Schutzanzüge aus "störlichtbogenfesten" Geweben

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Benedict Kerner
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Dr. Eberhard Müller-Steineck Schutzanzüge aus "störlichtbogenfesten" Geweben Protective suits made of arc resistant fabrics Personal protective clothing made of arc resistant cotton can withstand

1 Dr. Eberhard Müller-Steineck Schutzanzüge aus "störlichtbogenfesten" Geweben Protective suits made of arc resistant fabrics Personal protective clothing made of arc resistant cotton can withstand more powerful arcs better than clothing made of other fabrics. In naturally occurring accidents through electric arcs up to 1,8 s and 16 ka workers did not suffer any injuries on the body. In contrast to nearly all other fabrics high-tech cotton does not burn, melt or drip, even if they are affected by such an arc. 1. Wenn ein Energiestoß z. B. ein Störlichtbogen auf einen Schutzanzug trifft, dann gibt es ab diesem Moment und an dieser Stelle das Gewebe nicht mehr. Durch den Lichtbogen entsteht eine Pyrolyse, die man anschaulich mit dem Cracken von Erdöl vergleichen kann: Das Gewebe "zerfällt" in die Bestandteile brennbare Gase, nichtbrennbare Gase, Wasser und Kohlenstoffverbindungen. Bei schwerentflammbarer Baumwolle macht die Kohlenstoffschicht etwa 40 v. H. des ursprünglichen Gewebegewichts aus. Die Kohlenstoffschicht ist gerüststabil, wirkt als Hitzebarriere und schützt so den Menschen im Schutzanzug; erst nach dem Erkalten bricht die Kohlenstoffschicht auf und es bilden sich Löcher. Das führt zu erstaunlichen Ergebnissen: Die Bilder 1 bis 5 zeigen die Auswirkungen eines sehr schweren Unfalls in einem Stahlwerk. Ein Arbeiter stand mit seinem Schutzanzug aus Schümer-SECAN (flammhemmend ausgerüstete Baumwolle auf höchstem Niveau) in einer Flammenfront, die ihn überrollte. Der Schutzanzug ist großflächig verkohlt, so dass er nach dem Erkalten mehr Löcher als unbeschädigtes Gewebe aufweist. Bild 1

Die Kleidungsstücke unter dem Schutzanzug das Baumwollhemd von vorn und hinten (Bilder 2 und 3) Bild 2 Bild 3 und die lange Baumwollunterhose von vorn und hinten (Bilder 4 und 5) zeigen, dass der

2 Die Kleidungsstücke unter dem Schutzanzug das Baumwollhemd von vorn und hinten (Bilder 2 und 3) Bild 2 Bild 3 und die lange Baumwollunterhose von vorn und hinten (Bilder 4 und 5) zeigen, dass der Arbeiter diesen Unfall am Körper unverletzt überstanden hat. Bild 4 Bild 5 Anders ausgedrückt: Bei einem Störlichtbogen oder einem anderen harten Energiestoß brennen alle Gewebe. Das gilt für Gewebe aus Naturfasern wie aus Chemiefasern. Wenn der Schutzanzug aus einem störlichtbogenfesten Gewebe besteht, dann wird damit das Versprechen abgegeben, dass das Gewebe des Schutzanzugs sofort aufhört weiterzubrennen, wenn der Lichtbogen einer bestimmten Stärke erloschen ist. Es ist leicht einzusehen, dass die unterschiedlichen Gewebe in unterschiedlichem Maße störlichtbogenfest sind. Das führt zu der Frage, welche Stärke normiert werden kann und soll.

