Aktuelles über WERMA

Signale im Ex–Bereich

Optische und akustische Signale warnen, schützen und leiten uns. Sie wirken dort, wo Vorsicht, Umsicht und Weitsicht gebo-ten sind. Unabhängig von Sprache und Schriftkultur werden sie auf der ganzen Welt verstanden. Gerade in explosionsgefährdeten Bereichen sind sie umso wich-tiger, weisen sie insbesondere hier auf extreme Gefahren für Mensch, Maschinen und Gebäude hin.

Explosiv
Damit es hier zu einer Explosion kommen kann, müssen drei Bedingungen zusammentreffen:
1. Brennbarer Stoff in gefährlicher Konzentration - in Form von Gas oder Staub.
2. Sauerstoff in ausreichender Konzentration, der meist aus der Umgebungsluft stammt.
3. Eine Zündquelle muss die Explosion initialisieren (z.B. elektrischer Funke, heiße Oberfläche).

Ist eine der Bedingungen nicht erfüllt, kann keine Explosion stattfinden. Ziel des primären und sekundären Explosionsschutzes ist es, mindestens eine dieser Bedingungen zu unterdrücken.

Der Explosionsschutz strebt zuallererst danach, den brennbaren Stoff auf ein minimales Maß zu reduzieren (primärer Explosionsschutz). Da der Sauerstoff in der Regel nicht verhindert werden kann, geht es in einem zweiten Schritt darum, jegliche Zündquellen zu vermeiden (sekundärer Explosionschutz).
Der tertiäre Explosionsschutz versucht schließlich, bei einer stattgefundenen Explosion die Auswirkungen auf die Umwelt möglichst gering zu halten. Mit ihren elektrischen Betriebsmitteln stellen Hersteller explosionsgeschützte Geräten für den sekundären Explosionsschutz her.

Müssen Geräte für die normale Industrieumgebung bereits einer Vielzahl von Normen entsprechen, so müssen explosionsgeschützte Geräte darüber hinaus die zusätzlichen Anforderungen für Ex- Bereiche erfüllen. Nur so können sie sicher betrieben werden. Sicher bedeutet: Trotz vorhandener explosionsgefährdeter Atmosphäre dürfen die Geräte kein Gefahrenpotential darstellen, d. h., sie dürfen keine Zündquelle bieten.
Die Regeln für die Herstellung dieser explosionsgeschützten Geräte sind europaweit in der Richtlinie 94/9/EG festgeschrieben - allgemein als „ATEX-Richtlinie“ bekannt.
Alle Geräte und Schutzsysteme, die für Ex-Schutzbereiche in der EG in den Verkehr gebracht werden, müssen nach dieser Richtlinie zugelassen sein.

Europaweit einheitlich
Die ATEX Richtlinie 94/9/EG vereinheitlicht die Rechtsvorschriften für Geräte und Schutzsysteme zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen EG-weit. Sie ist die erste allumfassende europäische Richtlinie für den Explosionsschutz und dient in erster Linie zum Abbau von Handelshemmnissen.
Inzwischen werden ATEX Zulassungen auch von vielen Ländern außerhalb Europas anerkannt.

Explosionsgefahren in den unterschiedlichen Branchen
Nicht nur in den augenfällig explosionsgefährdeten Bereichen wie Erdölförderung, Raffinerien oder Gasversorgungsunternehmen besteht Explosionsgefahr, sondern auch in vielen „normalen“ Betrieben kommen explosive Situationen mit reichlich Zündstoff vor.
In holzverarbeitender als auch Nahrungs- und Futtermittelindustrie treten Gase und Stäube auf, die -zur Explosion gebracht- große Katastrophen hervorrufen können.
Ein trauriges Beispiel ist die Mehlstaubexplosion 1997 an einem Getreidesilo in Blaye/ Frankreich: 11 Menschen sterben und die Silos samt nebenstehendem Verwaltungsgebäude werden zerstört. Die Explosion war beim Entladen von Maismehl in einem Silo entstanden.

Die gewaltigste Mehlstaubexplosion der deutschen Geschichte lösen 1979 Funken bei Schweißarbeiten in einem Silo der Bremer Rolandmühle aus: Sie fordert 14 Todesopfer und verursacht Sachschaden von umgerechnet 50 Millionen Euro (2).

Auch Pharma- und Chemische Industrie, sowie die Entsorgungs- und Recyclingbranche bieten vielfältige Gefährdungspotentiale. Ebenso fällt die Metallindustrie mit ihren Schleifstäuben in den explosionsgefährdeten Bereich.

