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Für Qualität und Sicherheit

Für Qualität und Sicherheit

Staubkontrolle

Im Gegensatz zu Materialverlusten, die normalerweise in der Nähe der Stelle verbleiben, wo das Material freigesetzt wurde, beeinflussen Schwebestäube den ganzen Betrieb. Wenn Staub erst einmal in die Luft freigesetzt worden ist, setzt er sich dort ab, wo immer ihn die Luftströmungen hintragen. Staub ist die Ursache vieler Gefahren, Unkosten, Probleme und Belastungen. Die Auswahl der besten Technologie für die Staubkontrolle zur Erfüllung der Anforderungen für einen Betrieb beginnt mit einem Überblick über das Material und über die Dimensionen des Übergabepunktes der Förderanlage.

FOG-Hochdruck-Sprühsystem

Großes Gefahrenpotenzial

Die größte von Stäuben ausgehende Gefahr ist die Belastung von Mitarbeitern und der Menschen in benachbarten Gebäuden und Geschäftsbetrieben. Ist das Material ­toxisch, karzinogen oder anderweitig gefährlich, kann der Umstand, dass es in der Luft schwebt, eine große Anzahl von Menschen gefährden. Eine weitere Gefahr bei Stäuben ist deren Neigung zu Explosionen. Materialien mit einem derartigen Potenzial sind z.B. Kohle und andere Brennstoffe. Sogar Materialien, die nicht entzündlich sind, wenn sie als Masse vorliegen, können in Form feiner Schwebestäube verbrennen. Zum Beispiel ist Aluminiumstaub entzündlich.

Wie durch Explosionen in Getreidesilos belegt, stellen Staubexplosionen ein Risiko dar. Folglich muss diese Gefahr unter allen Umständen minimiert werden. Bei vielen Stäuben ist eine abgelagerte Schicht in der Stärke einer Büroklammer – also nur 1mm – ausreichend, um eine Explosionsgefährdung hervorzurufen. Eine 6mm starke Schicht ist schon ein größeres Problem – groß genug, um einen ganzen Betrieb zu zerstören.

Viele Firmen bieten Produkte und Lösungen zur Ausschaltung der Explosionsfaktoren an, aber die Kontrolle der zündfähigen Stäube wird sowohl das Risiko einer Explosion reduzieren als auch die Wirksamkeit dieser Produkte erhöhen. Es liegt im Verantwortungsbereich der Betriebsinhaber und der Betriebsleitung, über die explosiven Eigenschaften der Materialien in den verschiedenen Zuständen Bescheid zu wissen, um das Potenzial für Explosionen auszuschließen.

Sicherheitsrisiken

Die Kontrolle von Stäuben und anderen entweichenden Materialien ist bei der Vermeidung von Arbeitsunfällen von Bedeutung. In jedem Werk, wo die Sicht und Zugänglichkeit durch Staub vermindert ist, besteht ein erhöhtes Risiko beim Betrieb von schwerem Gerät oder wenn Personal unterwegs ist. Das Vorhandensein von Staub macht seine Entfernung erforderlich, wodurch sich das Personal zwangs­läufig ­in die Nähe von Förderanlagen und anderen Verfahrenseinrichtungen begeben muss, was zu einer höheren Verletzungs­gefahr führt.

Verfahrenstechnische Probleme

Staub beeinflusst die Qualität eines Industriebetriebes und dessen Produktion. Er kontaminiert das Werk und möglicherweise sogar das Fertigerzeugnis. Staub setzt sich auf Instrumenten und Sensoren ab, er beeinträchtigt die Funktionsfähigkeit der Instrumente bei der Überwachung eines Verfahrens. In einigen Industriebetrieben ist der Materialstaub innerhalb des Verfahrens ein verunreinigender Stoff, der Ergebnisse beeinflusst.

Eine andere von Schwebestäuben ausgehende Gefahr fällt in die Kategorie Sachschaden. Da sich Schwebestäube auf jede Oberfläche innerhalb eines Betriebes absetzen, besteht die Gefahr massiver Korro­sionsschäden im gesamten Betriebsgelände. Schwebestäube werden in die Luftzufuhr von Motoren und Pumpen eingesogen und führen zu vorzeitigem Ausfall dieser Bauteile.


