Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche ist der ingenieurmäßige Prozess, Zonen oder Bereiche in einer Anlage zu bestimmen, in denen brennbares Gas, Dampf oder entzündlicher Staub eine explosionsfähige Atmosphäre bilden könnte, sodass dort nur Geräte installiert werden, die für dieses spezifische Gefährdungsniveau als sicher nachgewiesen sind. Liegen die Zoneneinteilung oder die Gerätebewertung falsch, kann ein normaler elektrischer Funke, ein heißes Lager oder eine elektrostatische Entladung ein Feuer oder eine Explosion auslösen.
Für Explosionen sind drei Dinge gleichzeitig nötig: Brennstoff (Gas, Dampf oder Staub), Sauerstoff und eine Zündquelle. Die Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche nimmt die Unsicherheit bei der ersten Variable, indem sie zonespezifisch definiert, wie oft und wie lange eine explosionsfähige Atmosphäre voraussichtlich vorhanden ist. Die Auswahl der Geräte folgt dann unmittelbar aus dieser Zone. Dasselbe Prinzip liegt auch anderen elektrischen Sicherheitsdisziplinen auf dem Werksboden zugrunde, von Arc-Flash-Risikoabschätzung bis zu Erdschluss-/Fehlerstromschutz: Zuerst die Gefährdung sorgfältig identifizieren, dann die Ausrüstung und Verfahren darauf auslegen.
IEC 60079-10-1 definiert drei Zonen für Atmosphären mit Gas, Dampf oder Nebel, basierend auf der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Vorhandenseins einer explosionsfähigen Atmosphäre. Die europäische ATEX-Richtlinie (2014/34/EU) verwendet dieselben Zonendefinitionen, da EN 60079 und IEC 60079 seit 2005 technisch aufeinander abgestimmt sind.
Die Formulierungen der Norm sind bewusst qualitativ gehalten. Einige nationale Leitfäden, wie die Praxis der britischen HSE, wenden grobe stundenbasierte Orientierungswerte an — grob über 1.000 Stunden pro Jahr für Zone 0, 10 bis 1.000 Stunden pro Jahr für Zone 1 und unter 10 Stunden pro Jahr für Zone 2 — aber dies sind Interpretationshilfen, keine Bestimmungen, die in IEC 60079-10-1 selbst stehen. Die tatsächliche Klassifizierung wird von einer befähigten Person im Rahmen einer dokumentierten Flächenklassifizierungsstudie durchgeführt.
IEC 60079-10-2 überträgt die Logik der Gaszonen auf brennbare Staubwolken:
Staubgefährdungen hängen außerdem stark von der Bildung von Staubschichten ab, nicht nur von Wolken. Eine dünne Staubschicht auf einem heißen Motor- oder Lagergehäuse kann glimmen und schließlich aufflammen, weshalb staubanfällige Ausrüstung dieselbe rigorose Zustandsüberwachung benötigt, die Anlagen bereits auf rotierende Betriebsmittel anwenden, von Lager-Ausfallmodi bis zu routinemäßigen Schwingungs- und Temperaturprüfungen.
Die NFPA 70 (National Electrical Code) klassifiziert explosionsgefährdete Orte historisch nach Klasse und Division statt nach Zonen, obwohl NEC Artikel 505 das Zonensystem als Alternative für Class I (Gas) Orte erlaubt und Artikel 506 es für Class II und III (Staub und Fasern) in den USA zulässt.
| Klasse | Gefährdung |
|---|---|
| Klasse I | Brennbare Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten, die zündfähige Gemische bilden können |
| Klasse II | Brennbarer Staub |
| Klasse III | Zündfähige Fasern oder Flusen, die normalerweise nicht in explosionsfähigen Konzentrationen in der Luft schweben |
| Division | Bedeutung |
|---|---|
| Division 1 | Gefährliche Konzentrationen liegen unter normalen Betriebsbedingungen vor oder häufig infolge von Wartung, Instandsetzung oder Geräteausfall |
| Division 2 | Gefährliche Konzentrationen treten nur unter abnormalen Bedingungen auf, z. B. bei Versagen einer Behälterdichtung, und werden ansonsten nicht erwartet |
Grob gesagt entspricht Division 1 den Zonen 0 und 1, und Division 2 entspricht Zone 2, aber die beiden Systeme werden nicht auf dieselbe Weise berechnet und Geräte, die nach dem einen System gelistet sind, sind nicht automatisch unter dem anderen gültig ohne eine dokumentierte Gegenüberstellung. Das NEC erlaubt nicht, beide Systeme innerhalb desselben Ortes zu mischen.
