In der chemischen Industrie entstehen häufig explosionsfähige Atmosphären. Für den sicheren Einsatz elektrischer Betriebsmittel sind deshalb aufwändige Vorkehrungen nötig. Die druckgekapselten Ex d-Gehäuse von Rose Systemtechnik schirmen potenzielle Zünd­quellen wirksam von der Umgebung ab und sorgen so für optimalen Schutz.

Viele Firmen der Branche verarbeiten brennbare Stoffe in Form von Gasen, Flüssigkeiten oder Stäuben und müssen deshalb besondere Vorschriften beachten. Dazu gehört unter anderem die Pflicht, sogenannte ATEX/IECEx-zertifizierte Bauteile und Geräte zu verwenden. Sie verhindern die Entzündung explosionsfähiger Atmosphären oder reduzieren zumindest die Auswirkungen einer Explosion auf ein ausreichend sicheres Maß. Neben der europaweit gültigen ATEX-Richtlinie sind in Deutschland die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) und die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) für Firmen maßgeblich. 

Ex d-Gehäuse ermöglichen auch den Einbau nicht zertifizierter Bauteile

Im Idealfall wird bereits die Entstehung einer explosionsfähigen Atmosphäre verhindert, z. B. durch die Verdünnung einer brennbaren Flüssigkeit oder die Reduktion des Sauerstoffgehalts in der Luft (primärer Explosionsschutz). Oft ist das aber nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich. Dann muss zumindest sichergestellt sein, dass keine Zündquelle in der näheren Umgebung vorhanden ist (sekundärer Ex-Schutz). Das lässt sich mit dem Einsatz spezieller Geräte mit den Zündschutzarten Ex e und Ex i erreichen. Allerdings ist die Auswahl an Geräten und Komponenten mit diesen Zulassungen begrenzt, und nicht jedes dieser Geräte bzw. Bauteile ist für jede Anwendung geeignet.

Damit die Prozessindustrie trotzdem flexibel bei der Gestaltung ihrer Anlagen ist, hat die Rose Systemtechnik GmbH die druckgekapselte Gehäuse-Serie Ex d entwickelt (tertiärer Ex-Schutz). Mit ihrer Hilfe können selbst Bauteile ohne Ex-Zulassung in kritischen Umgebungen eingesetzt werden. 

Verschiedene Größen und ­Ausführungen 

Die Hauptaufgabe der Ex d-Gehäuse ist es, die Ausbreitung einer internen Explosion zu verhindern. Der Zündspalt ist deshalb so konstruiert, dass Funken, Flammen und heiße Gase beim Verlassen des Gehäuses so weit abgekühlt werden, dass sie die explosionsfähige Atmosphäre in der Umgebung nicht mehr entzünden können. Rose bietet die Gehäuse der Ex d-Serie in verschiedenen Größen sowie in Ausführungen aus kupferfreiem Aluminium oder Edelstahl an. Sie verfügen über die Zulassung für den Einsatz in explosionsgefährdeten Gasatmosphären (IIB, IIC) und Staubatmosphären (IIIC) und sind nach ATEX, IECEx und EAC zertifiziert. 

Neben den vier Standard-Ausführungen liefern die Spezialisten aus Porta Westfalica die Gehäuse auch als kundenspezifische Modifikationen oder führen Oberflächenveredelungen wie beispielsweise Lackierungen bzw. den Einbau von Sichtfenstern durch. Die Fertigung von Sondergehäusen und die komplette mechanische Bearbeitung der Produkte gehört ebenfalls zu den Leistungen von Rose.

Umfangreiche Tests im hauseigenen Labor 

Um die ATEX/IECEx-Konformität der Ex d-Gehäuse sicherzustellen, führt Rose in seinem Labor regelmäßig strenge Qualitäts- und Belastungstests durch. Sie finden in dem Temperaturbereich statt, für den die Gehäuse konzipiert wurden.
 