2. Normiert werden sollen zwei Lichtbogenschutzklassen: Klasse 1: Lichtbogendauer 0,5 s und Kurzschlußstrom 4 KA Klasse 2: Lichtbogendauer ebenfalls 0,5 s, aber Kurzschlußstrom 7 KA Mit diesen beiden

3 2. Normiert werden sollen zwei Lichtbogenschutzklassen: Klasse 1: Lichtbogendauer 0,5 s und Kurzschlußstrom 4 KA Klasse 2: Lichtbogendauer ebenfalls 0,5 s, aber Kurzschlußstrom 7 KA Mit diesen beiden Klassen werden etwa 90 v.h. aller realen Unfälle mit Störlichtbögen erfaßt. 10 v. H. der Störlichtbogenunfälle werden nicht erfaßt. Der Grund für diese Abgrenzung kann wie unter 3. gezeigt wird nur darin gesehen werden, dass viele störlichtbogenfesten Gewebe keinem stärkeren Lichtbogen als 0,5 s / 7 KA standhalten. In einer ganz anderen Klasse spielte sich der Unfall ab, der vor Kurzem in einem Stadtwerk passierte. Der Störlichtbogen stand 1,8 s (!) und hatte einen Kurzschlußstrom von fast 16 KA (!). Bild 6 zeigt die Unfallstelle (verdampfte Kabel und Teile eines Stahlträgers), Bild 6 Bild 7 zeigt die Jacke des betroffenen Schutzanzugs aus der High-Tech-Baumwolle Schümer-SECAN. Der Mitarbeiter des Stadtwerkes erlitt Verbrennungen im Gesicht, weil der Helm versagte, und an beiden Unterarmen, weil er die Ärmel seiner Jacke bis dahin aufgekrempelt hatte. Den Körper hat der Schutzanzug bestens geschützt. Bild 7

3. Die Berufsgenossenschaft Feinmechanik und Elektrotechnik führt beim IPH (Institut Prüffeld für elektronische Hochleistungstechnik) in Berlin Lichtbogenseminare durch.

4 3. Die Berufsgenossenschaft Feinmechanik und Elektrotechnik führt beim IPH (Institut Prüffeld für elektronische Hochleistungstechnik) in Berlin Lichtbogenseminare durch. Fast 20 verschiedene Gewebe sind dort mit unterschiedlich starken Lichtbögen getestet worden. Folgende Ergebnisse sind bemerkenswert: - Die Klasse 1 bestand ein ganz normaler Arbeitsanzug aus Baumwolle, der nicht flammhemmend ausgerüstet war (Bild 8) Bild 8 - Alle marktgängigen flammhemmend ausgerüsteten Gewebe aus Naturfasern wie Chemiefasern bestehen Klasse 2 - Bei einem stärkeren Lichtbogen von 1 s Dauer und einem Kurzschlußstrom von 10 KA brannten alle getesteten Aramidgewebe und Doppellagen mit einer Lage Aramidgewebe ab. Die Gewebe wurden deshalb in doppelter Lage getestet, weil die kommenden Lichtbogen-Normen wegen des Hitzedurchgangs dazu führen werden, dass die Jacke eines solchen Schutzanzugs im Brustbereich und im Vorderteil der Ärmel doppellagig sein wird.

Die Ergebnisse im Einzelnen: + Aramidgewebe Typ 1 (94 v. H. Meta-Aramid, 5 v. H. Para-Aramid, 1 v. H. Stahlfaser), doppellagig, 520 g/m 2 : vollständiger Abbrand in ca. 30 Sekunden (Bild 9).

5 Die Ergebnisse im Einzelnen: + Aramidgewebe Typ 1 (94 v. H. Meta-Aramid, 5 v. H. Para-Aramid, 1 v. H. Stahlfaser), doppellagig, 520 g/m 2 : vollständiger Abbrand in ca. 30 Sekunden (Bild 9). Bild 9 + Aramidgewebe Typ 2 (93 v. H. Meta-Aramid, 5 v. H. Para-Aramid, 2 v. H. antistatische Karbonfaser), doppellagig, 530 g/m 2 : vollständiger Abbrand in ca. 30 Sekunden (Bild 10). Bild 10 + Eine Lage Aramidgewebe Typ 3 (88 v. H. Meta-Aramid, 10 v. H. Para-Aramid, 2 v. H. antistatische Karbonfaser), 210 g/m 2 und eine Lage Baumwolle Schümer- SECAN 320 g/m 2:: vollständiger Abbrand in ca. 30 Sekunden. Da das Aramidgewebe wie in den beiden vorgenannten Fällen 30 Sekunden brannte, durfte die Baumwolle weil die Energiezufuhr 30 Sekunden anhielt auch brennen und war dann ebenfalls verbrannt. Bild 11

