Bei der Auswahl explosionsgeschützter elektrischer Ventilantriebe berücksichtigen Fachleute fünf Hauptkriterien: Zertifizierung, Gehäuse, Temperaturbeständigkeit, Ausfallsicherheit und Wartung. Ein explosionsgeschützter elektrischer Stellantrieb muss folgende Eigenschaften aufweisen: ATEX oder IECEx Zertifizierung, ein NEMA 7-Gehäuse, Temperaturkontrolle zur Verhinderung von Entzündungen, Unterstützung für ESD, und regelmäßige Wartung.
Explosionsgeschützte elektrische Ventilantriebe werden in der Öl- und Gasindustrie, der Petrochemie und Chemische Industrie, unter anderem dort, wo brennbare Gase oder Dämpfe vorhanden sind. Da Funken gefährlich sind, ist die Wahl des richtigen explosionsgeschützten elektrischen Stellantriebs von entscheidender Bedeutung.
Warum explosionsgeschützte Ausrüstung in Gefahrenbereichen wichtig ist
In Gefahrenbereichen sind Staub, Dämpfe und brennbare Gase weit verbreitet. Diese können durch sich erhitzende oder funkenbildende elektrische Geräte ausgelöst werden. Explosionsgeschützte Aktuatoren verhindern Brände, indem sie jegliche Zündquelle sicher in robusten Gehäusen einschließen.
Diese Risiken sind in der chemischen Industrie oder der Kohlenwasserstoffverarbeitung weit verbreitet. Rohrleitungen, Tanks und Reaktoren sind häufig mit Ventilen verbunden; selbst ein kleines Leck kann Probleme verursachen. Stellantriebe können schnell zu einer Gefahr werden, wenn sie nicht ausreichend geschützt sind. Daher setzen Anlagenbetreiber oft auf explosionsgeschützte Stellantriebe, die speziell für explosionsgefährdete Bereiche entwickelt wurden.
Aktuatoren für explosionsgefährdete Bereiche werden in folgenden Branchen eingesetzt:
| Industrie | Typische Gefahren | Beispiel für ein Zündrisiko |
| Öl und Gas | Methan- und Kohlenwasserstoffgase | Elektrischer Funke während des Ventilbetriebs |
| Petrochemische | Flüchtige Kohlenwasserstoffe | Entzündung in der Nähe von Lagertanks |
| Chemische Verarbeitung | Lösungsmitteldämpfe | Elektrischer Lichtbogen entzündet Dampfwolken |
| Getreide- und Pulververarbeitung | Brennbarer Staub | Staubwolkenentzündung durch Gerätehitze |
Diese Anforderung an den Explosionsschutz beeinflusst die Geräteauswahl in Anlagen in explosionsgefährdeten Bereichen, wo gezielt Geräte ausgewählt werden, die so konstruiert sind, dass eine mögliche interne Zündung sicher eingedämmt wird.
Faktor 1: Umgang mit globalen Klassifizierungen (ATEX vs. IECEx)
Fragt man die meisten Ingenieure, ist die Zertifizierung stets der Ausgangspunkt bei der Auswahl eines explosionsgeschützten elektrischen Ventilantriebs. Daran führt kein Weg vorbei – die Sicherheitsstandards für explosionsgefährdete Bereiche sind absolut. Hier geht niemand Risiken ein. In der Praxis stößt man immer wieder auf die Zertifizierungen ATEX und IECEx.
| Zertifizierung | Region | Zweck |
| ATEX | europäische Union | Gerätezulassung für explosionsgefährdete Bereiche |
| IECEx | International | Zertifizierungsrahmen für gefährliche Geräte |
Ein ATEX-Ventilantrieb ist so konstruiert, dass er den Sicherheitsbestimmungen der Europäischen Union für explosionsgefährdete Bereiche entspricht. Wenn Sie auf ein Produkt mit dem ATEX-Zeichen achten, können Sie sicher sein, dass es strengen Prüfungen unterzogen wurde und sehr strenge Fertigungsrichtlinien einhält.
Die IECEx-Zertifizierung ist ein weiteres internationales Zertifizierungssystem für Geräte, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden. Sie ist besonders bei Ingenieuren, die an internationalen Projekten arbeiten, sehr beliebt, da IECEx in vielen Ländern weltweit anerkannt ist.
Wenn Ihre Geschäfte international abgewickelt werden, kann der Einsatz von Aktuatoren mit internationaler Zertifizierung Ihnen viel Ärger ersparen. Dadurch wird sowohl der Kauf als auch die Anwendung des Produkts deutlich vereinfacht.
Faktor 2: Gehäuseintegrität und IP-Schutzarten
Das Gehäuse schützt die Aktuatoren vor Staub, Feuchtigkeit und Chemikalien. Bei Beschädigung der Abdichtung liegen elektrische Bauteile frei, was in explosionsgefährdeten Bereichen nicht hinnehmbar ist.
