Umsetzung der ATEX-Richtlinien

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1 Umsetzung der ATEX-Richtlinien Temperatur- und Klimaprüfgeräte und -anlagen... für den Einsatz bei brand- und explosionsgefährdeten Bedingungen

2 Was sind ATEX Richtlinien? Einführung Pflichten des Anlagenbetreibers... Unter der Bezeichnung ATEX (französische Abkürzung für Atmosphere Explosive) wird die neue europaweite Regulierung des sicheren Betriebes von Industrieanlagen und -geräten in explosionsgefährdeter Umgebung bzw. unter explosionsgefährdeten Bedingungen behandelt. Für die Umsetzung wurden 2 EG-Richtlinien verfasst, und zwar die 99/92/EG und die 94/9/EG. Beide Richtlinien sind seit dem 1. Juli 2003 bindend, ohne Erfüllung dieser Richtlinien ist eine Installation explosionsgefährdeter bzw. geschützter Anlagen nicht mehr gestattet. Die Richtlinie 99/92/EG beschreibt die Pflichten der Anlagenbetreiber, die 94/9/EG die der Gerätehersteller. Primärpflicht der Anlagenbetreiber ist die Gefährdungsbeurteilung und die Einteilung von Gefährdungsbereichen innerhalb einer Anlage, sogenannte Zonen. Der Gerätehersteller ist verpflichtet, die Klassifizierung und Kennzeichnung seiner Geräte hinsichtlich ihres Risikos der Zündung von explosionsfähigen Gemischen, so genannte Gerätekategorien, durchzuführen. Diese Pflicht ist auch gleichzeitig das Bindeglied zwischen Anlagenbetreiber und Gerätehersteller. Der Anlagenbetreiber hat gemäß Betriebssicherheitsverordnung folgende Pflichten: 1.Durchführung einer Gefährdungsbeurteilung Der Betreiber ist verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung sowohl der überwachungsbedürftigen Anlagen als auch der Arbeitsmittel durchzuführen. Die Zonen explosionsgefährdeter Bereiche in den Anlagen müssen bestimmt werden. Wichtig ist vor allem die Identifikation aller vorkommenden Stoffe sowie möglicher elektrischer und auch nicht-elektrischer Zündquellen und deren Beurteilung hinsichtlich der Explosionsgefahr. Zoneneinteilung Die Einteilung der explosionsgefährdeten Bereiche in Zonen dient zur Festlegung und Bestimmung der Sicherheitsanforderung und Schutzsysteme für die Geräte. Die jeweilige Zone bestimmt die Kategorie nach welcher die Geräte und Komponenten ausgeführt und geprüft werden müssen. Zone 0 (Gerätekategorie 1) Zone 1 (Gerätekategorie 2) Zone 2 (Gerätekategorie 3) Zonendefinition Zone 0: Bereich, in dem explosionsfähige Atmosphäre als Mischung brennbarer Stoffe in Form von Gas, Dampf oder Nebel mit Luft ständig oder langzeitig oder häufig vorhanden ist. Zone 1: Bereich, in dem damit zu rechnen ist, dass explosionsfähige Atmosphäre als Mischung brennbarer Stoffe in Form von Gas, Dampf oder Nebel mit Luft bei Normalbetrieb gelegentlich auftritt. Zone 2: Bereich, in dem bei Normalbetrieb nicht damit zu rechnen ist, dass explosionsfähige Atmosphäre als Mischung brennbarer Stoffe in Form von Gas, Dampf oder Nebel mit Luft auftritt, wenn sie aber dennoch auftritt, dann nur kurzfristig. 2.Erstellung eines Explosionsschutzdokumentes Entsprechend der einzelnen Gefährdung muss der Betreiber bzw. der Anlagenhersteller zu geeigneten Explosionsschutzmaßnahmen greifen. Ein Konzept der erforderlichen Schutzmaßnahmen für die eingesetzten elektrischen und nichtelektrischen Betriebsmittel muss erarbeitet und im vorgeschriebenen Explosionsschutzdokument festgehalten werden. 2

