die sehr schnell auf ihn zuging. Ein zweiter Mitarbeiter, etwa 20 Meter entfernt, hörte ein Getöse und beim Abbiegen sah er einen Feuerball, der den Deponiebereich verschlang. Er wurde von der Druckwelle zu Boden gestoßen. Ein dritter Mitarbeiter hörte etwa 40 Meter entfernt einen lauten Knall und sah eine Flammenwand 1O-15 Fuß hoch auf ihn zurollen. Zwei weitere Mitarbeiter auf der Etage unten beobachteten die Ereignisse.

Die ersten beiden Mitarbeiter wurden schwer verletzt, einer mit Verbrennungen zweiten Grades über 22 % seines Körpers und der andere wurde einige Stunden später zur ambulanten Behandlung entlassen. Ein weiterer Mitarbeiter wurde vorsorglich wegen möglicher Rauch- und Staubinhalation ins Krankenhaus eingeliefert. Verluste entstanden auch durch Blitzbrandschäden an Geräten und Versorgungseinrichtungen sowie strukturelle Schäden an den Hauswänden und Lüftungsleitungen durch Überdruck.

Ein mögliches Szenario war, dass die FIBC aufgrund von Regen, der in den LKW des Lieferanten eindrang, nass gewesen sein könnte. Dies könnte einen leitfähigen Patch auf dem FIBC erzeugt haben, der Funken auslöst. Weitere Informationen zu Vorfallszenarien finden Sie unter Vorfall „C“, bei dem dasselbe Material beteiligt war.

(Vorfall C: 1989)
Das gleiche Herbizidpulver wie im Fall (B) wurde aus einem 100% Kunststoff-FIBC durch eine Deponie direkt in einen Wägebehälter eingeleitet. Es waren keine brennbaren Flüssigkeiten beteiligt. Eine Verpuffung trat auf, nachdem sich die FIBC mit einer ungewöhnlich hohen Durchflussrate entleert hatte. Andere Faktoren ähnelten Vorfall B.

Aufgrund des Vorhandenseins von Bruchplatten am Staubabscheider und möglicherweise anderer Faktoren gab es keine Überdruckschäden wie in Vorfall B.

Ein erstes Szenario beinhaltete einige ungeerdete Baghouse-Komponente. Es bestand auch der Verdacht, dass die Herbizidchargen in diesem und Vorfall „B“ ungewöhnlich frisch waren (Tage statt Monate zwischen Synthese und Konsum) und dass dies unusua l Verhalten erklären könnte. Beispielsweise können die beobachteten hohen Durchflussraten und ein ungewöhnlich niedriges MIE die richtigen Bedingungen für statische Zündung schaffen. Da das Herbizid zersetzungspflichtig war, wurde die Möglichkeit der Gasentwicklung und Hybridgemischzündung erhöht.

(Vorfall D: 1990)
Ein 3000 Gallonen Toluen-Mischgefäß wurde mit Stickstoff ineriert und der dosierte Toluenstrom gestartet. Kurz nach Mitternacht begann ein Betreiber, die erste von mehreren 1500 lb FIBCs Harz in die offene Manway zu werfen (vor der Einführung von FIBCs hatten sie 50 lb Säcke verwendet). Die FIBC wurde von einem Rahmen auf einem Davit über der Manway aufgehängt und mit speziellen Erdungsbändern entworfen. Der Boden hatte eine 14-Zoll-Rutsche in die 20-Zoll-Manway verlängert, die mit einem Schnellspanner Krawatte geöffnet wurde, die FIBC Entleerung in 20-30 Sekunden erlaubt.

In einer Erklärung eines der verletzten Mitarbeiter heißt es, er habe statische Funken am unteren Ende der FIBC gesehen, als sie beim Entladen herumflatterte und er dann in Flammen aufging.

Zwei Lader erlitten Verbrennungen zweiten und dritten Grades im Gesicht und am Körper. Zu den Schäden an der Stelle gehörten das Verbeugen von Mauerwerkswänden und ein Teil des Daches direkt über dem Schiff wurde gesprengt und ein Dachbrand brannte 45 Minuten lang. Kleinere Brandschäden wurden durch Verdrahtung und Verlegung von Rohrleitungen erlitten, und viele Fenster im Raum waren kaputt.

Die Untersuchung konnte den Zustand der Bodenverbindung auf der FIBC aufgrund eines Brandschadens nicht feststellen, obwohl mitarbeiterdiebe erklärten, dass die Verbindung ordnungsgemäß hergestellt worden sei.

Die offensichtliche Zündquelle war die statische Entladung zwischen FIBC und Manway aufgrund einer unsachgemäßen Bodenverbindung oder eines fehlerhaften Erdungssystems.

Die FIBC-Nutzung wurde bis zur Bewertung und OSHA-Untersuchung ausgesetzt. Das beteiligte Unternehmen entwickelte die folgenden Empfehlungen, um ein erneutes Auftreten zu verhindern:

  1. Erfordern Sie ein festes, kontinuierliches alarmiertes Überwachungssystem, um eine sauerstofffreie Atmosphäre im Behälter zu sichern.
  2. Eingangsdüsen zum Aufladen von Lösungsmitteln in Gefäße sollten im gegenüberliegenden Quadranten von der offenen Manway ausgerichtet sein, um das Entlüften von Dämpfen aus der Manway zu verhindern
  3. Gewährleisten Sie die Kontinuität der Bodenverbindung zwischen der FIBC und dem Schiff mit einem Hinweis-Bodenanschlusssystem.
  4. Überarbeiten Sie die Chargenbetriebsverfahren, um die Fertigstellung der Lösungsmittelzusätze und die erneute Bestätigung der Inertgaspad vor Beginn anderer Zusätze zu verlangen.
  5. Achten Sie darauf, dass die Verfahren alle Sicherheitsbedenken auflisten, die mit jedem Betriebsschritt verbunden sind.
  6. Stellen Sie ein ordnungsgemäß dimensioniertes Lüftungssystem für verdrängte Dämpfe von Feststoffen zur Verfügung.
  7. Verwenden Sie ein geschlossenes System, wenn Sie Feststoffe gleichmäßig in das Gefäß einspeisen.

(Vorfall E: 1991)
 Ein Unternehmen war dabei, sechzig 960 lb, 100% Kunststoff-FIBCs gefüllt mit Produkten, die aus ViskositätSpezifikationen im Inventar gefallen waren, zu überarbeiten. Um das Material zu überarbeiten, wurde es zuerst von den FIBCs in 41 Gallonen Fasertrommeln übertragen. Um einen FIBC zu entleeren, wurde er auf eine Schiene gehievt und über eine Reihe von sieben Fasertrommeln auf dem Betonboden des Laderaums bewegt. Während ein Bediener den Hebezeug bearbeitete, hielt ein zweiter zwei Vakuumschläuche in der Nähe der Oberseite jeder Fasertrommel, um Staublecks in den Raum zu minimieren. Ein dritter Betreiber regulierte den Fluss aus dem FIBC. Vierzig FIBCs wurden erfolgreich geleert und in Faserfässer umgepackt.

Zum Zeitpunkt des Vorfalls wurde die 7. Fasertrommel gefüllt und die FIBC wurde „gepufft“, um Restpulver auszuschütteln. Nach der Erfassung von Vibrationen und Hitze beobachteten die drei Bediener das in der Fasertrommel in Brand geratene Material. Die Flamme breitete sich über den Ausguss in den FIBC aus und alle drei Bediener erhielten Verbrennungen 1. Grad an Händen und Gesicht sowie das Singen der Haare. Es waren keine brennbaren Dämpfe beteiligt.

