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Ex- Grundlagen
Dort wird überall Explosionsschutz benötigt
Beispiele für Gas, Nebel und Dämpfe:
Chemieanlagen
Raffinerien
Ölplattformen
Schiffe zur Ölförderung
Pharmazie
Usw. …
Beispiele für Stäube:
Getreidemühlen
Anlagen zur Herstellung von Chemiefasern
Mischbetriebe
Futtermittelwerke
Schleifereinen
Siloanlagen
Sägewerke
Usw. …
Grundlagen Explosionsschutz
Beispiele
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 2
Grundlagen Explosionsschutz
Beispiele
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 3
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 4
Grundlagen Explosionsschutz
Beispiele
Im Vergleich zu Gasexplosionen zeigen Staubexplosionen einen anderen Verlauf,
der unter Umständen noch weitaus verheerendere Folgen hat.
Grundlagen Explosionsschutz
Unterscheidung Gas- und Staubexplosion
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Grundlagen Explosionsschutz
Unterscheidung Gas- und Staubexplosion
Explosions-
fähige
Atmosphäre
Sauerstoff
Zündfähiges Luft-
Gasgemisch
Explosion stoppt,
Gemisch zu mager
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Luftzug
Staubschicht
Staubwolke Zündquelle Explosion Druckwelle wirbelt mehr Staub auf Explosion setzt sich fort
Grundlagen Explosionsschutz
Unterscheidung Gas- und Staubexplosion
Verlauf einer Staubexplosion
Kettenreaktion
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Grundlagen Explosionsschutz
Auswirkungen einer Explosion
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 8
Grundlagen Explosionsschutz
Auswirkungen einer Explosion
Blaye (Frankreich) 1997, Getreidesilo (Originalzustand):
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Getreidesilo Blaye, 11 Tote nach einer Staubexplosion
Grundlagen Explosionsschutz
Auswirkungen einer Explosion
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 10
Getreidesilo Kupferzell 1972
Grundlagen Explosionsschutz
Auswirkungen einer Explosion
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 11
Grundlagen Explosionsschutz
Prozentanteil an Staubexplosionen
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 20.04.2009 I 12
Physikalische Grundlagen
Sicherheitstechnische Grundlage
Gase, Dämpfe und Nebel
Stäube
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 13
Physikalische Grundlagen
Grundprinzip
Unter einer Explosion versteht man die plötzliche chemische Reaktion eines brennbaren
Stoffes mit Sauerstoff unter Freisetzung hoher Energie.
Brennbare Stoffe können in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben vorliegen.
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Untere und obere Explosionsgrenze:
100 Vol % Luft Konzentration 0 Vol %
0 Vol % Konzentration des brennbaren Stoffes 100 Vol %
Gemisch zu
mager, keine
Verbrennung
Gemisch zu
fett, teilweise
Verbrennung,
keine Explosion
Explosionsbereich
untere Explosionsgrenze obere
Physikalische Grundlagen
Gase, Dämpfe und Nebel
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Stoffe Explosionsgrenze
untere / obere
% %
Acetylene 2.3 100
Ethylene 2.4 32.6
Petrol 0.8 8.0
Diesel fuel 0.6 6.5
Benzene 1.2 8.0
Methane 4.4 17.0
Propane 1.7 10.8
Carbon disulfide 0.6 60.0
Hydrogen 4.0 77.0
Physikalische Grundlagen
Gase, Dämpfe und Nebel
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Physikalische Grundlagen
Gase, Dämpfe und Nebel
Flammpunkt
Der Flammpunkt ist die niedrigste Temperatur in Grad Celsius, bei der sich unter
festgelegten Versuchsbedingungen bei einem Druck von 1013 mbar Dämpfe in solcher
Menge bilden, dass sie mit Luft über der Flüssigkeit ein entflammbares Gemisch bilden.
Beispiele für Flammpunkte:
Benzin < -20°
Diesel > 55°
Biodiesel 180°
Rapsöl 230°
Aceton -18°
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Korngröße des Staubes
Staub mit einer Korngröße von >400µm ist nicht zündfähig
Untere und obere Explosionsgrenze:
Untere Explosionsgrenze ca.20g/m³ … 60g/m³
Obere Explosionsgrenze ca. 2kg/m³ … 6kg/m³
Abhängig von:
- Korngröße
- Ausgangstemperatur
- Ausgangsdruck
- Feuchtigkeit
Physikalische Grundlagen
Stäube
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1
• Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern
2
• Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern
3• Auswirkung einer Explosion auf ein
unbedenkliches Maß begrenzen
Das Prinzip des
integrierten
Explosionsschutzes
fordert, dass die
Explosionsschutzmaßn
ahmen in einer
bestimmten Reihenfolge
zu treffen sind.
