Pt100 - Temperatur Sensoren

ATEX

Jeder Betreiber der mit Pt100 Widerstandsthermometern die Temperatur von explosionsfähigen Stoffen messen möchte, hat sich schon mit dem Thema „Explosionsschutz“ beschäftigt und ist dabei auf den Begriff ATEX gestoßen.
ATEX ist eine Abkürzung des französischen Begriffs Atmosphères exlosibles (explosionsfähige Atmosphären).
ATEX basiert hauptsächlich auf 2 Richtlinien, die in der europäischen Union gesetzlich bindend sind.

• ATEX-Richtlinie 2014/34/EU
  Diese definiert die Pflichten der Herstellern von Produkten (z.B. von Pt100 Widerstandsthermometern mit Transmittern) für den explosionsgefährdeten Bereich.
  Die Hersteller müssen dafür sorgen, dass ihre Geräte die für den Ex-Schutz notwendigen Eigenschaften haben.
  Die Geräte erhalten eine entsprechende Kennzeichnung und in einer Konformitätserklärung werden dem Betreiber garantiert in welchen Bereichen (Bergbau oder Übertage) und für welche Art von Stoffen (Gas/Dampf/Staub) die Geräte eingesetzt werden dürfen.
  Weiterhin wird festgelegt welches Sicherheitsnivau (sehr hoch/hoch/erhöht) die Geräte haben und wie explosiv der zu messende Stoff sein darf (Explosionsgruppe/Zündtemperatur, definiert über max. Oberflächentemperatur der Geräte). Details siehe Kennzeichnung der Geräte.
  Link zu Richtlinie 2014/34/EU
  
  
• ATEX-Richtlinie 1999/92/EG
  Diese Betriebsrichtlinie regelt die Pflichten des Anlagenbetreibers und soll Personen schützen, die in einem explosionsgefährdeten Bereich arbeiten.
  Der Betreiber muss eine Gefährdungsbeurteilung seiner Anlage erstellen, wozu z.B. die Einteilung der Ex-Schutzzonen gehört und die Ermittlung der relevanten Stoffdaten für die verwendeten, explosionsfähigen Stoffe.
  Hauptziele zur Vermeidung einer Explosion:
  • Verhinderung/Reduzierung einer explosionsfähigen Atmosphäre
    z.B: andere Stoffe verwenden, Absaugung, Schutzgasatmosphäre
  • Vermeidung von Zündquellen
    z.B: Geräte mit geringerer Oberflächentemperatur
  • Falls es doch zur Explosion kommt.
    Verringerung der Auswirkung der Explosion auf ein möglichst unbedenkliches Maß
    z.B: Bauliche Maßnahmen wie Explosionsklappen.
  Link zu Richtlinie 1999/92/EG
  
  

Eckpunkte

• Rechtsgrundlage
  Rechtsverbindlich in der EU durch Richtlinien: 2014/34/EU für Geräte und 1999/92/EG für den Explosionsschutz am Arbeitsplatz.
• Anwendungsbereich
  In der EU und dem EWR (Norwegen, Island, Lichtenstein) gesetzlich verpflichtend.
  In der Schweiz nicht gesetzlich bindend, wird jedoch in der Praxis häufig akzeptiert.
  In der Türkei ist ATEX gesetzlich vorgeschrieben, da die Türkei die EU-Richtlinie in nationales Recht umsetzt hat.
  Im Vereinigtes Königreich (UK) ist seit dem Brexit ATEX nicht mehr direkt vorgeschrieben. Stattdessen gibt es das britische UKCA-Zertifikat, das ATEX sehr ähnlich ist.
  Weiterhin wird ATEX in anderen Ländern gefordert, wenn zurück in die EU geliefert werden soll.
• Normenbasis
  Basierend auf europäischen Normen (zb: EN 60079-Reihe), die mit IEC-Normen harmonisiert sind.
• Zertifizierungssystem
  Die Geräte benötigen eine EU-Baumusterprüfbescheinigung (ATEX-Zertifikat) und eine Konformitätserklärung des Herstellers.
  Die Baumusterprüfbescheinigung wird einmalig durch eine notifizierte Stelle (Notified Body) erstellt. Eine notifizierte Stelle ist eine von der EU benannte und akkreditierte Organisation, die befugt ist, die Baumusterprüfung durchzuführen und die Bescheinigung auszustellen (z.B. TÜV, Dekra, Bureau Veritas).
  Ausnahme:Kategorie 3 (Zone 2/22): Hier ist keine Baumusterprüfbescheinigung erforderlich. Basierend auf internen Prüfungen kann der Hersteller die Konformitätserklärung ohne Baumusterprüfung ausstellen.
  Der Hersteller benötigt ein geeignetes Qualitätsmanagementsystem (z. B. nach ISO 9001), dass überwacht, das die Geräte mit den zertifizierten Spezifikationen übereinstimmen und es keine Abweichungen zwischen den ausgelieferten Geräten und dem geprüften Muster gibt.