Aufgrund mehrerer potenzieller Zündquellen in der Umgebung war es nicht möglich, die Zündquelle mit Sicherheit zu identifizieren. Es war klar, dass das „Puffen“ der FIBC, wenn fast leer, eine Wolke von Feinstaubpartikeln erzeugte, und es wurde festgestellt, dass die Luftfeuchtigkeit zum Zeitpunkt des Vorfalls niedrig war. Die Bediener und Fasertrommeln waren nicht geerdet und zwischen dem Bediener, der die Vakuumschläuche hält, und dem ungeerdeten Oberspiel der Fasertrommel kann ein Funke aufgetreten sein. Die Vakuumschläuche waren nicht leitfähig und die Bediener meldeten frühere Stöße dieser Schläuche. Schließlich waren die Hebezeugsteuerungen nicht von eigensicherer Bauweise für eine brennbare Staubumgebung.

(Vorfall F: 1991)
Drei Menschen wurden bei einer Staubexplosion beim Entladen eines Additivs aus einem 2000 lb FIBC verletzt. Eine vorläufige Darstellung ergab, dass sich alle drei in einem ernsten Zustand befanden und sich einer Hauttransplantation unterzogen hatten. Es waren keine brennbaren Dämpfe beteiligt.

Es wird angenommen, aber unbestätigt, dass die FIBC vom antistatischen Typ war, die eine Art von Erdungselement enthielt. Ein erstes Szenario, das untersucht wurde, beinhaltete das Fehlen einer ordnungsgemäßen Erdung zum Zeitpunkt des Vorfalls. Weitere Informationen sind nicht verfügbar.

LITERATURZUSAMMENFASSUNGEN

Die folgenden Literaturzusammenfassungen sind chronologisch gegeben.

Petino und Grelecki [1986] :

Entleerungstests wurden mit Polyethylen-Prills aus verschiedenen Entwürfen von FIBC durchgeführt, mit dem Ziel, das Design auszuwählen, das das geringste scheinbare Auslaufpotenzial ergibt, wie aus einem elektrischen Feldmesswert (3M „703“ statisches Messgerät) abgeleitet wird. Geerdete, aluminisierte Auskleidungen erwiesen sich als am besten, aber die Verwendung von FIBC über einen Dosiervorgang hinaus wurde aufgrund des Verschleißes der Auskleidung nicht empfohlen. Die aluminisierte Auskleidung war am effektivsten, wenn sie auf den Boden und ausspucken.

Britton [Union Carbide Unpublished 1989] :

Eine Reihe von FIBC-Entleerungstests wurde unter sehr trockenen Bedingungen (ca. 10% relative Luftfeuchtigkeit) in einer großen Dunkelkammer durchgeführt. Es wurden zwei Sorten Vinylharz und drei FIBC-Designs (100% Kunststoff plus zwei antistatische Typen) verwendet. Bildverstärkte Fotografie sowie elektrostatische und Gewichtszeitmessungen wurden durchgeführt, als FIBCs geleert wurden. Es wurde festgestellt, dass bei körnigen Vinylharzen aufgrund ihrer hervorragenden Fließeigenschaften sehr wenig Ladung erzeugt wurde, was ein „Ratten-Holing“ des Produkts durch den Ausguss ermöglichte. Dies erlaubte nur eine sehr geringe Triboelektrifizierung.

Die höchsten elektrischen Felder beim Gießen aus 100% Kunststoff-FIBCs (100 kV/m) waren weniger als einfach das Heben des FIBC vom Boden (200 kV/m). Die maximale Aufladung erfolgte bei niedrigen Durchflussraten, z. B. beim Ausschütteln eines nahezu leeren FIBC. Polaritätsumkehrungen traten aufgrund einer Änderung der Kontaktfläche während des Durchflusses auf, als die FIBC abzog.

Die einzige beobachtete Entladung (Funkentyp) trat auf, wenn Bodenverbindungen absichtlich nicht auf antistatischen FIBCs hergestellt wurden. Ein Potential von etwa 10 kV wurde auf den leitfähigen Elementen innerhalb von Sekunden nach dem Durchfluss erreicht, wenn bei einigen der untersuchten FIBCs keine Erdung vorhanden war, ein Mangel an Kontinuität wurde von den leitfähigen Elementen bis zum erdenklichen Punkt auf dem FIBC festgestellt.

Es wurde empfohlen, 100% Kunststoff-FIBCs für Pulver in der Luft zu verwenden, da Erdungsanordnungen unnötig sind und fehlschlagen können, was Funkengefahren erzeugt. Bei brennbaren Gasen, Dämpfen und Hybridgemischen können 100% Kunststoff-FIBCs durch Bürstenentladungen gefährlich sein. In diesem Fall wurde eine vollständig leitfähige FIBC bevorzugt, sofern die Richtigeerdung gewährleistet war. Idealerweise wurde ein geschlossenes und inerted pulverförmiges Zusatzsystem empfohlen, um sowohl die Aufnahmegefäßinerbung aufrechtzuerhalten als auch zu verhindern, dass entzündliche Dämpfe in den Arbeitsbereich gelangen. Es wurde keine Empfehlung für eine maximale Pannenspannung für das Wandmaterial ausgesprochen (siehe Glor 1989b), da zu diesem Zeitpunkt keine Hinweise darauf liegen, dass propagierte Bürstenentladungen während praktischer FIBC-Operationen hergestellt werden konnten.

Glor [1989a] :

Bürstenentladungen können normalerweise vermieden werden, indem der Oberflächenwiderstand des Kunststoffs unter 1011 Ohm gehalten wird. Im Bereich 109-1011 können Bürstenentladungen unter allen Feuchtigkeitsbedingungen ohne Erdung vermieden werden. Dies gilt jedoch nur für Plastiktüten bis zur Größe von Bin Linern für Standard 55 Gallonen Fässer. Bei FIBCs erfordert die höhere Laderate einen geringeren Oberflächenwiderstand von < 108 Ohm, und das ist weniger als das 109-Ohm-Kriterium, bei dem die Erdung verwendet werden soll. Um Bürstenentladungen von FIBCs zu verhindern, müssen sie einen Bodenwiderstand von weniger als 108 Ohm haben und geerdet sein.

Abbildung 1: Glor-Kriterium für die Verbreitung von Pinsel (Schematisch)

Glor's Criterion for Propagating Brushes Schematic

Filmdicke (Mikron)

In der Vergangenheit war empfohlen worden, nicht mehr als 50 kg Pulver gleichzeitig auf ein Gefäß mit brennbarer Flüssigkeit zu laden. Damit sollte verhindert werden, dass aus einem geladenen schwimmenden Pulverhaufen abgelassen wird. Das Kriterium ist für Beutelzusätze, die normalerweise 25 kg pro Beutel betragen, angemessen. Es ist jedoch unmöglich, nur 50 kg oder weniger von einem FIBC zu laden, so dass es empfohlen wird, das Aufnehmengefäß stickstoffinert zu sein. Dies muss für Luft mit dem Pulver eingespannt berücksichtigen. Da sich die FIBC in einem Bereich der Zone 1 der Anlage befindet (etwa Klasse 1, div 1), gilt das oben genannte Widerstandskriterium 108 Ohm für ein inerted empfangsgefäß.