Beim sogenannten Eigenerwärmungstest wird z. B. die maximale Oberflächentemperatur bestimmt. Außerdem stehen Referenzdruck-, Überdruck- und Funkenübertragungstests auf dem Programm. Bei den sogenannten Bezugsdruckprüfungen leitet man Gas ins Gehäuse und entzündet dieses. Ähnlich verhält es sich bei den Zünddurchlässigkeitstests: Hier wird ein Gasgemisch eingeleitet und entzündet, während sich das Gehäuse in einer explosionsfähigen Umgebung befindet. Überträgt sich die Zündung auf die äußere Atmosphäre, sind die ATEX/IECEx-Anforderungen nicht erfüllt. Die Ausbreitung des Zündfunkens ist dabei von vielen Bedingungen abhängig: Außer der Umgebungstemperatur spielen auch die Geometrie des Gehäuses und die Einbauten eine Rolle. 

Vollkonfektionierte, korrosions­beständige Gehäuse für eine Raffinerie

Ex d-Gehäuse von Rose entsprechen aber nicht nur den ATEX/IECEx-Richtlinien, sie verfügen auch über die Schutzart IP 66 (DIN EN 60529) und sind deshalb staubdicht sowie gegen das Eindringen von Wasser geschützt. Zu den ex-geschützten Gehäusesystemen zählen neben der Ex d-Serie auch viele weitere Modelle aus Aluminium, Edelstahl und Polyester.

Ihre enorme Robustheit ist der Grund dafür, dass sie in vielen anspruchsvollen Anwendungen eingesetzt werden. So liefert Rose ex-geschützte Gehäuse der ProtEx-Serie z. B. an eine Raffinerie. Die Gehäuse werden komplett mit der gewünschten Elektronik ausgestattet und übernehmen als sogenannte Control Stations die Steuerung der Verdichterantriebe bei der Benzinherstellung. Da sich die Anlage in unmittelbarer Nähe zum Meer befindet, war die Korrosionsbeständigkeit der Gehäuse eine wichtige Bedingung. Die geforderte Temperaturbeständigkeit im Bereich von –20 °C bis +40 °C stellte für die Gehäuse keine Herausforderung dar, da diese für den weiten Bereich von –55 °C bis +135 °C geeignet sind. 

Der Auftrag beinhaltete unter anderem die mechanische Bearbeitung der Gehäuse. Dazu gehören beispielsweise die Anbringung diverser Ausbrüche im Deckel – montiert mit Schaltern und Leuchtmeldern – sowie Ausbrüche an der Unterseite des Gehäuses für die Montage von Kabelverschraubungen. Eine weitere Service-Leistung von Rose ist die vollständige Montage der mit Elektronik bestückten Tragschiene inklusive der erforderlichen Verschraubungen.

Rose-Gehäuse schützen Steuerung von Tanklastwagen

Die hohe Widerstandsfähigkeit der ATEX-konformen Gehäuse von Rose hat auch einen Hersteller von Tanklastwagen überzeugt. Für eine intelligente, leicht zu bedienende Steuerung suchte das Unternehmen ein Gehäuse, das die Zulassung für die ATEX-Zone 2 besitzt und sich in einem Temperaturbereich von –30 bis +80 °C einsetzen lässt. Rose fertigt für den Kunden Control Stations aus Polyester mit zweifarbigem Siebdruck im Deckel, die in den Seiten und im Deckel mechanisch bearbeitet sowie mit einer Montageplatte mit Tragschienen und Klemmenbestückung ausgestattet werden. Diese Control Stations sorgen für einen effizienten und sicheren Tankvorgang. Zum Lieferumfang gehören auch mechanisch bearbeitete GFK-Schränke mit Montageplatten und Hutschienen. Sie sind mit einer Steuerungseinheit bestückt, die der Elektroniksicherung im Fahrerhaus der Tanklastwagen dient.

Autor
Axel Brandhorst, Ex-Schutz-Beauftragter
bei Rose Systemtechnik