Integrierter Explosionsschutz
Prinzip des integrierten Explosionsschutzes
02.08.2017 I 19© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre
Dies kann erfolgen durch:
Vermeidung brennbarer Stoffe (Ersatztechnologien)
z.B. Farben sind heute meistens wasserlöslich, oder Stoffe mit möglichst hohem
Flammpunkt verwenden
Begrenzung der Konzentration
z.B. Aceton, nur in geringen Mengen am Arbeitsplatz (Tagesbedarf)
Integrierter Explosionsschutz
Primärer Explosionsschutz
Unter primärem Explosionsschutz versteht man alle Maßnahmen, die verhindern,
dass eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre entsteht 1
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Inertisierung
bei Stäuben z.B. Wasserdampf
bei Gase mit Zugabe von z.B. Argon, Stickstoff, Kohlenstoffdioxid usw.
Natürliche oder technische Belüftung
z.B. gewisse Tätigkeiten im freien erledigen, oder Lüfter einbauen
Überwachung
z.B. Gaswarngeräte, oder Beseitigung von Staubablagerungen
Integrierter Explosionsschutz
Primärer Explosionsschutz
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Sekundärer Explosionsschutz
Bei Gasen, Nebeln und Dämpfen
Stäuben
Dies wird erreicht durch:
- Zoneneinteilung: Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre
- Umfang der Schutzmaßnahmen
Bei dem sekundären Explosionsschutz versucht man die Zündung der
explosionsfähigen Atmosphäre zu vermeiden 2
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Heiße Oberflächen
Flammen und heiße Gase
Mechanisch erzeugte Funken
Elektrische Anlagen
Elektrische Ausgleichsströme
Statische Elektrizität
Blitzschlag
Elektromagnetische Felder (Funksender, Hochfrequenzgeneratoren und Anlagen)
Optische Strahlung (Laserstrahlung, fokussiertes Licht, Strahlung von Blitzlichtquellen auf Staub)
Ionisierende Strahlung (UV-Strahler, Röntgenröhren, Laser, radioaktive Stoffe)
Ultraschall (erwärmt feste und flüssige Stoffe)
Adiabatische Kompression (strömende Gase, Stoßwellen, gebrochene Leuchtstofflampen)
Chemische Reaktion (Selbsterhitzung, Zersetzungen)
Sekundärer Explosionsschutz
Verschiedene Zündquellen
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Beispiele:
Sekundärer Explosionsschutz
Verschiedene Zündquellen
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Sekundärer Explosionsschutz
Zoneneinteilung
Gase, Dämpfe und Nebel
Vorhandensein gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre Keine wirksamen Zündquellen bei
Zone 0 Ständig, langzeitig oder häufig Normalbetrieb und seltenen Betriebsstörungen und beim Auftreten zweier
unabhängiger Fehler
Zone 1 gelegentlich Normalbetrieb und häufig auftretende Störungen
Zone 2 Selten und kurzzeitig Normalbetrieb
Stäube
Vorhandensein gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre Keine wirksamen Zündquellen bei
Zone 20 Ständig, langzeitig oder häufig Normalbetrieb und seltenen Betriebsstörungen und beim Auftreten zweier
unabhängiger Fehler
Zone 21 gelegentlich Normalbetrieb und häufig auftretende Störungen
Zone 22 Selten und kurzzeitig Normalbetrieb
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Sekundärer Explosionsschutz
Zoneneinteilung
Dauer eines
Auftretens
über 1000 malpro Jahr
10 bis 1000 mal 1 mal monatlich
pro Jahr 3 mal täglich
1 bis 10 mal 1 mal pro Jahr bispro Jahr 1 mal monatlich
Zone 2
Zone22 oder oder bis 1/2 Stunde
oder
länger als 10
Stunden
Zone 1
Zone 21 oder oder1/2 bis 10
Stunden
Häufigkeit des Auftretens
Zone 0
Zone 20
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Sekundärer Explosionsschutz
Zoneneinteilung bei Gas, Nebel oder Dämpfen
Explosionsgefährdete
Räume werden nach der
Wahrscheinlichkeit des
Auftretens gefährlicher
explosionsfähiger
Atmosphäre in Zonen
(0,1, und 2) eingeteilt.