Glor [1989b] :

Eine Reihe von zuvor veröffentlichten Ciba-Geigy-Studien wurden überprüft. Der wichtigste Beitrag war die Abgrenzung der Bedingungen, die für die Bildung von Vermehrungsbürstenentladungen erforderlich sind. Es wurde festgestellt, dass diese Einleitungen von der Wand eines FIBC beobachtet wurden, während sie mit hoch geladenem Schüttgut gefüllt wurden (möglicherweise in Bezug auf das Papier von Blythe und [1979] Reddish, wie oben beschrieben).

Das Kriterium von Glor für die Verbreitung von Bürstenentladungen ist in Europa bekannt geworden und wurde auf eine Vielzahl von Situationen angewendet. Abbildung 2 zeigt die abgeleitete Beziehung zwischen Filmpotential und Schichtdicke für die Vermehrung der Bürstenproduktion. Ebenfalls gezeigt wird die Pannenspannung in Bezug auf die Foliendicke. Offensichtlich darf das Filmpotential nicht über seiner Abbauspannung liegen. In allen Fällen könnten Vermehrungsbürsten nicht bei Filmpotentialen unter 4 kV hergestellt werden, so dass, wenn 100% Kunststoff-FIBCs ausgewählt werden, um Wandabbauspannungen weniger als 4 kV zu haben, sie immun gegen das sich ausbreitende Pinselphänomen sind. Dies ist unabhängig von der tatsächlichen Wanddicke, die in der Abbildung dargestellt wird.

Praktische Anmerkung: Anwendung des 4 kV-Kriteriums

In Bezug auf die Vermeidung von vermehrenden Bürstenentladungen mit dem oben beschriebenen 4-kV-Kriterium von Glor kann dies für Produkte, die empfindlich gegen Feuchtigkeit und andere abbauende Wirkungen sind, unpraktisch sein. Eine 4 kV Pannenspannung erfordert, dass die Linerdicke auf ca. 1 mio. begrenzt wird und dies in der Regel nicht ausreicht, um eine gute Feuchtigkeitsbarriere zu gewährleisten. Da der Auslauf die höchste Ladung erhält und im Versand gefaltet wird, scheint es möglich, das 4-kV-Kriterium in solchen Fällen nur auf den Auslauf anzuwenden. Dies ist jedoch in der Regel nicht für den FIBC-Herstellungsprozess zugänglich.

Ein damit verbundenes Problem ist, ob das 4-kV-Kriterium strikt eingehalten werden sollte oder ob es in einigen Fällen sicher überschritten werden könnte. Es wurde festgestellt, dass es einen Übergangsbereich gibt, in dem die Einleitungen schwach sind [Luttgens 1992] und daher kein Zündrisiko für viele Pulver in der Luft darstellen. Es ist leichter gesagt als getan, um tests in diesem „grauen Bereich“ zu fordern, da der Autor keine direkten Beobachtungen von sich ausbreitenden Bürstenentladungen während der Entleerung von FIBCs weiß, unabhängig von ihrer Wanddicke. Die effektive Energie von Entladungen, die aus Gewebeproben unter Laborbedingungen hergestellt werden, wäre schwer zu bestimmen, und die Relevanz wäre in jedem Fall fragwürdig, wenn unrealistische Lademethoden angewandt würden.

Ein drittes Problem ist, dass das 4-kV-Kriterium in der Regel nicht in Bezug auf ein Prüfverfahren für die Abbauspannung angegeben ist. Der Test muss nicht nur ein einheitliches Feld verwenden, sondern auch über einen vorgeschriebenen Stoffbereich beeindruckt sein. Außerdem variiert der Wert je nach Position und es muss eine repräsentative Stichprobe genommen werden. Da es sich bei der FIBC-Außenschicht um ein Gewebe handelt, kann es als notwendig erachtet werden, nur den Innenauskleidungser zu testen. Dies liegt daran, dass ein Gewebe, das regelmäßige Luftspalten wie Lochlöcher enthält, keine hohen Oberflächenladungsdichten und damit die Bedingungen für die Vermehrung von Bürsten unterstützt. Wenn jedoch in Serie getestet (wie in der FIBC verwendet) die beiden Schichten geben eine höhere Ausfallspannung als der Liner allein, zum Teil aufgrund der zusätzlichen Abstände. Wenn das Kriterium als Teil einer FIBC-Spezifikation verwendet wird, ist es wichtig, die genauen Testbedingungen anzugeben.

Der von Ciba-Geigy empfohlene Test [private Kommunikation von R. Bruderer] ist eine Variante der DIN 53481, mit der Ausnahme, dass in dieser Anwendung GLEICHstrom statt Wechselstrom verwendet wird. Ciba-Geigy verwenden einen FUG Modell HCN 35-35000 Hochspannungsgenerator, obwohl jeder geeignete DC-Generator verwendet werden kann. Die Testgeometrie ist jedoch von entscheidender Bedeutung.

Die Probe wird auf einer kreisförmigen Basis (Boden-)Elektrode mit 75 mm Durchmesser platziert. Der obere Basisumfang hat einen Krümmungsradius von 3 mm, der die Probe kontaktiert. Die Hochspannungselektrode besteht aus einer Elektrode mit einem Durchmesser von 25 mm, deren Gesamtgewicht 674 g auf der Probe und der untere Umfang einen Krümmungsradius von 3 mm aufweist (diese abgerundeten Kanten verhindern einen scharfen Kantenkontakt mit der Probe und fördern gleichmäßige elektrische Felder). Die Hochspannung wird über die Testprobe für einen Zeitraum von 10-20 Sekunden ausgeübt, um festzustellen, ob ein Ausfall auftritt (es kann eine geeignete Stromanzeigevorrichtung verwendet werden).

Zur Überprüfung der Pannenspannung ist eine 20 cm x 20 cm große Probe von nicht mehr als 3 mm dicke Probe erforderlich. Basierend auf der Erfahrung von Ciba-Geigy erfüllen FIBCs mit Polypropylen-Gewebebändern mit dünner Innenbeschichtung die Anforderungen des Typs B (siehe Klassifizierung unter Bruderer 1992), sofern der FIBC nicht mit einem zusätzlichen isolierten Innenbeutel oder dicken Auskleidungen ausgestattet ist.

Wilson [1989] :

Das Funkenentladungsverhalten wurde für 1 m3 FIBCs untersucht, die aus 100% Polypropylen oder Polypropylen mit leitfähigen Fäden bestehen. Da die letztgenannten FIBCs nicht einheitlich leitfähig sind, wurde der Mechanismus der Ladungsreduzierung durch Fäden als eine Kombination aus Leitung, Induktion und Koronaentladung angesehen. Das heißt, eine Ladung, die sich in der Nähe eines Fadens befindet, kann über die Leitung über das Gewebe zum Faden zu Boden gehen, während eine weiter entfernte Ladung durch den hohen Widerstand des Gewebes behindert wird, aber seine Wirkung kann immer noch neutralisiert werden, indem ein entgegengesetztes Ladungszeichen auf dem Faden (Induktion) induziert wird. Wenn die induktive Wirkung groß genug ist, verliert das Gewinde die Ladung durch Koronaentladung, auch wenn das Gewinde nicht mit Masse verbunden ist. Es wurde festgestellt, dass, obwohl der Corona-Effekt die Spannung auf ungeerdeten FIBCs dieses Typs begrenzen kann, 2-3 kV benötigt wird, um Corona-Entladung zu induzieren und das FIBC-Potenzial bleibt immer über diesem Bereich, unabhängig vom Gewindegewebe-Design.