+ Schon eine einfache Lage Schümer-SECAN mit 490 g/m 2 hält dem Lichtbogen stand und brennt nicht nach (Bild 12). Bild 12 + Erst recht gilt das für eine Doppellage Schümer-SECAN mit jeweils 320 g/m 2.

6 + Schon eine einfache Lage Schümer-SECAN mit 490 g/m 2 hält dem Lichtbogen stand und brennt nicht nach (Bild 12). Bild 12 + Erst recht gilt das für eine Doppellage Schümer-SECAN mit jeweils 320 g/m 2. Die erste Lage wird zur Kohlenstoffschicht (ohne zu brennen) und die zweite Lage bleibt unversehrt (Bild 13). Bild Der Leser und Zuhörer muß an dieser Stelle noch einmal verunsichert werden. Wer glaubt, dass Gewebe aus Chemiefasern oder Gewebe aus flammhemmend ausgerüsteter Baumwolle immer ein und dieselbe Qualität haben, irrt sich gewaltig. Gewebe sind lebendige Gebilde und ihre Qualität kann von Produktionscharge zu Produktionscharge ganz erheblich schwanken. Und sie tut es oft. Das heißt für den Sicherheitsingenieur: Wenn ihm ein Schutzanzug angeboten wird, dessen Muster vor einiger Zeit in einem Lichtbogen einer bestimmten Stärke

7 erfolgreich getestet wurde, dann muß er dem Anbieter des Schutzanzugs folgende Frage stellen: Durch welche Prüfungen ist sichergestellt, dass das Gewebe der Schutzanzüge, die er heute kaufen soll, die gleiche Qualität hat wie das Gewebe des erfolgreich getesteten Musters. Es gibt wirklich nur eine Lösung für das Problem der schwankenden Gewebequalitäten. Schümer schneidet alle 120 Produktionsmeter einen Prüfmeter ab und läßt diesen in einem externen Prüflabor nach eigenen, besonders strengen Kriterien testen. Erst wenn diese Tests bestanden und dokumentiert sind was bei Teilen etwa jeder sechsten Produktionscharge mißlingt, wird das Gewebe als Schümer-SECAN an den Konfektionär geliefert. 5. Nach dem bisher Gesagten wird es erstaunen, dass ein Schümer-SECAN - Gewebe nur etwa die Hälfte eines Aramidgewebes kostet. 6. Zum Schluß wird noch kurz auf Antistatik und Warnschutz eingegangen. Eine Antistatik kann durch die Beimischung von 1 2 v. H. Karbon oder Stahlfasern im Gewebe erreicht werden. Das ist bei jedem Gewebe ohne Schwierigkeiten möglich. Auch beim Warnschutz für den ein bestimmter Anteil an Chemiefasern nicht zu umgehen ist sind heute ordentliche Ergebnisse zu erzielen. Wenn man bei der Farbe warnorange mit etwa 75 v. H. des geforderten Leuchtdichtefaktors (EN 471) zufrieden sein kann, dann ist es möglich, die schwache EN 532 für die Flammenausbreitung deutlich zu übertreffen und sogar mehr als die Hälfte des Schümer-SECAN - Niveaus zu erreichen. Bei der Farbe leuchtgelb kann der geforderte Leuchtdichtefaktor (EN 471) sogar voll erreicht werden. Dr. Eberhard Müller-Steineck G. Schümer GmbH & Co Weberei und Veredlung Boothstraße Berlin

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