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Sekundärer Explosionsschutz
Zoneneinteilung bei Stäuben
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Sekundärer Explosionsschutz
Zonenkonzept zusammengefasst
Vorhandensein
gefährlicher
explosionsfähiger
Atmosphäre
Keine wirksame Zündquelle
bei
Gerätekategorie
Richtlinie 2014/34/EU
Zone 0
Zone 20
ständig,
langzeitig
oder
häufig
Normalbetrieb und seltenen
Betriebsstörung beim Auftreten
zweier unabhängiger Fehler
Kategorie 1
Zone 1
Zone 21gelegentlich
Normalbetrieb und häufig
auftretenden StörungenKategorie 2
Zone 2
Zone22
selten
oder
kurzzeitig
Normalbetrieb Kategorie 3
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Tertiärer Explosionsschutz
Explosionsfeste Bauweise
Explosionsdruckentlastung
Explosionsunterdrückung
Verhinderung von Explosionsübertragung
Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken
3
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Tertiär
Auswirkung einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß begrenzen
Wird auch konstruktiver Explosionsschutz genannt
Sekundär
Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern
Zündschutzarten, d.h. Vermeidung von Zündquellen und kritischen Temperaturen
Primär
Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre verhindern
Vermeidung brennbarer Stoffe
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ATEX
Europäische Regelungen
Europäische Regelungen zum Explosionsschutz
Europäischer Vertrag
und
Normen
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ATEX
Europäische Regelungen
Europäischer Vertrag
Artikel 95 Artikel 137
Richtlinien Freier Warenverkehr Richtlinien Sozialvorschriften
RL 94/9/EG Geräte RL99/92/EG Anlagen
Harmonisierte Normen Mindestanforderungen
Richtlinie 94/9/EG = ATEX 95 = ATEX 100a
Richtlinie 99/92/EG = ATEX 137 = ATEX 118
April 2016 --- Richtlinie 94/9/EG wird zur Richtlinie 2014/34/EU
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Artikel 95 ( 100a )Ziel: Totale Harmonisierung, der Beschaffenheitsanforderungen zum Abbau von Handelshemmnissen.Alle Anforderungen müssen von den Mitgliedstaaten identisch übernommen werden.Die nationale Umsetzung in den Mitgliedstaaten ist einheitlich.
Umsetzung ins deutsches Recht: ExVO (Explosionsschutzverordnung)
Artikel 137 ( 118 )Ziel: Mindestanforderungen, für das sichere Arbeiten/ den sicheren Betrieb zur Verbesserung von Gesundheitsschutz/ Sicherheit.Mitgliedstaaten können über die Anforderungen der Richtlinien hinausgehen.Die nationale Umsetzung in den Mitgliedsstaaten ist unterschiedlich.
Umsetzung ins deutsche Recht: BetrSichV (Betriebssicherheitsverordnung)
ATEX
Europäische Regelungen
Europäischer Vertrag
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Nicht elektrische Betriebsmittel
Normen
Normenorganisation
Elektrische Betriebsmittel
International
IEC ISO
Regional (europäisch)
CENELEC CEN
National (deutsch)
VDE DIN
ExEx
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Normen
Elektrotechnische Normen
Geräte für gasexplosionsgefährdete Bereiche
Zündschutzarten
Allgemeine Bestimmungen VDE 0170/0171 Teil 1 EN 60079-0 IEC 60079-0
Ölkapselung Ex o VDE 0170/0171 Teil 2 EN 60079-6 IEC 60079-6
Sandkapselung Ex q VDE 0170/0171 Teil 4 EN 60079-5 IEC 60079-5
Vergusskapselung Ex m VDE 0170/0171 Teil 9 EN 60079-18 IEC 60079-18
Überdruckkapselung Ex p VDE 0170/0171 Teil 301 EN 60079-2 IEC 60079-2
Erhöhte Sicherheit Ex e VDE 0170/0171 Teil 6 EN 60079-7 IEC 60079-7
Druckfeste Kapselung Ex d VDE 0170/0171 Teil 5 EN 60079-1 IEC 60079-1
Eigensicherheit Ex i VDE 0170/0171 Teil 7 EN 60079-11 IEC 60079-11
Zündschutzart „n“ Ex n VDE 0170/0171 Teil 16 EN 60079-15 IEC 60079-15
Geräte Kategorie 1 G VDE 0170/0171 EN 60079-26 IEC 60079-26
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Normen
Elektrotechnische Normen
Geräte für staubexplosionsgefährdete Bereiche
Zündschutzarten
Allgemeine Bestimmungen VDE 0170/0171 Teil 15-0 EN 60079-0 IEC 60079-0
Schutz durch Gehäuse t VDE 0170/0171 Teil 15-1 EN 60079-31 IEC 60079-31
Zündschutzart p VDE 0170/0171 Teil 15-4 EN 60079-2 IEC 60079-2
Zündschutzart i VDE 0170/0171 Teil 15-5 EN 60079-11 IEC 60079-11
Zündschutzart m VDE 0170/0171 Teil 15-8 EN 60079-18 IEC 60079-18
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Normen
