Ex-Schutz (Explosionsschutz) nach ATEX-Richtlinie - Geschützt in den ATEX-Zonen und Bereichen

Ex-Schutz (Explosionsschutz) nach ATEX-Richtlinie

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ATEX-Richtlinie: Anforderungen an den Explosionsschutz (Ex-Schutz)

Bei industriellen Prozessen sind sehr häufig brennbare Substanzen, möglicherweise auch brennbare Stäube beteiligt. Diese können prozessbedingt (z. B. durch Entlastungsventile) oder durch Störfälle freigesetzt werden, so dass ein Explosionsschutz gewährleistet werden muss.

Durch die ATEX-Richtlinie 2014/34/EU und 99/92/EG, auch als Artikel 114 und 137 bezeichnet, ist der Explosionsschutz, kurz Ex-Schutz, in Europa gesetzlich verankert.

Die Explosionsschutz-Richtlinien beschreiben, was Geräte erfüllen müssen, um als ex-geschützt zu gelten, und welche Arbeitsbereiche in Umgebungen mit explosiver Atmosphäre zulässig sind, so genannte Ex-Bereiche. Hersteller von explosionsgeschützt ausgeführten Betriebsmitteln müssen diese einheitlich kennzeichnen und durch eine Gerätekategorie den zulässigen Anwendungsbereich festlegen. Die Verwender haben ihre explosionsgefährdeten Areale je nach Art (D: Staub, G: Gas) und Vorhandensein brennbarer Medien in Ex-Schutz-Zonen einzuteilen.

Der Name ATEX leitet sich übrigens vom französischen Titel der Richtlinie 94/9/EG ab: Appareils destinés à être utilisés en ATmosphères EXplosives.

Ex-Zonen-Definition nach ATEX-Richtlinie

Was sind Ex-Zonen?

Gefährdungsbereiche werden nach 99/92/EG (= ATEX-137) als Ex-Zonen deklariert. In Europa muss der Betreiber einer Anlage dazu eine Gefährdungsanalyse durchführen. Die explosionsgefährdeten Bereiche, kurz Ex-Bereiche, werden je nach Gefährdungsmaß (Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre) in ATEX-Zonen eingeteilt. Hier dürfen ausschließlich Betriebsmittel eingesetzt werden, die mit einer zuverlässigen Zündschutzart (Ex-Schutz) versehen sind. Der Betreiber muss außerdem organisatorische Sicherheitsmaßnahmen durchführen und dieses durch ein Explosionsschutz-Dokument nachweisen.

Schaubild mit ATEX-Zoneneinteilung bzw. Explosionsschutz-Zonen

ATEX-Zonen: Wie häufig ist der Gefahrstoff anwesend?

Ex-Zonen werden unter anderem danach definiert, wie lange bzw. häufig der Gefahrstoff dort in gefährlicher Konzentration vorhanden ist:

  • Zone 0: Ständig, häufig
  • Zone 1: Gelegentlich
  • Zone 2: Selten bis nie (z. B. Störfälle)

Welche ATEX-Zonen gibt es?

ATEX-Zoneneinteilung für Gase und Dämpfe

ATEX-Zone 0
Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

ATEX-Zone 1
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln bilden kann.

ATEX-Zone 2
Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre als Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen oder Nebeln normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt.

ATEX Richtlinie: Einteilung in ATEX Zonen für Stäube

ATEX-Zoneneinteilung für Stäube

ATEX-Zone 20
Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.

ATEX-Zone 21
Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub bilden kann.

ATEX-Zone 22
Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt.

Methodik des Ex-Schutzes in Ex-Bereichen

Brennbare Gase und Dämpfe können nur dann durch eine Zündquelle ausreichend hoher Zündenergie und/oder ausreichend hoher Temperatur gezündet werden, wenn sie – unter atmosphärischen Bedingungen – im Gemisch mit dem Luftsauerstoff in ausreichend hohen Konzentrationen vorliegen. Diese Konzentration bezeichnet man als UEG: Untere Explosionsgrenze.

Ex-Schutz (Explosionsschutz) nach ATEX-Richtlinie - Atex Zoneneinteilung zum Explosionsschutz

In Industriebetrieben gehören Gase, Dämpfe und Stäube zum Arbeitsalltag. In manchen Fällen sind diese Stoffe entflammbar und erhöhen die Explosionsgefahr.

Für die Zündung sind also drei Bedingungen zu erfüllen:

  1. Konzentration des brennbaren Gases oder Dampfes oberhalb der UEG
  2. Genügend hohe Sauerstoffkonzentration bzw. Luftsauerstoff
  3. Genügend hohe Temperatur und Energie einer Zündquelle

Es gilt der Umkehrschluss: Ist eine der drei Bedingungen nicht erfüllt, so ist sichergestellt, dass eine Zündung/Explosion nicht stattfinden kann.

Maßnahmen des ATEX-Explosionsschutzes können daher sein:

  1. Konzentrationsbegrenzung
  2. Inertisierung
  3. Einsatz explosionsgeschützter Betriebsmittel

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