Es wurden zwei Konstruktionen mit leitfähigen Fäden getestet. In einem Fall umschrieben die Gewinde den FIBC im Abstand von 20 mm und waren nicht miteinander verbunden. Somit war die FIBC nicht so konzipiert, dass sie geerdet werden konnte. Im zweiten Fall wurden die Fäden an den FIBC-Nähten miteinander verbunden und erdungspflichtigt. Messungen ergaben, dass die Kapazität einzelner Gewinde 32 pF und die der miteinander verbundenen Gewinde 259 pF betrug. Dieser letztgenannte Wert ist größer als die typische Kapazität einer Person (100-200 pF).

Zündversuche zeigten, dass die 100% Polypropylen-FIBCs Bürstenentladungen geben konnten, die in der Lage sind, gängige Lösungsmitteldämpfe in der Luft zu entzünden (Kreisgewebeproben mit einem Durchmesser von 20 cm wurden negativ geladen und Bürstenentladungen, die mit geerdeten Elektroden unterschiedlichen Durchmessern daraus gezogen wurden).

Funken aus einzelnen isolierten Gewinden konnten Wasserstoff in Luft über 2 kV entzünden, aber Methan in der Luft wurde nicht bei bis zu 5,5 kV entzündet. Es wurde der Schluss gezogen, dass gemeinsame Lösungsmitteldämpfe (mit MIEs, die Methan ähnlich sind) nicht durch Bürsten- oder Funkenentladungen von FIBCs entzündet werden, die isolierte Fäden enthalten. Denn bei Pulverentleerungsversuchen konnten auf solchen FIBCs aufgrund von Corona-Entleerungsverlusten maximal 3,5 kV erzeugt werden. 3,5 kV ist viel zu niedrig für Bürstenentladungen und weniger als die 5,5 kV, die für Funken benötigt werden, die Methanluft entzünden können. Dies impliziert, dass es keine Gefahr wäre, diese ungeerdete Art von FIBC in den meisten brennbaren Gas-/Dampfatmosphären zu verwenden.

Funken aus miteinander verbundenen Fadenmatrizen konnten Methan in luftüber 5 kV entzünden und Pulverentleerungsversuche zeigten, dass bis zu 6 kV auf dem ungeerdeten Gewindesystem erzeugt werden konnten. Daher konnte diese Art von FIBC nicht sicher in typischen brennbaren Dampfatmosphären ungeschminkt eingesetzt werden.

Rogers [1991] :

Das Papier untersuchte zunächst die verschiedenen Arten der Entladung, die von FIBCs möglich sind, und schlug vor, dass 10 mJ die maximale effektive Energie einer Füllstoffbürstenentladung ist (keine Bezugnahme auf die MIE-Prüfmethode). Dieser Bereich des Papiers war weitgehend mit anderen zeitgenössischen Meinungen einverstanden. Als nächstes wurden die Vorteile und Gefahren antistatischer FIBCs erörtert. Artikel:

Frühe Designs antistatischer FIBCs beinhalteten Systeme von Metallfäden, die in das Gewebe eingewoben waren. Diese führten zu zusätzlichen Gefahren, indem sie gelegentlich Funkenlücken zerbrachen und bildeten. Polypropylen-Gewinde, die mit einem antistatischen Farbtum beschichtet waren, zeigten im Laufe der Zeit einen Abbau und die Beschichtung konnte in das Produkt auslaugen und eine Kontamination verursachen. Ein weiteres Design mit einem dünnen metallischen Folienfutter wurde in Tests gezeigt, dass es anfällig für Bruch des Futters während des Faltens ist, was zu großen isolierten leitfähigen Bereichen führt und gefährliche Funkenentladungen erzeugt. Die effektivste Art von FIBC war ein Polypropylen-Typ, der leitfähige Fäden enthält. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Variationen in diesem grundlegenden Design.

Die verschiedenen Arten der Ladungsneutralisierung durch leitfähige Fäden wurden diskutiert. Die Diskussion war sehr ähnlich zu der von Wilson [1989] gemacht .

ICI führte Tests an einem bestimmten Design von FIBC mit leitfähigen Fäden durch und zeigte, dass die vorgesehene Aufladung nicht groß war, ein brennbares Gas mit MIE von 0,2 mJ auch dann nicht entzündet werden konnte, wenn der FIBC ungeerdet war. „Große“ Ladungsdichten wurden beim Fräsen von Polymermaterial oder in der pneumatischen Förderung berücksichtigt. Das Gewebe des leitfähigen Gewindes war entscheidend, um dieses Ergebnis zu erzielen, und die Fäden mussten über die Oberfläche des Gewebes herausragen. Diese Feststellung wurde mit früheren Arbeiten von Wilson und anderen verglichen. Es wurde hervorgehoben, wie wichtig es ist, Erdungsfehler zuzulassen, was darauf hindeutet, dass dies über die Befüll- oder Entleerungseinrichtungen und nicht durch manuelle Befestigung erfolgen soll. Die ICI-Arbeit wurde später im Journal of Electrostatics [Nelson et al. 1993] veröffentlicht.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass bestimmte FIBC-Designs, die leitfähige Fäden enthalten, sicher ohne Erdung verwendet werden können, aber nur, wenn eine bestimmte Anzahl, Abstände, Widerstand, Kapazität und Gewebekonstruktion angenommen werden. Der jüngste verfügbare Bericht [Nelson et al. 1993] impliziert, dass weitere umfassende Tests noch erforderlich sind, um dies zu überprüfen.

Ebadat und Cartwright [1991] :

Experimente wurden mit 100% Polypropylen FIBC und zwei Arten von FIBC mit leitfähigen Fäden durchgeführt. Der Umfang der Testarbeiten und Ergebnisse hat Wilson praktisch dupliziert, [1989] obwohl letzteres weder erwähnt noch diskutiert wird.

Dahn et al [1991] :

Experimente, die in einem 100% Kunststoff FIBC von den Abmessungen 2,6 m hoch und 1,6 m Quadrat durchgeführt wurden, zeigten, dass während der Beladung mit 2200 lb hochwiderstandspulver ein plötzlicher Rückgang der Feldstärke über dem Pulverhaufen herrschte, als der FIBC etwa halb voll war. Dies wurde als Beweis für eine Füllstoffbürstenentladung genommen, da das Feld über der Mitte des Haufens gemessen wurde. Einige theoretische Beweise wurden auch zitiert, dass der FIBC-Radius groß genug war, um dieses Phänomen auftreten zu lassen. In separaten „Schrägrutsche“-Triboladeexperimenten zeigte sich, dass das Pulver im Vergleich zu anderen getesteten Pulvern ein ungewöhnlich hohes Ladungs-Massen-Verhältnis (2 °C/kg) aufweist (typischerweise 0,2-0,6 °C/kg).

In den Schlussfolgerungen dieses Verweises wird das experimentelle Ergebnis in Bezug auf Füllstoffbürstenentladungen unterstrichen. Die Schlussfolgerung könnte gezogen werden, dass es möglich erscheint, dass Füllstoffbürstenentladungen während des Ladens großer FIBCs mit hohen Laderaten auftreten können. Dies würde darauf hindeuten, dass eine Zündung während der Beladung leicht entzündbarer Pulver oder bei groben Pulvern, die eine leicht entzündliche Fließfraktion enthalten, möglich sein könnte.

Es wurde empfohlen, auch geerdete FIBCs nicht in Gegenwart von brennbaren Lösungsmitteln oder Dämpfen zu verwenden.

