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Mehr Sicherheit im Ex-Bereich

Gaswarnanlagen mit einheitlicher Bedienphilosophie
Mehr Sicherheit im Ex-Bereich

Ob im Lager, im Labor oder in einer industriellen Produktionsstätte – geht man mit brennbaren Gasen oder Dämpfen um, ist Explosionsschutz zwingend. Ein wichtiges Hilfsmittel ist die Gaswarntechnik. Anlagen wie der Universaltrans- mitter Polytron 8000 müssen rechtzeitig vor explosionsfähigen Konzentrationen warnen, ohne dabei selbst zur Gefahrenquelle zu werden.

Die Autorin: Christina Knorr Marketing Specialist Plant Safety, Dräger

Zu einer Explosion kann es kommen, wenn die drei folgenden Bedingungen erfüllt sind:
  • Die Konzentration des brennbaren Gases oder Dampfes liegt oberhalb der Unteren Explosionsgrenze (UEG).
  • Die Sauerstoffkonzentration ist entsprechend hoch bzw. es ist genügend Luftsauerstoff vorhanden.
  • Eine Zündquelle muss vorhanden sein, beispielsweise eine ausreichend hohe Temperatur oder ein Energiefluss.
Wenn nur eine Voraussetzung ausgeschlossen ist, lässt sich eine Explosion sicher vermeiden. Bei Nummer 1 und 2 kommt der primäre Explosionsschutz zum Einsatz. Durch Konzentrationsbegrenzung oder Inertisierung wird die Bildung von zündfähigen Konzentrationen verhindert. Konzentrationsbegrenzung bedeutet aktive Verdünnung. Wird eine bestimmte Konzentrationsschwelle überschritten, so wird zum Beispiel in die Gefahrenzone Frischluft eingeblasen. Nimmt die Konzentration weiterhin zu, müssen Maßnahmen wie Evakuierung und Abschaltung der Anlage vorgenommen werden. Die Überwachung der Konzentrationen und die Aktivierung der Gegenmaßnahmen übernehmen Gaswarnanlagen. Diese Anlagen bestehen aus Sensoren, Transmittern und Auswerteeinheiten und müssen in Europa nach EN 60079–29–1 baumustergeprüft sein.
Bei der Inertisierung wird die Sauerstoffkonzentration im gefährdeten Bereich gering gehalten. Das erfolgt zum Beispiel durch Flutung mit Stickstoff. Überwacht wird in diesem Fall die Sauerstoffkonzentration. Auch solche Maßnahmen unterliegen in Europa gewissen Anforderungen, die in der EN 50104 festgehalten sind.
Will man aber die dritte Bedingung, die Zündquelle, ausschalten, bedarf es des sekundären Explosionsschutzes. Dies ist dann notwendig, wenn sich das Entstehen einer zündfähigen Atmosphäre nicht vermeiden lässt.
Von sieben genormten Zündschutzarten kommen für Gasdetektoren vier in Betracht: Druckfeste Kapselung (d), erhöhte Sicherheit (e), Eigensicherheit (i) und Verguss (m). Die Zündschutzarten Ölkapselung (o), Sandkapselung (q) und Überdruckkapselung (p) kommen in der Gasmesstechnik nicht zum Einsatz.
Kombiniert Ex-Schutzarten d und e
Der Polytron 8000 von Dräger gehört zu einer Familie von Universaltransmittern, die alle auf dem gleichen Bedienkonzept aufbauen und in zwei Gehäusevarianten erhältlich sind. Die Variation besteht hierbei in den unterschiedlichen Materialien Edelstahl (SS316L) und pulverbeschichtetes Aluminium.
Die Elektronik des Polytron 8000 ist nicht hermetisch dicht eingebaut. Deshalb muss das Gehäuse genormten Bestimmungen folgen. Die Spaltmaße der geschraubten Bauform sind, in Abstimmung auf die Explosionsgruppe (IIA, IIB und IIC) und das eingeschlossene Volumen, präzise definiert und eng. Im Gehäuse- inneren kann es so zwar zu einer Zündung kommen, wenn zündfähige Atmosphäre eindringt und auf entsprechend heiße Oberflächen der Elektronik trifft, aber die Explosion kann nicht nach außen dringen.
Solche druckfest gekapselten Transmitter werden vor allem in den USA gefordert. Dort ist dieser Explosionsschutz durch den NEC 505 geregelt. Die Besonderheit beim Polytron 8000 ist, dass er die Ex-Schutzarten d und e miteinander kombiniert. Die druckfeste Kapselung verlangt nämlich auch nach einer speziellen Art der Verkabelung. Die Kabel werden durch sogenannte Conduit-Rohre gezogen, die mit einem festgelegten Drehmoment an die NPT-Gewinde des Transmitters angezogen werden müssen. Conduit-Verrohrungen sind sehr aufwendig, denn nach ihrer Verlegung müssen in regelmäßigen Abständen Zündsperren in Form von Vergussmasse in das Rohr eingebracht werden, um das zündfähige Volumen darin gering zu halten.
Dieser Aufwand lässt sich vermeiden. Der Polytron 8000 bietet optional einen aufgesetzten Ex e-zugelassenen Klemmenkasten (E-Box), der zugleich als Docking Station fungiert. So hat man zum einen die Möglichkeit, Vorinstallationen vorzunehmen und damit Zeit zu sparen. Zum anderen spart man durch die E-Box auch immens Kosten ein, die bei Conduit-Verschraubungen entstehen würden.
Die E-Box hat die Zündschutzart erhöhte Sicherheit. Hierbei verringert die Bauart das Risiko der Bildung von heißen Oberflächen. Dazu werden passive Bauteile, wie Kabelverschraubungen und Anschlussklemmen, die weder unzulässig heiß werden, noch Funken erzeugen, genutzt. Unter der Zündschutzart e werden auch indirekte Leitungseinführungen in druckfest gekapselte Gehäuse vorgenommen.
Speziell beim Dräger Polytron 8000 wird auch die Zündschutzart i eingesetzt. Zwischen dem druckfest gekapselten Transmitter und dem elektrochemischen Sensor, mit dem toxische Gase und Dämpfe und Sauerstoff detektiert werden können, ist eine Sicherheitsbarriere eingebracht. Diese Barriere macht den Sensorstromkreis eigensicher, indem sie im Falle eines elektrischen Fehlers im Transmitter Strom und Spannung im Sensorstromkreis so zuverlässig begrenzt, dass sich weder Zündfunken noch heiße Oberflächen ausbilden können.
Gleiche Struktur, gleiche Handhabung
Der Polytron 8000 ist Teil der Polytron-8000-Serie. Alle Transmitter dieser Serie sind gleich aufgebaut, haben die gleiche Benutzeroberfläche und ermöglichen dadurch eine einheitliche Bedienphilosophie. Das bedeutet für den Anwender geringeren Schulungsaufwand und einfachere Wartung. Weitere Ausführungen sind:
  • Polytron 8200 (stationäres Gaswarngerät Cat Ex)
  • Polytron 8310 (stationäres Gaswarngerät DSIR)
  • Polytron 8700 (stationäres Gaswarngerät PIR 7000)
  • Polytron 8720 (stationäres Gaswarngerät PIR 7200)
prozesstechnik-online.de/cav0213403
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