Normen nichtelektrischer Betriebsmittel
Grundlegende Methodologie u. Anforderungen DIN EN ISO 80079-36
Schwadenhemmende Kapselung fr DIN EN ISO 13463-2
Druckfeste Kapselung d DIN EN ISO 13463-3
Sichere Bauweise (konstruktive Sicherheit) c DIN EN ISO 80079-37
Überwachung von Zündquellen b DIN EN ISO 80079-37
Überdruckkapselung p DIN EN ISO 13463-7
Flüssigkeitskapselung k DIN EN ISO 80079-37
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Zündschutzarten für elektrische Betriebsmittel im Bereich:
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
Staubexplosionsgefährdete Bereiche
Normen
Zündschutzarten
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Zündschutzarten für die Zone 1:
Ölkapselung Ex o EN 60079-6 IEC 60079-6
Sandkapselung Ex q EN 60079-5 IEC 60079-5
Vergusskapselung Ex m EN 60079-18 IEC 60079-18
Überdruckkapselung Ex p EN 60079-2 IEC 60079-2
Erhöhte Sicherheit Ex e EN 60079-7 IEC 60079-7
Druckfeste Kapselung Ex d EN 60079-1 IEC 60079-1
Eigensicherheit Typ ib Ex ib EN 60079-11 IEC 60079-11
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete
Bereiche
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Zündschutzart erhöhte Sicherheit :
Grundprinzip:
Hier sind Maßnahmen getroffen, um mit einem erhöhten Grad an Sicherheit die Möglichkeit
unzulässig hoher Temperaturen und das Entstehen von Funken und Lichtbögen im Inneren
oder an äußeren Teilen elektrischer Betriebsmittel, bei denen diese im normalen Betrieb
nicht auftreten, zu verhindern.
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendungen Standard
Erhöhte Sicherheit e, eb, ec 1, 2 Klemmen/ Anschlußräume,
Komponenten mit anderen
Zündschutzarten
IEC 60079-7
EN 60079-7
UL 60079-7
Ex ‘e’
Zündschutzart erhöhte Sicherheit Anforderungen:
- Temperaturbegrenzung
- Schlagfest bis 7Nm
- Schutz vor elektrostatischer Aufladung
- Selbstlockerungsschutz von Leiterverbindungen
- Schutz vor Eindringen von Wasser und Schmutz min. IP 54
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzart erhöhte Sicherheit
Hauptanwendung:
Klemmen und Anschlusskästen
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzart druckfeste Kapselung:
Grundprinzip:
Teile, die eine explosionsfähige Atmosphäre zünden können, sind in ein Gehäuse
eingeschlossen, das bei der Explosion eines explosionsfähigen Gemisches im Inneren den
Druck aushält und eine Übertragung der Explosion auf die das Gehäuse umgebende
Atmosphäre verhindert.
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 45
Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendungen Standard
Druckfeste Kapselung da, d, db, dc 0,1, 2 Schaltgeräte, Schaltanlagen,
Steuerungen, Heizgeräte,
usw.
IEC 60079-1
EN 60079-1
UL 60079-1
Ex ‘d’
Schutzprinzip Ex d:
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Wirkungsweise des zünddurchschlagsicheren Spaltes:
Energieverlust
Innere Explosion
Äußere explosionsfähige Atmosphäre
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Unterschiedliche Variationen zünddurchschlagssicherer Spalt:
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Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
Druckfeste Kapselung Hauptanwendung:
Schaltgeräte und Schaltanlagen, Befehls- und Anzeigegeräte, Steuerungen,
Motoren, Transformatoren, Heizgeräte, Leuchten:
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 49
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 50
Beispiel für Kombination von Ex e und Ex d:
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 51
Ex Fläche, Zünddurchschlagsicherer Spalt
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 52
Beispiel:
Schalteinsatz
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 53
Zündspalt/Stößel
Druckfester
Raum
Anschlussklemme Ex e
Beispiel:
Schalteinsatz
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzart Eigensicherheit :
Grundprinzip:
Die im explosionsgefährdeten Bereich eingesetzten Betriebsmittel enthalten nur
eigensichere Stromkreise. Ein Stromkreis ist eigensicher, wenn kein Funke und kein
thermischer Effekt, die unter festgelegten Prüfungsbedingungen (welche den normalen
Betrieb und bestimmte Fehlerbedingungen umfassen) auftreten, die Zündung einer
bestimmten explosionsfähigen Atmosphäre verursachen kann.
