Explosionsschutz im Anlagenbau
In vielen industriellen Anlagen wie in der Chemie-, Pharma-, Lebensmittel- oder Energiebranche können explosionsfähige Atmosphären entstehen. Diese bestehen meist aus einem Gemisch von brennbaren Stoffen wie z. B. Gasen, Dämpfen oder Stäuben und Luft. Sobald eine Zündquelle hinzukommt, besteht Explosionsgefahr. Um dies zu verhindern, gibt es im Anlagenbau strenge Vorschriften zum Explosionsschutz, wie die sogenannten ATEX-Richtlinien.
Was bedeutet ATEX?
„ATEX“ steht für ATmosphères EXplosibles und umfasst zwei zentrale europäische Richtlinien:
Die ATEX-Richtlinie gilt für Geräte und Schutzsysteme, die für den Einsatz in potenziell explosionsgefährdeten Bereichen gedacht sind. In der Richtlinie sind die grundlegenden Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen sowie die Verfahren zur Bewertung der Konformität festgelegt. Sie müssen angewendet werden, bevor solche Produkte in Verkehr gebracht werden dürfen.
Zu einer Explosion müssen drei Elemente beitragen:
- eine entzündliche Substanz in zündfähigen Mengen (z. B. entzündliche/r Staub/Partikel oder Gase/Dämpfe),
- Sauerstoff (normalerweise in der Umgebungsluft),
- eine Zündquelle (z. B. ein Funke, eine elektrostatische Entladung oder offene Flammen).
Der Explosionsschutz verfolgt drei Hauptziele:
- Vermeidung explosionsfähiger Atmosphären,
- Vermeidung wirksamer Zündquellen,
- Begrenzung der Explosionswirkung, falls es doch zu einer Explosion kommt.
Explosionsgefährdete Bereiche sind in jedem Industriezweig oder Betrieb, der entflammbare Materialien herstellt, verarbeitet oder verwendet. Dies können zum Beispiel folgende sein:
- Tankstellen für Kraftfahrzeuge und Flugzeuge,
- Ölraffinerien, Bohrinseln und Verarbeitungsanlagen davon,
- Chemische Industrieanlagen, Anlagen für die Pharmazie,
- Druckindustrie (Papier und Textilien),
- Oberflächenbeschichtungsindustrien und Lackieranlagen,
- Biogas- und Abwasserreinigungsanlagen,
- Gas-Pipelines und Verteilzentren,
- Getreideumschlag und -lagerung, Mühlen,
- Holzbearbeitungsbereiche,
- Schleifarbeiten an Metalloberflächen, insbesondere Aluminiumstäube und -partikel.
Zoneneinteilung – Wo besteht welche Gefahr?
Explosionsgefährdete Bereiche werden in Zonen eingeteilt. Grundsätzlich wird zwischen Gasen/Dämpfen und Stäuben unterschieden:
Die Anlagensicherheit erfordert, dass der Betreiber mittels einer Gefährdungsanalyse die verschiedenen Bereiche klassifiziert. Er muss alle explosionsgefährdeten Flächen in Gas- bzw. Staub-Zonen einteilen und entsprechende Schutzzonen festlegen. In diesen klar definierten Zonen müssen dann spezielle Ex-geschützte Geräte eingesetzt werden, welche entsprechend einer Norm oder mehrerer Normen gekennzeichnet werden müssen.
Ex-Kennzeichnung nach den internationalen Standards
ATEX: Ex-Schutz für Europa, IECEx: Internationaler Ex-Schutz, NEC: Ex-Schutz für USA.
Die Quelle der Grafiken und die Urheberrechte der Ausschnitte "Gerätekategorie und Art der explosionsfähigen Atmosphäre" und "Ex-Kennzeichnungen-Übersicht" ist bei i.safe MOBILE, www.isafe-mobile.com.
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Anforderungen an Geräte und Anlagen
In explosionsgefährdeten Zonen dürfen nur Geräte verwendet werden, die nach ATEX geprüft sind. Solche Betriebsmittel erhalten neben der CE-Kennzeichnung auch das Ex-Symbol und Angaben zur Gerätegruppe und Kategorie. Die CE-Kennzeichnung nach ATEX ist verpflichtend. Sie bestätigt die Übereinstimmung mit den grundlegenden Sicherheitsanforderungen.
Einteilung in Gerätegruppen und Kategorien:
- Gruppe I (Bergbau) und Gruppe II (oberirdisch): Wichtig für Hersteller bei der Zertifizierung.
- Gruppe II (Oberfläche) gilt: Kategorie 1G (oder 1D) – geeignet für Zone 0 bzw. 20, Kat. 2 für Zone 1/21, Kat. 3 für Zone 2/22.
Beispielsweise kennzeichnet die Prüf-Nummer „II 2 G/D“ ein Gerät der Gruppe II, Kategorie 2, das für den Einsatz in Zone 1 oder 2 (Gas «G») oder Zone 21/22 (Staub «D») geeignet ist. Ein Gerät, das in Zone 0 eingesetzt werden soll, muss dagegen mindestens Kategorie 1 aufweisen. Durch diese Zuordnung stellt das ATEX-System sicher, dass nur passende und zertifizierte Geräte in den jeweiligen Zonen zum Einsatz kommen.
Zusammenfassend sorgt der ATEX-Explosionsschutz dafür, dass in Anlagen mit brennbaren Stoffen die richtigen Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Dazu gehören die Zoneneinteilung nach Häufigkeit explosionsfähiger Atmosphäre, die Verwendung geprüfter Ex-Geräte und konsequente Massnahmen zur Vermeidung von Zündquellen. So werden Menschen, Umwelt und Maschinen bestmöglich vor Explosionsgefahren geschützt.
FAQs
In der chemischen Industrie und Raffinerien entstehen leicht entzündliche Gase und Lösungsmitteldämpfe. In der Mehl-, Zucker- oder Gewürzproduktion erzeugen feine Partikel Staub-Zonen. Luftgetragener Mehlstaub ist z.B. hochentzündlich. Sprüh- und Verdünnungslacke enthalten brennbare Lösemitteldämpfe. In Lackierkabinen und Abluftleitungen in Lackierereien sind meist permanent explosionsfähige Dämpfe vorhanden. Beim Betanken von Fahrzeugen (Benzin, Diesel) oder in Galvanikbädern können explosionsfähige Dämpfe auftreten.
Sowohl IECEx als auch ATEX orientieren sich an denselben Normen (z. B. der IEC-EN 60079). ATEX und IECEx sind Richtlinien bzw. Zertifizierungssysteme, die Sicherheitsanforderungen für Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen festlegen. Während ATEX speziell für die Europäische Union gilt, ist IECEx international anerkannt und damit in einem breiteren Spektrum von Ländern und Gebieten wie Australien, Neuseeland, Teile Asiens und aher Osten anwendbar.
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