Staubentwicklung in einem Fördersystem

Die Messung von Staub

Zu den gängigsten Messmöglichkeiten gehören personenbezogene und standortspezifi­sche Staubmessgeräte, Opazitätsmessungen im Bereich des sichtbaren Lichts und Handmessgeräte zur elektronischen Staubmessung. Bei der einfachen standortspezifischen Staubmessung werden üblicherweise mehrere Behälter in einem staubbelasteten Bereich aufgestellt und für eine bestimmte Zeitdauer dort belassen. Bei der erweiterten standortspezifischen Staubmessung handelt es sich um eine Kombination des personenbezogenen und des einfachen standortspezifischen Staubmessgerätes, wobei hier ein Vakuum für die Luftförderung verwendet wird.

Das Messgerät wird für eine festgelegte Zeit aufgestellt. Die zur Analyse der Konzentrationen verwendete Methode ähnelt der bei der einfachen standortspezifischen Messung, aber diese Systeme sind viel präziser und spezifischer. Zur Messung der Partikelgröße stehen aufwendigere Geräte zur Verfügung. Sie sind zwar sehr genau, aber auch teuer und nicht tragbar. Diese Art Sensor könnte in einem Betrieb zur Überwachung eines bestimmten Bauteils eingesetzt werden.

Standardprüfmethoden

Trotz der je nach Region und Anwendung variierenden Methoden bei der Staubmessung, interessiert sich ein Betrieb dafür, wer die Staubmessungen durchführt und welche Methode dabei zur Anwendung kommt. So haben nationale und internationale Organisationen standardisierte Verfahren zur Staubmessung erarbeitet, die beispielhaft im Folgenden aufgelistet sind:

// ASTM D4532-97 (2003) Standard Test Method for Respirable Dust in the Workplace Atmospheres [Standard-prüfverfahren für einatembare Stäube in der Atmosphäre am Arbeitsplatz]

// DIN/EN 481 Arbeitsplatzatmosphäre: Festlegung der Teilchengrößenverteilung zur Messung luftgetragener Partikel

// ISO 20988 Air Quality – Guidelines for Estimating Measurement Uncertainty [Luftbeschaffenheit – Leitlinien zur Schätzung der Messunsicherheit]

Methoden der Staubkontrolle

Staubemissionen beim Materialtransport können durch ein ingenieurmäßig konzipiertes Übergabesystem, ein wirksames Abdicht­system, den Einbau eines Staubunterdrückungssystems und/oder die Verwendung eines effektiven Entstaubungssystems wesentlich reduziert werden. Der erste Schritt sollte die Minimierung der erzeugten Staubmenge sein. Während eine vollständige ­Beseitigung der Staubbildung unwahrscheinlich ist, sollte jede Änderung in der Konstruktion des Systems oder der Produk­tionstechnik in Erwägung gezogen werden, die zu einer Reduzierung der produzierten Staubmenge führt.

Wenn z.B. die vom herabfallenden Materialstrom im Aufprallbereich freigesetzte Energie vermindert werden kann, dann wird weniger Energie an das Material übertragen und es werden weniger Staubpartikel freigesetzt oder weggeweht. Zu den Methoden der Staubmengenreduzierung durch eine verbesserte Technik gehören unter anderem:

// Die Verkürzung der Fallstrecken zwischen Förderanlagen

// Die Beladung des Materials in derselben Richtung, in die sich das aufnehmende Band bewegt

// Die Vermeidung drastischer Veränderungen in der Materialflugbahn

// Die Wahrung eines kohäsiven Materialstromes bei gleichzeitiger Kontrolle der Luftströme an den Über­gabepunkten (hineinströmende und heraustretende Luftströme)

Derartige Verbesserungen können als Nachrüstung übernommen werden oder bereits in der ursprünglichen Planungsphase der Anlage berücksichtigt werden. Sie können den Umfang und die Kosten für Entstaubungssysteme und für Staubunterdrückungssysteme vermindern oder deren Notwendigkeit eliminieren.

Stichwörter:
Gefahrenpotenzial, Staubexplosionen, Explosionsgefährdung, Korro­sionsschäden, Standardprüfmethoden, Materialtransport, Staubunterdrückungssystems, Staubpartikel, kohäsiven Materialstromes, Luftströme, Entstaubungssysteme,

C&M 6 / 2014

Diese Artikel wurden veröffentlicht in Ausgabe C&M 6 / 2014.
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