Ein Kompressorraum mit einem langsamen Dichtungsleck, eine Lackierkabine, die Lösungsmitteldämpfe freisetzt, oder ein Getreideelevator, in dem sich Staubwolken bilden: In jedem Raum besteht eine andere Chance, eine brennbare Atmosphäre zu erzeugen. Durch die Klassifizierung von Gefahrenbereichen werden diese Unterschiede in Installationsregeln umgewandelt. Dabei wird ermittelt, ob eine Standardausrüstung akzeptabel ist, ob explosionsgeschützte Gehäuse erforderlich sind und welche Temperaturgrenzen gelten. Vervollständigen Sie die Klassifizierung, bevor Sie Heizgeräte, Bedienfelder oder Begleitheizungen auswählen.
Durch die Klassifizierung wird ein Raum nicht einfach als gefährlich eingestuft. Es definiert das brennbare Material, die Wahrscheinlichkeit einer brennbaren Konzentration und die Zündeigenschaften dieses Materials. Anhand dieser Eingaben weisen Ingenieure eine Klasse, Abteilung oder Zone zu und wählen dann Geräte mit dem richtigen Schutzkonzept und der richtigen Temperaturbewertung aus.
Der praktische Effekt ist eine enge Liste zugelassener Geräte. Ein Allzweckheizgerät mit einem Standard-Klemmenkasten ist möglicherweise in einem nicht klassifizierten Versorgungsbereich sicher, kann jedoch nicht dort installiert werden, wo eine Atmosphäre der Division 1 oder Zone 1 möglich ist. Gleiches gilt für Schaltschränke, Anschlusskästen, Sensoren und Antriebe. Wenn für den Bereich druckfeste Geräte erforderlich sind, müssen alle Komponenten, die Funken oder heiße Oberflächen erzeugen können, diese Anforderung erfüllen.
Der erste Input ist das Material. Wasserstoff verhält sich anders als schwerer Lösungsmitteldampf oder Metallstaub. Wasserstoff verfügt über einen weiten Zündbereich und eine geringe Zündenergie, weshalb er häufig in die Gasgruppe IIC fällt und besondere Aufmerksamkeit auf Gehäuseverbindungen und Kabeleinführungen erfordert. Propan und Erdgas fallen typischerweise in die Gruppe D oder IIA. Aluminiumpulver oder -mehl erfordert eine Behandlung der Klasse II oder Zone 20/21/22 mit Staubschutz und Oberflächentemperaturkontrolle.
Der zweite Eingang ist die Release-Frequenz. Eine kontinuierliche Freisetzung, beispielsweise bei einem offenen Prozessbehälter, führt zu einer strengeren Klassifizierung als eine Freisetzung, die nur während der Wartung auftritt. Der dritte ist die Belüftung. Eine gut belüftete Außenanlage kann Dämpfe schnell verteilen, während eine Grube oder ein geschlossener Raum Gase, die schwerer als Luft sind, einfangen und die klassifizierte Zone erweitern kann.
Diese Eingaben werden auf einer Gebietsklassifizierungszeichnung dokumentiert. Es zeigt Zonengrenzen an und vermerkt die Gasgruppe, die Temperaturklasse und besondere Bedingungen. Wenn die Zeichnung fehlt oder veraltet ist, wird die Auswahl der Ausrüstung zum Rätselraten.
Nordamerikanische Projekte verwenden häufig Class/Division von NEC oder CEC, während IEC-basierte Projekte Zonen verwenden. Die Systeme beschreiben ähnliche Gefahren, sind aber nicht identisch. Die folgende Tabelle bietet einen praktischen Vergleich der Gefahren durch Gase, Dämpfe und Staub.
| Nordamerikanische Klasse/Division | IEC-Zone | Bedeutung | Typisches Beispiel |
|---|---|---|---|
| Klasse I, Abteilung 1 | Zone 0 oder Zone 1 | Brennbare Gase oder Dämpfe sind ständig, zeitweise oder unter normalen Betriebsbedingungen vorhanden. | Innerhalb eines Prozessbehälters oder in der Nähe einer offenen Lösungsmitteltransferstelle. |
| Klasse I, Abteilung 2 | Zone 2 | Entzündliche Gase oder Dämpfe sind normalerweise eingeschlossen und können nur unter anormalen Bedingungen entweichen. | Bereich um eine geschlossene Pumpendichtung oder einen gut belüfteten Kompressorraum. |
| Klasse II, Abteilung 1 | Zone 20 oder Zone 21 | Brennbarer Staub ist ständig oder zeitweise in ausreichender Menge vorhanden, um ihn zu entzünden. | In einem Staubsammler oder an einer Pulverfüllstation. |
| Klasse II, Abteilung 2 | Zone 22 | Brennbarer Staub ist normalerweise eingeschlossen, kann aber unter anormalen Bedingungen austreten. | Bereich um einen geschlossenen Staubförderer oder eine Absackmaschine. |
Sobald der Bereich klassifiziert ist, beginnt die Auswahl mit der Temperaturklasse und der Gasgruppe. Die Temperaturklasse T1 bis T6 definiert die maximale Oberflächentemperatur. T3 erlaubt bis zu 200 Grad Celsius, während T6 sie auf 85 Grad Celsius begrenzt. Die Klasse muss mit einer Sicherheitsmarge niedriger sein als die Selbstentzündungstemperatur des Gases oder Staubs. Ein Wasserstoffbereich benötigt möglicherweise T1 oder T2, während ein Schwerölbereich möglicherweise eine höhere Klasse zulässt.
