Bei verschiedenen industriellen Anwendungen, insbesondere bei solchen, die mit brennbaren Gasen oder Dämpfen, Stäuben oder Fasern zu tun haben, ist die Auswahl von Geräten mit geeigneten Explosionsschutzklassen von entscheidender Bedeutung, um die Betriebssicherheit zu gewährleisten und katastrophale Zwischenfälle zu verhindern. Als Hersteller von Kompressoren wissen wir, wie wichtig es ist, diese Normen zu verstehen und zu befolgen. Dieser Artikel befasst sich mit der Klassifizierung der explosionssicheren Einstufungen, ihrer jeweiligen Bedeutung, den potenziellen Folgen einer Vernachlässigung dieser Normen, den Szenarien, die ihre Umsetzung erforderlich machen, und veranschaulicht dies mit einem relevanten Beispiel aus unserer Erfahrung.
Klassifizierung der explosionsgeschützten Bereiche:
Explosionsschutzklassen sind international genormte Systeme zur Kategorisierung von elektrischen und mechanischen Geräten auf der Grundlage ihrer Fähigkeit, in gefährlichen Atmosphären sicher zu arbeiten. Diese Klassifizierungen berücksichtigen in der Regel die Art des Gefahrstoffs, die Wahrscheinlichkeit seines Vorhandenseins und die Zündtemperatur. Zu den wichtigsten Klassifizierungssystemen gehören:
- ATEX (Atmosphères Explosibles): Die Richtlinie der Europäischen Union für Geräte und Schutzsysteme zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen. Sie kategorisiert Geräte auf der Grundlage von Zonen (Häufigkeit und Dauer des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre) und Gerätegruppen/-kategorien (erforderliches Schutzniveau).
- IECEx (IEC-System zur Zertifizierung nach Normen für Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen): Ein internationales System zur Zertifizierung von Geräten zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen, das auf IEC-Normen basiert.
- Nordamerikanische Normen (NEC/CEC): In Nordamerika definieren der National Electrical Code (NEC) in den USA und der Canadian Electrical Code (CEC) gefährliche Bereiche auf der Grundlage von Klassen (Art der gefährlichen Substanz), Divisionen (Wahrscheinlichkeit ihres Vorhandenseins) und Gruppen (spezifische Art von Gas, Dampf oder Staub).
Auch wenn die spezifische Nomenklatur und die Einteilung in Zonen in diesen Systemen unterschiedlich sein können, bleiben die zugrunde liegenden Prinzipien der Risikobewertung und der Eignung der Ausrüstung gleich. So stellen beispielsweise ATEX Zone 0/20 und NEC/CEC Class I, Division 1 Bereiche mit der höchsten Wahrscheinlichkeit dar, dass eine explosionsfähige Atmosphäre ständig oder häufig vorhanden ist. Die ATEX-Zone 2/22 und NEC/CEC Class I, Division 2 bezeichnen dagegen Bereiche, in denen eine explosionsfähige Atmosphäre nur unter anormalen Betriebsbedingungen auftreten kann.
Die Geräte werden dann nach ihrer Schutzmethode kategorisiert, z. B. in
- Ex d (Druckfest/Explosionsgeschützt): Gehäuse, die eine Explosion im Inneren eindämmen sollen, ohne dass sie auf die umgebende Atmosphäre übergreift.
- Ex e (Erhöhte Sicherheit): Maßnahmen an elektrischen Betriebsmitteln, die das Auftreten von Funken, Lichtbögen oder übermäßigen Temperaturen im Normalbetrieb und unter bestimmten Fehlerbedingungen verhindern.
- Ex i (Eigensicherheit): Schaltkreise, die so konstruiert sind, dass sie selbst unter Fehlerbedingungen nicht genügend elektrische oder thermische Energie freisetzen können, um eine gefährliche Atmosphäre zu entzünden.
- Ex p (Druckbeaufschlagung): Aufrechterhaltung eines Schutzgases (z. B. saubere Luft oder Inertgas) innerhalb eines Gehäuses mit einem höheren Druck als die umgebende Atmosphäre, um das Eindringen brennbarer Stoffe zu verhindern.
- Staubexplosionsschutz (z. B. Ex tb, DIP): Besondere Maßnahmen zur Vermeidung der Entzündung von Staubschichten oder Schwebestaub.
Folgen der Nichtverwendung explosionsgeschützter Geräte:
Der Betrieb nicht explosionsgeschützter Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen kann schwerwiegende und möglicherweise tödliche Folgen haben, unter anderem:
- Zündung von explosiven Atmosphären: Normaler Betrieb oder Fehler in nicht klassifizierten Geräten können Funken, Lichtbögen oder hohe Oberflächentemperaturen erzeugen, die die Zündquelle für brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube darstellen.
- Brände und Explosionen: Die Entzündung einer gefährlichen Atmosphäre kann zu verheerenden Bränden und Explosionen führen, die erhebliche Schäden an Eigentum, Ausrüstung und Infrastruktur verursachen.
