Du suchst nach Informationen darüber, welche Geräte für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zugelassen sind? Dieser Text liefert dir die essenziellen Kenntnisse, um die Sicherheit in Umgebungen mit potenziellen Explosionsgefahren zu gewährleisten. Er richtet sich an Fachleute aus den Bereichen Arbeitssicherheit, Anlagentechnik, Instandhaltung sowie an alle, die für die Auswahl und den Betrieb von Geräten in diesen kritischen Zonen verantwortlich sind.
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Grundlagen des Explosionsschutzes und Gerätezulassung
Explosionsgefährdete Bereiche sind Zonen, in denen aufgrund der Anwesenheit von brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben in Verbindung mit Luftsauerstoff eine Explosion auftreten kann. Um die Sicherheit in solchen Umgebungen zu gewährleisten, müssen alle eingesetzten Geräte strengen Normen und Richtlinien entsprechen. Die Zulassung von Geräten für explosionsgefährdete Bereiche, oft als ATEX-konform (ATmosphères EXplosibles) bezeichnet, ist ein komplexer Prozess, der sicherstellt, dass die Geräte keine Zündquellen darstellen.
Die grundlegende Anforderung ist, dass das Gerät selbst keine Energie freisetzen darf, die ausreichen könnte, um eine explosionsfähige Atmosphäre zu entzünden. Dies kann durch verschiedene Schutzkonzepte erreicht werden. Die Europäische Union hat mit der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU (früher 94/9/EG) einen Rahmen geschaffen, der die Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme festlegt, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen bestimmt sind. Gerätehersteller müssen nachweisen, dass ihre Produkte diesen Anforderungen genügen. Dies geschieht in der Regel durch Konformitätsbewertungsverfahren, die von benannten Stellen (Notified Bodies) durchgeführt werden, und die Erstellung einer Konformitätserklärung.
Für dich als Anwender ist es entscheidend zu verstehen, welche Kennzeichnungen auf den Geräten auf die Eignung für bestimmte Zonen hinweisen. Diese Kennzeichnung ist auf dem Typenschild des Geräts angebracht und gibt detaillierte Auskunft über die Schutzart, die Gerätekategorie und die zulässigen Zonen.
Zonen-Einteilung und Kennzeichnung von Geräten
Die Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche in Zonen ist ein zentraler Aspekt des Explosionsschutzes. Diese Zonen werden basierend auf der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre definiert.
- Zone 0: Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist. Dies betrifft typischerweise den Innenraum von Behältern, Rohrleitungen oder Lagertanks mit brennbaren Flüssigkeiten oder Gasen.
- Zone 1: Bereiche, in denen bei Normalbetrieb damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen gelegentlich auftritt. Dies kann beispielsweise in der Nähe von offenen Flüssigkeitsflächen oder beim Befüllen und Entleeren von Behältern der Fall sein.
- Zone 2: Bereiche, in denen bei Normalbetrieb damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Stoffen unwahrscheinlich auftritt und wenn sie auftritt, dann nur kurzzeitig vorhanden ist. Dies sind oft Bereiche, die an Zone 1 angrenzen.
- Zonen für brennbaren Staub: Ähnlich wie bei Gasen und Dämpfen gibt es auch Zonen für explosionsfähige Staub-Luft-Gemische:
- Zone 20: Bereiche, in denen eine explosionsfähige Staub-Luft-Atmosphäre als Gemisch ständig, langzeitig oder häufig vorhanden ist (z.B. innerhalb von Silos, Förderanlagen).
- Zone 21: Bereiche, in denen bei Normalbetrieb damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Staub-Luft-Atmosphäre gelegentlich auftritt (z.B. an Stellen, an denen sich Staub ablagern kann).
- Zone 22: Bereiche, in denen bei Normalbetrieb damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Staub-Luft-Atmosphäre unwahrscheinlich auftritt und wenn sie auftritt, dann nur kurzzeitig vorhanden ist.
Die Kennzeichnung der Geräte, auch als Gerätekennzeichnung bekannt, gibt detailliert an, für welche Zonen das Gerät zugelassen ist. Diese Kennzeichnung enthält neben dem Hersteller, Modell und der Seriennummer auch Informationen über die Schutzart (z.B. Ex d, Ex i, Ex e) und die Gerätekategorie, die wiederum Rückschlüsse auf die anzuwendende Zone zulässt.