Abbildung 3: Glor-Bruderer-Klassifikation

Glor-Bruderer Classification

Bruderer [1992] :

Dieses Papier ähnelte dem früheren von Glor [1989b] mit etwas zusätzlichem Material. Eine überarbeitete Version wurde später veröffentlicht [Bruderer 1993] .

  1. Füllstoffbürstenentladungen sind unwahrscheinlich, wenn die Pulvermasse auf eine nominelle 1 m3 (35 ft3)begrenzt ist.
  2. Propagierende Bürstenentladungen entwickeln sich nicht, wenn die Ausfallspannung der Beutelwand 4kV nicht überschreitet. Dies wurde in einer Reihe von Tests bestätigt.
  3. Alle Pulver mit MIE weniger als 10 J (10000 mJ) gelten als explosiv.
  4. Entzündbare Dampfatmosphären werden erwartet, wenn eine Flüssigkeit mit einem Flammpunkt unter 55°C vorhanden ist.
  5. Pulver in FIBCs müssen einen Lösungsmittelgehalt von weniger als 1wt% aufweisen.

Unter Bezugnahme auf Abbildung 3 sind FIBCs vom Typ „A“ (ohne Erdungselemente und unbegrenzte Wandbruchspannung) nur für nicht explosionsgefährdete Pulver (z. B. Pellets oder Metalloxide) in nicht brennbaren Umgebungen anwendbar. Typ „B“ FIBCs mit der maximalen Pannenspannung von 4 kV eignen sich in „nur Pulver“-Umgebungen.

Der universelle Typ „C“ FIBC enthält einen maximalen Gesamtbodenwiderstand von 100 MO von jedem Punkt bis zum Boden, einschließlich der Hebegurte. Es erfordert mindestens eine deutlich markierte Erdungslasche. Die Lösungsmittelkonzentration des Pulvers muss auf 1 Gew.-% oder weniger begrenzt werden.

Luttgens [1992] :

In diesem Papier wurde die Vermehrung von Bürstenentladungen als haupthebegase Gefahr für FIBCs erörtert. Elektrisch leitfähige FIBCs sollten von jedem Punkt aus einen Bodenwiderstand von weniger als 108 Ohm aufweisen. Bei der Messung wird eine kreisförmige Elektrode mit einem Durchmesser von 5 cm verwendet. Bei 100% Kunststoff-FIBCs kann die Ionisierung über dem geladenen Pulver Ladung auf die Innenwände übertragen und verschiedene Mechanismen (einschließlich Ionisation) können eine elektrische Gegenladung an die Außenseite des Gewebes übertragen, wodurch eine elektrische Doppelschicht (Kondensator) über die Wand entsteht. Auf diese Weise befindet sich ein großer Teil der auf die FIBC übertragenen Ladung in der Wanddoppelschicht.

Beschreibungen wurden von Lochlöchern und Pulvermustern gegeben, die auf verwendeten FIBCs gefunden wurden, die auf die Vermehrung von Bürstenentladungen hindeuten. Geschmolzenes Material an der Innenseite der Lochlöcher war ein weiterer Hinweis auf einen elektrischen Ausfall. Diese Art der Entladung, die als einzige realistische Zündquelle für Pulver und die Lochlöcher galt, wurde ferner als Kontaminationsquelle für sterile Pulver angesehen. Funkenentladungen von Menschen wurden nicht energetisch genug, um Pulver zu entzünden.

(der Autor teilt diese letzte Meinung nicht mit Dr. Luttgens)

Wenn die Wand eine Ausfallspannung von 4 kV oder weniger hat, treten keine sich ausbreitenden Bürstenentladungen auf. 4 kV ist in der Lage, eine 30-Mikron-Folie aus Polyethylen zu durchsonieren, daher ist diese Polyethylendicke sicher für die Auskleidung des porösen Außengewebes von Polypropylen-FIBCs. Überschreitet die Pannenspannung leicht 4 kV (z.B. schlechte Qualitätskontrolle bei der Linerdicke), besteht keine Gefahr einer Pulverzündung, da die Entladungen in der Nähe ihrer minimalen Auslösespannung schwach sind.

Wenn FIBCs in brennbaren Gas-/Dampfatmosphären eingesetzt werden, können zwei Ansätze verwendet werden, um Bürstenentladungen zu vermeiden:

1) Antistatische Behandlungen auf beiden Seiten des Gewebes

2) Weben leitfähiger Fäden in der Kettung und Füllung

Wenn FIBCs beider Typen wiederverwendet werden, können diese Systeme kompromittiert werden. Antistatische Behandlungen können das Produkt abnutzen, auflösen oder kontaminieren. Leitfähige Fäden können brechen und eine erhöhte Gefahr von Funkenentladungen verursachen. Es liegt in der Verantwortung des Anwenders, dafür zu sorgen, dass FIBCs elektrostatisch sicher sind und zuverlässig geerdet sind.

Es wird ein Auswahlprotokoll für FIBCs in Bezug auf Produkt und Umgebung gegeben, das in weiten Teilen mit den oben genannten Glor-Bruderer-Kriterien identisch ist. Der einzige zusätzliche Vorbehalt ist bei Shaped Flexible Liners, die immer zu dick sind, um das 4-kV-Kriterium zu erfüllen und daher leitfähig sein müssen.

Wurr [1992] :

Dieses Papier sprach sich für ein spezielles FIBC-Design (ECOTAINER LF) von Wurrs Firma (EUREA) aus. Es wurde eröffnet, indem die Mängel der topischen antistatischen Behandlungen überprüft wurden, die die Verwendung von FIBC auf eine Hin- und Rückfahrt beschränkten. Das traditionelle Problem des Bruchs von leitfähigen Fäden wurde in Betracht gezogen, und es wurde eine Teillösung gegeben, um die Zugfestigkeit durch Spinnen von Stahlfasern in Garne aus Polyester oder Polyamid zu erhöhen. Diese Fäden wurden dann in die Kett- oder Schussform eingewoben. Dies führte jedoch zu einem Recyclingproblem, da die FIBC Metall enthielt.

Um diese Probleme zu vermeiden, wurde ein hochelastisches leitfähiges Polypropylen (PP)-Gewinde empfohlen. Die Elastizität ( > 40%) der rußschwarz geladenen Gewinde übertrafen die typischen FIBC-Gewebe aus Polypropylen (18-22%). Die Fäden wurden in Kett und Schuss mit einem Gitter unter 20 cm2 gewebt, das die „leitfähigen“ Bestimmungen der DIN 53482 erfüllte (Widerstand mit einer Elektrode mit 5 cm Durchmesser getestet, so dass diese Elektrode immer ein leitfähiges Gewinde berührt). Zusätzliche Gewinde sorgten für ein vollständig leitfähiges System inklusive Auslauf und Schlingen. Das Design umfasste Testzertifikate für jeden FIBC und gut markierte Bodenverbindungen. Die < 108 Ohm Bodenresistenz wurde von jedem Punkt auf der FIBC erreicht. Tests ergaben 104 Ohm typisch.

Für (FDA) lebensmitteltaugliche Produkte, bei denen der Kontakt mit Ruß verboten ist, zeigten Tests, dass ein 20-Mikron-weißes Polyethylen-Futter in der Lage war, bei dieser Art von FIBC statisch abzuleiten. EUREA durchgeführt

Tests, um zu beweisen, dass mehrere Fahrten (70 Zyklen mit Überlastkapazität) nicht zu einer Verschlechterung der leitfähigen Eigenschaften der kohlenstoffbelasteten PP-Gewinde führten.

