Drehgeber und Zähler für explosionsgefährdete Bereiche: ATEX, Zonen und Kennzeichnung
Wo brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube auftreten können, dürfen nur Geräte eingesetzt werden, die dafür zugelassen sind. Das gilt auch für Drehgeber und Zähler an Winden, Kranen, Förderanlagen, Mischern oder Abfüllanlagen. Was Zone, Temperaturklasse, Explosionsgruppe und Zündschutzart bedeuten und wie man eine Ex-Kennzeichnung liest, erklären wir hier anhand der Ex-Übersicht von HENGSTLER.
Inhalt:
1. Ex-Zonen und Gerätekategorien
Explosionsgefährdete Bereiche werden nach Häufigkeit und Dauer einer explosionsfähigen Atmosphäre in Zonen eingeteilt. Für Gase, Dämpfe und Nebel gelten die Zonen 0, 1 und 2, für Stäube, Fasern und Flusen die Zonen 20, 21 und 22. In der EU regelt die Richtlinie 2014/34/EU (ATEX) die Anforderungen an die Geräte, international gilt das IECEx-System.
| Zone | Explosionsfähige Atmosphäre | Gerätekategorie | Schutzniveau (EPL) |
|---|---|---|---|
| Gase, Dämpfe, Nebel | |||
| Zone 0 | ständig, langzeitig oder häufig | 1G | Ga |
| Zone 1 | gelegentlich | 2G (oder 1G) | Gb |
| Zone 2 | selten und kurzzeitig | 3G (oder 1G, 2G) | Gc |
| Stäube, Fasern, Flusen | |||
| Zone 20 | ständig, langzeitig oder häufig | 1D | Da |
| Zone 21 | gelegentlich | 2D (oder 1D) | Db |
| Zone 22 | selten und kurzzeitig | 3D (oder 1D, 2D) | Dc |
| Bergbau unter Tage (Gerätegruppe I) | |||
| M1 | darf bei Grubengas weiterbetrieben werden | M1 | Ma |
| M2 | muss bei Grubengas abgeschaltet werden | M2 | Mb |
Gerätegruppe I steht für den Bergbau mit Grubengas, Gerätegruppe II für alle übrigen Bereiche. Ein Gerät für Zone 1 oder 21 darf auch in Zone 2 oder 22 eingesetzt werden, umgekehrt nicht.
2. Temperaturklassen und Explosionsgruppen
Die Temperaturklasse gibt an, wie heiß die Oberfläche des Geräts höchstens werden darf. Sie muss unter der Zündtemperatur des Gases liegen. Ein Gerät mit T4 deckt auch T1 bis T3 ab.
| Klasse | max. Oberflächentemperatur | Hinweis |
|---|---|---|
| T1 | 450 °C | |
| T2 | 300 °C | |
| T3 | 200 °C | |
| T4 | 135 °C | geeignet für die meisten Gase, nicht z. B. für Schwefelkohlenstoff |
| T5 | 100 °C | |
| T6 | 85 °C | geeignet für alle Gase |
Bei Stäuben wird statt einer Klasse die maximale Oberflächentemperatur direkt angegeben, zum Beispiel T135 °C oder T85 °C.
Für die Explosionsgruppe werden Gase nach ihrer Zündenergie eingeteilt, Stäube nach ihrer Art. Die höhere Gruppe deckt die niedrigeren mit ab.
| Gruppe | Bedeutung |
|---|---|
| I | Methan (Bergbau) |
| IIA | Mindestzündenergie 260 µJ, z. B. Propan |
| IIB | Mindestzündenergie 95 µJ, z. B. Ethylen |
| IIC | Mindestzündenergie 18 µJ, z. B. Wasserstoff und Acetylen, geeignet für alle Gase |
| IIIA | brennbare Flusen |
| IIIB | nicht leitfähiger Staub |
| IIIC | leitfähiger Staub, geeignet für alle Stäube |
3. Zündschutzarten
Die Zündschutzart beschreibt, wie ein Gerät verhindert, dass es eine Explosion auslöst. Der Buchstabe nach „Ex“ in der Kennzeichnung steht für die Zündschutzart, der Zusatz a, b oder c für das Schutzniveau.
| Zündschutzart | Prinzip | Kennzeichen | Zonen |
|---|---|---|---|
| Druckfeste Kapselung | Eine Explosion im Gehäuse wird nicht nach außen übertragen. | da / db / dc | 0, 1, 2 / 1, 2 / 2 |
| Erhöhte Sicherheit | Funken und zu hohe Temperaturen werden vermieden. | eb / ec | 1, 2 / 2 |
| Eigensicherheit | Die Energie im Stromkreis ist so begrenzt, dass weder Funken noch Wärme zünden können. | ia / ib / ic | 0, 1, 2 / 1, 2 / 2 |
| Überdruckkapselung | Die Ex-Atmosphäre wird durch Überdruck von der Zündquelle ferngehalten. | pxb / pyb / pzc | 1, 2 / 1, 2 / 2 |
| Vergusskapselung | Die Zündquelle ist vergossen. | ma / mb / mc | 0, 1, 2 / 1, 2 / 2 |
| Nichtelektrische Geräte | Schutz auf Basis einer Zündgefahrenbewertung | ha / hb / hc | 0, 1, 2 / 1, 2 / 2 |
| Schutz durch Gehäuse | Staubdichtes Gehäuse (IP6X) und begrenzte Oberflächentemperatur | ta / tb / tc | 20, 21, 22 / 21, 22 / 22 |
Fett markiert sind die Zündschutzarten, die HENGSTLER im Ex-Programm einsetzt: druckfest gekapselte und eigensichere Drehgeber, staubgeschützte Gehäuse und nichtelektrische, pneumatische Zähler.
