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Grundlagen Staub-Explosionsschutz

Grundlagen Staub-Explosionsschutz

Zusammenfassung des Produktkatalogs
Risikofaktor Staub
In vielen Industriezweigen stellen pulver- und staubförmige Produkte eine erhebliche Brand- und Explosionsgefahr dar. 80 % der industriellen Stäube sind brennbar, und bereits eine 1 mm dicke Staubschicht kann bei Aufwirbelung und Zündung eine Explosion auslösen.
Definitionen und Kenngrößen
Staub wird als kleine Feststoffpartikel definiert, die sich in der Atmosphäre absetzen können. Wichtige Kenngrößen zur Bewertung des Explosionsrisikos sind Korngröße, Explosionsgrenzen, maximaler Explosionsdruck, KSt-Wert, Feuchtigkeit, Mindestzündenergie, Zündtemperatur und Glimmtemperatur.
Rechtsgrundlagen und Normen
Der Staubexplosionsschutz war in Europa bis zur Einführung der Richtlinien 94/9/EG und 1999/92/EG national geregelt. In Deutschland wurden die Belange durch die Ex-Richtlinien der BG Chemie und die Norm DIN VDE 0165 geregelt.
Einführung
Seit dem 1. Juli 1980 ist die Baumusterprüfbescheinigung für elektrische Geräte in Zone 10 vorgeschrieben. Die Richtlinie 94/9/EG (ATEX 95) regelt den europäischen Explosionsschutz neu.
Normen und Richtlinien
Die Richtlinie 1999/92/EG (ATEX 137) behandelt die zweckentsprechende Verwendung und wird durch die Betriebssicherheitsverordnung (BetSichV) umgesetzt.
Staubexplosionsschutz-Maßnahmen
  • Vorbeugender Explosionsschutz: Vermeidung einer explosionsfähigen Atmosphäre durch Reduzierung der Konzentration brennbarer Stoffe.
  • Vermeidung von Zündquellen: Analyse möglicher Zündquellen und Einsatz geeigneter Betriebsmittel.
  • Konstruktiver Explosionsschutz: Explosionsfeste Bauweise und Druckentlastung.
Einteilung in Zonen
Die Zoneneinteilung gemäß Richtlinie 99/92/EG berücksichtigt aufgewirbelten Staub. Die Zonen 20, 21 und 22 definieren Bereiche mit unterschiedlicher Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphären.
Reinhaltung und Explosionsgefahr
Die Reinhaltung des Betriebs ist entscheidend, um gefährliche Staubmengen zu vermeiden.
Staub-Zündschutzarten
  • Zündschutzart "tD": Schutz durch Gehäuse mit staubdichten oder staubgeschützten Gehäusen.
Gehäusewerkstoff und thermische Beständigkeit
Formstoffe für elektrische Betriebsmittel müssen einen Temperaturindex (TI) aufweisen, der Rückschlüsse auf das mechanische Langzeitverhalten erlaubt.
Zündschutzarten
Die Tabelle 9 listet verschiedene Staub-Zündschutzarten auf, darunter IP-Gehäuse und Temperaturbegrenzung (tD).
Dichtungen und Elektrostatik
Elastomere Dichtungen müssen eine Härtezunahme von maximal 20 % aufweisen. Elektrostatik ist eine potenzielle Zündquelle.
Mechanische Festigkeit
Gehäuse müssen einer Schlagenergie von 7 Joule standhalten.
Auswahl von Betriebsmitteln
Bei der Auswahl sind die Gerätekategorie, die Eigenschaften des Staubes und die maximal zulässige Oberflächentemperatur zu berücksichtigen.
Hauptthemen
  • Selbstentzündung und Explosion von Staub
  • Maximale Oberflächentemperaturen
  • Elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen
  • Installation und Instandhaltung
Selbstentzündung und Explosion von Staub
Die Selbstentzündung von Staub hängt von der Umgebungstemperatur, den geometrischen Faktoren und dem Volumen des Staubes ab.
Maximale Oberflächentemperaturen
Die maximale Oberflächentemperatur von elektrischen Betriebsmitteln muss unter Berücksichtigung der Zünd- und Glimmtemperaturen des umgebenden Staubes ermittelt werden.
Elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen
In Zone 20 sind Steckvorrichtungen nicht zulässig.
Installation und Instandhaltung
Eine angepasste Installation und regelmäßige Wartung sind unerlässlich, um den sicheren Betrieb zu gewährleisten.
1. Einleitung
Das Dokument behandelt den Staubexplosionsschutz und die Anforderungen an explosionsgeschützte Betriebsmittel.
2. Dokumentation
Gemäß EN 50281-1-2 müssen Pläne für jede Anlage erstellt werden.
3. Produktübersicht
R. STAHL bietet ein umfassendes Produktprogramm für staubexplosionsgefährdete Bereiche an.
4. Beratung und Schulung
R. STAHL bietet neben Produkten auch Beratung und Schulung im Bereich Staubexplosionsschutz an.
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Katalogauszüge