Nicht alle brennbaren Gase verhalten sich unter einem Funken gleich. IEC 60079-0 gruppiert sie nach Zündeigenschaften wie der Mindestzündenergie:
Für überall dort, wo IIB oder IIA gefordert sind, kann Ausrüstung der Gruppe IIC verwendet werden, da IIC die Obermenge darstellt; umgekehrt gilt das nicht. Das NEC verwendet eigene Gruppenbezeichnungen A/B/C/D (Gruppe A ist Acetylen, Gruppe D entspricht in etwa Propan), die grob den Gruppen IIC, IIC, IIB bzw. IIA entsprechen, aber die Buchstabenreihenfolge gibt die Gefährlichkeit nicht in derselben Weise wieder wie im IEC‑System — eine häufige Quelle kostspieliger Fehlspezifikationen. Für Staub definiert IEC 60079-0 die Gruppen IIIA (brennbare Flusen/Fasern, Teilchen oberhalb von grob 500 Mikrometern), IIIB (nichtleitender Staub, Widerstandsfähigkeit über 10 Ohm‑Meter) und IIIC (leitfähiger Staub, Widerstandsfähigkeit ≤ 10 Ohm‑Meter).
Ausrüstung, die in einem explosionsgefährdeten Bereich installiert wird, darf niemals eine Oberflächentemperatur erreichen, die die umgebende Atmosphäre zur Selbstentzündung bringen könnte, auch nicht bei einem einzelnen Fehler. IEC 60079-0 definiert sechs Temperaturklassen nach maximal zulässiger Oberflächentemperatur:
| Klasse | Maximale Oberflächentemperatur |
|---|---|
| T1 | 450°C |
| T2 | 300°C |
| T3 | 200°C |
| T4 | 135°C |
| T5 | 100°C |
| T6 | 85°C |
Die erforderliche T‑Klasse wird durch die Selbstentzündungstemperatur der gefährlichsten Substanz bestimmt, die in dieser Zone erwartet wird, und die auf dem Gerät gekennzeichnete T‑Klasse muss deutlich darunter liegen. Motoren, die nahe an einer grenzwertigen T‑Klasse betrieben werden, verdienen dieselbe Prüfung wie die Betrachtung von Isolationsklassen von Motoren und thermischen Grenzen, da Wicklungswärme und Gehäuseoberflächentemperatur eng miteinander verknüpft sind.
IEC und ATEX ordnen außerdem einen Equipment Protection Level (EPL) zu: Ga, Gb, Gc für Gasatmosphären und Da, Db, Dc für Staub, entsprechend den Zonen 0, 1, 2 bzw. 20, 21, 22. Ausrüstung der Klassen Ga und Da muss auch bei zwei unabhängigen Fehlern sicher bleiben, Gb und Db bei einem Fehler, und Gc und Dc gehen davon aus, dass keine Fehler über den Normalbetrieb hinaus auftreten. Die korrekte Auswahl von Ausrüstung bedeutet, Zone, Gas‑ oder Staubgruppe und Temperaturklasse gleichzeitig abzugleichen und dies dann anhand der Kennzeichnung des Geräts zu bestätigen, bevor es in die Nähe der Linie gelangt.
Fabrico liest Maschinenzustand und OEE direkt von der Linie und leitet automatisch einen Arbeitsauftrag, sobald ein Leistungsverlust erkannt wird. Frühzeitige Wärme-, Schwingungs- oder Dichtungsprobleme werden mit Computer Vision erfasst, bevor sie zu Ausfällen werden, die einen klassifizierten Bereich in einen Vorfall verwandeln. Es ist in der EU entwickelt, mit Datenhaltung in der EU, und nach ISO 27001, ISO 20000-1 und ISO 9001 zertifiziert. Demo bei Fabrico buchen.
ATEX (Richtlinie 2014/34/EU) ist eine rechtliche Anforderung für auf dem EU‑Markt bereitgestellte Ausrüstung. IECEx ist ein freiwilliges internationales Zertifizierungsschema, das in vielen Ländern außerhalb der EU anerkannt wird. Beide basieren auf denselben technischen IEC‑60079‑Normen, sodass ein IECEx‑Zertifikat typischerweise eine ATEX‑Anwendung unterstützt und umgekehrt.
Nicht automatisch. Das NEC erlaubt in den USA entweder das eine oder das andere System, aber Ausrüstung, die nach einem Schema zertifiziert ist, benötigt eine dokumentierte Äquivalenz oder eine separate Listung, bevor sie unter dem anderen installiert werden kann; die zugrundeliegenden Prüfverfahren und Kennzeichnungsschemata unterscheiden sich.
Die Zone sagt aus, wie oft eine explosionsfähige Atmosphäre vorhanden ist; die Gasgruppe sagt aus, wie leicht dieses spezifische Gas zündet. Für die richtige Zone, aber die falsche Gasgruppe zugelassene Ausrüstung — z. B. nur IIA‑Ausrüstung an einem Ort mit Wasserstoff (IIC) — ist nicht konform, auch wenn die Zonennummer übereinstimmt.
Eine dokumentierte Flächenklassifizierungsstudie, durchgeführt von einer befähigten Person nach IEC 60079-10-1 oder 10-2, basierend auf der Austrittsquelle, Belüftung und Anlagenlayout. Es handelt sich nicht um eine generische Nachschlagetabelle; identische Geräte in verschiedenen Gebäuden können unterschiedlichen Zonen zugewiesen werden.
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