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 55
Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendung Standard
Eigensicherheit ia, ib, ic 0, 20
1, 21
2, 22
Sensoren, Mess-
Regeltechnik
IEC 60079-11
EN 60079-11
UL 60079-11
Ex ‘i’
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzarten für die Zone 2:
Zündschutzart „n“ Ex n EN 60 079-15 / IEC 60 079-15
Ex n A Nicht funkende elektrische Betriebsmittel
Ex n C Betriebsmittel mit geschützten Kontakte
Umschlossene Einrichtung
Nicht zündfähiges Bauteil
Hermetisch dichte Einrichtung
Abgedichtete Einrichtung
Gekapselte Einrichtung
Ex n R Schwadensicherheit
Ex n L energiebegrenzte Betriebsmittel (soll bald abgelöst werden als „ic“)
Ex n Z vereinfachte Überdruckkapselung
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
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Zündschutzart „n“ :
Grundprinzip:
Elektrische Betriebsmittel sind nicht in der Lage, eine umgebende explosionsfähige
Atmosphäre zu zünden (im Normalbetrieb und unter definierten anomalen
Betriebsbedingungen)
Zündschutzarten
Gasexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 58
Zündschutzart Symbol Zone Hautpanwendungen Standard
Zündschutzart
‘n’
nA, nAc,
nC, nCc
nR, nRc
2
2
2
Alle elektrischen
Betriebsmittel für Zone 2
IEC 60079-15
EN 60079-15
UL 60079-15
Ex ‘n’
Zündschutzarten
Staubexplosionsgefährdete Bereiche
Zündschutzarten für Bereiche mit brennbarem Staub:
Allgemeine Bestimmungen EN 60079-0 IEC 60079-0
Schutz durch Gehäuse t EN 60079-31 IEC 60079-31
Überdruckkapselung p EN 60079-2 IEC 60079-2
Eigensicherheit i EN 60079-11 IEC 60079-11
Vergusskapselung m EN 60079-18 IEC 60079-18
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Zündschutzart Schutz durch Gehäuse :
Grundprinzip:
Staubdichtes Gehäuse, welches das Eindringen von sichtbaren Staubteilchen verhindert, oder ein
staubgeschütztes Gehäuse, bei dem das Eindringen von Staub nicht vollständig ausgeschlossen werden
kann, jedoch nicht in solcher Menge eindringen kann, dass der sichere Betrieb des Betriebsmittels
beeinträchtigt wird.
Die Oberflächentemperatur des Betriebsmittels muss begrenzt sein, so dass sich die Staubatmosphäre nicht
an die Oberfläche des Betriebsmittels entzünden kann
Zündschutzarten
Staubexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 60
Zündschutzart Symbol Zone Hauptanwendungen Standard
Schutz durch
Gehäuse
ta
tb
tc
20, 21,
22
Schaltgeräte,Steuer-,
Anschluss,-
Klemmenkästen
IEC 60079-31
EN 60079-31
UL 60079-31
Ex ‘t’
Elektrische Betriebsmittel der Kategorie 2 :
Schutz durch Gehäuse tb
Staubdichte Betriebsmittel IP 6X
Oberflächentemperatur
Schlagfestigkeit (nach künstlicher Alterung)
Elektrostatik
Thermische Beständigkeit (nach künstlicher Alterung)
Sicherheit bei häufigen Störungen oder Fehlern
Zündschutzarten
Staubexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 61
Elektrische Betriebsmittel der Kategorie 3 :
Schutz durch Gehäuse tc
Staubgeschützt Betriebsmittel IP 5X (SCS Standard IP 66)
Oberflächentemperatur
Schlagfestigkeit
Elektrostatik
Thermische Beständigkeit
Sicherheit bei häufigen Störungen oder Fehlern
Zündschutzarten
Staubexplosionsgefährdete Bereiche
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 62
Zündschutzarten für nicht-elektrische Betriebsmittel (mechanische Geräte):
Konstruktive Sicherheit „c“ Schutzmaßnahmen, die sicherstellen,
dass die Zündquelle nicht auftritt
DIN EN ISO 80079-37
Zündquellenüberwachung „b“ Schutzmaßnahmen, die sicherstellen,
dass die Zündquelle nicht wirksam wird
DIN EN ISO 80079-37
Schwadenhemmende Kapselung „fr“ Schutzmaßnahmen, die verhindern,
dass die Ex-Atmosphäre die Zündquelle
erreicht
DIN EN ISO 13463-7
Flüssigkeitskapselung „k“ Schutzmaßnahmen, die verhindern,
dass die Ex-Atmosphäre die