Veröffentlichte Verhaltenskodizes

Empfehlungen zur Verwendung durch die FIBC wurden von der British Standards Institution in BS 5958 (1991) veröffentlicht. Die Norm legt Pulver-MIEs fest, unterhalb derer Personalerdung eingesetzt werden sollte und unter denen 100 % Kunststoff-FIBCs nicht für die Pulverhandhabung in der Luft verwendet werden sollten. Diese MIE-Grenzwerte betragen jeweils 100 mJ bzw. 25 mJ nach dem in BS 5958 beschriebenen Prüfverfahren. Die erste Einschränkung ist sehr konservativ, da es unwahrscheinlich ist, dass das Personal jemals solche energetischen Zündquellen sein wird. Im letzteren Fall sagt der Standard, dass Entladungen, die während der Verwendung von 100% Kunststoff-FIBCs auftreten, Pulver mit MIE weniger als 25 mJ entzünden können. Der Autor geht davon aus, dass dies in Bezug auf die Möglichkeit von Füllstoffbürsten während der FIBC-Füllung steht, da eine Pulverzündung durch Bürstenentladung (z. B. von den Beuteloberflächen) nicht nachgewiesen wurde. Aufgrund der Vielfalt der FIBC-Designs und der Entwicklung neuer Konzepte wie koronabegrenzt begrenzter Gewindespannung ist der breite Versuch, FIBC-Beschränkungen in BS 5958 zu beschreiben, von geringem praktischen Nutzen.

Multi-Company-Testprogramm

Gibson [1992] lud US-Unternehmen ein, sich an einem europäischen Testprogramm zum Design und zur Verwendung von FIBC zu beteiligen (Gibson ist Berater des UK Board of Trade and Industry und des British Material Handling Board). Der EWG wurde ein Vorschlag zur Finanzierung eines FIBC-Testprogramms unterbreitet. Dies wurde von britischen und europäischen FIBC Manufacturers Associations unterstützt.

Der Vorschlag erkannte an, dass 70-80% der in der Industrie verwendeten Pulver brennbar sind und dass die FIBC in der Lage ist, eine relativ große Wolke zu erzeugen. Die Zündung dieser könnte zu zerstörerischeren Sekundärexplosionen führen. Es ist selten möglich, normale Explosionsschutztechniken auf FIBC-Entleerungsvorgänge anzuwenden, stattdessen müssen Zündquellen beseitigt werden.

Ziel des Testprogramms war es, die statischen Gefahren im Zusammenhang mit der Konstruktion und Verwendung von FIBC zu ermitteln und unnötige Nutzungseinschränkungen zu vermeiden. FIBCs bieten Vorteile gegenüber Fässern und Säcken in Bezug auf Toxizität und Umweltschutz. Das Testprogramm sei wertvoller als das einzelner Hersteller, da diese auf bestimmte Produkte beschränkt seien und nicht zu Richtlinien führen würden. Das Forschungsprogramm würde zu Leitlinien für ein sicheres FIBC-Design führen, das Risikoniveau im tatsächlichen Betrieb quantifizieren und zu internationalen Richtlinien und Standards führen. Es wurden vier Themenbereiche für die Studie vorgeschlagen:

  • Baumethoden für FIBCs
  • Einhenbarkeit von Einleitungen aus FIBCs
  • statische Werte im industriellen Betrieb
  • Erstellung von Leitlinien für den sicheren Bau und die Verwendung von FIBCs

Schlussfolgerungen

Allgemeine Überlegungen zum FIBC-Design

(1) Ein Problem mit mehreren Ausführungen von antistatischem FIBC ist ein möglicher Ausfall des Erdungssystems, das zu Funken im Bereich des Auslaufs führen kann. Dies ist äußerst gefährlich beim Beladen in eine brennbare Atmosphäre, da in der brennbaren Zone am Füllanschluss Funken entstehen können. Fehler können auf Herstellungsfehler, Bedienerfehler oder die Deaktivierung des Erdungsclips durch nichtleitende Ansammlungen wie Lack oder Zahnfleisch zurückzuführen sein. Dieses Problem kann durch die Ausdehnung des antistatischen Bereichs auf die Hebegurte gemildert werden, so dass bei ordnungsgemäßer Installation die FIBCs automatisch über das Hebesystem geerdet werden. Es muss sichergestellt werden, dass Gummireifen an Gabelstaplern und ähnlichen Bodendiskontinuitäten im Voraus gründlich bewertet werden und ein positives Bodenanzeigersystem in Betracht gezogen werden könnte. Ein von Ciba-Geigy empfohlenes Erdungskriterium ist ein maximaler Widerstand von 100 Megohm zu Boden von jedem Punkt auf der FIBC (mit vorgeschriebener Testelektrode).

  • Antistatische FIBCs, die eine metallisierte Folie (z. B. einen vakuumalisierten Polypropylen-Innenschuh) enthalten, haben besondere Vorteile bei der Reduzierung der Übertragung von Feuchtigkeit und Dampf. Der Verlust der Erdung ist jedoch aufgrund der relativ hohen Kapazität des Systems und der minimalen Ladungsableitung über Diekoronentladung, wie es bei feinen leitfähigen Fäden der Fall ist, besonders gravierend. Auch die teilweise Anwendung des Films (nur Auslauf oder nur Auslauf plus Boden) trägt nichts für die statischen Eigenschaften der verbleibenden FIBC-Wände bei.
  • Antistatische FIBCs, die Systeme leitfähiger Gewinde enthalten, erweisen sich in Europa als am weitesten verbreitet. Bei bestimmten isolierten Gewindekonstruktionen wird die Ladung des Gewebes durch Corona-Entladung begrenzt, obwohl das Gewindesystem nicht geerdet ist. Es wurde festgestellt, dass dies die Potenziale stark reduziert, obwohl die Entladung nicht unter 2-3 kV aufrechterhalten werden kann und das Potential sich bei etwas über diesem Wert selbst begrenzend wird. Es gibt Hinweise darauf, dass gewöhnliche Lösungsmitteldämpfe in der Luft nicht durch bestimmte isolierte Gewindekonstruktionen entzündet werden, obwohl Wasserstoff und andere empfindliche Gase entzündet werden können. Bei vernetzten Gewindekonstruktionen benötigen die FIBCs erdungpflichtige Inflammion in brennbaren Gas-/Dampfatmosphären.
  • Große und offensichtliche Erdungsanweisungen sollten auf die FIBC-Wand gedruckt werden, damit bediener keine Erdungsclips an Metallringe oder andere Befestigungen an Hebesystemen usw. anschließen, wie berichtet [private Mitteilung von R. Mancini].

(2) Vollständig leitfähige FIBCs sind den meisten antistatischen Typen überlegen, da Diskontinuitäten in der internen Erdungsanordnung nicht möglich sein sollten. Leitfähiger Kunststoff kann leicht auf die Schlingen aufgebracht werden, um ein vollständig leitfähiges System zu geben. Probleme bei der betrieblichen Erdung bleiben bestehen, sind aber aufgrund der elektrischen Kontinuität des Hebe- und Hebesystems etwas unwahrscheinlicher. Sollte eine manuelle Erdung erforderlich sein, sollte ein sehr robustes und gut markiertes Terminal vorgesehen werden. Für den kritischen Einsatz in brennbaren Atmosphären könnte ein positives Bodenindikatorsystem in Betracht gezogen werden.

