Komponenten für explosionsgefährdete Bereiche – Sicherheitsregeln in explosionsgefährlicher Umgebung

Eine explosionsgefährdete Zone ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Atmosphäre kontinuierlich, periodisch oder gelegentlich auftreten kann. In solchen Bereichen müssen Komponenten für explosionsgefährdete Zonen strenge Sicherheitsanforderungen erfüllen, und jedes elektrische, mechanische oder schützende Element wird gemäß der ATEX-Richtlinie und der detaillierten Zoneneinteilung ausgewählt. In diesem Artikel erklären wir, was Ex-Zonen sind, wie eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht, welche Geräte für den Einsatz in solchen Bereichen vorgesehen sind und wie Komponenten korrekt ausgewählt werden, damit sie keine Zündquelle darstellen.

Was sind explosionsgefährdete Zonen – Zoneneinteilung

Eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht, wenn sich brennbare Gase, Stäube, Flüssigkeiten oder Nebel in einer Konzentration in der Luft befinden, die eine Entzündung verursachen kann. Ex-Zonen werden nach der Häufigkeit des Gefahrenauftretens klassifiziert, und ihre Kennzeichnung ist entscheidend für die Auswahl von Geräten und Schutzsystemen.

Gaszonen

• Zone 0 – explosionsfähige Atmosphäre, die ein Gemisch brennbarer Stoffe mit Luft enthält, tritt kontinuierlich oder über längere Zeit auf.
• Zone 1 – explosionsfähige Atmosphäre tritt periodisch unter normalen Betriebsbedingungen auf.
• Zone 2 – explosionsfähige Atmosphäre tritt gelegentlich oder kurzfristig auf.

Staubzonen

• Zone 20 – explosionsfähige Atmosphäre in Form einer brennbaren Staubwolke tritt kontinuierlich oder häufig unter normalen Betriebsbedingungen auf.
• Zone 21 – Gefahr tritt regelmäßig, aber nicht kontinuierlich unter normalen Betriebsbedingungen auf.
• Zone 22 – explosionsfähige Atmosphäre in Form einer brennbaren Staubwolke tritt gelegentlich unter normalen Betriebsbedingungen auf.

ATEX-Richtlinie – Grundlage der Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen

Die ATEX-Richtlinie legt die Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme fest, die in explosionsgefährdeten Zonen betrieben werden. Ex-Geräte müssen normgerecht konstruiert, getestet und gekennzeichnet sein, um die Zündsicherheit in explosionsfähiger Atmosphäre zu gewährleisten.

Gerätekategorien

• Kategorie 1 – Geräte für Zonen, in denen explosionsfähige Atmosphäre kontinuierlich oder über längere Zeit auftreten kann, und die den höchsten Schutzgrad erfordern (Zonen 0 oder 20).
• Kategorie 2 – Geräte für Zonen 1 und 21.
• Kategorie 3 – Geräte für Zonen 2 und 22.

Ex-Kennzeichnung

• ex d – druckfeste Kapselung,
• ex e – erhöhte Sicherheit,
• ex i – intrinsische Sicherheit, in elektrischen Schaltkreisen verwendet, sodass elektrische Energie niemals eine Zündung der explosionsfähigen Atmosphäre verursachen kann.

Ex-Zonen in der Praxis – wie entsteht eine explosionsfähige Atmosphäre

Eine explosionsfähige Atmosphäre kann entstehen durch:

• Brennbare Gase,
• Organische oder metallische Stäube,
• Flüchtige Flüssigkeiten,
• Entzündbare Nebel,
• Explosive Mischungen in industriellen Prozessen.

Für eine Explosion ist eine geeignete Konzentration brennbarer Stoffe in der Luft erforderlich (zwischen unterer und oberer Explosionsgrenze, LEL und UEL) sowie das Vorhandensein einer Zündquelle. Zündquellen können elektrische Funken, heiße Oberflächen, elektrostatische Ladungen, mechanische Reibung, Flammen, Lichtbögen und bestimmte chemische Reaktionen sein.

Komponenten für explosionsgefährdete Zonen – Anforderungen

Geräte, die in explosionsfähigen Atmosphären betrieben werden, müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen, um eine Zündung zu verhindern:

• Oberflächentemperaturkontrolle – Komponenten dürfen keine Temperaturen erreichen, die Gase oder Staub entzünden könnten.
• Vermeidung elektrischer Funken – Die Konstruktion der Schutzsysteme muss die Entstehung von Funken sowohl innen als auch außen verhindern.
• Beständigkeit gegenüber Umweltbedingungen – In der Industrie arbeiten Geräte oft unter schwierigen Bedingungen, und die explosionsfähige Atmosphäre erfordert einen stabilen und zuverlässigen Betrieb der Komponenten.
• Konformität mit der Gerätekategorie – Austausch, Reparatur und Planung des Systems müssen der ATEX-Richtlinie und der Ex-Kennzeichnung entsprechen.
• Zertifizierung und Dokumentation – Jede in einer Ex-Zone eingesetzte Komponente sollte ein ATEX-Zertifikat besitzen, das den erfolgreichen Abschluss eines strengen Bewertungsverfahrens bestätigt.

Arbeiten in explosionsgefährdeten Zonen – welche Geräte einsetzen?

In explosionsgefährdeten Bereichen werden eingesetzt:

• Elektrische Geräte in Ex-Ausführung,
• Steuerungssysteme mit Explosionsschutz,
• Gas- und Staubsensoren in Ex-Ausführung,
• Schutzgehäuse mit entsprechendem Schutzgrad,
• Teile der elektrischen Installation für den Betrieb in explosionsfähiger Atmosphäre,
• Schutzkomponenten zur Verhinderung von Überhitzung und Funkenbildung.

Diese Geräte müssen für den Betrieb in einer spezifischen Ex-Zone ausgelegt sein, die richtige Kennzeichnung besitzen und so konstruiert sein, dass sie im Falle eines Ausfalls oder einer Überlastung keine Zündquelle darstellen.

Ex-Kennzeichnung – Bedeutung der Symbole

Die ATEX-Kennzeichnung erlaubt die Identifizierung von:

• Art des Schutzes,
• Gerätekategorie,
• Art der explosionsfähigen Atmosphäre (Gas, Staub),
• Temperaturklasse,
• Explosivgruppe des Gemisches.

Beispielsweise zeigt die Ex-Kennzeichnung, dass das Gerät gemäß den Prinzipien des Explosionsschutzes hergestellt wurde und für die Nutzung in Zonen mit explosionsfähigen Gemischen geeignet ist.

Fazit – Sicherheit beginnt mit der richtigen Auswahl der Komponenten

Explosionsgefährdete Zonen erfordern den Einsatz von Geräten und Schutzsystemen, die speziell für den Betrieb unter diesen Bedingungen entwickelt wurden. Es ist entscheidend, die Zoneneinteilung, die Vorschriften der ATEX-Richtlinie und die praktische Bedeutung der Ex-Zonen zu verstehen. Nur korrekt ausgewählte Geräte für explosionsgefährdete Zonen gewährleisten den Schutz von Menschen, Infrastruktur und industriellen Prozessen.

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