Zündquelle erreicht
DIN EN ISO 80079-37
Druckfeste Kapselung „d“ Schutzmaßnahmen die, die Explosion
einschließen und den Zünddurchschlag
verhindern
DIN EN ISO 13463-3
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 63
Zündschutzart konstruktive Sicherheit:
Grundprinzip:
Eine Explosionsschutzart, bei der bauliche Maßnahmen angewendet werden, um Schutz
gegen eine mögliche Entzündung durch bewegte Teile erzeugte heiße Oberflächen,
Funken und Kompressionen sicherzustellen
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 64
Zündschutzart Symbol Hauptanwendung Standard
Konstruktive
Sicherheit “c”
h Kupplungen, Pumpen,
Zahnradantriebe,
Kettenantriebe,
Förderbänder
ISO 80079-37
EN ISO 80079-37
Ex ‘c’
Am Beispiel unserer Hebezeuge:
Bremsscheibe
Laufrollen
Hakenflasche
Kette bzw. Seil
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 65
Hakenflasche SH ex:
bronzierter Lasthaken
Abhängig von Fahrgeschwindigkeit
und Größe
VA-Schilder
Kupfernieten
Bronzierte Profile
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 66
Hakengeschirr/ -flasche ST ex:
bronzierte Tragschalen
Standard ST 20 ex
Kupfernieten
VA-Schilder
Bronzierter Lasthaken
Abhängig von Fahrgeschwindigkeit
und Größe
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 67
Fahrwerke:
Messing Laufräder
Fahrgeschwindigkeit > 60 m/min
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
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Zündschutzart Flüssigkeitskapselung :
Grundprinzip:
Potenzielle Zündquellen werden durch Eintauchen in eine Schutzflüssigkeit oder
durch ständiges Benetzen mit einem Flüssigkeitsfilm einer Schutzflüssigkeit
unwirksam gemacht.
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
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Zündschutzart Symbol Hauptanwendung Standard
Flüssigkeitskapselung
“k”
h Tauchpumpen, Getriebe ISO 80079-37
EN ISO 80079-37
Ex ‘k’
Ziel der Schutzflüssigkeit („k“) :
Verhinderung des wirksam Werdens der potentiellen Zündquellen
Evtl. zusätzliches Schmieren und/oder Kühlen sich bewegender Teile
In manchen Geräten kann die Schutzflüssigkeit die vorgesehene
Prozessflüssigkeit selbst sein.
Beispiele:
- Ölgefüllte Getriebe
- Flüssigkeitskupplungen
- In öl eingetauchte Scheibenbremse
Zündschutzarten
Nicht-elektrischer Bereich
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Installationsmethoden
Steuerung/ Kabeleinführung
Installationsmethoden in
explosionsgefährdeten
Bereichen.
Rohrleitungssystem Direkte KabeleinführungIndirekte Kabeleinführung
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Installationsmethoden
Conduit System (Rohrleitungssystem)
Bei Installationen nach dem Rohrleitungssystem
werden die elektrischen Leitungen als Einzeladern in
geschlossene Metallrohre eingezogen.
Die Rohre werden über Verschraubungen mit den
Gehäusen verbunden und an jeder Einführungsstelle
mit einer Zündsperre (seal) versehen.
Das gesamte Rohrleitungssystem ist druckfest
ausgeführt.
An tiefen Punkten, an denen sich Kondenswasser
sammeln kann, müssen Entwässerungsstutzen
eingebaut werden.
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Installationsmethoden
Conduit System (Rohrleitungssystem)
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Installationsmethoden
Conduit System (Rohrleitungssystem)
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Installationsmethoden
Conduit System (Rohrleitungssystem)
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Installationsmethoden
Kabelsysteme
In Europa sind Kabelsysteme
gebräuchlich.
Dabei werden hochwertige Kabel und
Leitungen freiliegend installiert.
Nur in Bereichen, in denen mit
mechanischer Beschädigung zu
rechnen ist, werden die in beidseitig
offenen Schutzrohren verlegt.
