Wissenswertes für Betreiber und Errichter von staubexplosionsgefährdeten Anlagen

Je wahrscheinlicher es ist, dass zündfähiges Gemisch und zündfähiger Funke „sich treffen“ desto wahrscheinlicher kommt es zur Explosion. Je wahrscheinlicher das Vorhandensein eines explosionsfähigen Gemisches ist desto sicherer sollte die installierte oder mitgeführte Gerätetechnik sein!
Deshalb macht es Sinn explosionsgefährdete Bereiche anhand von Wahrscheinlichkeiten einzuteilen, in denen es ein explosionsfähiges Gemisch gibt:

 

Zone 20	ist richtig gefährlich! Hier ist ständig, über lange Zeiträume oder häufig explosionsfähige Atmosphäre in Form einer explosionsfähigen Staubwolke vorhanden!
Zone 21	ist gefährlich! Hier ist gelegentlich explosionsfähige Atmosphäre in Form einer explosionsfähigen Staubwolke vorhanden!
Zone 22	ist nicht so gefährlich. Hier ist nicht oder aber nur kurzzeitig explosionsfähige Atmosphäre in Form einer explosionsfähigen Staubwolke vorhanden!
Sicherer Bereich	ist ungefährlich. Es kommt NIE zu einer explosionsfähigen Staubwolke.ist ungefährlich. Es kommt NIE zu einer explosionsfähigen Staubwolke. Ein solcher Bereich wird als „sicherer Bereich“ oder als „zonenfreier Bereich“ bezeichnet.

 

Ständig vorherrschende Ex- Atmosphäre (Zone 20) erfordert extrem sichere Geräte.
Gelegentlich vorherrschende Ex- Atmosphäre (Zone 21) erfordert sehr sichere Geräte.
Nur kurzzeitig vorherrschende Ex-Atmosphäre (Zone 22) erfordert sichere Geräte.
Bei nie vorherrschender Ex-Atmosphäre ist die Gerätetechnik egal.

Extrem sichere Geräte brauchen wir in Zone 20.
Sehr sichere Geräte in Zone 21.
Sichere Geräte genügen in Zone 22.
Und jedes Gerät ist o.k., wenn wir zonenfrei sind.

	Verständlich ausgedrückt	Sagen die Europäer	Sagen die internationalen Normengeber
		Gerätekategorie nach RL 2014/34/EU	Geräteschutzniveau (EPL) nach IEC 60079-0
Zone 20 braucht	.. extrem sichere Geräte	D1	Da
Zone 21 braucht	.. sehr sichere Geräte	D2	Db
Zone 22 braucht	.. sicher Geräte	D3	Dc
Zonenfrei braucht	..was auch immer	-	-

Die Gerätetechnik darf NIE schwächer sein als es die Zone erfordert. „Besser als man bräuchte“ geht immer. Setzen Sie in Zone 20 nur Da Geräte ein. In Zone 21 geht Da und Db. Und in Zone 22 kann Da, Db oder Dc installiert werden.

Staubgruppen versus Gerätegruppen

Brennbare Stäube werden in Staubgruppen eingeteilt.

GRUPPE	STAUB	BEISPIEL
IIIA	Brennbare Flusen	Baumwolle, Filterstoffe
IIIB	Nicht leitfähiger Staub	Zuckerstaub, Weizenmehl
IIIC	Leitfähiger Staub	Aluminiumstaub

 

 

Staubgruppe	Gerätegruppe
IIIA	IIIA oder IIIB oder IIIC
IIIB	IIIB oder IIIC
IIIC	IIIC

 

Die Gerätegruppe muss immer der Staubgruppe entsprechen oder besser sein. „Besser als man bräuchte“ geht immer.

Zu beachtende Temperaturen

Umgebungstemperatur

Bei einem Ex-Gerät wird immer dann eine zulässige Umgebungstemperatur angegeben, wenn das Gerät auch jenseits des ATEX-Normtemperaturbereiches (-20°C bis +40°C) betrieben werden darf. Einige unserer Kameras sind z.B. von -60°C bis +60°C sicher. Dieser Temperaturbereich ist der „zugelassene Umgebungstemperaturbereich des Geräts“. Achten Sie darauf, dass diese Angaben den Anforderungen Ihrer Anlage entsprechen.

Zündtemperatur

Die Zündtemperatur einer Staubwolke ist die niedrigste Temperatur einer erhitzten Oberfläche bei der es knallt. Die maximale Oberflächentemperatur von Geräten muss kleiner sein als die Zündtemperatur der Staubwolke.

Glimmtemperatur

Die Glimmtemperatur ist in aller Regel kleiner als die Zündtemperatur. Auch ist beim Glimmen die Dicke der Staubschicht entscheidend. Je dicker eine Staubschicht, desto mehr Energie hat sie und desto gefährlicher ist sie. Unsere Normgeber haben Schichtdicken bis 5mm analysiert. Dickere Schichten wurden nicht analysiert. Das heißt: Versuchen Sie Schichtdicken von größer 5mm zu vermeiden. Wenn Ihnen das konstruktiv nicht gelingt, müssen solche Ablagerungen in Ihrem Explosionsschutzdokument separat bewertet werden.