Druckfest oder eigensicher?
Druckfest gekapselte Geräte (Ex d) lassen sich wie normale Geräte anschließen, die Leitungseinführung muss aber passend zugelassen sein. Eigensichere Geräte (Ex i) brauchen eine Sicherheitsbarriere oder einen Trennverstärker im Schaltschrank, sind dafür im Feld einfacher zu handhaben. Welche Variante besser passt, hängt von der vorhandenen Installation ab.
4. Kennzeichnung richtig lesen
Zwei typische Kennzeichnungen eines HENGSTLER Ex-Drehgebers, aufgeschlüsselt:
CE Ex II 2G Ex db IIC T6/T4 Gb
| II 2G | Gerätegruppe II (nicht Bergbau), Kategorie 2 für Gase, also Zone 1 und 2 |
| Ex db | Druckfeste Kapselung, Schutzniveau b |
| IIC | Geeignet für alle Gasgruppen einschließlich Wasserstoff |
| T6/T4 | Temperaturklasse T6 oder T4, je nach Umgebungstemperatur und Ausführung |
| Gb | Geräteschutzniveau für Zone 1 |
CE Ex II 2D Ex tb IIIC T85 °C/T135 °C Db IP6X
| II 2D | Kategorie 2 für Stäube, also Zone 21 und 22 |
| Ex tb | Schutz durch Gehäuse, Schutzniveau b |
| IIIC | Geeignet für alle Stäube einschließlich leitfähiger Stäube |
| T85 °C/T135 °C | Maximale Oberflächentemperatur |
| Db, IP6X | Schutzniveau für Zone 21, staubdichtes Gehäuse |
5. Nordamerika: Class, Division, Group
In den USA und Kanada gilt neben dem Zonenmodell (NEC 505) häufig noch das klassische System nach NEC 500. Es unterscheidet nach Stoff (Class), Häufigkeit (Division) und Stoffgruppe (Group).
Class I steht für Gase und Dämpfe, Class II für Stäube, Class III für Fasern. Division 1 bedeutet, dass eine explosionsfähige Atmosphäre schon unter normalen Bedingungen auftritt. Das entspricht etwa Zone 0 und 1 bzw. 20 und 21. Division 2 gilt, wenn sie nur unter unwahrscheinlichen Bedingungen entsteht, etwa im Fehlerfall, also etwa Zone 2 bzw. 22.
| Group | Stoff | entspricht etwa |
|---|---|---|
| A | Acetylen | IIC |
| B | Wasserstoff | IIC/IIB |
| C | Ethylen | IIB |
| D | Propan | IIA |
| E | Metallstaub | IIIC |
| F | Kohlestaub | IIIC |
| G | Getreidestaub | IIIB |
Ein Beispiel: „Class I, Division 1, Group C, D“ bedeutet geeignet für Gase der Gruppen C und D, auch dort, wo sie im Normalbetrieb auftreten. Die Zulassung erfolgt durch UL, CSA oder Intertek (ETL).
6. HENGSTLER Ex-Programm
Am häufigsten gefragt sind die druckfest gekapselten Baureihen RX70/71 (inkremental) und AX70/71 (absolut). Neben Aluminium gibt es eine Edelstahlausführung in „Marine Grade“ für Offshore, Schiffe und aggressive Umgebungen.
