F: Was sind die ATEX-Zonen 1 und 21, und warum sind sie für die Sicherheit in Industrieanlagen entscheidend?

In chemischen Produktionsanlagen, petrochemischen Raffinerien, pharmazeutischen Betrieben und Getreidesilos ist das Vorhandensein entzündbarer Gase, Flüssigkeiten, Dämpfe oder brennbarer Stäube eine ständige betriebliche Realität. Um die Sicherheit der Beschäftigten zu gewährleisten und katastrophale Explosionen zu verhindern, setzt die Europäische Union die ATEX-Richtlinie (2014/34/EU) durch, die weltweit als Standard für Geräte gilt, die in explosionsgefährdeten Atmosphären eingesetzt werden. Einkaufsverantwortliche und F&E-Ingenieure müssen diese Klassifizierungen verstehen, wenn sie die Automatisierung von Anlagen konzipieren oder modernisieren.

Gefährliche Bereiche werden anhand der Häufigkeit und Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre in verschiedene Zonen unterteilt:

• Zone 1 (Gas/Dampf/Nebel): Ein Ort, an dem bei normalem Betrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre aus einer Mischung aus Luft und brennbaren Stoffen in Form von Gas, Dampf oder Nebel auftreten kann. Typische Standorte umfassen die Umgebung von Ladebuchten, chemischen Reaktionsgefäßen und Lackiersprühanlagen.
• Zone 21 (brennbare Stäube): Ein Ort, an dem bei normalem Betrieb gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus brennbarem Staub in Luft auftreten kann. Typische Standorte umfassen Kohleumschlaganlagen, Mühlen zur Mehlerzeugung und Bereiche zur Pulvermischung in der pharmazeutischen Industrie.

In diesen Umgebungen kann jede elektrische oder mechanische Komponente als Zündquelle wirken. Einkaufsmanager müssen ATEX-zertifizierte pneumatische Komponenten beschaffen, die speziell in die Kategorie 2 eingestuft sind (geeignet für Zone 1 und Zone 21). Der Einsatz nicht zertifizierter Geräte in diesen Bereichen stellt eine schwere regulatorische Verstöße dar und birgt ein erhebliches Sicherheitsrisiko, da Standard- pneumatische Komponenten statische Elektrizität erzeugen, Funken durch mechanische Stöße erzeugen oder übermäßige Oberflächentemperaturen entwickeln können, die die umgebende Atmosphäre entzünden.

F: Welche primären Zündrisiken bestehen bei Standard-Pneumatikkomponenten, und wie begegnet die ATEX-Zertifizierung ihnen?

Ein weit verbreitetes Missverständnis im B2B-Einkauf ist, dass Pneumatikkomponenten per se sicher seien, weil sie mit Druckluft statt mit Strom betrieben werden. Obwohl Druckluft selbst nicht brennbar ist, bergen Standard-Pneumatikkomponenten mehrere versteckte Zündrisiken, die durch konstruktive Maßnahmen ausgeschlossen werden müssen, um die ATEX-Zertifizierung zu erhalten:

• Elektrostatische Entladung (ESD): Wenn trockene Druckluft durch Polyurethan-Schläuche oder über Kunststoff-Schalldämpfer strömt, entsteht statische Elektrizität. Diese elektrische Ladung kann sich auf nichtleitenden Kunststoffoberflächen aufbauen. Berührt ein Mitarbeiter das Bauteil oder kommt es in die Nähe eines geerdeten Metallrohrs, kann die statische Ladung einen hochenergetischen Funken entladen, der ausreicht, um brennbare Gase oder feines organisches Staub zu entzünden.
• Mechanische Schlagfunken: Wenn die Kolbenstange oder die Montagehalterung eines pneumatischen Zylinders starken Stößen oder seitlichen Kräften ausgesetzt ist, kann metallischer Kontakt auftreten. Beispielsweise können mechanische Reibungsfunken entstehen, wenn eine Stahlkolbenstange gegen eine Stahlführung schlägt. Ist der Zylinder aus bestimmten Aluminiumlegierungen gefertigt, kann der Aufprall rostiger Werkzeuge eine Thermitreaktion auslösen und hochenergetische Funken erzeugen.
• Überhitzung der Magnetspule: Magnetventile nutzen elektrische Ströme, um den internen Kolben zu bewegen. Standard-Magnetspulen können bei Dauerbetrieb extrem heiß werden. Wenn die Oberflächentemperatur der Spule die Zündtemperatur des umgebenden Gases oder Staubes (die Temperaturklasse, z. B. T4 oder T6) überschreitet, entzündet die Spule die Atmosphäre direkt.
• Reibungswärme in dynamischen Dichtungen: Bei hohen Geschwindigkeiten erzeugen die dynamischen Gummidichtungen innerhalb eines pneumatischen Zylinders oder Ventilkolbens aufgrund von Reibung Wärme. Falls die Schmierung austrocknet, kann diese lokale Erwärmung die Oberflächentemperatur des Bauteils über sichere Werte ansteigen lassen.

