Bedeutung und Nutzen der Einteilung von Ex Zonen in Arbeitsstätten
In dem Blog, geschrieben von Steinar Grøndal, BARTEC Vice President Quality & Certification, werden folgende Themen erläutert:
Was ist ein explosionsgefährdeter Bereich?
Ein explosionsgefährdeter Bereich ist definiert als ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Atmosphäre in solchen Mengen vorhanden ist oder erwartet werden kann, so dass besondere Vorsichtsmaßnahmen für die Konstruktion, Installation und Verwendung von Geräten erforderlich sind.
Als explosionsfähige Atmosphäre gilt ein Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben, das sich unter atmosphärischen Bedingungen selbständig weiter ausbreiten kann, nachdem es entzündet ist. Wenn elektrische und nichtelektrische Geräte in, um oder in der Nähe einer explosionsfähigen Atmosphäre verwendet werden, besteht immer die Möglichkeit oder das Risiko, dass ein Brand oder eine Explosion entsteht. Beispiele für gefährliche Bereiche sind:
Einteilung der Ex Bereichen (HAC)
Die Klassifizierung von Ex Bereichen wird verwendet, um Bereiche zu definieren, in denen besondere Vorsichtsmaßnahmen für den Bau, die Installation und die Verwendung von Geräten getroffen werden müssen.
Derzeit gibt es zwei Hauptsysteme zur Klassifizierung von Ex Bereichen: das Class/Division-System und das Zonensystem. Das Class/Division-System wird vor allem in den Vereinigten Staaten und Kanada im Rahmen der NEC/CEC-Normen verwendet, während der Rest der Welt im Allgemeinen das Zonensystem verwendet. Die Einteilung nach Zonen wird weltweit im Rahmen der IEC-Normen und ihrer lokalen Versionen, wie ATEX in Europa, verwendet.
In den meisten Ländern müssen Produkte, die für die Installation in Ex-Bereichen vorgesehen sind, von einer anerkannten Behörde oder Zulassungsstelle (staatlich oder unabhängig) zertifiziert werden, die dieses Land durch verschiedene Gesetze, Vorschriften oder Normen eingerichtet hat. Dies wird als CENELEC -Zertifizierung/Zulassung bezeichnet.
Alle Geräte, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind, müssen z.B. der aktuellen ATEX-Richtlinie 2014/34/EU für die EU oder IECEx für andere Länder entsprechen. Daneben gibt es viele weitere länderspezifische Zertifizierungssysteme.
Zoneneinteilung der explosionsgefährdete Bereiche (Ex Zonen)
Die Einteilung in Zonen und Divisions hängt von der Häufigkeit und Dauer ab, mit der zündfähige Gase oder Stäube in der Atmosphäre vorhanden sein können. Ex Bereiche werden nach dem Zonensystem entsprechend ihrer Zone klassifiziert, die gas- oder staubförmig sein kann. Für Gasatmosphären werden die elektrischen Betriebsmittel weiter in Gruppen und Untergruppen unterteilt.
DieEx-Zone definiert die Wahrscheinlichkeit, in welcher das gefährliche Material, Gas oder Staub, in ausreichenden Mengen vorhanden ist, um explosive oder zündfähige Gemische zu erzeugen. Diese Einteilung berücksichtigt die unterschiedlichen Gefahren durch explosionsfähige Atmosphären und ermöglicht es, Explosionsschutzmaßnahmen zu ergreifen, die sowohl aus sicherheitstechnischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht der Situation gerecht werden. Für die Europäische Gemeinschaft sind die Definitionen der Gefahrenzoneneinteilung und der Gefahrenzoneneinteilungstabellen einheitlich in der Richtlinie 1999/92/EG (ATEX 153), auch „Arbeitsstättenrichtlinie“ genannt, und in der „Geräterichtlinie“ (ATEX 114), Richtlinie 2014/34/EU, festgelegt, die mit technischem Verständnis für die jeweilige Situation angewendet werden müssen.