Maximale Oberflächentemperatur der Geräte

Die maximale Oberflächentemperatur eines Gerätes darf nicht größer als 2/3 der niedrigsten Zündtemperatur sein.
Die maximale Oberflächentemperatur muss 75K unter der Glimmtemperatur der Staubschicht liegen.
Die Angaben der Gerätehersteller für die maximale Oberflächentemperatur beziehen sich auf den Gerätebetrieb bei maximal zulässiger Umgebungstemperatur.
Die Angaben der Gerätehersteller für die maximale Oberflächentemperatur erfolgen nicht in Temperaturklassen, sondern in konkreten Werten in °C.

Was ist zu tun?

Vermeiden Sie brennbare Stäube in Ihrer Anlage wo immer es geht. Setzen Sie, wo möglich, Staubfiltersysteme ein. Das regelmäßige Beseitigen von brennbarem Staub stellt eine sicherheitstechnisch bedeutsame Schutzmaßnahme bei der Realisierung des Explosionsschutzes dar.
Setzen Sie geeignete Absauganlagen ein. Achten Sie darauf, dass die Absauganlage für Ihre Stäube und für Ihre Ex-Zone geeignet ist.

Freiblasvorrichtungen

Wenn der Staub an einer bestimmten Stelle stört, z.B. an der Kameraoptik, an einem Schauglas oder an einem Temperatur-Hotspot, dann machen Freiblasvorrichtungen wie unser air.Blade, Sinn.

Bei Freiblasvorrichtungen ist folgendes UNBEDINGT zu berücksichtigen:
Freiblasvorrichtungen sind bei der Zoneneinteilung zu berücksichtigen!
So kann z.B. aus Ihrer Zone 22 schnell eine Zone 21 werden, wenn Sie „alle halbe Stunde“ abblasen.
Geräte der Freiblasvorrichtungen, z.B. Magnetventile, haben der Zoneneinteilung zu entsprechen!
Setzen Sie z.B. ein für Zone 21 zugelassenes Magnetventil in Zone 21 ein.
Führen Sie die Freiblasvorrichtung fehlersicher aus! Es sollte nicht kontinuierlich freigeblasen werden um nicht kontinuierlich Staub aufzuwirbeln. Das kann z.B. durch zwei pneumatisch in Serie geschaltete Magnetventile oder durch eine Kombination aus Hand – und Automatikventilen realisiert werden.
Kombinieren Sie, falls möglich, Ihre Freiblasvorrichtung mit einer geeigneten lokalen Absaugung. So wird Ihr Staub direkt gesammelt und kann sich nicht weiter absetzen.

Zündquellen vermeiden

Muss das Gerät im Ex-Bereich installiert werden? Ein vermiedenes Ex-Gerät ist ein sicheres Ex-Gerät! Prüfen Sie, ob Ihr Problem oder die Aufgabe welches das Gerät erfüllen muss, WIRKLICH eine Installation in der Ex-Zone erfordert! Oft ist das der Fall – häufig aber auch nicht!

Richtiges Geräteschutzniveau auswählen

Legen Sie das erforderliche Geräteschutzniveau fest: Setzen Sie in Zone 20 nur Da Geräte ein. In Zone 21 geht Da und Db. Und in Zone 22 kann Da, Db oder Dc installiert werden.

Richtige Gerätegruppe auswählen

Legen Sie die erforderliche Gerätegruppe fest: Setzen Sie in Staubgruppe IIIC nur IIIC Geräte ein. In Staubgruppe IIIB sind IIIB und IIIC Geräte geeignet. Und in Staubgruppe IIIA dürfen IIIC, IIIB und IIIA Geräte eingesetzt werden.

Temperaturen beachten

Legen Sie den Umgebungstemperaturbereich Ihres Gerätes fest. Wie heiß wird es in Ihrer Anlage? Hält das Gerät das aus? Ist das Gerät bei der Hitze noch sicher? Wie kalt wird es in Ihrer Anlage? Hält das Gerät das aus? Ist das Gerät bei der Kälte noch sicher?

Welche maximale Oberflächentemperatur darf das Gerät haben? Bestimmen Sie, wie in Kapitel 4 beschrieben, die maximale Oberflächentemperatur, die ein Gerät in Ihrer Anlage haben darf. Liegen die Temperaturangaben für die maximale Oberflächentemperatur auf dem Typenschild des Gerätes darunter? Wenn ja: Alles gut. Wenn nein: Suchen Sie sich ein Gerät, welches nicht so heiß wird.

Staub und/oder Gas?

Was ist eigentlich, wenn ich gleichzeitig eine staub- und eine gasexplosionsgefährdete Atmosphäre habe? Viele Kunden meinen, das sei kein Problem, weil ja beide Kennzeichnungen, die für Staub und die für Gas, auf dem Typenschild stehen. Dies ist ein Irrtum. Die Geräte sind zwar für Staub und für Gas zugelassen, das gleichzeitige Auftreten stellt aber einen nicht simulierten und nicht in der Norm behandelten Sonderfall dar. So kann es natürlich sein, dass wenn es zu einer Gasexplosion in einem druckfesten Gehäuse kommt, das heiße Zündgas eine außenliegende Staubatmosphäre zünden kann. Es gilt also:

Gas-Ex-Geräte in Gas-Ex-Atmosphäre? Ja!
Staub-Ex-Geräte in Staub-Ex-Atmosphäre? Ja!
Staub-und-Gas-Ex-Geräte in gleichzeitiger Staub-und-Gas-Ex-Atmosphäre: Nein!