Grundlagen Staub-Explosionsschutz-3

1 > Risikofaktor Staub Definitionen und Kenngren Rechtsgrundlagen und Normen4Staubexplosionsschutz-Ma柟nahmen 5Einteilung der staubexplosionsgefhrdeten Bereiche in Zonen 6Staub-Zndschutzarten 7Auswahl von Betriebsmitteln 8Installation und InstandhaltungProdukt似bersicht 4610 12141622 28 30 2 3 4 5 6 7 8 9 > R.STAHL Explosionsschutz size="-2">

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-4

4 1. Risikofaktor Staub Staub-Luft-Gemisch. Wird dieses Gemisch durch eine Zndquelle entzndet, kommt es zur Ausl켶sung einer Explosion. Durch die entstehende Druckwelle werden weitere Staubschichten aufgewirbelt, die wiederum entzndet werden. Dieser Vorgang setzt sich weiter fort und in ungnstigen F켤llen bewegen sich derartige Kettenreaktionen۫ durch die gesamten Gebude- oder Anlagenteile und zerstren diese.Genau wie bei Gasen kommen auch bei St䶤ubenverschiedenartige Zndquellen wie beispielsweise elektrisch oder mechanisch erzeugte Funken, Lichtbgen, offene Flammen, elektrostatische Entladungen,...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-5

Bild 2: Anteil der jeweiligen Zndquellen von Staubexplosionen Statische Elektrizitt 9% Glimmnester 9% Reibung 9% Unbekannt 11,5% ElektrischeBetriebsmittel 3,5% Feuer 8% Sonstiges 2,5% Hei줟eOberflchen 6,5% Selbstentzndung 6% MechanischeFunken 30% Schwei伟en 5% Bild 3: Anteil der Staubarten an Staubexplosionen Holz 34% Getreide 24% Sonstige 6% Papier 2% Kunststoff 14% Kohle/Torf 10% Metalle 10% R.STAHL Explosionsschutz >

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-6

Tabelle 1: Definitionen im Staubexplosionsschutz BegriffDefinitionAnmerkungenExplosionsfhigeEine Mischung brennbarer Stoffe in Form von Staub oder FasernBedingung ist, dass der ProzessStaubatmosphremit Luft unter atmosph䤤rischen Bedingungen, in welcher sicherst bei vollstndigem Aufbrauchnach einer Zndung die Reaktion im unverbrannten Gemisch eines Reaktionspartners endet. fortpflanzt. (DIN EN 50281-1-1,3.4)Atmosph伤rischeGemischdrcke 0,8 bis 1,1 barBedingungGemischtemperaturen -20C bis +60찰CGefhrlicheExplosionsfhige Atmosph䤤re in gefahrdrohender Menge. VomEine Staubhhe von weniger als explosionsfhigeVorhandensein...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-8

Tabelle 3: Beispiele fr Explosionskenngr춟en von Stuben Substanz T > znd [估C] T > glimm [C] ИE > min [mJ] min [mJ]Holz ≥ 410 ≥ 200 ≥ 100 6Braunkohle ≥ 380 ≥ 2255Steinkohle ֢ɥ 500 ≥ 240 ≥ 100013PVC ≥ 530 ≥ 340 ≥ 5 <1Aluminium ≥ 560 ≥ 270 ≥ 5 <1Schwefel ≥ 240 ≥ 25010 5Lycopodium ≥ 410 ֖ Bestimmung der Mindestzּndenergie in Stuben HeizungHartmannrohr Druckbehlter VorwiderstandHochspannungsspuleKondensator Bewegte ElektrodenInduktivit䤤t R.STAHL Explosionsschutz Bild 4: >

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-9

Bild 5: Modifiziertes Hartmannrohr Ringfrmiger Deckel Probe Elektrode Luft (50 ml, 7 bar)Zerstuberpilz Isolierung Rohr R.STAHL Explosionsschutz >

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-11

Tabelle 5: Vergleichstabelle der IEC Normen 61241 alt۫ und Vorschlag neu۫ Nummer derVorschlag fr Inhalt Verffentlichungderzeitigen Normneue NummerIEC 61241-1-1IEC 61241-0General requirements 2004Allgemeine BestimmungenIEC 61241-1 Protection by enclosures 춻tD2004Schutz durch Z˼ndschutzart tD۫IEC 61241-1-2IEC 61241-14 Selection & installation 2004Auswahl & ErrichtenIEC 61241-2-1IEC 61241-20-1Test methods2005PrfmethodenIEC 61241-2-2 IEC 61241-20-2 Test methods 2005PrfmethodenIEC 61241-2-3 IEC 61241-20-3 Test methods 2005Pr켼fmethodenIEC 61241-3 IEC 61241-10 Area classification 2004Zoneneinteilung...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-12