Gerätekategorien und ihre Bedeutung
Die Gerätekategorien (1, 2 und 3) sind ein wesentlicher Bestandteil der ATEX-Richtlinie und definieren den Grad des Schutzes, den ein Gerät bieten muss, abhängig von der Zone, für die es bestimmt ist:
- Gerätekategorie 1: Für den Einsatz in Bereichen mit ständig, langzeitig oder häufig vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre (Zone 0 oder Zone 20). Diese Geräte bieten den höchsten Schutzgrad.
- Gerätekategorie 2: Für den Einsatz in Bereichen, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt (Zone 1 oder Zone 21).
- Gerätekategorie 3: Für den Einsatz in Bereichen, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre unwahrscheinlich auftritt und wenn sie auftritt, dann nur kurzzeitig vorhanden ist (Zone 2 oder Zone 22).
Die Zuordnung zu einer Gerätekategorie bestimmt die Intensität der Prüf- und Zertifizierungsanforderungen, die der Hersteller erfüllen muss. Geräte der Kategorie 1 müssen beispielsweise so konstruiert sein, dass sie selbst dann keine Zündquelle darstellen, wenn sie von zwei unabhängigen, zufälligen oder normalerweise erwarteten Ereignissen betroffen sind.
Typische Schutzarten für Ex-geschützte Geräte
Um die Anforderungen für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen zu erfüllen, werden verschiedene Schutzarten angewendet. Jede Schutzart hat spezifische technische Merkmale, um das Entzünden der explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern. Hier sind einige der gängigsten Schutzarten:
- Ex d (druckfeste Kapselung): Diese Geräte sind so konstruiert, dass sie inneren Explosionen standhalten können, ohne dass diese nach außen dringen und die umgebende explosionsfähige Atmosphäre entzünden. Die Gehäuse sind speziell gefertigt und verfügen über präzise Toleranzen an den Verbindungsstellen (Fugen), um die Druckwelle und heiße Gase im Inneren aufzufangen und abzukühlen.
- Ex i (eigensichere Stromkreise): Bei dieser Schutzart sind die elektrischen Energien (Spannung und Stromstärke) in den Stromkreisen so begrenzt, dass auch bei einem Fehler keine Zündung hervorgerufen werden kann. Eigensichere Geräte sind oft mit einem „i“ gekennzeichnet und werden in unterschiedlichen Integritätsstufen (ia, ib, ic) angeboten, die sich auf die Anzahl der Fehlerfälle beziehen, bei denen die Eigensicherheit noch gegeben sein muss.
- Ex e (erhöhte Sicherheit): Hier werden Vorkehrungen getroffen, um normale Betriebsvorgänge, die zu gefährlichen Übertemperaturen oder Lichtbögen führen könnten, zu verhindern. Das Gehäuse bietet zusätzlichen Schutz gegen äußere Einflüsse, und die elektrischen Komponenten werden so ausgelegt, dass sie keine Zündquellen bilden.
- Ex n (nicht-zündend): Diese Schutzart wird für Geräte der Kategorie 3 verwendet und ist darauf ausgelegt, dass unter normalen Betriebsbedingungen und unter bestimmten Fehlerbedingungen keine Zündung auftritt. Es gibt verschiedene Unterkategorien wie Ex nA (nicht-zündend), Ex nC (gekapselt) und Ex nR (begrenzte Zündmöglichkeit).
- Ex p (druckfeste Umkapselung): Das Gehäuse des Gerätes wird mit einem Schutzgas unter Überdruck gesetzt. Der Überdruck sorgt dafür, dass keine explosionsfähige Atmosphäre in das Gehäuse eindringen kann.
- Ex m (Vergusskapselung): Komponenten, die Zündquellen darstellen könnten, werden mit einem Vergussmaterial umschlossen, um die Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern.
- Ex o (Ölkapselung): Bestimmte elektrische Betriebsmittel werden vollständig in Öl eingetaucht, um eine Zündung zu verhindern.
- Ex q (Sandfüllung): Das Betriebsmittel wird mit Quarzsand gefüllt, der im Falle einer internen Funkenbildung oder eines Lichtbogens die Energie des Lichtbogens absorbiert und die Ausbreitung einer Explosion verhindert.