| Typ | Funktion / Schnittstelle | Gas | Staub | Bergbau | Zonen | Zulassungen |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Absolute Drehgeber, druckfest gekapselt | ||||||
| AX70/71 | BiSS, SSI, SSI-P, Profibus, DeviceNet, CANopen | IIC T4/T6 Gb | IIIC T135/85 °C Db | 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx, cETLus, CCC | |
| AX73 | Profibus, BiSS, SSI | IIC T4/T6 Gb | IIIC T135/85 °C Db | 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx | |
| AX65 | CANopen, SSI | IIC T4 Gb | IIIC T135 °C Db | I Mb | M2, 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx |
| Inkrementale Drehgeber | ||||||
| RX70/71 | inkremental, druckfest gekapselt | IIC T4/T6 Gb | IIIC T135/85 °C Db | 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx, cETLus, CCC | |
| EN42 | inkremental, eigensicher | IIC T4 Gb | IIIC T119 °C Db | 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx, CSA | |
| EN44 | inkremental, eigensicher | IIC T4 Gb | IIIC T119 °C | 1, 2, 21, 22 | ATEX, IECEx, CSA | |
| ISD25, ISD37 | inkremental, eigensicher | IIB T4 | 1, 2 | ATEX, IECEx, CSA | ||
| ISW38 | inkremental, eigensicher | IIB T4 | 1, 2 | ATEX, IECEx, CSA | ||
| HD20, HD25 | inkremental, eigensicher | IIB T4 | 1, 2 | ATEX, IECEx, CSA | ||
| Pneumatische Geräte, nichtelektrisch | ||||||
| 490 | Näherungsschalter | IIC T4 Gb | IIIC T80 °C Db | I Mb | M2, 1, 2, 21, 22 | ATEX |
| 495 | Zähler | IIB T4 Gb | IIIB T120 °C Db | I Mb | M2, 1, 2, 21, 22 | ATEX |
| 497 | Vorwahlzähler | IIB T4 Gb | IIIB T130 °C Db | I Mb | M2, 1, 2, 21, 22 | ATEX |
| 499 | Zeitglied | IIB T4 Gb | IIIB T120 °C Db | I Mb | M2, 1, 2, 21, 22 | ATEX |
Für Nordamerika nach NEC 500:
| Typ | Funktion / Schnittstelle | Class / Division / Group | Zulassung |
|---|---|---|---|
| AI25 | absolut, SSI, BiSS | Class I, Div 2, Group A, B, C, D | UL |
| HSD35 | inkremental | Class I, Div 2, Group A, B, C, D; Class II, Div 2, Group F, G | UL |
| ISD25, ISD37 | inkremental | Class I, Div 1, Group C, D | CSA |
| ISW38 | inkremental, für Draw Works | Class I, Div 1, Group C, D | CSA |
| HD20, HD25 | inkremental | Class I, Div 1, Group C, D | CSA |
Angaben nach der HENGSTLER Ex-Übersicht, Version 3. Verbindlich sind Datenblatt und Zertifikat der jeweiligen Ausführung.
Eine Besonderheit sind die Geräte 490 bis 499. Sie arbeiten rein pneumatisch, ganz ohne elektrische Energie. Damit sind sie bis in den Bergbau (M2) zugelassen und eine einfache Lösung, wenn im Ex-Bereich gezählt werden soll, aber keine eigensichere Elektrik vorhanden ist.
7. Auswahl und Anfrage
Gebraucht werden Ex-Drehgeber in Öl und Gas an Winden, im Rohrhandling und an Kranen, im Bergbau, in der Chemie, an Abfüll- und Tankanlagen und in Biogasanlagen. Kurz: überall, wo brennbare Stoffe hergestellt, verarbeitet, transportiert oder gelagert werden. Für die Auswahl brauchen wir:
- Zone (Gas, Staub oder Bergbau) und, falls bekannt, die geforderte Kategorie oder das EPL
- Explosionsgruppe und Temperaturklasse der Stoffe vor Ort
- Umgebungstemperatur und Schutzart
- inkremental oder absolut, Auflösung, Singleturn oder Multiturn
- Schnittstelle, zum Beispiel SSI, BiSS, CANopen oder Profibus, und Versorgungsspannung
- Welle oder Hohlwelle, Leitungsabgang und Leitungseinführung
- Material: Aluminium oder Edelstahl
- erforderliche Zulassungen: ATEX, IECEx, UL, CSA, ETL oder CCC
Alle Angaben im Überblick enthält die HENGSTLER Ex-Übersicht, die Sie hier herunterladen können.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen ATEX und IECEx?
ATEX ist die europäische Richtlinie für Geräte in explosionsgefährdeten Bereichen und Voraussetzung für das CE-Zeichen. IECEx ist das internationale Zertifizierungssystem, das außerhalb der EU vielfach anerkannt wird. Die meisten HENGSTLER Ex-Drehgeber haben beide Zulassungen.
Kann ich einen Drehgeber für Zone 1 auch in Zone 2 einsetzen?
Ja. Ein Gerät der Kategorie 2 darf in Zone 1 und Zone 2 eingesetzt werden, eines für Zone 21 auch in Zone 22.
Was bedeutet IIC bei einem Drehgeber?
IIC ist die strengste Explosionsgruppe für Gase und schließt Wasserstoff und Acetylen ein. Ein IIC-Gerät deckt auch IIA und IIB ab.
Gibt es Ex-Drehgeber aus Edelstahl?
Ja, die Baureihen AX70/71 und RX70/71 gibt es neben Aluminium auch in Edelstahl („Marine Grade“) für Offshore und aggressive Umgebungen.
Wie kann ich im Ex-Bereich ohne Strom zählen?
Mit den pneumatischen HENGSTLER Zählern 495 und 497 oder dem Zeitglied 499. Sie arbeiten rein mit Druckluft und sind bis Kategorie M2 im Bergbau zugelassen.
Quelle: HENGSTLER Ex-Übersicht, Abbildungen HENGSTLER. Diese Seite ersetzt keine Gefährdungsbeurteilung. Es gelten Zertifikat und Betriebsanleitung des jeweiligen Geräts.