Wann kommt es zur Explosion?

Eine Explosion ist eine plötzliche und heftige Freisetzung von Energie, die durch verschiedene physikalische oder chemische Prozesse ausgelöst werden kann.
Sie tritt auf, wenn eine schnelle Umwandlung von Materie oder Energie stattfindet, wodurch ein plötzlicher Druckanstieg entsteht. Dabei entstehen meist Schockwellen, Hitze und manchmal Licht.
Chemische Explosionen resultieren häufig aus einer schnellen Reaktion von brennbaren Substanzen mit Sauerstoff, wie bei der Detonation von Sprengstoffen oder brennbaren Gasen.
Zu einer Explosion kommt es, wenn drei Bedingungen erfüllt sind:

Ex-Schutz Zonen nach ATEX

Explosionsgefährdete Bereiche, auch als Ex-Schutz-Zonen bezeichnet, entstehen überall dort, wo entzündliche Stoffe in Form von Gasen, Dämpfen, Nebeln oder Stäuben in gefährlichen Konzentrationen auftreten können. Diese spielen beim Arbeiten mit brennbaren Stoffen eine zentrale Rolle.
Um Risiken für Menschen, Anlagen und die Umwelt zu minimieren, werden Ex-Schutz-Zonen in verschiedene Kategorien eingeteilt, die jeweils unterschiedliche Sicherheitsanforderungen erfordern. Die Einteilung erfolgt gemäß der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens gefährlicher explosionsfähiger Atmosphäre.
Diese systematische Einteilung ist die Grundlage für die Auswahl geeigneter Schutzmaßnahmen, wie explosionsgeschützte Geräte und sicherheitsbewusste Betriebsabläufe, und stellt die Betriebssicherheit in potenziell gefährlichen Umgebungen sicher.

Gerätekennzeichnung von Pt100 - Widerstandsthermometer nach ATEX

Die Gerätekennzeichnung nach ATEX ist eine entscheidende Voraussetzung für den sicheren Einsatz von Pt100 - Widerstandsthermometer in explosionsgefährdeten Bereichen.
ATEX steht für die EU-Richtlinien, die Anforderungen an Geräte und Schutzsysteme für den Einsatz in Umgebungen mit potenzieller Explosionsgefahr regeln.
Die Kennzeichnung liefert wichtige Informationen über die Eignung eines Geräts für bestimmte Zonen und Stoffe sowie über die Schutzmaßnahmen, die das Gerät bietet. Die Kennzeichnung muss fest am Gerät angebracht werden.
Hersteller, Betreiber und Wartungspersonal müssen die Kennzeichnung verstehen, um die korrekte Auswahl, Installation und Wartung der Pt100 - Widerstandsthermometer zu gewährleisten.
Pt100 - Widerstandsthermometer ohne korrekte Kennzeichnung, dürfen in explosionsgefährdeten Bereichen nicht verwendet werden, da sie ein erhebliches Sicherheitsrisiko darstellen können.
Neben der Kennzeichnung sind auch regelmäßige Prüfungen und Wartungen vorgeschrieben, um die Sicherheit langfristig zu gewährleisten.

Hauptelemente der Gerätekennzeichnung:

• Eigenschaft des Gerätes
  Die Kennzeichnung legt fest für welche Bereiche die Pt100 - Widerstandsthermometer eingesetzt werden dürfen (Gerätegruppe, Gerätekategorie) und wie der Ex-Schutz konstruktiv gelöst wurde (Explosionsschutzart).
  Weiterhin wird die max. entstehende Oberflächentemperatur des Gerätes festgelegt (Temperaturklasse).
• Eigenschaft des explosionsfähigen Produktes
  Die Kennzeichnung legt fest, wie gefährlich das zu messende Produkt (Explosionsgruppe) sein darf. Der Anlagenbetreiber muss sicherstellen, dass die Zündtemperatur des Produkts nicht niedriger ist als die maximal entstehende Oberflächentemperatur des Geräts (Temperaturklasse).
  Die Explosionsgruppe und die Temperaturklasse für viele Produkte finden sie bei:
  
  • Gase: https://gestis.dguv.de
    
  • Stäube: https://www.dguv.de/ifa/gestis/gestis-staub-ex/index.jsp

Beispiel für die Kennzeichnung elektrischer Geräte nach ATEX:
(Der farbliche Hintergrund dient lediglich der Zuordnung zu nachstehender Erklärung.)