Im Rahmen des „Zonensystems“ werden die Gefahren für Gas als Zone 0, 1 oder 2 definiert, wobei 0 die höchste Gefahr darstellt, und für Staub als Zone 20, 21 oder 22, wobei 20 die höchste Gefahr darstellt.
Nach dem „Divisions“-System werden die Gefahren für Gas als Class I Division 1 oder 2 definiert, wobei 1 die höchste Gefahr darstellt, und für Staub als Class II Division 1 oder 2, wobei 1 die höchste Gefahr darstellt.
Divisionen für Gas, Nebel oder Dampf:
-
Class I, Division 1: Das Vorhandensein brennbarer Stoffe ist kontinuierlich, häufig oder langfristig.
-
Class I, Division 2: Das Vorhandensein ist unwahrscheinlich und, wenn es auftritt, nur kurzfristig.
Divisionen für Staub:
-
Class II, Division 1 : Das Vorhandensein brennbarer Stoffe ist kontinuierlich, häufig oder langfristig.
-
Class II, Division 2 : Das Vorhandensein ist unwahrscheinlich und, wenn es auftritt, nur kurzfristig.
Zusätzlich zu den Divisionen werden Gefahrenbereiche nach der Art des vorhandenen Materials kategorisiert:
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Class I: Gase, Dämpfe oder Nebel
-
Class II: Brennbare Stäube
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Class III: Entzündbare Fasern oder Flusen
Gasgruppen:
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Gruppe A: Acetylen
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Gruppe B: Wasserstoff
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Gruppe C: Ethylen
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Gruppe D: Propan
Staubgruppen:
-
Gruppe E: Metallstäube
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Gruppe F: Kohlenstoffhaltige Stäube
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Gruppe G: Getreidestäube
Die Kennzeichnung für das Equipment Protection Level (EPL)
Zusätzlich wurde eine Kennzeichnung für das Equipment Protection Level (EPL) eingeführt:
| Stoff | Dauer des Vorhandenseins des brennbaren Stoffes | Zone | ATEX-Kategorien (Schutzniveau Gruppe II) | Schutzniveau | EPL Kod |
| Gase, Nebel oder Dämpfe | Kontinuierlich über lange Zeiträume oder häufig | Zone 0 | 1G | Sehr hoch | Ga |
| Gase, Nebel oder Dämpfe | Gelegentliches Erscheinen | Zone 1 | 2G | Hoch | Gb |
| Gase, Nebel oder Dämpfe | Unwahrscheinlich, aber wenn es vorkommt, dann nur selten und für eine kurze Zeitspanne | Zone 2 | 3G | Normal | Gc |
| Stoff | Dauer des Vorhandenseins des brennbaren Stoffes | Zone | ATEX-Kategorien (Schutzniveau Gruppe II) | Schutzniveau | EPL Kod |
| Stäube | Kontinuierlich über lange Zeiträume oder häufig | Zone 20 | 1D | Sehr hoch | Da |
| Stäube | Gelegentliches Erscheinen | Zone 21 | 2D | High | Db |
| Stäube | Unwahrscheinlich, aber wenn es vorkommt, dann nur selten und für eine kurze Zeitspanne | Zone 22 | 3D | Normal | Dc |
Verweis auf die Tabelle.
Ex Zonen Ubersicht
ATEX-Zoneneinteilung für Gase und Dämpfe
ATEX Zone 0, EPL Ga
Zone 0 ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Gasatmosphäre ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist
ATEX Zone 1, EPL Gb
Zone 1 ist ein Bereich, in dem damit zu rechnen ist, dass bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Gasatmosphäre auftritt
ATEX Zone 2, EPL Gc
Zone 2 ist ein Bereich, in dem damit zu rechnen ist, dass eine explosionsfähige Gasatmosphäre bei normalem Betrieb nicht auftritt, aber wenn sie doch auftritt, dann nur für kurze Zeit
ATEX- Zoneneinteilung für Stäube
ATEX Zone 20, EPL Da
Zone 20 ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Staubatmosphäre in Form einer Staubwolke in der Luft ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist
ATEX Zone 21, EPL Db
Zone 21 ist ein Bereich, in dem damit zu rechnen ist, dass bei Normalbetrieb gelegentlich eine staubexplosionsfähige Atmosphäre in Form einer Staubwolke in der Luft auftritt.