  • Zwei Probleme mit vollständig leitfähigen FIBCs sind die Kompatibilität (und möglicherweise die FDA-Zulassung) des leitfähigen Additivs und die Kosten. Erstere könnten durch ein kompatibles, dünnes Innenfutter angegangen werden, sofern Tests zeigen, dass dies sicher ist. Letzteres kann zwar durch Mehrfachnutzung reduziert werden, dies kann sich jedoch nachteilig auf die Produktqualität auswirken.

(3) In vielen Anwendungen sollten kleinere FIBCs (300-500 kg) sicherer sein als größere FIBCs (bis zu etwa 1000 kg). Letztere führen die Möglichkeit von Füllstoff-Bürstenentladungen während des Beladens ein, unabhängig davon, ob der FIBC geerdet ist oder nicht. Andere Probleme wie Staubwolken, Lufteinschließungen und FIBC-Explosionen können durch die größere Kapazität vergrößert werden.

(4) Alle FIBC-Typen sind in der Lage, während der Entleerung erhebliche Luftmengen mit dem Pulver zu veranlassen. Dies kann lokal brennbare Volumina in inerted Behältern produzieren und auch brennbaren Dampf aus dem Behälter verdrängen, insbesondere wenn das Tankentlüftungsrohr unterdimensioniert ist. Im Idealfall sollte bei entzündlichen Atmosphären die Verwendung eines Zwischenbehälters und eines Drehventils, wie von ESCIS beschrieben, [1988] in Betracht gezogen werden. Das letztgenannte System kann mit einer separaten Inertgasversorgung ausgestattet werden.

Operator Erdung

  1. Ungeerdete Bediener, die 100% Kunststoff-FIBCs verwenden, laufen besonders Gefahr, durch Induktion aus dem großen angrenzenden Bereich des geladenen Kunststoffs belastet zu werden. Beachten Sie, dass in der Nähe großer FIBCs dieses Typs elektrische Felder von mehr als 1000 kV/m gemeldet [Dahn 1991] wurden. Dies kann zu einer Gefahr der Pulverzündung durch Funken vom Bediener bis zum Boden führen (beachten Sie, dass 100% Kunststoff-FIBCs nicht in brennbaren Gas-/Dampfumgebungen verwendet werden dürfen). Es gibt keine allgemeine Übereinstimmung über die MIE von gefährdeten Pulvern. Der britische Standard 5948 empfiehlt eine personale Erdung von Pulvern mit MJE unter 100 mJ. Shell empfiehlt dies zu tun, wenn die MIE eines Pulvers unbekannt ist oder weniger als 50 mJ [Walmsley 1992] beträgt. Der Verfasser hält das 50-mJ-Kriterium aufgrund der sehr konservativen Annahmen des British Standards Committee für vernünftiger.
  2. Bediener sollten in brennbaren Gas-/Dampfumgebungen geerdet werden, unabhängig davon, ob FIBCs verwendet werden oder nicht. Die Zone, für die die Erdung vorgeschrieben ist, kann auf die gleiche Weise wie die elektrische Klassifizierung und andere Bereiche angegeben werden, die für den Durchgangsverkehr definiert sind.
  3. Die beste Art des Personalerdungsystems hängt von der Art des Betriebs ab, da, wenn schlechte Haushaltsführung oder Lack führt zu kontaminierten Böden, leitfähige oder antistatische Schuhe nicht funktionieren. Für saubere Umgebungen haben sich Geräte wie die Legge „Heelstat“ bewährt, da sie im Gegensatz zu antistatischen Schuhen nicht ausschließlich von einer Person getragen werden müssen. Der „antistatische“ geerdete Bediener sollte einen totalen Bodenwiderstand im Bereich 105-108 Ohm (einschließlich Bodenbelag) haben. Geringere Widerstände im „leitfähigen“ Bereich < (105 Ohm) sind nur für empfindliche Gase notwendig und könnten im Fehlerfall eine personelle Schockgefahr durch angetriebene Geräte darstellen. Die meisten Geräte zum Erdungsen des Handgelenks oder Beins haben einen eingebauten 1 Megohm-Widerstand, um solche Stöße zu vermeiden.

Staubsaugen

  1. Das Vakuumieren wird häufig verwendet, um FIBCs zu leeren. Es wird empfohlen, leitfähige Vakuumschläuche zu verwenden, um sowohl die Zündung von brennbaren Pulvern als auch die Belästigungsdämpfer des Personals zu vermeiden. Diese Schläuche sind aus leitfähigem Kunststoff gefertigt und sind nicht anfällig für Stoßgefahren oder Aufhauchungen aus dem Gewebe, die bei nichtleitenden Schläuchen auftreten können. Obwohl bei Pellets in der Luft keine Zündgefahr besteht, können leitfähige Schläuche spezifiziert werden, um belästigungsgefährdete Stöße zu vermeiden.

Pulver in brennbaren Gas-/Dampfatmosphären (einschließlich lösungsmittelnasser Pulver)

  1. Es kann unsicher sein, FIBCs jeglicher Art in Gegenwart von brennbaren Gasen und Dämpfen zu verwenden, es sei denn, die brennbare Atmosphäre wird ordnungsgemäß kontrolliert. 100% Kunststofftypen geben Bürstengefahren, die nicht vermieden werden können, sowie die Möglichkeit von Füllstoffbürsten und sogar Vermehrungsbürsten. Ihre induktive Wirkung auf ungeerdete Leiter und Menschen in der Nähe (Funkengefahren) ist größer als andere Arten von FIBC. Sie können auch Funkengefahren geben, wenn sie nasse Flecken auf dem Stoff haben. Antistatische und leitfähige FIBCs können geerdet werden, um statische Entladungen zu verhindern. Jeder Herstellungsfehler oder Betriebsfehler bei der Herstellung der Erdung kann jedoch katastrophal sein. Zündung, Brand und Bedienerverletzungen haben unannehmbar hohe Wahrscheinlichkeiten für einen einzelnen Ausfall, insbesondere wenn der FIBC in einen brennbaren Flüssigkeitstank entlädt.
  2. Die Gefahren könnten grundsätzlich durch den Einsatz leitfähiger FIBCs, die über leitfähige Hebegurte geerdet sind, erheblich gemildert werden. Alternativ oder zusätzlich können Bodenindikatoren auf einem unabhängigen manuell aufgebrachten Boden verwendet werden. Eine gründliche Schulung des Personals und die Erdungdesprüfung des Erdungssystems wären von wesentlicher Bedeutung. Dies stellt das Problem der Beratung von Kunden bei der sicheren Verwendung von FIBC dar.
  3. Experimente von Wilson [1989] legten nahe, dass ein bestimmtes antistatisches FIBC-Design mit isolierten leitfähigen Fäden, die durch 20 mm getrennt sind, Bürstenentladungen erfolgreich unterdrücken würde, während es nicht in der Lage wäre, genügend Funkenenergie auf den Gewinden zu speichern, um gängige Lösungsmitteldämpfe in der Luft zu entzünden, obwohl der FIBC ungeerdet ist. Diese Schlussfolgerung beruhte jedoch auf Entleerungstests, die eine bestimmte Laderate ergaben, die durch Koronaentladung aus den Fäden teilweise neutralisiert werden konnte. Bei einer höheren Laderate könnte eine höhere Spannung erzeugt worden sein, und die Allgemeingültigkeit des Ergebnisses ist ungewiss.
  4. Experimente von ICI [Rogers 1991, Nelson et al. 1993] unterstützen die von Wilson. Es gibt Hinweise darauf, dass bestimmte antistatische FIBCs, die isolierte Gewinde enthalten, an sich sicherer sein können, sofern präzise Konstruktionsmerkmale für Gewindenummer, Abstand, Widerstand, Kapazität und Gewebe übernommen werden und ungewöhnlich empfindliche Gasgemische nicht beteiligt sind. Die jüngste Entwicklung von leitfähigen (kohlenstoffschwarz belasteten) Polypropylen-Gewinden hat die Zuverlässigkeit antistatischer FIBCs vom Standpunkt des Gewindebruchs aus verbessert. EUREA behauptet ein zuverlässiges Design, das die FDA-Anforderungen aufgrund eines dünnen nativen PE-Futters erfüllen kann.