3 ... und wie werden sie umgesetzt? Pflichten des Geräteherstellers... Einteilung in Gerätekategorien Unsere Temperatur- bzw. Klimaprüfgeräte sind gemäß Richtlinie 94/9/EG in die Gerätegruppe II einzuordnen. Diese Gerätegruppe ist aufgeteilt in 3 Kategorien: Kategorie 1 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein sehr hohes Maß an Sicherheit gewährleisten. Geräte dieser Kategorie müssen selbst bei selten auftretenden Gerätestörungen das erforderliche Maß an Sicherheit gewährleisten und weisen daher Explosionsschutzmaßnahmen auf, so dass beim Versagen einer apparativen Schutzmaßnahme mindestens eine zweite unabhängige apparative Schutzmaßnahme die erforderliche Sicherheit gewährleistet bzw. beim Auftreten von zwei unabhängigen Fehlern die erforderliche Sicherheit gewährleistet wird. Kategorie 2 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein hohes Maß an Sicherheit gewährleisten. Die apparativen Explosionsschutzmaßnahmen dieser Kategorie gewährleisten selbst bei häufigen Gerätestörungen oder Fehlerzuständen, die üblicherweise zu erwarten sind, das erforderliche Maß an Sicherheit. Kategorie 3 umfasst Geräte, die konstruktiv so gestaltet sind, dass sie in Übereinstimmung mit den vom Hersteller angegebenen Kenngrößen betrieben werden können und ein Normalmaß an Sicherheit gewährleisten. Geräte dieser Kategorie sind zur Verwendung in Bereichen bestimmt, in denen nicht damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Atmosphäre durch Gase, Dämpfe, Nebel oder aufgewirbelten Staub auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann aller Wahrscheinlichkeit nach nur selten und während eines kurzen Zeitraums. Ergänzende Hinweise: Bei Einteilung und Ausführung in Gerätekategorie 2 ist für elektrische Geräte eine Baumusterprüfung bzw. eine Einzelabnahme durch eine benannte Stelle, z.b. TÜV, erforderlich. Bei Einteilung in Gerätekategorie 3 kann die entsprechende Ausführung der Schutzmaßnahmen vom Gerätehersteller auf Grundlage der kundenseitig erstellten Dokumente sowie unter Einbeziehung der kundenseitigen Sicherheitsstellen ausgewählt und umgesetzt werden, eine Abnahme durch eine benannte Stelle ist hier nicht zwingend gefordert. Temperaturklassen und Explosionsgruppen von Gasen und Dämpfen Temperaturklasse T1 T2 T3 T4 T5 T6 Zündtemperatur > 450 C > C > C > C > C > C Explosionsgruppe (Gerätegruppe) Beispiele von Stoffen IIA Aceton, Ethan n-butan Benzine Acetaldehyd Zündenergie Ammoniak, Benzol n-butyl-alkohol Diesel > 180 µj Essigsäure, Erdgas Heizöl Methan, Propan, Vinylchlorid n-hexan Totuol, Methanol IIB Cyanwasserstoff Ethylen Schwefel- Ethylether Zündenergie Stadtgas Isopropen wasserstoff µj Ethylenglykol IIC Ethin Kohlendisulfid Zündenergie Wasserstoff (Acetylen) <60 µj 3