Die meisten Aktuatoren für explosionsgefährdete Bereiche verwenden ein NEMA-7-Gehäuse zum Schutz in explosionsgefährdeten Umgebungen. Sie halten internen Explosionen stand, und die Explosion bleibt innerhalb des Gehäuses, selbst wenn brennbare Gase oder Dämpfe vorhanden sind.
| IP-Schutzart | Schutzstufe |
| IP65 | Staubdicht, geschützt vor Wasserstrahlen |
| IP66 | Staubdicht, geschützt vor starken Wasserstrahlen |
| IP67 | Staubdicht, geschützt vor kurzzeitigem Eintauchen |
| IP68 | Staubdicht, geschützt vor dauerhaftem Eintauchen |
Auf Offshore-Plattformen und in Chemieanlagen können Aktuatoren Regen, Feuchtigkeit und Chemikalien ausgesetzt sein. Hohe IP-Schutzarten bieten unter solchen Bedingungen Sicherheit.
Faktor 3: Oberflächentemperatur und T-Werte
Die Oberflächentemperatur ist ein weiterer wichtiger Faktor bei der Auswahl eines Aktuators für explosionsgefährdete Bereiche. Funkenbildung ist zwar in der Regel kein Problem, doch kann ein ausreichend heißes elektrisches Gerät Gase durch bloßen Oberflächenkontakt entzünden.
Explosionsgeschützte Aktuatoren verfügen über eine Temperaturkennzahl, die sogenannte T-Kennzahl, welche die maximale Oberflächentemperatur für einen sicheren Betrieb angibt.
| Temperaturklasse | Maximale Oberflächentemperatur |
| T1 | 450 °C |
| T2 | 300 °C |
| T3 | 200 °C |
| T4 | 135°C |
| T5 | 100 °C |
| T6 | 85°C |
Es gibt weitere Gase wie Wasserstoff und Acetylen, die sich bereits bei relativ niedrigen Temperaturen entzünden können. Bei einem entsprechend ausgelegten Aktor bleibt die Oberflächentemperatur unterhalb dieses kritischen Bereichs, wodurch die Sicherheit gewährleistet ist.
Faktor 4: Ausfallsichere Mechanismen und Notabschaltung (ESD)
ESD-Funktionen sind für die industrielle Sicherheit unerlässlich, da sie Ventile bei Bedarf sofort in eine sichere Position bringen.
Explosionsgeschützte Stellantriebe nutzen ausfallsichere Systeme, die mit den Anlagensicherheitssystemen verbunden sind. Je nach Prozess können Stellantriebe Ventile bewegen, um Fehleröffnung oder Fehlerschließung Positionen in den folgenden Situationen:
- Brandmeldeanlage
- Verfahren zum Herunterfahren des Systems
- Sicherheitsauslösungen
Durch diese Konfiguration können die Bediener bei Anomalien schnell Geräte isolieren oder Prozesse stoppen, weshalb Aktuatorsysteme fast immer mit den Sicherheitssteuerungen der Anlage verbunden sind.
Faktor 5: Wartung ohne Öffnen des explosionsgeschützten Gehäuses
Explosionsgeschützte Aktuatoren sollten gewartet werden, ohne die Dichtungen zu beschädigen, da diese für die Sicherheit und die Kontrolle der Anzahl von Zündquellen von entscheidender Bedeutung sind.
Die Aktuatoren werden mit nicht-invasiven Technologien wie Bluetooth und Infrarot ausgestattet. Wartungsarbeiten können somit durchgeführt werden, ohne das Gehäuse zu öffnen.
Zu den Konstruktionsüberlegungen für die Wartung gehören:
- nicht-invasive Wartungswerkzeuge
- Modulares Design des Aktuators
- Einfache Installations- und Wartungsanleitung
- Robuste Dichtungen
An explosionsgefährdeten Bereichen stellen Aktuatoren ein geringeres Risiko dar, wenn sie gewartet werden können, ohne die Gehäusedichtungen zu beschädigen.
Fazit: Wichtige Überlegungen zur Ventilautomatisierung in explosionsgefährdeten Bereichen
Für die Auswahl eines elektrischen Stellantriebs in explosionsgefährdeten Bereichen, in denen Sicherheit und Containment höchste Priorität haben, reicht es nicht aus, lediglich Drehmoment und Größe anzupassen. Strenge Sicherheitsvorschriften sind in Branchen wie der Petrochemie, der Chemie und anderen unerlässlich. Öl und Gas.
In der Regel werden Aktuatoren mit NEMA-7-Gehäusen, leistungsstarken Notabschaltoptionen und Konformität mit ATEX- oder IECEx-Normen benötigt. Ingenieure und Beschaffungsteams können den optimalen Aktuator für explosionsgefährdete Bereiche auswählen, indem sie sich auf fünf Schlüsseleigenschaften konzentrieren.