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Installationsmethoden
Direkte Kabeleinführung
Bei der direkten Einführung der Kabel werden die
Anschluss Leitungen direkt in den druckfest
gekapselten Geräteeinbauraum eingeführt.
Für diese Art der Einführung dürfen nur speziell
hierfür zertifizierte Kabelverschraubungen
verwendet werden.
Die druckfeste Kapselung hängt hier maßgeblich
von der Sorgfalt des Installateurs der Kabel und
Leitungen ab.
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druckfester Raum
Installationsmethoden
Indirekte Kabeleinführung
Bei der indirekten Einführung werden die Kabel und
Leitungen über Kabeleinführungen in einen
Anschlussraum der Zündschutzart „Erhöhte Sicherheit“
eingeführt und an den ebenfalls in der Zündschutzart
„Erhöhte Sicherheit“ ausgebildeten Klemmen
angeschlossen.
Von hier aus werden die Einzeladern über druckfeste
Leitungsdurchführungen in den druckfest gekapselten
Geräteeinbauraum geführt.
Die Leitungsdurchführungen werden vom Hersteller
eingebaut, so dass im Gegensatz zur direkten Einführung
eine Stückprüfung des kompletten, druckfest gekapselten
Gehäuses im Werk erfolgen kann.
Erhöhte Sicherheit
Druckfeste Kapselung
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Geräteauswahl
Explosionsgruppen bei Gasen, Nebeln und Dämpfen
Gruppe I (Methan)
Für elektrische Betriebsmittel der Gruppe II erfolgt eine weitere Unterteilung in
Explosionsgruppen:
Gruppe IIC (z.B. Acetylen und Wasserstoff)
IIB (z.B. Ethylen)
IIA (z.B. Propan)
Gefährlichkeit der Gase
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Temperaturklasse Zündtemperatur des Gases Max. Oberflächentemperatur des
Betriebsmittels
T 1 > 450°C 450°C
T 2 > 300°C ≤ 450°C 300°C
T 3 > 200°C ≤ 300°C 200°C
T 4 > 135°C ≤ 200°C 135°C
T 5 > 100°C ≤ 135°C 100°C
T 6 > 85°C ≤ 100°C 85°C
Geräteauswahl
Temperaturklassen bei Gasen, Dämpfen und Nebeln
Gas Staub
Zündenergie Explosionsgruppen Max. Energie
Zündtemperatur Temperaturklassen Max. Oberflächentemperatur
(bei Staubwolken)
Glimmtemperatur Max. Oberflächentemperatur
(bei Staubschichten)
Zoneneinteilung Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „G“ Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „D“
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Gas Staub
Zündenergie Explosionsgruppen Max. Energie
Zündtemperatur Temperaturklassen Max. Oberflächentemperatur
(bei Staubwolken)
Glimmtemperatur Max. Oberflächentemperatur
(bei Staubschichten)
Zoneneinteilung Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „G“ Gerätekategorie mit Zusatzbuchstabe „D“
Substanz Tzünd(°C)
Holz >410
Steinkohle >500
Schwefel >240
Aluminium >560
Substanz Tglimm (°C)
Holz >200
Steinkohle >240
Schwefel >250
Aluminium >270
Die Angabe der Mindestzündtemperatur, Beispiele: Die Angabe der Glimmtemperatur, Beispiele:
Maximale zulässige Oberflächentemperatur bei Staubwolken Tmax = 2/3 Tzünd
Maximale zulässige Oberflächentemperatur bei Staubschichten (5mm Dicke) Tmax =Tglimm-75K
Die maximale zulässige Oberflächentemperatur des Betriebsmittels = niedrigste der beiden Temperaturen Tmax
Geräteauswahl
Zündtemperatur, Glimmtemperatur bei Stäuben
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T 1 T2 T 3 T 4 T 5 T 6
I Methan
II A
Aceton
Ammoniak
Benzol (rein)
Essigsäure
Ethan
Ethylacetat
Kohlenoxid
Methanol
Propan
Toluol
Ethylalkohol
n-Butan
n-Butyl-
alkohol
Benzine
Diesel-
kraftstoff
Flugzeug-
kraftstoff
Heizöle
n-Hexan
Acetal-dehyd
II BStadtgas
(Leuchtgas)
Ethylen Ethylether
II CWasserstoff Acetylen Schwefel-
kohlenstoff
Geräteauswahl
Zusammenfassung
Einordnung von Gasen, Dämpfen und Nebeln in Explosionsgruppen und
Temperaturklassen
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Geräteauswahl
Zusammenfassung
Beispiele von Zündtemperatur, Glimmtemperatur und Mindestzündenergie
anhand ein paar unterschiedlicher Stoffe.
