Explosionsschutz – Kernthema der Prozessindustrie

Vorsicht: Explosiv! Ex-Zonen, Eigensicherheit, Zündschutzarten – Was Sie wissen sollten

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Die Ex-Zonen

Im Inneren des Tanks herrschen andauernd explosionsfähige Atmosphären – er ist darum ein Bereich der Zone 0. Regelventile oder Entlüftungen werden als Zone 1 klassifiziert. Dort könnten im Normalbetrieb gelegentlich explosionsfähige Atmosphären auftreten. In der Zone 2 ist normalerweise nicht damit zu rechnen und wenn dann nur kurzzeitig.
Im Inneren des Tanks herrschen andauernd explosionsfähige Atmosphären – er ist darum ein Bereich der Zone 0. Regelventile oder Entlüftungen werden als Zone 1 klassifiziert. Dort könnten im Normalbetrieb gelegentlich explosionsfähige Atmosphären auftreten. In der Zone 2 ist normalerweise nicht damit zu rechnen und wenn dann nur kurzzeitig.
(Bild: cherezoff - istockphoto / Wago)

Beim Zonenmodell werden Anlagenbereiche je nach ihrer Gefährdung in die Zonen 0, 1 und 2 für Gasatmosphären und 20, 21 und 22 für Staubatmosphären eingeteilt. Im Rahmen seiner Risikoanalyse muss der Anlagenbetreiber beurteilen, wie häufig und für welche Zeiträume explosionsfähige Atmosphären in den verschiedenen Bereichen seiner Anlage auftreten können. Entsprechend muss er seine Anlage in diese Zonen einteilen. Zone 0 bzw. Zone 20 ist dabei die gefährlichste (siehe Tabelle Zonenbeschreibung in der Bildergalerie). Ein Beispiel: Die Zoneneinteilung für einen Tank, der mit flüssigem Rohöl gefüllt ist und unter anderem über einen Druckschalter verfügt, könnte dann so aussehen, wie in der Abbildung links zu sehen.

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Geräteauswahl

Alle Geräte, die in Europa für explosionsfähige Atmosphären in den Zonen 0 und 1, bzw. 20 und 21 eingesetzt werden sollen, müssen durch eine benannte Stelle zertifiziert werden und die Kennzeichnung tragen, die in der Baumusterprüfbescheinigung aufgeführt ist. Diese Kennzeichnung enthält die erforderlichen Informationen für den Einsatz in explosionsfähigen Bereichen. Sie gibt Auskunft über die Gerätegruppe und die Kategorie.

Was die Gerätegruppe betrifft, sind Betriebsmittel in zwei Gruppen eingeteilt: Geräte für schlagwettergefährdete Grubenbaue (I) mit den Kategorie M1 und M2 und Geräte für alle anderen Anwendungen (II) mit den Kategorien 1, 2 und 3, jeweils mit dem Zusatz G für Gas oder D für Staub. Die Kategorie gibt Auskunft darüber, in welcher Zone das Betriebsmittel eingesetzt werden darf. Darüber hinaus enthält die Kennzeichnung Angaben zur Zündschutzart, zur Gas- bzw. Staubgruppe und der Temperaturklasse, sofern das Gerät einer Norm entsprechend geprüft wurde.

Grundsätzlich gibt es mehrere Möglichkeiten, eine Explosion zu verhindern, die in den vergangenen Jahrzehnten sorgfältig erarbeitet und in entsprechenden Normen niedergeschrieben wurden. Für elektrische Betriebsmittel wurden dabei verschiedene Zündschutzarten definiert. Doch nicht jede Zündschutzart ist für alle Zonen geeignet. Die Zündschützart Ex n beispielsweise darf nur in der Zone 2 Anwendung finden. Die Zündschutzart Ex i (Eigensicherheit) hingegen ist für Betriebsmittel bis in Zone 0 erlaubt. Für unser Beispiel wählen wir die Eigensicherheit. Sie ist eine der beliebtesten und verbreitetsten Zündschutzarten.

Eigensicherheit

Die Zündschutzart beruht auf dem Prinzip der Energiebegrenzung: Strom, Spannung und Leistungswerte eines Stromkreises, die beim Messen und Regeln in den explosionsfähigen Bereich gelangen, müssen so klein sein, dass sie weder Zündfunken erzeugen noch zu großer Erwärmung führen. Der eigensichere Stromkreis besteht also jeweils aus dem eigensicheren Betriebsmittel und dem zugehörigen Betriebsmittel. Letzteres ist außerhalb der Ex-Zonen installiert.

Für unser Beispiel mit dem Öltank bedeutet das: Erstens, das eigensichere Betriebsmittel, nämlich der Sensor für den Druckschalter, muss für die Installation innerhalb der Zone 1 geeignet sein. Zweitens muss das mit dem Sensor verbundene nachfolgende Gerät, das zugehörige Betriebsmittel, sicherstellen, dass nicht mehr Energie zu dem Sensor gelangen kann als dieser verträgt, ohne sich zu erwärmen. Wie groß die Erwärmung sein darf, hängt nicht zuletzt von der Beschaffenheit der explosionsfähigen Atmosphäre ab. Also davon, wie hoch bzw. niedrig die Zündtemperatur des eingesetzten Gases ist. Überdies muss durch die Energiebegrenzung sichergestellt werden, dass kein Zündfunke entstehen kann, beziehungsweise, dass ein möglicher Zündfunke unter der Zündenergie des eingesetzten Gases bleibt.

Was ist bei der Zündschutzart „Eigensicherheit“ zu berücksichtigen? Weiterlesen ...

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