ATEX Zone 22, EPL Dc
Zone 22 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine staubexplosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub normalerweise nicht auftritt, aber wenn sie dennoch auftritt, dann nur kurzzeitig
IEC 60079-10-1 geht von einer annähernd ähnlichen Klassifizierung für brennbare Gase und Dämpfe aus, die auch für Anlagen gilt, die nach der US-Norm NEC 505 errichtet werden. IEC 60079-10-2 unterstützt die Zoneneinteilung mit brennbarem Staub und gilt auch für Anlagen, die nach der US-Norm NEC 506 errichtet werden.
Explosionsgefährdete Bereiche werden in Abhängigkeit von der Häufigkeit und Dauer der explosionsfähigen Atmosphäre klassifiziert. Aus dieser Einteilung ergibt sich der Umfang der zu treffenden Maßnahmen nach Anhang II Abschnitt A der Richtlinie 1999/92/EG in Verbindung mit den Gerätekategorien nach Anhang I der Richtlinie 2014/34/EU.
Wenn die gefährlichen Bereiche einer Anlage eingestuft wurden, werden die übrigen Bereiche als nicht gefährlich definiert, manchmal auch als „sichere Bereiche“ bezeichnet.
In Arbeitsstätten werden die explosionsgefährdeten Bereiche normalerweise höchstens als Zone 1 oder 2 und 21 oder 22 eingestuft. Die Zonen 0 und 20 beschränken sich auf sehr kleine, unzugängliche Bereiche in Arbeitsstätten oder sind in der Regel auf das Innere von technischen Geräten beschränkt.
Organisatorische Maßnahmen für Unternehmen
Die notwendigen Voraussetzungen für den sicheren Betrieb elektrischer Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen werden von den Herstellern explosionsgeschützter Betriebsmittel und den Errichtern, Betreibern und Eigentümern von Industrieanlagen gemeinsam geschaffen. Es ist wichtig, dass die Betreiber und Eigentümer solcher Anlagen sicherstellen, dass ihr Personal über die Gefahr von Explosionen Bescheid weiß, die Einstufung als explosionsgefährdeter Bereich kennt und die Folgen versteht, die in der ATEX-Zone 0, Zone 1, Zone 2 auftreten können, sowie die Maßnahmen, die zu ihrer Verhinderung getroffen werden müssen.
Die Mitarbeitenden sind regelmäßig über den Inhalt des Explosionsschutzdokuments gemäß der ATEX Richtlinie 1999/92/EC (Arbeitsschutz-)Verordnung zu unterweisen und durch schriftliche Betriebsanweisungen, die regelmäßig zu aktualisieren sind, zu informieren.
Bei der Inspektion zu beachtende Faktoren
Falls auf den Plänen zur Einteilung der Gefährdungsbereiche große Bereiche der Zone 1 vorhanden sind, gibt es Belege dafür, dass durch Konstruktions- und Betriebskontrollen die Freisetzungsquellen und folglich die Lage und Ausdehnung der gefährlichen Bereiche minimiert wurden?
Erstrecken sich Bereiche der Zone 2 auf Orte, an denen der Nutzer eine unzureichende Kontrolle über Aktivitäten hat, die eine Zündquelle erzeugen könnten, oder gibt es Anzeichen dafür, dass die Zonengrenzen willkürlich angepasst wurden, um dies zu vermeiden?
Wurden zündgeschützte Geräte installiert und von entsprechend geschultem Personal gewartet?
