• Warum Sie ATEX-Schutz brauchen

Wissenswertes für Anlagenbauer und -betreiber

Eine Explosion ist die plötzliche Freisetzung von mechanischer und thermischer Energie. Vereinfacht ausgedrückt werden bei einer Explosion schlagartig Bewegungsenergie, Wärme und Druck an die Umgebung abgegeben.

Drei Dinge werden für eine Explosion benötigt: Luft, genauer gesagt Sauerstoff, eine bestimmte Zündenergie als Zündquelle und brennbares Material. Sowohl der Sauerstoff als auch das brennbare Material nähren in diesem Fall die Flammen, die sich durch eine ausreichende Zündenergie entzündet haben. Wenn diese drei Komponenten in einem bestimmten Mischungsverhältnis zueinander stehen, kann es zu einer Explosion kommen. Fehlt dagegen einer dieser Faktoren, kommt es zu keiner Explosion.

Das Verhältnis der drei Faktoren kann mit Hilfe von Grenzwerten beschrieben werden. Es gibt eine sogenannte untere Explosionsgrenze und eine obere Explosionsgrenze. Diese Grenzwerte beziehen sich auf das Verhältnis zwischen brennbarem Stoff und Sauerstoff. Die Grenzwerte beschreiben eine extrem niedrige Konzentration oder eine Überkonzentration des brennbaren Stoffes, so dass sich eine Flamme bei einer Entzündung nicht selbständig ausbreiten kann.

Der Bereich innerhalb dieser Grenzen wird als explosionsfähige Atmosphäre bezeichnet.

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Brennbare Stoffe sind Substanzen, die im Falle einer Entzündung eine exotherme Reaktion mit Sauerstoff eingehen. Bei einer exothermen Reaktion wird Wärme an die Umgebung abgegeben. Dies beschreibt die bereits erwähnte plötzliche Freisetzung von Wärmeenergie. Wenn genügend Wärme abgegeben wird, um benachbarte Stoffe zu entzünden, kommt es zu einer Kettenreaktion. Es entzünden sich immer mehr Teilchen gegenseitig. Geschieht dies schlagartig, spricht man von einer Explosion. Sogar feste Stoffe wie Mehl, Kohle, Stärke usw. können explosiv werden. Insbesondere Feinstaub enthält Partikel, die kleiner als 0,5 mm sind. Sie bilden große Oberflächen, die die Wärme leicht aufnehmen. Dann entzünden sich die einzelnen Partikel und oxidieren rasch. Zum Vergleich: Ein kompakter Festkörper wie eine Metallplatte oder ein Stück Kohle wäre gar nicht brennbar.

Entsprechend können brennbare Stoffe gasförmig oder fest sein bzw. aus Dampf oder einem Gemisch davon bestehen

Es wird heikel.

In geschlossenen Räumen von mehr als ≥ 100 m³ gelten bereits 10 Liter zusammenhängende explosionsfähige Atmosphäre als gefährlich. Ist das Raumvolumen kleiner, genügt eine geringere Menge, um explosionsfähig zu sein.

In diesem Zusammenhang beschreibt eine kohärente Atmosphäre die Mischung von brennbaren Stoffen mit Luftsauerstoff.

Seien Sie achtsam! Denken Sie immer daran!

Als grobe Schätzung kann die folgende Faustformel verwendet werden: Eine Gefahr besteht in geschlossenen Räumen mit einer zusammenhängenden, explosionsfähigen Atmosphäre von ≥ 1/10.000.

Einige nützliche Checklisten für Sie!

Vorschriften & Gesetze…

  • ATEX-Betriebsrichtlinie 1999/92/EG
  • ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU
    z.B. DIN EN ISO 80079-36, EN 1127-1 (harmonisierte Norm)
  • TRGS (Technische Regeln für Gefährliche Stoffe)
  • TRBS (Technische Regeln für Betriebssicherheit)
  • DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung)
  • BGR (Berufsgenossenschaftliche Regeln)
  • BGV (Berufsgenossenschaftliche Vorschriften)

Verwenden Sie selbsttätige Industriearmaturen? Folgendes sollte beachtet werden …

Diese Zündquellen sind gemäß EN 1127-1 für den Einsatz von selbsttätigen Regelventilen zu berücksichtigen.

  • Heiße Oberflächen
  • Flammen und Heißgase einschl. heißer Partikel 
  • Mechanisch erzeugte Funken
  • Elektrische Anlagen
  • Elektrische Ausgleichsströme, kathodischer Korrosionsschutz
  • Statische Elektrizität: Elektrostatische Entladung als Ergebnis von Trennprozessen, an denen mindestens ein wiederaufladbarer Stoff beteiligt ist
  • Blitzschlag
  • Elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 104 Hz bis 3 x 1011 Hz
  • Elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 3 x 1011 Hz bis 3 x 1015 Hz
  • Ionisierende Strahlung
  • Ultraschall
  • Adiabatische Kompression und Schockwellen 
  • Exotherme Reaktion einschließlich Selbstentzündung von Stäuben

Die maximale Oberflächentemperatur …

Die maximale Oberflächentemperatur des Geräts muss bestimmt werden, korrigiert um die angegebenen Sicherheitsabstände. Diese Angabe ist für alle Geräteteile, die mit dem explosionsgefährdeten Bereich in Berührung kommen oder auf denen sich eine Staubschicht bilden kann, unerlässlich, um die Zündgefahr und die Zündquelle zu beurteilen und über die Temperaturklasse den gefahrlosen Betrieb zu definieren.

Wenn die Oberflächentemperatur nicht vom Gerät selbst, sondern hauptsächlich von den Betriebsbedingungen abhängt, muss die Betriebsanleitung die relevanten Angaben enthalten und das Gerät muss entsprechend gekennzeichnet sein.

Die maximale Oberflächentemperatur des Gerätes darf die Grenzwerte der in der Tabelle angegebenen Temperaturklasse nicht überschreiten.

Temperature class Max. permitted surface temperature of the equipment Ignition temperature of the combustible matter Examples
T1 450 °C > 450 °C acetone (540 °C), propane (470 °C)
T2 300 °C > 300 °C ... ≤ 450 °C n-butane (365 °C), ethylene (425 °C)
T3 200 °C > 200 °C ... ≤ 300 °C petrol (220 - 330 °C)
T4 135 °C > 135 °C ... ≤ 200 °C ethyl ether (180 °C)
T5 100 °C > 100 °C ... ≤ 135 °C
T6 85 °C > 85 °C ... ≤ 100 °C carbon disulphide (95 °C)

Zur Auswahl des geeigneten Ventils für die Kundenanwendungen sind die Gruppen I oder II relevant (I Bergbau, II Industrie (Gase und Stäube)).

Als zusätzliche Information sollte die Explosionsgruppe (Gasart, Staubart) angegeben werden. Gasart IIA IIB IIC, Staubart IIIA, IIIB, IIIC. Bei den mit C gekennzeichneten Gruppen handelt es sich um Stoffe mit niedriger erforderlicher Zündenergie.

Darüber hinaus ist die Gerätekategorie wichtig, um das erforderliche Sicherheitsniveau zu gewährleisten. Kategorie M1 und M2 für Gruppe I (Bergbau), Kategorie 1, 2, 3 für II und III (Gase und Stäube). Je kleiner die Kategorienummer, desto höher das Schutzniveau sowie der damit verbundene Auslegungs- und Prüfaufwand.

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