Technische Informationen rund um Schläuche

Beim Transport von festen, flüssigen oder gasförmigen Medien wird bedingt durch Reibung an der Innenwand von z. B. Schlauchleitungen ein so genanntes „Grenzflächenpotenzial“ aufgebaut. Je nach Grad der Aufladung führt dies zur Funkenbildung, zum elektrischen Durchschlag oder unter Umständen zur Zündung zündfähiger Stoffe. Neben der Intensität der Berührung (Reibung) zwischen Medium und Schlauchwandung ist für die Höhe der Aufladbarkeit die „Dielektrizitätskonstante“ von Schlauch- und Durchflussmedium entscheidend. Diese gilt als Maß für die Polarisierbarkeit. Selbst leitfähige Stoffe laden sich auf, wenn sie nicht geerdet werden.

Für die Beurteilung und Vermeidung von Zündgefahren sowie der zu treffenden Schutzmaßnahmen existieren eine Reihe von Richtlinien und Vorschriften. An dieser Stelle verweisen wir primär auf die Technische Regel für Betriebssicherheit, TRGS 727 “Vermeidung von Zündgefahren infolge elektrostatischer Aufladungen”, die vom Ausschuss für Betriebssicherheit (ABS) ermittelt und vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales im gemeinsamen Ministerialblatt bekannt gemacht wird. Die TRGS 727 ersetzt die bisherige TRBS 2153 und schreibt sie fort.

Die Produkte der Masterflex entsprechen ebenfalls der relevanten Harmonisierungsrechtsvorschrift der Union: Richtlinie 94/9/EG (bis 19. April 2016) und Richtlinie 2014/34/EU (ab 20. April 2016)

Der Oberflächenwiderstand der Materialien von Schlauchwandungen kann durch die Einarbeitung leitfähiger Additive auf Werte zwischen 103 und 104 Ohm reduziert werden. Diese leitfähigen Additive (z. B. Leitruß) bilden im Kunststoff ein Netzwerk sich berührender, leitfähiger Teilchen (Volumenleitfähigkeit). Diese Kunststoffe sind aber, bedingt durch die Additive, aus-
schließlich in schwarzer Farbe verfügbar.

Eine weitere Möglichkeit ist die Einarbeitung von Antistatik-Additiven, womit ein Oberflächenwiderstand von <109 Ohm erreicht wird und die Transparenz der Grundwerkstoffe erhalten wird. Es gibt Antistatik-Additive, die über die Bindung der Luftfeuchte an der Schlauchoberfläche einen entsprechenden Oberflächenwiderstand erreichen. Diese Ausführungsform birgt allerdings den Nachteil, dass bei der Förderung von z. B. trockenen Pulvern sich über die fehlende Luftfeuchte eine schlechte bzw. nicht ausreichende Antistatik einstellt. Außerdem kann, über den
bei der Anwendung vorkommenden Abrieb, der Aufbau eines geeigneten Oberflächenwiderstandes behindert werden. Aus diesem Grunde sollten in den dafür zulässigen Zonen/Anwendungen Antistatik-Schläuche verwendet werden, die vorzugsweise mit permanent wirksamen Antistatik-Additiven ausgerüstet sind, die nicht von einer zusätzlichen äußeren Komponente abhängig sind.

Für untergeordnete Anwendungen wie z. B. in Zone 1 bei “Gasen und Flüssigkeiten mit niedriger Leitfähigkeit” und in Zone 21 bei ”nicht brennbaren Stäuben/Schüttgütern” können auch Spiral-/Clip-Schläuche mit Ableitung elektrostatischer Aufladungen an Masterflex-Schläuchen mit einem Wandungswerkstoff eingesetzt werden, wo ein Oberflächenwiderstand > 109 Ohm vorliegt. Hier muss allerdings auf eine Spiral-/Clipsteigung < 30 mm und eine Überdeckung der Spirale < 2 mm geachtet werden, um eine ableitende Wirkung erzielen zu können.

Bei allen zuvor beschriebenen Anwendungen müssen immer beide Spiral-/Clip-Enden des Schlauchs ableitfähig mit dem Anschlussteil verbunden werden. Angaben zu den Einsatzmöglichkeiten der Masterflex-Schläuche sind in den entsprechenden Katalogdatenblättern unter Eigenschaften vermerkt.

