banner

ANALYSE TOEPASSING
Statische aarding vrachtwagens

athex-industrial-suppliers_case-study

Indien men een product (vloeistof of poeder) wenst te verladen dat stroomt doorheen een verladingssysteem en contact maakt met pompen, kleppen, filters en pijpwanden, zal door wrijving statische elektriciteit opgebouwd worden. In elektrotechnische termen wordt dit gewoonlijk beschreven als statische ladingsaccumulatie. Als vervolgens het product in de vrachtwagen terecht komt, zal de tank van de tank- of bulkwagen op zijn beurt opladen en blootgesteld worden aan een toenemende spanning.

Download case study Newson Gale Benelux

Wanneer een standaard tankwagen gevuld wordt met een vloeistof bij de aanbevolen debieten, maar zonder statische aarding, kan de opgebouwde spanning oplopen tussen de 10.000V en 30.000V binnen 15 tot 50 seconden. Bij deze opgebouwde spanningen is de kans dat een hoog energetisch elektrostatische vonk overspringt naar andere objecten met een lager potentiaal zeer groot, vooral naar goed geaarde objecten met een uiterst laag potentiaal e.i. aardpotentiaal. Voorbeelden van objecten op aardpotentiaal zijn bijvoorbeeld operatoren die werkzaam zijn in de nabijheid van de vrachtwagen, of in de nabijheid van de vulleiding (bijvoorbeeld op het dak van de tankwagen),...

De energetische inhoud van deze vonken zijn in te schatten door de capaciteit van de tankwagen in relatie te brengen met zijn opgebouwde spanning. De capaciteit is een maat voor de hoeveelheid lading die kan ophopen op het buitenoppervlak van de tankwagen. Vermits vrachtwagens een enorm grote buitenoppervlakte hebben, kunnen ze enorme hoeveelheden lading opbouwen dewelke op hun beurt enorme spanningen veroorzaken aan het oppervlak van de tankwagen.

Bijvoorbeeld, een vrachtwagen met een capaciteit van 1000 picofarad, die wordt opgeladen tot 30.000 volt, heeft 450 millijoule aan potentiële vonkenergie. Aangezien de MIE (Minimum Ignition Energy) van de meeste koolwaterstofdampen minder dan 1 millijoule is, en de meeste brandbare stoffen een MIE van minder dan 200 millijoule hebben, is het eenvoudig te begrijpen dat het verladen van tankwagens zonder statische aarding een groot potentieel gevaar kan vormen in explosiegevaarlijke omgevingen.

Om dit risico te elimineren is het dus belangrijk dat de tankwagen niet de mogelijkheid heeft om lading te accumuleren. De meest praktische en overzichtelijke methode om dit te bereiken is ervoor te zorgen dat de tankwagen op "aardpotentiaal" is vóór de verlading van start gaat. Wanneer we het hebben over "aardpotentiaal" bedoelen we dat de tankwagen verbonden is met de algemene massa van de aarde.

Dit omdat de grote massa van de aarde een oneindige capaciteit heeft, en zo al de statische lading aantrekt die wordt opgebouwd tijdens de verlading, en er dus bijgevolg geen lading meer aanwezig is op de vrachtwagen.

De Earth-Rite® RTR vervult 3 belangrijke functies (zie fig. 4), die het risico op brand en explosies door een ontsteking van statische elektriciteit elimineren.

De eerste functie die de RTR uitvoert, is bepalen of de operator een veilige verbinding heeft gemaakt met het chassis van de tankwagen. Dit minimaliseert het risico dat de gebruiker permissie krijgt van het aardingsapparaat na het aansluiten op andere objecten die niet met de tankwagen verbonden zijn, zoals het bijvoorbeeld het laadplatform, of andere staalstructuur van het bedrijf. Uiteraard kan er geen statische lading afgevoerd worden naar de aarde indien de aardingsklem met andere objecten, geïsoleerd van de tankwagen, wordt verbonden.

Vervolgens controleert de Earth-Rite® RTR of de weerstand naar de échte aarde, via de structuur waarop deze is aangesloten, laag genoeg is. Indien bewezen is dat alle tijdens het verladingsproces gegenereerde statische lading kan afgevoerd worden via het aardingscontrolesysteem, is het uiteraard evenzeer belangrijk dat de RTR zélf een lage weerstand heeft naar de aarde.

Wanneer beide voorwaarden vervuld zijn, i.e.
1. De RTR weet dat die is aangesloten aan een vrachtwagen
2. De RTR weet dat die verbonden is met een geverifieerde échte aarde
…zal de RTR een continue weerstandscontrole opstarten, die de verbinding tussen de tankwagen en de geverifieerde aarding controleert, zodat deze steeds kleiner of gelijk is aan 10 ohm.

Deze 10 ohm is de richtlijn die beschreven staat in verscheidene internationale standaarden. De belangrijkste zijn de IEC 60079-32 en de Amerikaanse NFPA 77 "Recommended Practice on Static Electricity".

Indien de weerstand niet groter wordt dan 10 ohm zal de RTR aangeven dat de tankwagen goed verbonden is met de aarde d.m.v. continu pulserende LEDs.

De LEDs knipperen om aan te geven dat de RTR continu de aardingslus bewaakt tussen de tankwagen en de échte aarde, tijdens de duur van de verlading. Indien op een bepaald moment tijdens de verlading de weerstand van de aardingslus boven de 10 ohm stijgt, zal het systeem geen "groen licht" meer geven.

Beiden van de standaarden, hierboven vermeld, schrijven voor een aardingssysteem te koppelen aan het verladingssysteem op een zodanige wijze dat de verlading onderbroken wordt bij een slechte aarding. Om hieraan te voldoen beschikt het RTR systeem over 2 contacten die kunnen opgenomen worden in het beveiligingssysteem voor het controleren van pompen, kleppen, PLC's,...

Indien het RTR systeem vaststelt dat de tankwagen zijn verbinding met de aarde verliest, kan door middel van deze 2 contacten het verladingsproces worden stopgezet om verdere statische ladingsopbouw te vermijden.

Contacteer ons

BRON: Newson Gale Ltd., “Application Spotlight - Earth-Rite RTR Static Grounding for Road Tankers”
Vrij vertaald naar het Nederlands.