26 Apr 2018

Eine Staubexplosion – Ein Konatminationsrisiko

Eine Staubexplosion – Ein Konatminationsrisiko

Eine Staubexplosion – Ein Konatminationsrisiko

26th April 2018

Staubexplosionen bleiben weiterhin ein Problem, über das immer noch nicht viel berichtet wird. In der pharmazeutischen und chemischen Fertigungsindustrie sind sie jedoch ein echter Grund zur Sorge.

Brennbarer oder explosiver Staub kann als jeder feinzerteilte Feststoff beschrieben werden, der eine Brand- oder Explosionsgefahr darstellt, wenn er in der Luft dispergiert ist.

Die Pulver und Granulate, die bei pharmazeutischen und chemischen Fertigungsprozessen eine zentrale Rolle spielen, bilden von sich aus schon Staub, der dann in der Luft aufgewirbelt werden kann.

Sobald der in der Luft schwebende Staub abgefangen ist, muss er wirksam zurückgehalten werden. Hierdurch wird die Gefahr einer weiteren, noch schlimmeren Staubexplosion sowie auch die Gefahr der Kreuzkontamination bei empfindlichen Produkten reduziert.

ATEX-Zonen

ATEX-Zonen sind kritische Bereiche mit potentiell hohen Mengen an Staub oder Gasen, in denen während des normalen Betriebs oder durch unbeaufsichtigte Gefahren eine explosive Atmosphäre gebildet werden könnte. „ATEX-Zonen sind aufgrund der hohen Konzentration von brennbarem Staub und Pulver in einem geschlossenen Bereich, kombiniert mit einem geringeren Feuchtegehalt der Luft und hohen oder niedrigen Temperaturen, riskant“, erklärt Andrea Catellono von A.C. Supply.

„ATEX-Zonen sollten in der Regel vollständig mit Bodenbelag ausgelegt sein, der elektrische Ladung dissipativ ableiten kann. Eine gute Ableitung ist eine zwingende sicherheitstechnische Anforderung in einer kritischen Zone.“

Wir haben uns kürzlich mit Herrn Jhun Yparraguirre, einem Spezialisten für elektrostatische Entladung, unterhalten. Herr Yparraguirre hat eng mit Dycem zusammengearbeitet, um Fragen von internationalen Firmen in Asien, darunter Samsung in Indonesien, zum Thema elektrostatische Entladung zu beantworten.

Für viele Elektronikhersteller sind Ratschläge von Experten wie Herrn Yparraguirre sehr wertvoll, wenn es darum geht, ihre Fabriken bestmöglich für die erfolgreiche Herstellung ihrer Produkte einzurichten.

In einfachen Worten: Wie wird elektrostatische Entladung erzeugt?
„Elektrostatische Entladung ist ein rascher Transfer von statischer Aufladung, der zwischen Objekten mit verschiedenen Spannungen auftritt, wenn diese sich berühren.“

Ist es schwierig, in einem ESD-Umfeld Verkehr auf Rädern zu kontrollieren?
JY:
„Nein. Solange Ihr Bodenbelag ESD-sicher ist, müsste es für Sie einfach kontrollierbar sein. Sie müssen wissen, welche Art von Bodenbelag Sie haben und ob er leitfähig ist oder statisch ableitet, da die Widerstandswerte unterschiedlich sind.

Sobald Sie ESD-Bodenbelag haben, stellen Sie sicher, dass Ihre Wagen aus Edelstahl hergestellt sind. Metall ist ein gut leitfähiges Material.

Achten Sie auch auf die Rollen. Einige Rollen sind nicht aus ESD-Materialien hergestellt. Darum wählen einige Endanwender Metallrollen, da sie eine gute Kontinuität von der Oberfläche zum Boden bieten. Ansonsten ist ein gutes Design der Schleppkette sehr hilfreich für die Ableitung der statischen Aufladung.“

Welche Arten der Kontamination lösen wahrscheinlich eine elektrostatische Entladung aus? Woher kommen sie?
JY:
„Staub ist ein Feind, der ESD-Ereignisse auslöst. Gehen wir noch einmal zurück zu den Grundlagen der Physik und der Chemie…Staub oder Partikel können singulär als ein Atom bezeichnet werden.