Die Wahl der richtigen Schutzart hängt von der Art der zu schützenden Anlage, der Art des brennbaren Stoffes (Gas, Dampf, Staub), der Zündtemperatur und der maximalen Explosionsenergie ab.
| Kategorie des Gefahrenbereichs | Zonen-Einteilung (Gas/Dampf) | Zonen-Einteilung (Staub) | Zulässige Gerätekategorien | Beispiele für Geräte |
|---|---|---|---|---|
| Bereiche mit ständig, langzeitig oder häufig vorhandener explosionsfähiger Atmosphäre | Zone 0 | Zone 20 | 1 | Eigensichere Mess- und Regelgeräte, explosionsgeschützte Leuchten (Ex d, Ex i) |
| Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt | Zone 1 | Zone 21 | 1, 2 | Motoren (Ex d, Ex d+e), Schalter, explosionsgeschützte Beleuchtung, Handwerkzeuge |
| Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre unwahrscheinlich auftritt und nur kurzzeitig vorhanden ist | Zone 2 | Zone 22 | 1, 2, 3 | Standardgeräte mit zusätzlicher Schutzmaßnahme (Ex n), Lüfter, Computerterminals |
Welche Geräte sind konkret zugelassen?
Die Palette der für explosionsgefährdete Bereiche zugelassenen Geräte ist äußerst breit und deckt nahezu alle industriellen Anwendungen ab. Du findest explosionsgeschützte Ausführungen von:
- Elektrischen Maschinen: Motoren, Generatoren, Transformatoren. Diese sind oft nach Schutzart Ex d (druckfeste Kapselung) oder Ex d+e (Kombination aus druckfester Kapselung und erhöhter Sicherheit) ausgeführt.
- Leuchten und Beleuchtungssystemen: Von einfachen Arbeitsplatzleuchten bis hin zu komplexen Notbeleuchtungssystemen. Hier dominieren Ex d und Ex e Schutzarten.
- Mess-, Steuer- und Regelungstechnik: Sensoren (Druck, Temperatur, Füllstand), Aktoren, Transmitter, Steuergeräte. Oftmals werden hier eigensichere Stromkreise (Ex i) eingesetzt, um die Energie zu begrenzen.
- Schalt- und Verbindungstechnik: Schalter, Steckvorrichtungen, Klemmenkästen, Schaltschränke. Diese können je nach Anforderung verschiedene Schutzarten wie Ex d, Ex e oder Ex i aufweisen.
- Antriebstechnik: Getriebemotoren, Frequenzumrichter.
- Kommunikations- und IT-Geräte: PCs, Tablets, HMI-Panels, Mobiltelefone. Diese sind oft nach Ex i oder Ex n zugelassen, um die Eigensicherheit zu gewährleisten.
- Handwerkzeuge und mobile Geräte: Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Messgeräte für den Außeneinsatz. Hier kommen oft spezielle Materialien und Konstruktionen zum Einsatz, um Funkenbildung zu minimieren.
- Pumpen und Lüfter: Diese Geräte müssen robust gebaut sein und die explosionsgeschützten Anforderungen ihrer Umgebung erfüllen, oft durch druckfeste Gehäuse (Ex d).
- Heiz- und Klimatechnik: Spezielle Heizungen und Klimageräte für Ex-Bereiche.
- Laborgeräte: Zentrifugen, Rührwerke, Trockenschränke.
Die wichtigste Information für dich ist immer die Kennzeichnung auf dem Typenschild. Achte auf die folgenden Elemente:
- Hersteller und Modellbezeichnung
- Seriennummer
- EG-Baumusterprüfbescheinigungsnummer (optional, aber oft vorhanden)
- Kennzeichnung der Explosionsschutzart (z.B. Ex II 2 G Ex d IIB T4 Gb)
- Ex: Kennzeichnung für Explosionsschutz
- II: Gerätekategorie (hier: II steht für Gase/Dämpfe, Kategorie 2)
- 2 G: Gerätekategorie 2 für Gase/Dämpfe
- Ex d: Schutzart (druckfeste Kapselung)
- IIB: Explosionsgruppe (abhängig von der brennbaren Substanz, hier: IIB für Ethylen, Propan etc.)
- T4: Temperaturklasse (maximal zulässige Oberflächentemperatur, hier: max. 135°C)
- Gb: Gerätekategorie (hier: Gb für Zone 1)
- Zulässige Umgebungstemperatur
- Spannungs- und Leistungsdaten
Für Staubbereiche ist die Kennzeichnung ähnlich, aber mit „D“ anstelle von „G“ und einer anderen Nummerierung der Explosionsgruppen und Temperaturklassen (z.B. Ex II 2 D Ex t IIIC T125°C Db).