Gerade deshalb ist es so wichtig, die Voraussetzung für eine Explosion richtig einzuschätzen, um sie so ganz zu verhindern oder zumindest die Auswirkung zu begrenzen.

Arbeitgeberpflicht - Einteilung in Zonen
Hierzu gehört die Zoneneinteilung, die der Arbeitgeber vornehmen muß. Man versteht hierunter die Einteilung explosionsgefährdeter Bereiche nach Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens explosionsgefährlicher Atmosphäre.
Die Gefahrenbereiche durch brennbare Gase werden in die Zone 0, 1 und 2 unterteilt. Gefahrenbereiche, die durch brennbare Stäube entstehen, werden analog in die Zonen 20, 21 und 22 eingeteilt. Das Gefahrenpotential ist in den Zone 0 und 20 jeweils am höchsten und in den Zonen 2 und 22 am geringsten.

Diese Einteilung macht auch aus wirtschaftlicher Sicht Sinn: Müssen Geräte für die Zonen 0 und 20 ganz besonders sicher sein -was sie entsprechend aufwendig und kostenintensiv macht- reicht für die Zonen 2 und 22 ein abgeschwächter Sicherheitsstandard aus.

Temperaturklassen / Zündtemperatur
Die Zündtemperaturen von Gasen, Dämpfen und Stäuben sind stofftypische Kennzahlen, die in einem gemäß IEC 60079-4 festgelegten Verfahren ermittelt wurden.
So war es möglich, diese Stoffe in Temperaturklassen einzuteilen. Es sind dies die Klassen T1 bis T6. Sie geben die höchste Oberflächentemperatur an, die das Gerät selbst im Fehlerfall nicht überschreitet, und in welcher Stoffumgebung es gefahrlos betrieben werden darf.
Bezogen auf Stäube gibt der Hersteller die maximale Oberflächentemperatur in °C an. Der Anwender kann so das Gerät für die am Ort vorhandenen Stäube auswählen.

Explosionsgruppen
Eine weitere Unterteilung bei Gasen, Dämpfen und Stäuben ist die Einteilung nach ihrer Entzündbarkeit. Auch hier handelt es sich um stofftypische Kennzahlen.
Die Einteilung erfolgt gemäß IEC 60079-11 in IIA, IIB, und IIC, wobei in der Gruppe IIA die geringste und in der Gruppe IIC die höchste Entzündbarkeit vorliegt.

Zoneneinteilung, Zündtemperatur und Zündwilligkeit der Gase, Dämpfe und Stäube sind Parameter, die die Praxis vorgibt.
Der Hersteller von exgeschützten Geräten hat nun die Aufgabe, auf der Grundlage dieser bekannten Parameter Produkte zu entwickeln und in Verkehr zu bringen.
Dabei sind die geltenden Normen zu berücksichtigen. Auf die Zündschutzarten soll im Rahmen dieses Beitrages nur in soweit eingegangen werden, als sie dem Gerätehersteller verschiedene Schutzprinzipien zur Erreichung des Ex-Schutzes bieten. In der Wahl der verwendeten Zündschutzarten ist er frei, am Ende muss ein Produkt entstanden sein, das selbst keine Zündquelle darstellt und somit problemlos in explosionsgefährdeten Bereichen betrieben werden darf.

Der Weg dahin führt im Allgemeinen zunächst über die Entwicklung im eigenen Haus. Das Ergebnis wird von einer in der EG anerkannten Prüfstelle, z.B. PTB, EXAM oder KEMA begutachtet. Theoretische Betrachtungen werden durch praktische Explosionsversuche ergänzt.
Nach positivem Abschluss aller Untersuchungen stellt die Prüfstelle eine EG-Baumusterprüfbescheinigung aus. Sie ist Voraussetzung für das in Verkehr bringen explosionsgeschützter Betriebsmittel.

Zum Schluss sei noch darauf hingewiesen, dass innerhalb der EG jeder Hersteller von Ex-Produkten zusätzlich zum allgemeinen QS-System ein Ex-Audit durch eine anerkannte Prüfstelle bestanden haben muss.
Damit wird sichergestellt, dass Hersteller von Ex-Produkten über das nötige Spezialwissen verfügen und es intern auch anwenden.

WERMA Signaltechnik entwickelt und produziert seit über 50 Jahren innovative optische und akustische Signalgeräte mit hohem Qualitätsanspruch. Auch der Bereich Ex-Signalgeräte mit ATEX Zulassung wird von WERMA durch eine breite Palette abgedeckt.