Ein Atom ist die kleinste Komponente eines Elements, das die chemischen Eigenschaften des Elements verkörpert.

Ein Atom hat zwei verschiedene Potentiale: ein Proton und ein Elektron.“

Können Sie die beiden differenzieren?
JY:
„Ja: Ein Proton ist ein stabiles Teilchen mit einer positiven Ladung, die gleich der negativen Ladung eines Elektrons ist.

Ein Elektron ist ein Elementarteilchen, das um den Kern eines Atoms kreist und für den Stromfluss verantwortlich ist. Teilchen können von überall erzeugt werden, von Menschen, zu Material, zu Maschinen usw.“

Wie wichtig ist es, elektrostatische Entladung in einer Elektronikfabrik zu kontrollieren, und welche Auswirkungen hat sie auf die täglichen Betriebsabläufe?
JY:
„Elektrostatische Entladung kann Probleme verursachen, z. B. hohe Ausschussquoten, hohe Kosten, Umsatzverluste und unzufriedene oder verärgerte Kunden.“

Wie wird durch elektrostatische Entladung die Produktqualität bedroht? Bestehen hier irgendwelche Gefahren?
JY:
„Geräte werden empfindlicher gegenüber elektrostatischer Entladung, je weiter die Technologie voranschreitet. Gerätegeometrien werden kleiner, um die Dichte und die elektronische/Speicherkapazität zu erhöhen. Je mehr die Komponente eine Wafergröße hat, desto größer ist die Kapazität, um Ladung zu speichern. Je mehr sich die Technologie entwickelt, desto radikaler werden Gerätegeometrien reduziert, um höhere Geschwindigkeiten, höhere Speicherkapazität und mehr Funktionen zu liefern.
Historisch haben diese Verbesserungen dazu geführt, dass die ESD-Schwelle von Geräten sinkt.“

Was sind die größten Kontaminationsrisiken, vor denen Elektronikhersteller heute stehen?
JY
„Wie bereits erwähnt, geht die Entwicklung der Technologie momentan immer stärker in Richtung Nanotechnologie. Je kleiner das Gerät ist, desto mehr Speicher kann es erzeugen, aber hierdurch wird es anfälliger für Schäden, die durch

    Ein ESD-Ereignis

    und

    Kontaminationskontrolle verursacht werden.

    Eine Folge hiervon ist, dass Anforderungen für Reinraum-Umgebungen immer höher und strenger werden.“

    Wie können diese Risiken vermieden werden, und wie hilft Dycem bei der Reduzierung dieser Risiken?
    JY:
    „Dycem ist eine gute Lösung zur Kontaminationskontrolle, da es 80 % der groben Kontaminationsquelle (Staub und größere Partikel), die meistens auf Fußböden anzufinden sind, beschränkt, in kritische Umgebungen einzudringen.

    Des Weiteren ist Dycem ein Bodenbelagsystem, das seine eigentliche Aufgabe erfüllt: es fängt Partikel ab, damit sie nicht in kritische Umgebungen gelangen können. Dycem kann aufgrund seiner Geschmeidigkeit und natürlichen Haftbarkeit Überstrich standhalten. Vor der Reinigung bleibt Schmutz auf der Oberfläche des Bodenbelagsystems, was gut ist, denn so werden keine anderen Bereiche kontaminiert.

    20 % der groben Kontamination schwebt in der Luft, und Dycem hat die van der Waals-Eigenschaften, die eine kurze elektromagnetische Kraft besitzen, welche Partikel zur Oberfläche des Dycem-Polymers anzieht.

    Drittens ist Dycem leicht waschbar und erzeugt im Gegensatz zur traditionellen Abziehmatte keinen täglichen Abfall.“
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