Die Gasgruppe bestimmt, wie leicht eine Flamme durch Gehäuselücken dringen kann. Gruppe IIC, einschließlich Wasserstoff und Acetylen, ist die anspruchsvollste. Gruppe IIB umfasst Ethylen und viele Lösungsmittel. Gruppe IIA umfasst Propan und Methan. Ein mit IIB gekennzeichnetes Produkt kann nicht in einem IIC-Bereich verwendet werden, es sei denn, es ist auch für IIC zertifiziert.
Schutzmethoden beschreiben, wie Geräte eine Entzündung verhindern. Druckfeste Kapselung Ex d enthält eine interne Explosion. Erhöhte Sicherheit Ex e reduziert Funkenbildung und heiße Oberflächen. Die Eigensicherheit Ex i begrenzt die elektrische Energie. Die Druckbeaufschlagung Ex p hält brennbare Gase durch einen Schutzgasstrom fern. Für jede Methode gelten unterschiedliche Installationsanforderungen, und Mischmethoden ohne Kenntnis der Zertifizierung können zum Erlöschen der Zulassung führen.
Zum Beispiel ein explosionsgeschützter Tauchsieder muss mit der Gasgruppe und Temperaturklasse des Bereichs übereinstimmen. Ein 6-kW-ATEX-zertifizierter Tauchsieder eignet sich möglicherweise für einen Lösungsmitteltank der Zone 1, kann jedoch nicht in einem Wasserstoffbereich installiert werden, es sei denn, seine Zertifizierung deckt IIC und die richtige Temperaturklasse ab.
ATEX-zertifizierter industrieller explosionsgeschützter Tauchsieder mit 380 V und 6 kW Flanschheizkörper für explosionsgefährdete Bereiche, mit Exd/Exe IIC Gb, T1-T6 und IP66; Überprüfen Sie die Gasgruppe, die Temperaturklasse und die Installationsanforderungen. Produkt anzeigen → Der Schaltschrank ist häufig die Komponente, die Beschaffungsprobleme verursacht. Ein Standard-Industrieschrank mit Schützen und Klemmen ist in einem klassifizierten Bereich nicht akzeptabel. Es muss eine druckfeste oder spüldruckfeste Konstruktion verwendet werden und die Kabeleinführungen müssen für das gleiche Schutzkonzept zertifiziert sein. Zu diesem Zweck ist ein druckfester Schaltschrank konzipiert, der Käufer muss jedoch weiterhin die Gasgruppe, die Temperaturklasse und die IP-Schutzklasse anhand der Klassifizierungszeichnung bestätigen.
Druckfester Schaltschrank für industrielle elektrische Heizsysteme Unterbringung von Klemmen, Schaltern und Drucktasten in explosionsgefährdeten Bereichen; Das Gehäuse aus Aluminiumguss oder Stahl hilft, Lichtbögen für druckfeste Prozessheizgeräte einzudämmen. Produkt anzeigen → Die Begleitheizung ist ein weiterer Bereich, in dem sich die Klassifizierung auf die Kosten auswirkt. Ein selbstregulierendes Heizkabel ist möglicherweise für explosionsgefährdete Bereiche zugelassen, aber auch der Schaltschrank, die Anschlusskästen und die Endabschlüsse müssen über die richtige Zertifizierung verfügen. In einem Bereich der Zone 1 können kein Standard-Thermostat und Klemmenkasten verwendet werden. Der Stromkreis muss mit der entsprechenden Ex-Schutz- und Temperaturklasse ausgelegt sein, sodass die Kabeloberfläche die Selbstentzündungstemperatur des umgebenden Gases oder Staubs nicht überschreitet.