Grenzfestlegung und Definitionen

Elektrostatisch aufladbar sind generell:

• Schlauchleitungen mit Drahtwendel
• Feststoffe mit einem Oberflächenwiderstand >109 Ohm
• alle nicht geerdeten Gegenstände von leitfähigen Stoffen

Elektrostatisch nicht aufladbar sind generell:

• alle festen und flüssigen Stoffe, bei denen die o. g. Grenzwiderstände unterschritten werden
• alle leitfähigen Stoffe, die geerdet sind

Für die Praxis bedeutet das im Hinblick auf
Verwendungen von Schlauchleitungen mit
Drahtwendel/Clip:

1. Beim Umgang mit “Gasen und Flüssigkeiten mit niedriger Leitfähigkeit” in Zone 1, sowie “nicht brennbaren Stäuben/Schüttgütern” in Zone 21 können Spiral-/Clip-Schläuche eingesetzt werden, deren Wandungs-Oberflächenwiderstand >109 Ohm, die Spiral-/Clipsteigung <30 mm und die Überdeckung der Spirale/Clip <2 mm ist. Außerdem ist bei der Montage der Schläuche darauf zu achten, dass beide
Spiral-/Clip-Enden erdend mit den ableitfähigen Anschlussteilen verbunden sind.

2. Einen erhöhten Schutz erzielt man beim Einsatz von nicht aufladbaren Schläuchen, z. B. antistatischen Schläuchen mit einem Oberflächenwiderstand <109 Ohm, bei denen ebenso die freigelegten Spiral-/Clip-Enden erdend mit den ableitfähigen
Anschlussteilen verbunden sind.

3. Optimale Sicherheit bieten elektrisch leitfähige Schläuche mit einem Oberflächenwiderstand <106 Ohm. Auch bei diesen Schläuchen sollte aus Sicherheitsgründen eine erdende Verbindung zwischen den freigelegten Drahtenden und den ableitfähigen Anschlussstutzen erfolgen. Geprüfte Masterflex-Schläuche mit dem Zusatz „EL“ erfüllen diese Anforderungen in vollem Umfang.

Die Bestimmung des Oberflächenwiderstands hängt vom jeweiligen Messverfahren ab und erfolgt bei nicht leitfähigen Feststoffen in Anlehnung an DIN IEC 60093 / VDE 0303, Teil 30 (Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe, spezifischer Durchgangswiderstand und spezifischer Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen).

Für Gummi- und Kunststoffschläuche sowie Schlauchleitungen beschreibt die DIN EN ISO 8031 - Gummi- und Kunststoffschläuche und -schlauchleitungen, die Bestimmung des elektrischen Widerstands.

In dieser Norm werden beschrieben:

• Verfahrensweisen für Schläuche mit leitfähigen Innenschichten (z. B. die Messverfahren für die Schlauchtypen: Master-Clip, ...)
• Verfahrensweisen für Schläuche mit leitfähiger Außenschicht
• Verfahrensweisen für Schläuche aus durchgängig leitfähigen Materialmischungen (z. B. die Messverfahren für die Masterflex-Schlauchtypen mit dem Zusatz “EL”)

Die Beimengung von Leitfähigkeitsadditiven bzw. Antistatika führt zu einer Reduzierung der mechanischen Materialwerte (z. B. Abrieb- und Reißfestigkeit) und somit zur Verkürzung der Standzeiten. Die Informationen dazu basieren auf internen und externen Feldversuchen
sowie den zzt. gültigen Vorschriften. Sie dienen als Richtungsweiser bei der Verwendung von Masterflex-Schlauchtypen in potenziellen Gefahrenbereichen und erheben keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Die Katalogangaben bzgl. der Oberflächenwiderstände basieren z. T. auf amtlichen Prüfergebnissen, Angaben unserer Rohstofflieferanten
sowie internen Messungen. Im Zweifelsfall empfehlen wir den Anwendern eine Prüfung von Schläuchen unter Betriebsbedingungen oder ähnlichen Gegebenheiten vor einer endgültigen Installation.

Die CE-Kennzeichnung (Conformité Européenne) bedeutet soviel wie „Übereinstimmung mit EU-Richtlinien“ und ist eine Kennzeichnung nach EU-Recht für bestimmte Produkte in Zusammenhang mit der Produktsicherheit.

Durch die Anbringung der CE-Kennzeichnung bestätigt ein Hersteller, dass sein Produkt einer oder mehrerer geltender europäischer Richtlinien entspricht, in deren Anwendungsbereich das Produkt jeweils fällt. Dies ist für bestimmte Produktgruppen mittlerweile Pflicht.

CE-gekennzeichnete Produkte unterstehen dem uneingeschränkten Warenverkehr in jedem EU-Land, während kennzeichnungspflichtige Produkte ohne Kennzeichnung ab einem bestimmten vorgegebenen Zeitpunkt nicht mehr in den Warenverkehr gelangen dürfen (Beispiel: als Datum für Maschinen gilt der 01.01.1995).