12 4. Staubexplosionsschutz-Maߟnahmen4.1 Vorbeugender (Primrer) Explosionsschutzdurch Vermeidung einer explosionsfhigen Atmosph䤤re 4.2 Vorbeugender Explosionsschutz durch Vermeidung von Zndquellen Durch diese Manahme wird die Z쟼ndung dergefhrlichen, explosionsfhigen Atmosph䤤re ver- hindert. Das kann erreicht werden durch: > die Analyse der mglichen Zndquellen Die Komplexit漤t der Vorgnge, die zu einer Staub-explosion fhren k伶nnen, macht das Abschtzen der tatschlichen Risiken beim Umgang mit explosionsf䤤higen Staub-Luft-Gemischen uerst schwierig. Deshalb kommt dem vorbeugenden Explosionsschutz...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-13

> Explosionssperren (Verhinderung der Explosionsbertragung, explosionstechnische Anlagenentkopplung). Die explosionstechnische Entkopplung lsst die volle Ausbildung der Explosion zu, verhindert jedoch, dass die Explosion in andere ungesch줼tzte Anlagenteile eindringt. Das wird erreicht, indem schlagartig mechanische Ver- schlsse die Verbindungswegesperren oder eine chemische Lschmittelsperre aufgebaut werden. > Explosionsdruckentlastung Explosionsdrucksto춟feste Behlter oder Apparaturen sind so gebaut, dass sie dem zu erwartenden Explosionsdruck standhalten ohne aufzureien; dabei d䟼rfen jedoch...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-16

> Metalle (zum Beispiel lackierte Stahlbleche, Edelstahl, Leichtmetall) 16 > Glas (fr Geh켤useteile, zum Beispiel Schauscheiben) > FormstoffeBei metallischen Werkstoffen muss gegebenen-falls eine Stopr߼fung bei tiefen Temperaturen vorgenommen werden, da einige Metalle (Leichtmetalle) bei tiefen Temperaturen ungnsti- gere mechanische Eigenschaften besitzen als bei hheren. Au춟erdem darf Leichtmetall einen maxi- malen Anteil von 6% Magnesium haben, da es sonst bei einem Schlag mit zum Beispiel rostigem Eisen zur Funkenbildung neigt. Glas darf nach thermischem Schock keine Risse aufweisen oder derart...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-20

Diese an die berdruckkapselung ܻp angelehnteZ˼ndschutzart knnte zum Beispiel fr den Schutz von Schaltschr漤nken in staubexplosionsge- fhrdeten Bereichen Bedeutung erlangen. Betriebsmittel der Zndschutzart 伻pD d˼rfen nur in Zone 21 und Zone 22 (also nicht in Zone 20) verwendet werden. Die beim Gas-Explosionsschutz vorgeschriebene Vorsplung ist beim Staub-Ex- plosionsschutz nicht erlaubt, da bei der Aufwirbelung von abgelagertem Staub eine explosionsfhige Atmosph줤re entstehen knnte. Es ist vielmehr im Abschnitt 4.3 der Norm aus- drcklich vorgeschrieben, vor dem Einschalten der 漜berdruckeinrichtung...

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Grundlagen Staub-Explosionsschutz-21

Die Staub-Zndschutzart mD컫 nach IEC 61241-18sollsichweitgehend an die Gas-Zndschutzart m컫 nach IEC 60079-18 anlehnen. Diese ist zur Zeit in der Revision.Der weitere Fortgang fr den Entwurf zu IEC 61241-18 wird daher von der Entwicklung der neuen IEC 60079-18 bestimmt. 6.4 Vergusskapselung mD컫 > Begrenzung der Temperatur aller uerenOberfl䟤chen von Betriebsmitteln oder deren Teile, welche die Leistungsgrenzen nach IEC 61241-0 berschreiten. Die Oberflche kann durch ein Geh줤use oder eine Vergusskapselung gebildet werden.Die Arbeit an der Norm fr die ZndschutzartEigensicherheit 켻iD ist zur Zeit noch...

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Alle Kataloge und technischen Broschüren von R. STAHL AG

  1. NETZWERKTECHNIK

    20  Seiten

  2. Produktkatalog 2018

    1096  Seiten

  3. SEMINARE

    99  Seiten

  4. AK00_III

    11  Seiten

  5. EN/IEC 61439

    4  Seiten

  6. Focus Customer

    24  Seiten

  7. HMI Öl und Gas

    20  Seiten

  8. HMI-Übersicht

    36  Seiten

  9. GUBox

    4  Seiten

  10. Hängeleuchten

    16  Seiten

  11. EXLUX 6001

    4  Seiten

  12. AK00_III

    5  Seiten

  13. IS1+Remote I/O

    16  Seiten

  14. Beleuchten

    16  Seiten

  15. Einblicke

    24  Seiten

  16. Stahl - Katalog

    1308  Seiten

  17. Ex-Poster

    1  Seite

  18. SERIES 200

    8  Seiten

  19. SolConeX

    12  Seiten

  20. 9160601310_de_en

    24  Seiten

  21. Ex Magazine 2012

    70  Seiten

* Die Preise verstehen sich ohne MwSt., Versandkosten und Zollgebühren. Eventuelle Zusatzkosten für Installation oder Inbetriebnahme sind nicht enthalten. Es handelt sich um unverbindliche Preisangaben, die je nach Land, Kurs der Rohstoffe und Wechselkurs schwanken können.