Schaltschrank mit Begleitheizung für Anwendungen in explosionsgefährdeten Bereichen Integriert Temperaturregelung, -erkennung und Energiemanagement für 1–72 Schaltkreise und unterstützt den Frostschutz und die Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur in klassifizierten Umgebungen. Produkt anzeigen → Für Außen- oder Offshore-Installationen benötigt der Schrank möglicherweise auch eine hohe IP-Schutzart und ein korrosionsbeständiges Gehäuse. Wenn sich die Steuerungen innerhalb der Gefahrenzone befinden müssen, werden das Gehäuse, die Verschraubungen und die Einbauteile Teil des zertifizierten Pakets.
Ein häufiger Fehler besteht darin, IP65 oder NEMA 4 als gleichwertig mit Explosionsschutz zu betrachten. Eine IP-Schutzart beschreibt den Schutz vor Staub und Wasser, nicht den Zündschutz. Ein IP65-Edelstahlgehäuse ist in einem Bereich der Division 1 oder Zone 1 immer noch nicht akzeptabel, es sei denn, es ist mit einem genehmigten Schutzkonzept zertifiziert.
Ein weiterer Fehler besteht darin, eine Heizung allein nach Wattzahl und Spannung auszuwählen. Der Prozess erfordert möglicherweise 45 kW, der Gefahrenbereich erfordert jedoch möglicherweise eine bestimmte Flanschleistung, ein bestimmtes Mantelmaterial und eine bestimmte T3-Temperaturklasse. Wenn das Heizgerät zu klein oder zu groß ist, kann die Oberflächentemperatur den Nennwert überschreiten, selbst wenn auf dem Typenschild steht, dass das Produkt zertifiziert ist. Ein damit verbundenes Risiko besteht darin, die Gasgruppe zu ignorieren. Ein für IIA zertifiziertes Heizgerät kann eine IIC-Anwendung nicht ersetzen, auch wenn Abmessungen und Leistungsangaben identisch aussehen.
Auch Nachrüstkosten werden unterschätzt. Der Austausch eines nicht zertifizierten Schaltschranks nach der Installation kann neue Kabeleinführungen, Verkabelungen, Halterungen und eine Abschaltung bedeuten. Wenn sich der Prozess änderte, ein neues Lösungsmittel eingeführt oder die Belüftung reduziert wurde, kann die Klassifizierung selbst falsch sein. Überprüfen Sie die Zeichnung, bevor Sie eine Ausrüstungsbestellung aufgeben.
Wenn Sie ein Angebot für Heizgeräte für explosionsgefährdete Bereiche anfordern, teilen Sie dem Lieferanten die Klassifizierungszeichnung, die Zone oder Unterteilung, die Gasgruppe, die Temperaturklasse, den Umgebungstemperaturbereich, die Stromversorgung, das zu erwärmende Medium und die Steuerungsanforderungen mit. Geben Sie an, ob die Heizung in einem Tank, Kanal oder einer Prozessleitung installiert wird und ob sich der Schaltschrank innerhalb oder außerhalb des Gefahrenbereichs befindet. Lieferanten, die mit ATEX- und IECEx-Projekten arbeiten, können fehlende Informationen vor der Bestellung identifizieren.
Fordern Sie Zertifizierungsdokumente an, nicht nur eine Erklärung, dass das Produkt explosionsgeschützt ist. Die eines Lieferanten Zertifizierungen und Ehrungen ist anhand der Zertifikatsnummer und des Zulassungsumfangs zu prüfen. Das Zertifikat muss die für die Klassifizierung erforderliche Gasgruppe, Temperaturklasse und das Schutzkonzept abdecken. Wenn das Zertifikat IIB abdeckt, der Bereich jedoch IIC erfordert, ist das Produkt nicht geeignet, auch wenn in den Verkaufsunterlagen das Wort explosionsgeschützt verwendet wird.
Schließlich kann der Ausrüstungslieferant die Klassifizierungsverantwortung des Eigentümers nicht ersetzen. Der Lieferant kann eine Heizung oder einen Schaltschrank nach einer bestimmten Zertifizierung bauen, die Klassifizierung muss jedoch auf Prozesskenntnissen, Materialeigenschaften und Belüftungsbedingungen basieren. Behandeln Sie die Klassifizierung als Designeingabe und nicht als Beschaffungskontrollkästchen.
Die Klassifizierung von Gefahrenbereichen verknüpft Prozesssicherheit und Elektrobeschaffung. Frühzeitig durchgeführt und klar dokumentiert, definiert es eine Gerätespezifikation, die Nacharbeiten verhindert, Auditergebnisse reduziert und Heizungen, Schaltschränke und Begleitheizungen innerhalb zertifizierter Grenzen hält. Wenn es übersprungen oder als Formsache behandelt wird, führt es oft zu einer kostspieligen Nachrüstung oder einer Sicherheitslücke, die unsichtbar bleibt, bis eine Inspektion oder ein Vorfall sie aufdeckt.
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