Generell fallen Schläuche der Masterflex SE nicht unter kennzeichnungspflichtige Produktgruppen, da Schläuche laut Definition der EU-Maschinenrichtlinie 89/392/EWG weder unter Maschinen, Sicherheitsbauteile oder Erzeugnisse gemäß Niederspannungs- und EMV-Richtlinie, Medinzinproduktrichtlinie etc. zugeordnet sind, sondern als Komponenten gelten, die nicht CE-kennzeichnungsfähig sind.

Eine Kennzeichnung der Schläuche darf daher nicht erfolgen und entsprechende Konformitätserklärungen (Herstellererklärungen) dürfen ebenfalls nicht von der Masterflex SE ausgestellt werden. Sicherheitsdatenblätter gemäß DIN EN 292 und Werksbescheinigungen gemäß EN 10204, mit denen die Eigenschaften der Produkte des Hauses Masterflex bescheinigt werden, können bei Bedarf beigestellt werden.

Alle von uns getroffenen Angaben sind generelle Angaben, die, bedingt durch individuelle Einsatzmöglichkeiten, unterschiedliche betriebliche Gegebenheiten vor Ort sowie konstruktive Variationsmöglichkeiten, keine Verbindlichkeit oder Garantie zulassen.

Damit Schläuche im Lebensmittelbereich verwendet werden dürfen, müssen sie die entsprechenden „lebensmittelrechtlichen Bestimmungen bzw. Zulassungen“ erfüllen. Die von Masterflex produzierten Schlauchtypen aus Polyurethan erfüllen diese Anforderungen.

Die zur Herstellung von Master-PUR Food Schläuchen verwendeten Rohstoffe entsprechen folgenden lebensmittelrechtlichen Bedingungen:

• EU: Die Schläuche der Master-PUR Food Serie entsprechen unter bestimmten Bedingungen den Anforderungen der Verordnung (EU) Nr 1935/2004 sowie der Verordnung (EU) Nr. 10/2011 und 1282/2011 bzw. dem Lebensmittel und Futtergesetzbuch (LFGB, Stand: 15.03.2012) und der Bedarfsgegenständeverordnung (Stand: 13.12.2011).

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Die zur Herstellung von Master-PUR Food A Schläuchen verwendeten Rohstoffe entsprechen folgenden lebensmittelrechtlichen Bedingungen:

• EU: Die Master-PUR Food A Serie wurde von einem unabhängigen Institut getestet und zugelassen. Die bei der Herstellung eingesetzten Monomere sind in der Bedarfsgegenständeverordnung in der Fassung der Bekanntmachung vom 23.12.1997 (BGBl. 1998 l S.5), zuletzt geändert am 23.09.2009 (BGBI. I S.3130), gelistet. Die eingesetzten Monomere sind in den Anhängen der Richtlinie 2002/72/EG, entsprechend ihrer Fassung nach den jüngsten Änderungsrichtlinien 2007/19/EG vom 30.03.2007 und 2008/39/EG vom 07.03.2008, sowie der EG Verordnung 975/2009 vom 20.10.2009 aufgeführt. Die eingesetzten Additive sind im Anhang III der Richtlinie 2002/72/EG entsprechend ihrer Fassung nach den jüngsten Änderungsrichtlinien 2007/19/ EG, 2008/39/EG und der EG -Verordnung 975/2009 vom 20.10.2009 aufgeführt. Die Bedingungen an die Anforderungen aus den Regelwerken entnehmen Sie bitte dem Prüfzeugnis H-192339K-10-Bg. Das Zertifikat wird auf Anforderung des Anwenders vorgelegt.

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Damit Schläuche im Lebensmittelbereich verwendet werden dürfen, müssen sie die entsprechenden „lebensmittelrechtlichen Bestimmungen bzw. Zulassungen“ erfüllen. Die von Masterflex produzierten Schlauchtypen aus Polyurethan erfüllen diese Anforderungen.

Die zur Herstellung von Master-PUR Food Schläuchen verwendeten Rohstoffe entsprechen folgenden lebensmittelrechtlichen Bedingungen:

• USA: Die verwendeten Roh- und Zusatzstoffe (ausgenommen Stabilisatoren) sind im 21 CFR (Code of Federal Regulations) § 177.2600 „Rubber articles intended for repeated use“ der FDA vom 01.04.2009 gelistet. Die verwendeten Antioxidantien/Stabilisatoren sind im FDA 21 CFR § 178.2010 „Antioxidants and/or stabilizers for polymers“ aufgeführt. 