4 Brand- und Explosionsgefahr bei Temperatur- bzw. Klimaprüfgeräten Eine Gefährdung kann vorliegen, sobald mit dem Prüfgut brennbare Stoffe in den Prüfraum oder in die Nähe der Anlage gebracht werden. Werden diese Stoffe an die Umgebungsluft, d.h. die Luft im Prüfraum des Prüfgerätes oder die Umgebungsluft im Aufstellungsraum, abgegeben, kann bei ausreichender Menge (UEG = untere Explosionsgrenze) eine brennbare oder explosive Atmosphäre entstehen. Kritische Bauteile und Bereiche im Prüfraum: - Heiße Oberflächen an Heizkörpern oder Wärmetauscher - Heiße Oberfläche einer Beleuchtung - Schlagfunken im Bereich des Ventilators im Störfall - Elektr. Funkenbildung an einem Fühler im Störfall - Heiße Oberfläche durch Türblendenheizung Diese Zündquellen können eine Verpuffung, einen Brand oder eine Explosion auslösen. Kritische Bauteile und Bereiche im Prüfraum Bei Systemen unter Überdruck (z.b. Hydrauliksysteme) ist außerdem zu beachten, dass an Leckstellen austretende Aerosole bzw. Nebel bei ausreichender Menge unabhängig vom Flammpunkt zündbar sind, wenn sie auf heiße Oberflächen treffen. 4 Der Kontakt mit heißen Oberflächen kann zustande kommen, wenn das unter Druck austretende Aerosol diese Teile direkt trifft, oder wenn durch eine Vermischung mit der umgewälzten Prüfraumluft ein Kontakt zustande kommt.

5 Entstehung einer Brand- und Explosionsgefahr Generell zündbar sind:! Gas-Luft - Gemische Explosionsfähig ist ein Gemisch dann, wenn die Konzentration innerhalb bestimmter stoffspezifischer Grenzen liegt. Brennbarer Stoff! Aerosol-Nebel-Luft - Gemische! Staub-Luft - Gemische Diese Grenzen werden mit UEG und OEG (untere und obere Explosionsgrenze) bezeichnet und sind in entsprechenden Tabellenwerken aufgeführt. Explosion Das Zustandekommen dieser Gemische kann durch einen Störfall im kundenseitigen System ausgelöst werden, der unerwünscht oder auch gewollter Bestandteil einer Prüfung sein kann. Bei einer vorliegenden Brandoder Explosionsgefahr sind je nach Gefährdung Schutzmaßnahmen an der Anlage und/oder im Aufstellungsraum erforderlich. Luft (O 2 ) Zündquelle Generelle Schutzmaßnahmen Voraussetzung für eine Explosion An erster Stelle des Explosionsschutzes steht der primäre Explosionsschutz. Der sekundäre Explosionsschutz wird dann angewendet, wenn durch primären Ex-Schutz keine ausreichende Sicherheit gewährleistet, bzw. wenn der primäre Ex-Schutz nicht angewendet werden kann. Der tertiäre Ex-Schutz kommt nur dann in Frage, wenn sowohl der primäre als auch der sekundäre Ex-Schutz nachweislich nicht angewendet werden können. Einteilung der Schutzmaßnahmen Integrierter Explosionsschutz 1 Primär 2 Sekundär 3 Tertiär Bildung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären verhindern Zündung gefährlicher explosionsfähiger Atmosphären verhindern Auswirkungen einer Explosion auf ein unbedenkliches Maß beschränken Vermeidung brennbarer Stoffe Inertisierung Begrenzung der Konzentration durch natürliche oder technische Lüftung Zündschutzarten d.h. Vermeidung von Zündquellen und kritischen Temperaturen Berstscheiben Entlastungsklappen Absperrklappen 5

6 Gerätetechnische Umsetzung Mögliche Ausführungen für Gerätekategorie 3 (Zone 2) 1.1 Ausführung mit primärem Explosionsschutz Stickstoffinertisierung Typ SN! Inertisierung mit Stickstoff mit Großspülmenge und Kleinspülmenge! Überwachung der Spülmenge! Mit Türverriegelung! Mit Schlüsselschalter Einsetzbar bei Temperaturprüfgeräten der Serie VT, VLM, VTS, VTV. Nicht anwendbar bei Prüfungen mit definierten Klimabedingungen. Mögliche Anwendung: Prüfungen mit Dieselkraftstoffen, Bremsflüssigkeiten und Hydraulikölen bei Systemen unter Druck. 1 Bauseitige Absaugung 2 Türverriegelung 3 Beleuchtung 4 Externe Versorgungssysteme 5 Prüfling mit elektrischen Bauteilen 6 Messfühler 7 Spüleinrichtung 7A Stickstoffeinspeisung 8 Elektrische Widerstandsheizung 9 Umluftventilator 1. 2 Ausführungen mit sekundärem Explosionsschutz Oberflächentemperaturbegrenzung und -überwachung der Widerstandsheizkörper (1) in Kombination mit folgenden Zusatzmaßnahmen! Schlagfunkensicherer Ventilator (3)! Überwachung des Ventilatormotors (4)! Außenliegende Beleuchtung bei Ausführung mit Beobachtungsfenster (5) Einsetzbar bei Temperaturprüfgeräten der Serie VT, VLM, VTS, VTV. Mögliche Anwendung: Wichtig: 6 Einsatzgrenze bilden Prüfungen mit hoher Aufheizgeschwindigkeit (> 5 K/min). Prüfungen mit Bremsflüssigkeiten oder Hydraulikölen bei Systemen unter Druck. Prüftemperatur muß kleiner sein als Flammpunkttemperatur des Mediums.