Pulver nur in der Luft

  1. Aufgrund des Potenzials für Erdungsfehler ist es besser, einen 100% Kunststoff FIBC für den Umgang mit trockenen Pulvern allein zu wählen. Dadurch werden Funkengefahren durch die FIBC selbst eliminiert. Bürstenentladungen aus dem Gewebe können keine Pulver entzünden und sind kein Problem. Es bleiben Probleme durch Füllstoffbürsten aus dem Produkt während des Ladens, Vermehrung von Bürsten während des Entladens und verschiedene Funkenquellen.
  2. Es kann eine bestimmte Größe von FIBC geben, über der pulverförmige Zündung während der Beladung über das Phänomen der Füllstoffbürstenentladung möglich sein kann, ohne dass brennbares Gas/Dampf vorhanden ist. Diese Möglichkeit wurde bisher in Bezug auf die FIBC-Größe, die normalerweise nicht als Variable betrachtet wird, nicht erkannt. Bis mehr bekannt ist, wird angenommen, dass diese Möglichkeit für FlBCs unter etwa 1,5 m3 Volumen (bis etwa 500 kg) nicht besteht und als FIBC-Kapazität auf etwa 1000 kg ansteigt. Es ist nur für die Zündung von Feinpartikeln mit MIE unerlänslich geringer als bei Lycopodium (Clavatum) oder gröberen Pulvern relevant, die eine signifikante Feinflämchenfraktion mit einer MIE enthalten, die nominell kleiner ist als die von Lycopodium. Wie im Text erläutert, vermeidet dieser Ansatz einige der Probleme, die mit der Vielzahl der derzeit angewandten MIE-Testmethoden verbunden sind.
    • Da dieses Phänomen nur durch Füllstoffe großer Haufen geladenen Pulvers auftritt, konnte die Zündung bei großer FIBC > (1,5 m3) Füllung mit empfindlichen Pulvern nach dem Aufblasen des FIBC mit Stickstoff statt Luft durchgeführt werden. Anschließend konnte ein anschließendes Entleeren empfindlicher Pulver in ein inerisiertes System erfolgen. Beachten Sie, dass es keine bekannten Fallgeschichten von Zündungen über diesen Mechanismus gibt.
  3. Sofern Füllstoffbürstenentladungen durch den Einsatz kleinerer FlBCs vermieden werden, können aufgrund von Vermehrungsbürsten und Funken, die beide Pulver in der Luft entzünden können, weiterhin Gefahren bestehen. Erstere können durch die Angabe einer maximalen 4 kV Ausfallspannung für die FIBC-Wand vermieden werden. Funken können durch Bediener- und Geräteerdung vermieden und FlBCs trocken gelagert werden, so dass nasse Flecken nicht als Funkenquellen fungieren können.
    • Für die Anwendung des 4-kV-Kriteriums ist eine spezifische Prüfmethode erforderlich. Das In der Literatur üblicherweise angegebene Kriterium macht nicht deutlich, wie der Test durchgeführt werden soll. Während einige Autoren das Kriterium nur auf den FIBC-Liner anwenden (vorausgesetzt, das äußere Gewebe ist porös), wird in der Regel auf die FIBC-Wand bezuggenommen (Außengewebe plus Liner).
    • Das 4-kV-Kriterium kann nicht streng auf Pulver angewendet werden, die überlegene Feuchtigkeitsbarrieren erfordern, da die Linerdicke in der Regel auf ca. 1 mio. begrenzt ist. Aufgrund des Auftretens schwacher Entladungen für etwas größere Abbauspannungen könnte es möglich sein, dickere Liner zu verwenden, aber dies ist derzeit ein „grauer“ Bereich, da die effektive Energie solcher Entladungen experimentell schwer zu beurteilen ist.
    • Was die Vermehrung von Bürstenentladungen aus FIBCs betrifft, so ist es bezeichnend, dass solche Entladungen nach einer der vielen experimentellen Pulverentleerungstests, die durchgeführt wurden, nicht gemeldet wurden. Dies deutet darauf hin, dass die Entladung selten auftritt. Ein weiterer Punkt ist, dass die vorhandenen Beweise für solche Einleitungen (wie diskutiert) in der Beobachtung von Lochlöchern in den Auslaufmengen gebrauchter FIBCs liegen. Es muß festgestellt werden, ob diese tatsächlich auf vermehrende Bürsten und nicht auf winzige dünne Flecken in den Auslaufen zurückzuführen waren, die einen Abbau bei einer niedrigeren Spannung, vielleicht 2-4 kV, ermöglichten. Wenn das Phänomen tatsächlich nicht auftritt, kann ein wichtiges Problem mit 100% Kunststoff-FIBCs verworfen werden.

Nicht brennbare Pulver

  1. Diese umfassen granulierte und einige grob granuläre brennbare Materien sowie jedes Pulver, das als nicht brennbar identifiziert wird. Für den Lufttransfer sollten sie normalerweise in 100% Kunststoff-FIBCs behandelt werden.
  2. Diese Pulver können in brennbaren Gas-/Dampfatmosphären ebenso wie brennbare Pulver eine statische Gefahr darstellen. Der wesentliche Unterschied ist, dass das Gas/Dampf über seiner LFL liegen muss, anstatt einen Bruchteil davon auch, PersonalLadung und Schock-Gefahren sind ähnlich.
  3. Eine mögliche Gefahr der Handhabung von grobem Granulat und Pellets in der Luft ist ein Personalschock von den Seiten eines 100% Kunststoff-FIBC, insbesondere während oder kurz nach dem Befüllen. In diesem Fall kann es behoben werden, indem das 4-kV-Kriterium für Wandausfallspannung verwendet wird. Andere Maßnahmen wie die von Blythe und Reddish beschriebene interne Entladungselektrode [1979] wären normalerweise unpraktisch, da nach dem Einschließen des Füllauslaufs keine verfügbare Öffnung vorhanden ist.

Auswirkungen der Produktqualität auf statische

  1. Wenn die Ausfallspannung eines Liners überschritten wird, kann eine statische Entladung zu einem Loch führen. Das Auftreten von Lochlöchern in FIBC-Linern kann einen erheblichen Einfluss auf die Produktqualität haben, insbesondere bei Produkten, die hygroskopisch oder anderweitig feuchtigkeitsempfindlich sind. Pinholes können auch beim Befüllen von kunststoffgefütterten Faserbehältern gebildet werden.
  2. Bei Verdacht auf dieses Phänomen kann eine Untersuchung der gebrauchten Containerliner durchgeführt werden. Wenn Lochlöcher gefunden werden, können Tests durchgeführt werden, um ihre Auswirkungen auf die Feuchtigkeitsdurchlässigungsrate oder andere Maßnahmen zu beheben. Mögliche Abhilfemaßnahmen können Änderungen am Füllsystem zur Reduzierung der Triboelektrifizierung, die Erhöhung der Linerdicke oder die Verwendung eines geeigneten Neutralisationssystems in der Nähe der Ladestelle sein.

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