Auswahl und Installation von Geräten in Ex-Bereichen
Die Auswahl und Installation von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen erfordert höchste Sorgfalt und Fachkenntnis. Du musst sicherstellen, dass:
- Das Gerät für die spezifische Zone (0, 1, 2 oder 20, 21, 22) und die vorhandene explosionsfähige Atmosphäre (Gasgruppe, Staubgruppe, Temperaturklasse) zugelassen ist.
- Die Schutzart des Geräts mit den Anforderungen der Zone und der Anlage übereinstimmt.
- Alle Installationsvorschriften des Herstellers und der geltenden Normen (z.B. IEC 60079-Serie) eingehalten werden.
- Die Erdung und Potentialausgleich korrekt durchgeführt werden, um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.
- Wartungsarbeiten nur von qualifiziertem Personal und nach festgelegten Verfahren durchgeführt werden.
- Die Geräte regelmäßig auf Beschädigungen oder Abnutzung geprüft werden.
Eine fehlerhafte Installation oder Wartung kann die Schutzfunktion des Geräts beeinträchtigen und zu gefährlichen Situationen führen. Daher ist es unerlässlich, dass die Arbeiten von qualifizierten Fachkräften mit entsprechender Schulung und Erfahrung durchgeführt werden.
Regulatorische Anforderungen und Normen
Die Zulassung und der Einsatz von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen unterliegen strengen regulatorischen Anforderungen. Die wichtigste ist die bereits erwähnte ATEX-Richtlinie 2014/34/EU, die die grundlegenden Sicherheitsanforderungen festlegt. Diese Richtlinie wird durch eine Reihe von harmonisierten Normen ergänzt, die detaillierte technische Spezifikationen für verschiedene Schutzarten und Geräteeigenschaften liefern. Zu den wichtigsten Normen gehören:
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- IEC 60079-0: Allgemeine Anforderungen
- IEC 60079-1: Geräte mit druckfester Kapselung (d)
- IEC 60079-11: Geräte mit eigensicheren Stromkreisen (i)
- IEC 60079-7: Geräte mit erhöhter Sicherheit (e)
- IEC 60079-10-1: Klassifizierung von Bereichen für Gasatmosphären
- IEC 60079-10-2: Klassifizierung von Bereichen für Staubatmosphären
- IEC 60079-14: Elektrische Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen
- IEC 60079-17: Inspektion und Instandhaltung von elektrischen Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen
- IEC 61241-Serie (mittlerweile in IEC 60079 integriert): Geräte für den Einsatz in Bereichen mit brennbarem Staub
Diese Normen werden regelmäßig aktualisiert, um den neuesten Stand der Technik und die gewonnenen Erfahrungen zu berücksichtigen. Es liegt in deiner Verantwortung als Betreiber, sicherzustellen, dass alle eingesetzten Geräte und Installationen den jeweils gültigen Normen entsprechen.
Zertifizierung und Konformitätsbewertung
Bevor ein Gerät für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen auf den Markt gebracht werden darf, muss der Hersteller ein Konformitätsbewertungsverfahren durchlaufen. Die Art des Verfahrens hängt von der Gerätekategorie ab:
- Für Gerätekategorie 1: Der Hersteller muss eine benannte Stelle (Notified Body) einbeziehen, die die technische Dokumentation prüft und eine Baumusterprüfung durchführt. Alternativ kann die Einhaltung interner Qualitätssicherungsmaßnahmen unter Überwachung durch eine benannte Stelle erfolgen.
- Für Gerätekategorie 2: Der Hersteller kann wählen zwischen einer Baumusterprüfung durch eine benannte Stelle oder der Einhaltung interner Qualitätssicherungsmaßnahmen, wobei die benannte Stelle die technische Dokumentation prüft.
- Für Gerätekategorie 3: Der Hersteller kann die Konformität selbst erklären, ohne externe Benannte Stelle, muss aber eine umfassende technische Dokumentation führen.
Das Ergebnis dieses Verfahrens ist die EG-Baumusterprüfbescheinigung (bei Kategorien 1 und 2) und die EG-Konformitätserklärung des Herstellers. Nur Geräte, die diese Schritte durchlaufen haben und entsprechend gekennzeichnet sind, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden.
Häufige Fehler und Missverständnisse
Bei der Auswahl und dem Einsatz von Ex-geschützten Geräten treten immer wieder Fehler auf, die vermieden werden sollten:
- Unsachgemäße Zoneneinteilung: Wenn Bereiche falsch als explosionsgefährdet eingestuft werden oder die Zone falsch bestimmt ist, können ungeeignete Geräte eingesetzt werden.