7 2. Mögliche Ausführungen für Gerätekategorie 2 (Zone 1) 2.1 Ausführung mit primärem Explosionsschutz: Stickstoffinertisierung mit Sauerstoffmessung Typ RO! Groß- und Kleinspülmenge! Regelung der Stickstoffmengen! Heizkörpertemperaturüberwachung! Überwachung des Ventilators! Türverriegelung Einsetzbar bei Temperaturprüfgeräten der Serie VTS, VTV. Nicht anwendbar bei Prüfungen mit definierten Klimabedingungen Mögliche Anwendung: Prüfungen mit Otto-Kraftstoffen, Prüfungen mit Zündquellen im Prüfraum (gelegentliche Zündquellen im Fehlerfall) 1 Bauseitige Absaugung 2 Türverriegelung 3 Beleuchtung 4 Externe Versorgungssysteme 5 Prüfling mit elektrischen Bauteilen 6 Messfühler 7 Inertisierungseinrichtung 7A Stickstoffeinspeisung 7B Sauerstoffmessgerät 8 Elektrische Widerstandsheizung 9 Umluftventilator Temperaturprüfschrank 600 ltr mit Inertisierung Baureihe RO Temperaturklasse Schutzart: konstruktive Sicherheit Explosionsschutz für Gase, Dämpfe und Nebel Kategorie Gerätegruppe Ex-Schutz-Symbol 7

8 2. 2 Ausführung mit sekundärem Explosionsschutz Baumusterprüfbescheinigte Geräte mit ex-geschütztem Prüfraum. Verfügbar sind Temperatur- bzw. Klimaprüfschränke der Größe 480, 800 und 1300 ltr. Die Geräte sind für den Einsatz bis Temperaturklasse T3 und Explosionsgruppe IIB zugelassen und erfüllen die Anforderungen der Kategorien 2 und 3 Bezeichnung der Geräte: VT/VC...II 2G EEx IIB T3 Kennzeichnung und Bescheinigungen für ATEX-konforme Geräte! Typenschild mit Typenbezeichnung und CE-Kennzeichnung! EG - Konformitätserklärung mit Erweiterung für Ausführung gemäß Ex-Schutz Richtlinie 94/9/EG und Hinterlegung folgender Dokumentation: - werkseitige Dokumentation für Gerätekategorie 3 oder - Baumusterprüfbescheinigung (z.b. Ex-Prüfschränke) mit Prüfnummer oder - Prüfbescheinigung einer Einzelabnahme durch eine benannte Stelle (z.b. TÜV) für z.b. Sonderanlagen, Gerätekategorie 2 Projektbezogene Ingenieurleistungen Vötsch Industrietechnik bietet folgende projektbezogene Ingenieurleistungen:! Unterstützung bei der Sicherheits- und Risikobetrachtung! Auslegung und Konzepterstellung von Sicherheitseinrichtungen! Enger Kontakt zu benannten Stellen! Erfahrung und Know How Umweltsimulation Beethovenstraße Balingen-Frommern Germany Telefon: +49 (0) / Telefax: +49 (0) / info@v-it.com / Nr. VIT-D 9/4 0C VN - VIT