Elektrostatische Aufladung beim Versprühen von Wasser – Untersuchung praxisrelevanter Prozesse bei der Reinigung kleiner und mittelgroßer Behälter

Der Prozess des Versprühens der hoch leitfähigen Flüssigkeit Wasser gilt als stark ladungserzeugend. In explosionsgefährdeten Bereichen ist die von Wasserstrahlen und -sprühnebeln ausgehende elektrostatische Zündgefahr sicherheitstechnisch zu bewerten. Grenzwerte der Flüssigkeitsstrahler und Behältermaße sind in der TRGS 727 und der IEC TS 60079-32-1 angegeben und dienen der Prävention elektrostatischer Zündgefahren. Die Grenzwerte stammen primär aus den im Jahre 1983 von L. Post et al. angestellten Messungen und entsprechen den damaligen Leistungsgrenzen der Flüssigkeitsstrahler und den verwendeten Behältern. Es ist ungeklärt, ob die Überschreitung der Grenzwerte eine elektrostatische Zündgefahr darstellt. Um dem technischen Fortschritt zu genügen, ist eine Klärung der Wissenslücke notwendig. Ziel des Projektes ist es, die Parameter zu identifizieren, die den Prozess der Ladungstrennung maximieren und zu ermitteln, welchen Einfluss die räumliche Begrenzung des Behälters aufweist. Dafür potenziell geeignete Messtechniken sind auf ihre Eignung in Wassersprühnebeln hin zu prüfen und deren Einsatzbeschränkungen zu bestimmen. Anhand der Messungen elektrostatischer Größen ist die folgende Fragestellung zu beantworten: Ergeben sich elektrostatische Zündgefahren beim Versprühen von Wasser in explosionsgefährdeten Bereichen, wenn die dafür aktuell geltenden Grenzwerte der Flüssigkeitsstrahler und Behältermaße überschritten werden? Zunächst erfolgten Messungen in einem 1 m³ Behälter, der als Modellanordnung diente. In Absprache mit den Kooperationspartnern konnten die Messungen auf mittelgroße Behälter mit einem Volumen von bis zu 44 m³ ausgeweitet werden. Auf Grundlage der durchgeführten Messungen wurde die sicherheitstechnische Bewertung durchgeführt. Aus dieser sicherheitstechnischen Bewertung resultiert, dass der aktuell geltende Grenzwert des Pumpendrucks der Flüssigkeitsstrahler überschritten werden darf, ohne das direkt eine elektrostatische Zündgefahr besteht.PTB-Bericht M-