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Untersuchung von elektrostatisch bedingten Explosionen und Bränden

04.11.2005

Im Jahre 2004 sind einige auf den ersten Blick unerklärliche Arbeitsunfälle aufgetreten, die zur Ermittlung ihrer Ursachen von der PTB nachgestellt wurden. Hierzu gehören: Explosion von elektrostatisch geschützten 1000 l Behältern für brennbare Flüssigkeiten nach Auftreten eines inneren Unterdrucks, Explosion von isolierenden Tankstellenfüllleitungen nach dem Durchströmen mit Ottokraftstoff, und Explosion von Autobatterien bei der Annäherung von Personen.

Im Experiment konnte in allen Fällen elektrostatische Aufladung als Zündquelle identifiziert werden. Es zeigte sich, dass bei Kunststoffbehältern, welche durch eine Blechummantelung elektrostatisch geschützt sind, durch bestimmte unzulässige betriebliche Operationen (z.B. Einfüllen warmer Flüssigkeiten, Entleerung mit Pumpe bei verschlossenem Deckel) die Kunststoffblase sich von der geerdeten Umhüllung ablöste und der elektrostatische Schutz aufgehoben wurde. Als Folge davon sind elektrostatische Entladungen von hoch aufgeladenen Stellen zu niedrig aufgeladenen Stellen möglich. Derartige Entladungen erwiesen sich im Experiment als zündwirksam für Lösemitteldämpfe im Inneren des Behälters. Sofern nicht der mechanische und optische Schutz des Füllguts durch die Blechummantelung im Vordergrund steht, wird empfohlen, ggf. auf transparente antistatische Behälter auszuweichen, bei denen eine Ablösung der Kunststoffblase nicht auftreten kann.

Die Explosion von isolierenden Füllleitungen und Schläuchen nach dem Durchströmen von Ottokraftstoff und unmittelbar anschließendem Luftzutritt kann verhindert werden, wenn entweder leitfähige geerdete Leitungen verwendet werden oder wenigstens durch betriebliche Maßnahmen sichergestellt ist, dass nach dem Füllvorgang keine Außenluft in das Rohrsystem eindringen kann. Durch das Eindringen von Außenluft unmittelbar nach dem Befüllvorgang kann die im Rohrinneren vorhandene überfette Atmosphäre in den explosionsfähigen Bereich abmagern. Im Experiment konnte gezeigt werden, dass zu diesem Zeitpunkt noch elektrostatische Entladungen von hoch aufgeladenen Stellen zu weniger hoch aufgeladenen auftreten, welche die aufgetretenen Explosionen bewirken können.

Die Explosion von Autobatterien kann verhindert werden, wenn Batterien nicht bei fließendem Strom abgeklemmt werden und entweder das Wartungspersonal vor der Annäherung an die Batterie nicht elektrostatisch aufgeladen ist oder durch geeignete Konstruktion der Batterie ein Funkendurchschlag durch die Stopfen (Bild 1) verhindert wird. Einige Hersteller statten ihre Fahrzeuge mit einer sehr wirksamen Zwangserdung der Wartungsperson vor einer möglichen Berührung der Batterie aus. Da das in Kfz-Batterien enthaltene Knallgasgemisch bereits durch kleinste Funken zur Explosion gebracht werden kann, sollten Autobatterien auch nicht in Plastikfolie eingepackt werden, um eine Explosion der Batterie beim Auspacken zu verhindern.


Bild 1: Funkendurchschlag durch einen Stopfen einer Autobatterie als Folge von Personenaufladung