- Verletzungen und Todesfälle von Personen: Explosionen und Brände stellen eine unmittelbare Bedrohung für die Sicherheit von Personen dar, die in oder in der Nähe von Gefahrenbereichen arbeiten, und können zu schweren Verletzungen oder Todesfällen führen.
- Schädigung der Umwelt: Explosionen können schädliche Stoffe in die Umwelt freisetzen, was zu Umweltverschmutzung und langfristigen ökologischen Schäden führt.
- Betriebliche Ausfallzeiten und finanzielle Verluste: Unfälle, die durch den Einsatz ungeeigneter Geräte verursacht werden, können zu längeren Betriebsstillständen, erheblichen Reparaturkosten, rechtlicher Haftung und Rufschädigung führen.
Szenarien, die explosionssichere Geräte erfordern:
Die Notwendigkeit explosionsgeschützter Geräte wird durch das Vorhandensein und die Wahrscheinlichkeit einer gefährlichen Atmosphäre bestimmt. Häufige Szenarien sind:
- Öl- und Gasraffinerien und Verarbeitungsbetriebe: Der Umgang mit und die Verarbeitung von brennbaren Kohlenwasserstoffen erfordert den Einsatz von explosionsgeschützten Geräten in verschiedenen Zonen.
- Chemische Produktionsanlagen: Produktion, Lagerung und Handhabung von brennbaren Chemikalien erfordern die strikte Einhaltung von Explosionsschutznormen.
- Lackier- und Beschichtungsanlagen: Das Vorhandensein von brennbaren Lösungsmitteln und Dämpfen beim Mischen und Auftragen erfordert eine entsprechend ausgelegte Ausrüstung.
- Bergbauarbeiten: Die Gefahr von Methangas und brennbarem Staub macht den Einsatz von explosionsgeschützten Geräten erforderlich.
- Einrichtungen für den Getreideumschlag und die Getreidelagerung: Brennbarer Staub aus Körnern stellt ein erhebliches Explosionsrisiko dar und erfordert spezielle explosionsgeschützte Geräte.
- Kläranlagen: Das Vorhandensein von Methangas, das bei der anaeroben Vergärung entsteht, erfordert eine sorgfältige Prüfung der Anforderungen an den Explosionsschutz.
- Pharmazeutische Herstellung: Der Umgang mit brennbaren Lösemitteln in den verschiedenen Produktionsphasen erfordert eine entsprechend bemessene Ausrüstung.
Unsere Erfahrung: Explosionsgeschützter Kompressor für Butanrückgewinnung:
Kürzlich lieferten wir eine spezielle Kompressoreinheit für eine Butan-Rückgewinnungsanwendung in einer petrochemischen Anlage, die sich in einer ATEX-Zone 1-Umgebung befindet. Der Kunde benötigte einen Kompressor, der in der Lage ist, die hochentzündlichen Butandämpfe sicher zu fördern.
Um diese strengen Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, haben wir ein System entwickelt und hergestellt, das zweistufiger Hubkolbenkompressor mit den folgenden wichtigen explosionsgeschützten Merkmalen:
- Ex d (Druckfest) Elektromotor: Der Elektromotor, der den Kompressor antreibt, wurde in einem robusten Gehäuse untergebracht, das so konstruiert ist, dass es jegliche Explosion im Inneren eindämmen kann, ohne dass sie in die umgebende Atmosphäre übergreift. Alle elektrischen Anschlüsse wurden in zertifizierten explosionsgeschützten Verteilerkästen hergestellt.
- ATEX-zertifizierte Drucktransmitter und Sensoren: Alle Messgeräte, einschließlich der Drucktransmitter und Temperatursensoren, die mit dem Butandampf in Berührung kommen, waren für den Betrieb in Zone 1 ATEX-zertifiziert, um sicherzustellen, dass sie nicht zu einer Zündquelle werden können.
- Nicht-brennbare Materialien für kritische Komponenten: Bauteile im Kompressor, die möglicherweise Reibungs- oder Schlagfunken erzeugen könnten, wurden aus nicht funkenbildenden Materialien hergestellt.
- Überwachung und Steuerung der Temperatur: Umfassende Temperaturüberwachungssysteme wurden integriert, um zu verhindern, dass eine Oberfläche die Selbstentzündungstemperatur von Butan überschreitet.
- Robuste mechanische Konstruktion: Der Kompressor wurde mit robusten Dichtungen und einer Konstruktion ausgestattet, die das Risiko von Butanleckagen minimiert.
Die erfolgreiche Installation und der Betrieb dieses explosionsgeschützten Kompressors haben die sichere und effiziente Rückgewinnung von Butan in der Anlage des Kunden gewährleistet und unser Engagement für die Bereitstellung zuverlässiger und sicherheitsgerechter Lösungen für gefährliche Umgebungen unter Beweis gestellt.
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