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Die zur Herstellung von Master-PUR Food A Schläuchen verwendeten Rohstoffe entsprechen folgenden lebensmittelrechtlichen Bedingungen:

• USA Die verwendeten Roh- und Hilfsstoffe (ausgenommen Stabilisatoren) sind im 21 CFR (Code of Federal Regulations) § 177.2600 und 21 CFR § 178.2010 „Rubber articles intended for repeated use“ der FDA vom 01.04.2009 sowie in der Effective Food Contact Substance Notifications (FCS) Liste gelistet.

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DIN EN ISO 8031

Gummi- und Kunststoffschläuche und Schlauchleitungen

• Bestimmung des elektrischen Widerstandes und der elektrischen Leitfähigkeit DIN IEC 60093
• Prüfverfahren für Elektroisolierstoffe spez: Durch- gangswiderstand und spez: Oberflächenwiderstand von festen, elektrisch isolierenden Werkstoffen DIN VDE 0303-8
• VDE-Bestimmungen für elektrische Prüfungen von Isolierstoffen; Beurteilung des elektrostatischen Verhaltens

DIN 54345-1

Prüfung von Textilien

• Elektrostatisches Verhalten, Bestimmung elektrischer Widerstandsgrößen

DIN 4102-1

• Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen

DIN EN ISO 6941

• Textilien, Brennverhalten Messung der Flammausbreitungseigenschaften vertikal angeordneter Proben

DIN 66083

• Kennwerte für das Brennverhalten textiler Erzeugnisse - textile Flächengebilde für Arbeitskleidung

DIN ISO 4649

• Elastomere oder thermoplastische Elastomere - Bestimmung des Abriebwiderstands mit einem Gerät mit rotierender Zylindertrommel

DIN 53752

Anforderungen an Spiralschläuche aus TPU

DIN 53752

Prüfung von Kunststoffen

• Bestimmung des thermischen Längenausdehnungskoeffizienten

DIN 53505

Prüfung von Kautschuk und Elastomeren

• Härteprüfung nach Shore A und D

DIN 53359

Prüfung von Kunstleder und ähnlichen Flächengebilden

• Dauer-Knickversuch

DIN 53863-2

Prüfung von Textilien

• Scheuerprüfungen von textilen Flächengebilden, Rundscheuerversuch (Schopper-Test)

DIN ISO 34-1

Elastomere oder thermoplastische Elastomere

• Bestimmung des Weiterreißwiderstands - Teil 1: Streifen-, winkel- und bogenförmige Probekörper

DIN 53504

Prüfung von Kautschuk und Elastomeren

• Bestimmung von Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißdehnung und Spannungswerten im Zugversuch

DIN EN ISO 1183-1

Kunststoffe

• Verfahren zur Bestimmung der Dichte von nicht verschäumten Kunststoffen - Teil 1: Eintauchverfahren, Verfahren mit Flüssigkeits- pyknometer und Tritationsverfahren

DIN EN ISO 4892

Kunststoffe

• künstliches Bestrahlen oder Bewittern in Geräten - Teil 1: Allgemeine Anleitung

Alle Angaben sind das Ergebnis von internen Versuchen und Erprobungen in Anlehnung an internationale Normungsempfehlungen und beziehen sich auf eine Medium- und Umgebungstemperatur von +20 °C. Abweichende Temperaturen können die Druck- und Unterdruckangaben verändern. Konstruktionsbedingt ist eine Längenänderung einzelner Schlauchtypen durch die Einflussgrößen Druck, Unterdruck, Medium und Umgebungstemperatur möglich.

Die Festlegung des Betriebsdrucks, des Prüfdrucks und des Berst-(Platz-)drucks erfolgt in Anlehnung an DIN EN ISO 7751.

Bei der Prüfung der Vakuumfestigkeit werden die Schläuche in einem 90 Grad-Bogen unter Einhaltung des Mindestbiegeradius verlegt und so weit mit Unterdruck beaufschlagt, bis sie Anzeichen von Einbuchtungen oder Zusammenfall zeigten. Unter Berücksichtigung eines allgemein üblichen Sicherheitsfaktors erfolgt die Bestimmung des zulässigen Unterdrucks im Dauerbetrieb.

Die Festlegung der Unterdruckangaben für Masterflex-Schläuche erfolgt in Anlehnung an DIN 20024, Punkt 15.

Der Druckverlust ist der Luftwiderstand in einem Schlauch- oder Rohrleitungssystem.

Bei der Auslegung eines Ventilationssystems muss der unvermeidbar auftretende Luftwiderstand berücksichtigt werden. Zur Vereinfachung der Druckverlustbestimmung sind die spezifischen Druckverluste von Masterflex Schläuchen aus Diagrammen zu entnehmen.

Die Angaben sind Mittelwerte für Schläuche im gestreckten Zustand bei +20 °C.

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