Werden die Risiken durch statische Entladungen angemessen kontrolliert? Die Erdung von Anlagen, Fässern und Tankwagen ist die grundlegendste Anforderung; weitere Vorkehrungen sind in den Referenzen beschrieben.
Welche Maßnahmen zur Beherrschung von Zündquellen werden in gefährlichen Bereichen während der Instandhaltung ergriffen? Wenn Zündquellen eingeführt werden müssen, gehören zu den typischen Vorsichtsmaßnahmen die Verwendung einer zusätzlichen Belüftung, tragbarer Gasdetektoren und die Inertisierung von Anlagenteilen.
Anmerkungen:
- Schichten, Ablagerungen und Aufhäufungen von brennbarem Staub sind wie jede andere Ursache, die zur Bildung einer explosionsfähigen Atmosphäre führen kann, zu berücksichtigen.
- Als Normalbetrieb gilt der Zustand, in dem Anlagen innerhalb ihrer Auslegungsparameter benutzt werden.
- Die Definitionen für explosionsfähige Atmosphären entsprechen den europäischen Richtlinien und EN-IEC Normen:
- explosionsfähige Atmosphäre: Gemisch aus Luft und brennbaren Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben unter atmosphärischen Bedingungen, indem sich der Verbrennungsvorgang nach erfolgter Entzündung auf das gesamte unverbrannte Gemisch überträgt.
- gefährliche explosionsfähige Atmosphäre: Explosionsfähige Atmosphäre, die in gefahrdrohender Menge auftritt, die bei Explosion zu Schaden führt und Maßnahmen zum Schutz der Arbeitenden vor Explosionsgefahren erforderlich macht.
Häufig gestellte Fragen
Was ist eine Ex Zone Einteilung?
Die Einteilung der Schutzzonen richtet sich nach der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens der Gefahr sowie nach der Art der Gefahr und ist in die Zonen 0, 1 und 2 für Gase und Dämpfe sowie in die Zonen 20, 21 und 22 für Staub unterteilt.
Was ist die Ex-Einteilung der Zone 0?
Die Ex Zone 0 ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Gasatmosphäre ständig, über lange Zeiträume oder häufig vorhanden ist.
Was ist die Ex-Einteilung der Zone 1?
Die Ex Zone 1 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb gelegentlich eine explosionsfähige Gasatmosphäre auftreten kann.Was ist die Ex-Einteilung der Zone 1?
Was ist die Ex-Einteilung der Zone 2?
Die Ex-Zone 2 ist ein Bereich, in dem eine explosionsfähige Gasatmosphäre im Normalbetrieb nicht oder nur kurzzeitig auftritt.
Was ist die ATEX-Einteilung der Zone 20?
ATEX Zone 20 is a place in which an explosive dust atmosphere, in the form of a cloud of dust in air, is present continuously, or for long periods or frequently.
Was ist die ATEX-Einteilung der Zone 21?
Die ATEX-Zone 21 ist ein Bereich, in dem sich bei Normalbetrieb gelegentlich eine staubexplosionsfähige Atmosphäre in Form einer Staubwolke in der Luft bilden kann.
Was ist die ATEX-Einteilung der Zone 22?
ATEX Zone 22 ist ein Bereich, in dem bei Normalbetrieb eine staubexplosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbarem Staub normalerweise nicht oder aber nur kurzzeitig auftritt.
Woher weiß ich, für welche ATEX Zone für Ex-Bereiche meine Produkte zertifiziert werden müssen?
Um die Klassifizierungszone zu bestimmen, die Ihre Produkte erfüllen müssen, sollten Sie die Umgebung bewerten, in der sie eingesetzt werden, und dabei Faktoren wie das Vorhandensein, die Häufigkeit und die Dauer explosionsfähiger Atmosphären berücksichtigen. Ziehen Sie dann die geltenden Normen (ATEX oder IECEx) zu Rate und lassen Sie sich von unseren Experten beraten.