Substanz Tzünd (°C) Tglimm (°C) Emin (mJ)
Holz >410 >200 >100
Steinkohle >500 >240 >1000
Aluminium >560 >270 >5
Schwefel >240 >250 10
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Kategorie 1 Kategorie 2 Kategorie 3
Elek Betriebsmittel
Verbrenn. Motor
Sonstige
Betriebsmittel
EG Bau-
Musterprüfung
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lleKonformitätserklärung
z.B. [PTB]
EG Bau-
Musterprüfung
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Konformitätserklärung
z.B. [PTB]
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tro
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Konformitätserklärung vom Hersteller
z.B. STAHL CraneSystems
Kennzeichnung
Zulassung
Kennzeichnung
Zulassung
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Benannte Stellen (Auszug)
Baumusterprüfbescheinigung:
PTB 97 ATEX 2119 : vollständiges Betriebsmittel
PTB 97 ATEX 2119 U: unvollständiges Betriebsmittel
PTB 97 ATEX 2119 X: Betriebsmittel mit besonderen Bedingungen
Kennzeichnung
Zulassung
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Gruppe I
schlagwettergefährdete
Grubenbaue
Kennzeichnung
Gruppen
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Gruppe II, III
andere explosionsgefährdete
Gas und Staub Bereiche
Beispiel:
Gerätegruppe II:
Übertage
Kennzeichnung nach Atex
Explosionsschutzkennzeichnung
Gerätekategorie
II 2 GG: Gas
oder
D: Staub (dust)
Kennzeichnung
Atex
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Beispiel:
Zündschutzarten + EPL
db = druckfeste Kapselung, Zone 1
eb = erhöhte Sicherheit, Zone 1
Elektrische Betriebsmittel
(Gase, Nebel, Dämpfe)
Explosionsschutzkennzeichnung
Explosionsgruppe
Ex db eb IIB T4 Gb
Temperaturklasse
Kennzeichnung
Elektrische Betriebsmittel
Geräteschutzniveau (EPL)
Gb = ausgelegt für Zone 1
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Beispiel:
Zündschutzart + EPL: (Equipment protection level)
Schutz durch Gehäuse, Zone 21
Elektrische Betriebsmittel
(Stäube)
Explosionsschutzkennzeichnung Gruppe
IIIA = brennbare Flusen
IIIB = nicht leitfähiger Staub
IIIC = leitfähige Stäube
Ex tb IIIC T120°C Db
Maximale Oberflächentemperatur
Kennzeichnung
Elektrische Betriebsmittel
Geräteschutzniveau (EPL)
Db = ausgelegt für Zone 21
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Beispiel:
Zündschutzarten
c = konstruktive Sicherheit
k = Flüssigkeitskapselung
Nicht - elektrische Betriebsmittel
c k IIB T4 Temperaturklasse (bei Gasen) bzw.Oberflächentemperatur (bei Staub)
Kennzeichnung
Nicht-elektrische Betriebsmittel
Explosionsgruppe
EN 13463-1:
(Übergangsfrist 31.10.2019)
Buchstabe „h“
Eine Zündschutzart wird für
den Buchstaben „h“ nicht
angewendet!
Ex h IIB T4 Gb
Temperaturklasse (bei Gasen) bzw.
Oberflächentemperatur (bei Staub)
Explosionsgruppe
IIA, IIB, IIC für Gas
IIIA, IIIB, IIIC für Staub
EN ISO 80079-36:
(Ersatz für EN 13463-1)
Geräteschutzniveau (EPL)
Gb = ausgelegt für Zone 1
Db = ausgelegt für Zone 21
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 93
Nach EN Norm (Beispiele):
II 2 G Ex db eb IIB T4 Gb
II 2 G Ex h IIB T4 Gb
II 3 D Ex tc IIIC T120°C Dc
II 3 D Ex h IIIC T120° C Dc
Kennzeichnung
Komplett Kennzeichnung
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02.08.2017 I 95© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre
Hubmotor
Fahrmotor
Kennzeichnung
Typenschilder
02.08.2017 I 96© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre
Kennzeichnung
Typenschilder
Kennzeichnung
Typenschilder
© STAHL CraneSystems GmbH I Training Centre 02.08.2017 I 97
STAHL CraneSystems GmbH
> Lifting technology
> Drive technology
> Control technology
Danke für ihre Aufmerksamkeit
STAHL CraneSystems