- Falsche Gerätekategorie oder Schutzart gewählt: Ein Gerät mag zwar Ex-geschützt sein, aber nicht für die spezifische Zone oder die Art der explosionsfähigen Atmosphäre.
- Ignorieren der Temperaturklasse: Die Oberflächentemperatur eines Geräts darf niemals die Zündtemperatur des brennbaren Stoffes überschreiten.
- Beschädigung der Schutzvorrichtungen: Gehäuse, Dichtungen oder Kapselungen dürfen niemals geöffnet oder beschädigt werden, es sei denn, dies ist im Rahmen der vorgesehenen Wartung und durch geschultes Personal erlaubt.
- Fehlerhafte Installation: Unsachgemäße Verdrahtung, fehlende Erdung oder unzureichende Abdichtung können die Schutzfunktion aufheben.
- Einsatz von nicht-zertifizierten Geräten: Nur Geräte mit gültiger ATEX-Kennzeichnung und den entsprechenden Konformitätsdokumenten sind zulässig.
FAQ – Häufig gestellte Fragen zu Welche Geräte sind für explosionsgefährdete Bereiche zugelassen?
Was bedeutet die Kennzeichnung „Ex d“ auf einem Gerät?
Die Kennzeichnung „Ex d“ steht für druckfeste Kapselung. Das bedeutet, das Gehäuse des Geräts ist so konstruiert, dass es inneren Explosionen standhalten kann, ohne dass heiße Gase oder Flammen nach außen dringen und die umgebende explosionsfähige Atmosphäre entzünden. Solche Gehäuse sind sehr robust und präzise gefertigt.
Kann ich normale elektrische Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen verwenden?
Nein, unter keinen Umständen. Normale elektrische Geräte können Funken erzeugen oder sich zu stark erhitzen und somit eine explosionsfähige Atmosphäre entzünden. Nur speziell für explosionsgefährdete Bereiche zugelassene und entsprechend gekennzeichnete Geräte dürfen eingesetzt werden.
Was ist der Unterschied zwischen Zone 1 und Zone 2?
Zone 1 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre gelegentlich auftritt. Zone 2 hingegen ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Atmosphäre bei Normalbetrieb unwahrscheinlich auftritt und wenn sie auftritt, dann nur kurzzeitig vorhanden ist. Dies bedeutet, dass Geräte für Zone 1 einen höheren Schutzgrad aufweisen müssen als Geräte für Zone 2.
Welche Rolle spielen benannte Stellen bei der Gerätezulassung?
Benannte Stellen sind unabhängige Organisationen, die von den nationalen Behörden anerkannt sind, um die Konformität von Geräten für explosionsgefährdete Bereiche zu bewerten. Sie führen Baumusterprüfungen durch, überprüfen technische Dokumentationen und stellen EG-Baumusterprüfbescheinigungen aus, was ein wichtiger Schritt für die Zulassung von Geräten der Kategorien 1 und 2 ist.
Wie erkenne ich, ob ein Gerät für Staubexplosionen geeignet ist?
Geräte für Staubbereiche werden mit „D“ anstelle von „G“ gekennzeichnet (z.B. „Ex II 2 D“). Die Kennzeichnung gibt auch die Staubgruppe und die maximal zulässige Oberflächentemperatur an (z.B. „Ex t IIIC T125°C Db“). Achte auf diese spezifische Kennzeichnung, um sicherzustellen, dass das Gerät für den Einsatz in staubigen Umgebungen zugelassen ist.
Ist eine regelmäßige Inspektion von Ex-Geräten erforderlich?
Ja, absolut. Gemäß den geltenden Normen (z.B. IEC 60079-17) sind regelmäßige Inspektionen und Instandhaltungsmaßnahmen für alle elektrischen Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen zwingend vorgeschrieben. Dies dient dazu, die Integrität der Schutzmaßnahmen sicherzustellen und potenzielle Gefahren zu identifizieren.
Was bedeutet die Temperaturklasse T4?
Die Temperaturklasse gibt die maximal zulässige Oberflächentemperatur des Geräts an. T4 bedeutet, dass die Oberfläche des Geräts eine maximale Temperatur von 135°C nicht überschreiten darf. Diese Temperatur muss deutlich unter der Zündtemperatur des in der Atmosphäre vorhandenen brennbaren Stoffes liegen, um eine Entzündung zu verhindern.
