Ex-Schutz / Sicherheitstechnik Bevor es zu spät ist

Sie denken, das Funktionsprinzip des Dieselmotors ist fern Ihrer betrieblichen Praxis. Ist das wirklich so? Nein, denn unter Umständen finden Sie einfachere Varianten der im etwa 700 bis 800 °C heißen Verbrennungsraum ablaufenden Selbstentzündung auch auf Ihrem Firmengelände.

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Sie denken, das Funktionsprinzip des Dieselmotors ist fern Ihrer betrieblichen Praxis. Ist das wirklich so? Nein, denn unter Umständen finden Sie einfachere Varianten der im etwa 700 bis 800 °C heißen Verbrennungsraum ablaufenden Selbstentzündung auch auf Ihrem Firmengelände. Das heißgelaufene Lager an einer Antriebswelle, der schlecht gespannte und deshalb rutschende Keilriemen an einer Vakuumpumpe, oder die ewig schleifende Bremseinrichtung an der Zentrifuge sind nur einige Zündquellen, die einen vergleichbaren explosionsartigen Reaktionsverlauf auslösen können.

Eine der Neuerungen, die mit der europäischen Harmonisierung der Rechtsvorschriften für Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen zur Anwendung kommt, ist die besondere Beachtung der nichtelektrischen Betriebsmittel. Vor allem solche Prozesse, Vorrichtungen und Anlagenteile werden in die nähere Betrachtung gerückt, die auf den ersten Eindruck wegen ihrer nichtelektrischen Beschaffenheit als unkritisch erscheinen. Durch die Atex 95 ist der Betreiber seit Sommer letzten Jahres gefordert alle möglichen Zündquellen seiner Anlage festzustellen und geeignete Maßnahmen einzuleiten, um die Wirksamkeit dieser Zündquellen zu verhindern.

Ein Beispiel für eine derartige Zündquelle ist die „heiße Oberfläche“. Das heißgelaufene Lager an einer Antriebswelle, der rutschende Keilriemen an einer Vakuumpumpe, oder die bereits erwähnte schleifende Bremseinrichtung an der Zentrifuge sind nur einige Beispiele hierfür. Denn sobald mechanisch Energie übertragen wird können an den Übertragungswegen Temperaturen entstehen, die in der Lage sind brennbare Gase, Flüssigkeiten oder Feststoffe zu entzünden. Die Wahrscheinlichkeit der heißen Oberflächen erhöht sich, wenn ein hoher, mechanischer Energieumsatz, auf kleinem Raum zu übertragen ist. Lässt sich weder die zu übertragene Energiemenge reduzieren, noch die Bauform der kritischen Bauteile vergrößern, so müssen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.

Präventive Maßnahmen

Deshalb benennt die Atex neben der „konstruktiven Sicherheit“ auch die „Zündquellenüberwachung“ als zusätzliche neue Zündschutzarten. Die Zündquellenüberwachung ermöglicht dem Anwender im Bereich der „heißen Oberflächen“ geeignete, zündvermeidende Gegenmaßnahmen vorzusehen. Ein Beispiel ist die Temperaturmessung an einem Lager in explosionsgefährdeter Umgebung. Dabei empfiehlt sich die Verwendung eines Thermoelementes oder eines Widerstandsaufnehmers (Pt 100) in Verbindung mit einem eigensicheren Grenzwertschalter wie dem KFD2-GU-Ex1 von Pepperl+Fuchs. Die Relaiskontakte am Ausgang des Grenzwertschalters öffnen bei Erreichen der eingestellten Grenztemperatur.

Da das Heißlaufen des Lagers bereits den ersten Fehler (im Sinne der „Einfehlersicherheit“ für die Zone 1 bzw. 21) im explosionsgefährdeten Bereich darstellt, wird durch die Überwachung der Zündquelle (Temperaturmessung an der Oberfläche mit Abschaltung) der Fehler erkannt und somit beherrscht. Würde die gleiche Anlage in der Zone 0 bzw. 20 betrieben, so müsste „Zweifehlersicherheit“ erreicht werden. Praktische Lösung hierzu: Redundante Zündquellenüberwachung durch zwei unabhängige Temperaturüberwachungen.

Ein anderes Beispiel ist die Schlupfüberwachung an einem Förderband. Da der Eintrag der Antriebsleistung komplett über Reibungskräfte zwischen der Antriebstrommel und dem Gummiband erfolgt, ist es wichtig den Schlupf der Antriebstrommel und der mitlaufenden Druckrolle zu überwachen. Bei Überlast oder Blockade des Förderbandes würde sonst die Antriebstrommel gegen das stehende Band reiben und Reibungswärme erzeugen. Der beste Weg ist die Überwachung von Antriebstrommel und Druckrolle auf Gleichlauf.

Da die Erfassung - wie in den anderen Fällen auch - in explosionsgefährdeter Umgebung stattfindet, muss ein eigensicher ausgeführter Gleichlaufwächter zum Einsatz kommen. Erst bei Überschreiten des Normalwertes erfolgt die Abschaltung des Antriebes. Bei der Schlupfüberwachung spielt die absolute Bandgeschwindigkeit nur eine untergeordnete Rolle, da die Drehzahldifferenz zwischen Antriebstrommel und Druckrolle ausgewertet wird.

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