Die ATEX-Zertifizierung verlangt von Herstellern, dass diese Risiken bereits in der Konstruktionsphase ausschließen. Pneumatische Komponenten müssen antistatische, leitfähige Polymere verwenden, um statische Aufladungen an die Erde abzuleiten. Kolbenstangen müssen aus nicht funkenbildenden Materialien bestehen, und Magnetventilspulen müssen in explosionsgeschützten, sandgefüllten oder eigensicheren Gehäusen eingekapselt sein, die verhindern, dass innere Funken oder Wärme in die Umgebung gelangen.

F: Welche technischen Kennzeichnungen und Spezifikationen muss ein Einkaufsmanager bei der Beschaffung von ATEX-konformen pneumatischen Komponenten überprüfen?

Die Beschaffung von ATEX-konformen Komponenten erfordert eine sorgfältige Prüfung der Produktkennzeichnungen. Einkaufsmanager sollten nach dem offiziellen sechseckigen Ex-Logo suchen und die alphanumerische ATEX-Kennzeichnung verifizieren. Eine typische Kennzeichnung für die Konformität mit Zone 1 und Zone 21 sieht wie folgt aus:

Ex h IIB T4 Gb / Ex h IIIC T135C Db

So lassen sich diese entscheidenden Spezifikationen entschlüsseln:

• Ex h: Kennzeichnet, dass die Komponente mechanische Schutzmaßnahmen (wie konstruktive Sicherheit „c“ oder Zündquellenkontrolle „b“) und nicht ausschließlich elektrische Schutzmaßnahmen verwendet.
• IIB (Gasgruppe): Geeignet für Umgebungen mit Gasen wie Ethylen, Äther oder Propan. Die Gruppe IIC ist die strengste (Wasserstoff, Acetylen), während IIA die am wenigsten strenge ist. IIB ist der Standard für die meisten chemischen Anlagen und industrielle Verfahrensanlagen.
• IIIC (Staubgruppe): Geeignet für Umgebungen mit leitfähigen Stäuben (z. B. Graphit oder Metallpulver). IIIB umfasst nichtleitfähige Stäube (Getreide, Stärke) und IIIA umfasst Fasern.
• T4 / T135C (Temperaturklasse): Bei Gasen bedeutet T4, dass die maximale Oberflächentemperatur der Komponente unter allen Betriebs- oder Fehlerbedingungen niemals 135 °C überschreitet. Bei Staub bedeutet T135C, dass die maximale Oberflächentemperatur auf 135 °C begrenzt ist. Einkaufsverantwortliche müssen sicherstellen, dass diese Temperatur deutlich unter der minimalen Zündtemperatur der in ihrem jeweiligen Werk vorhandenen Chemikalien und des Staubs liegt.
• Gb / Db (Geräteschutzniveau): Gb steht für hohen Schutz bei Gas (Zone 1) und Db für hohen Schutz bei Staub (Zone 21).

F: Welche speziellen, ATEX-zertifizierten pneumatischen Lösungen bietet AIRWORK für die Sicherheit in explosionsgefährdeten Bereichen?

AIRWORK hat sich weltweit als Hersteller hochzuverlässiger, ATEX-zertifizierter pneumatischer Komponenten einen Namen gemacht, die vollständig der europäischen Richtlinie 2014/34/EU entsprechen. Unser Sortiment umfasst:

• ATEX-zertifizierte Zylinder: AIRWORK bietet ISO-15552- und ISO-6432-Zylinder an, die für die Kategorie 2G (Zone 1) und 2D (Zone 21) zertifiziert sind. Diese Zylinder bestehen aus hochfestem eloxiertem Aluminium oder Edelstahl SUS316, sind mit speziellen metallischen Abstreifringen ausgestattet und verfügen über eigens konzipierte Erdungsklemmen, um sicherzustellen, dass sämtliche elektrostatischen Aufladungen sicher abgeleitet werden.
• ATEX-Magnetventile: Unsere Steuerventile sind mit explosionsgeschützten (Ex d) oder eingegossenen (Ex m) Magnetventilspulen ausgestattet. Sie weisen eine IP67-Dichtung auf, um das Eindringen von Staub und Feuchtigkeit zu verhindern, und sind für einen Dauerbetrieb von 100 % ausgelegt, was einen sicheren und kühlen Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen gewährleistet.
• ATEX-Luftaufbereitungseinheiten (FRL): Saubere Luft ist entscheidend. Die ATEX-zertifizierten Filter, Druckregler und Schmiergeräte von AIRWORK verwenden antistatische Technopolymer-Gläser und metallische Gehäuse, um sicherzustellen, dass beim Luftaufbereitungsprozess keine gefährlichen elektrostatischen Aufladungen entstehen.

Durch die Zusammenarbeit mit AIRWORK können Einkaufsleiter vollständig dokumentierte und zertifizierte ATEX-Pakete beschaffen. Jede Lieferung wird von einer offiziellen Konformitätserklärung sowie einem Betriebshandbuch begleitet, das die korrekten Installations- und Erdungsverfahren beschreibt. Diese umfassende Dokumentation vereinfacht Sicherheitsaudits in der Anlage, gewährleistet eine sofortige Versicherungsgenehmigung und schützt Ihre Anlageninvestitionen sowie Ihre Mitarbeiter vor explosionsgefährdeten Umgebungen.