Explosionsschutz nach ATEX-Richtlinien

Ein wichtiger Bereich der Sicherheitstechnik ist der Schutz vor der Entstehung von Explosionen. Ein wirksamer Explosionsschutz soll Schäden an Mensch, Maschinen und Anlagen verhindern. Produkte und Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen haben in der Europäischen Union die Vorgaben der ATEX-Richtlinien einzuhalten. Auch Pumpen und Hochdrucklösungen unterliegen diesen Richtlinien. Für den Einsatz außerhalb der Europäischen Union existieren weitere Vorschriften und Zertifizierungen.

Definition ATEX

Die Abkürzung ATEX steht für den französischen Begriff ATmosphères EXplosibles (explosionsfähige Atmosphären). Die ATEX-Direktive regelt die Aspekte des Explosionsschutzes in der Europäischen Union und umfasst die beiden Richtlinien 1999/92/EG (Betriebsrichtlinie) und 2014/34/EU (Produktrichtlinie).

Primärer, sekundärer und tertiärer Explosionsschutz

Die ATEX-Richtlinien legen für die verschiedenen Maßnahmen des Explosionsschutzes eine bestimmte Reihenfolge fest.

ATEX-Richtlinien

Die ATEX-Direktive umfasst die beiden Richtlinien 1999/92/EG (Betriebsrichtlinie) und 2014/34/EU (Produktrichtlinie). Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU beinhaltet die Regeln für das Inverkehrbringen von Geräten und Produkten in explosionsgefährdeten Bereichen. Sie betrifft nicht nur elektrische Geräte und Maschinen, sondern auch nicht-elektrische Komponenten wie Pumpenmechaniken oder Kupplungen. Denn auch diese können durch unzulässige Erwärmungen Zündgefahren darstellen. Neben dem Hauptziel, dem Schutz von Menschen vor Explosionen und deren Auswirkungen, soll die Richtlinie auch Handelshindernisse beseitigen.

In der Richtlinie sind verschiedene Anforderungen aufgeführt, die die Hersteller von Produkten zu beachten haben. Die Einhaltung der Maschinenrichtlinien ist durch entsprechende Konformitätsbewertungsverfahren nachzuweisen. Nur Geräte und Komponenten, die der ATEX-Produktrichtlinie entsprechen, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen zum Einsatz kommen. Als Geräte gelten stationäre oder mobile Maschinen, Betriebsmittel, Ausrüstungs- und Steuerungsteile sowie Schutzvorrichtungen. Komponenten sind Bauteile, die selbst keine autonome Funktion erfüllen.

Zoneneinteilung explosionsgefährdeter Bereiche nach ATEX

ATEX unterteilt explosionsgefährdete Bereiche abhängig von der Dauer und der Häufigkeit des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären in verschiedene Zonen. Diese Zonen sind:

In der Zone 0 sind gefährliche explosionsfähige Atmosphären als Gemisch aus Dämpfen, Nebeln oder brennbaren Gasen und Luft häufig, ständig oder über lange Zeiträume vorhanden.

Im Bereich der Zone 1 bilden sich im normalen Betrieb nur gelegentlich gefährliche explosionsfähige Atmosphären als Gemisch aus Dämpfen, Nebeln oder brennbaren Gasen und Luft.

In der Zone 2 treten im normalen Betrieb  gefährliche explosionsfähige Atmosphären als Gemisch aus Dämpfen, Nebeln oder brennbaren Gasen und Luft nur kurzzeitig oder gar nicht auf.

In der Zone 20 ist eine Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre häufig, ständig oder über lange Zeiträume vorhanden.

Eine Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bildet sich als gefährliche explosionsfähige Atmosphäre im normalen Betrieb in der Zone 21 nur gelegentlich.

Die gefährliche explosionsfähige Atmosphäre aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bildet sich in der Zone 22 im Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig.

Typische Zündquellen

Zündquellen sind in der Lage, gefährliche explosionsfähige Atmosphären zu zünden und Explosionen auszulösen. Je nach Energie der Zündquelle und den Eigenschaften der explosionsfähigen Atmosphäre besitzen die Zündquellen unterschiedliche Fähigkeit und Wirksamkeit zur Zündung. Typische Zündquellen sind:

  • heiße Oberflächen wie stromführende Leiter in Wicklungen von Motoren, Lagern oder Wellendurchführungen
  • Flammen und heiße Gase, wie sie beim Schneiden oder Schweißen auftreten
  • mechanisch erzeugte Funken wie bei Schleifvorgängen
  • elektrische Anlagen mit Funken und Lichtbögen durch Öffnen und Schließen von Stromkreisen oder durch Kurzschluss
  • elektrische Ausgleichsströme
  • elektrostatische Entladungen

  • Blitzschlag
  • elektromagnetische Wellen in verschiedenen Frequenzbereichen
  • ionisierende Strahlung
  • Ultraschall
  • adiabatische Kompression und Stoßwellen
  • exotherme Reaktionen inklusive Selbstentzündung von Stäuben

Explosionsschutz für Hochdrucktechnik

Für den Explosionsschutz von Pumpensystemen und Hochdrucklösungen kommen verschiedene technische Lösungen und Komponenten zum Einsatz. Beispielsweise sind häufig Kapsellösungen wie druckfeste Gehäuse "Exd" oder die Überdruckkapselung "p" in den Systemen implementiert. Antriebssysteme bestehen aus Frequenzumrichter-geregelten Exd-, Exde-und ExnA-Drehstrom-Motoren (LV und MV). Zur Bedienung und Überwachung in rauer Umgebung sind Exde-Steuerkästen vorgesehen.

Explosionsgeschützte Exi-, Exe-Feldverteiler bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder Edelstahl. Weitere Komponenten für den Explosionsschutz von Hochdrucktechnik sind Ex-Installationssystemtechniken wie eigensichere Kreise, Conduit-Installationen gemäß NEC 505, die Feldbus-Technologie, Druck-, Differenzdruck-, Durchfluss- und Leveltransmitter und -schalter sowie Trennbarrieren und MMC-Überwachungssysteme.

Internationale Unterschiede im Explosionsschutz

Die ATEX-Richtlinien sind nur innerhalb der Europäischen Union bindend und nicht überall anerkannt. Weltweit existieren zahlreiche weitere den Explosionsschutz betreffende Vorschriften und Zertifizierungen. Diese sind beispielsweise der National Electrical Code (NEC) in den USA wie NEC500 und NEC505 sowie IECEx, CQST, NEPSI, TR CU ATEX (ehemals GOST), KOSHA, KGS, UL/CSA, CCOE oder IMMETRO.

Um explosionsgeschützte Hochdrucklösungen oder Pumpensysteme weltweit anzubieten und zu betreiben, ist ein umfangreiches Wissen über die jeweils geltenden lokalen Vorschriften und Anforderungen notwendig. URACA besitzt viel Know-how in diesem Bereich und bietet neben ATEX-Produkten explosionsgeschützte Lösungen mit zahlreichen weiteren Zertifizierungen. Haben Sie Fragen rund um den Explosionsschutz, kontaktieren Sie die Experten von URACA jetzt.