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Gehäuse im Ex-Bereich Damit der Funke nicht überspringt

Autor / Redakteur: Katharina Lange* / Dipl. -Ing. Ines Stotz

Die flexiblen elektrischen Heizsysteme von Winkler müssen auch in explosionsgefährdeten Umgebungen sicher und zuverlässig arbeiten. Als Anschlusskästen setzt das Unternehmen deshalb ex-geschützte Polyester-Gehäuse von Rose Systemtechnik ein. Sie werden bereits fertig konfektioniert geliefert.

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Heizsysteme und ihre Bestandteile müssen wie alle Komponenten für Anlagen in der chemischen Industrie ATEX-zertifiziert sein.
Heizsysteme und ihre Bestandteile müssen wie alle Komponenten für Anlagen in der chemischen Industrie ATEX-zertifiziert sein.
(Bild: ©industrieblick - stock.adobe.com)

Seit 40 Jahren entwickelt und fertigt Winkler ein breites Portfolio an Begleitheizungslösungen für Kunden aus den verschiedensten Branchen. Die Heizsysteme ermöglichen nicht nur den Transport von flüssigen oder viskosen Medien über weite Entfernungen ohne Temperaturverlust. Sie sorgen auch dafür, dass Reaktoren, Kolonnen oder Fässer immer optimal temperiert sind. Viele Kunden des Heidelberger Unternehmens kommen aus der Chemie- und Pharma-Industrie, in der besondere Sicherheitsanforderungen zu erfüllen sind: Anlagen, die hier eingesetzt werden, müssen oft staub- und gasexplosionsgeschützt sein.

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Das gilt nicht nur für die Heizsysteme selbst, sondern auch für die Anschlusskästen, über die sie mit dem Versorgungsnetz des Kunden verbunden werden. Diese Gehäuse müssen so konstruiert sein, dass Funken und heiße Oberflächen gar nicht erst entstehen. Darüber hinaus dürfen an der Oberfläche der Gehäuse keine elektrostatischen Entladungen auftreten (TRGS 727 [15]), denn sie führen in Umgebungen mit hoher Staub- oder Gaskonzentration ebenfalls zur Explosion.

Polyester-Gehäuse erfüllen alle Normen

Um diese Anforderungen zu erfüllen, setzt Winkler als Anschlusskästen für seine Heizsysteme schon seit über 20 Jahren ex-geschützte Polyester-Gehäuse von Rose Systemtechnik ein. Frank Merkel, Leiter des Produktmanagements EX-Beheizungslösungen und Explosionsschutz-Beauftragter von Winkler, schätzt nicht nur deren Robustheit: „Wir können uns auch immer darauf verlassen, dass die Gehäuse den aktuellen Normen entsprechen. Das ist nicht selbstverständlich in der Branche.“

Die Normkonformität der Gehäuse spielt eine große Rolle bei der Zertifizierung der explosionsgeschützen Heizsysteme. Winkler lässt seit 2007 nicht mehr nur deren Einzelteile vom TÜV zertifizieren, sondern das jeweilige Gesamtsystem aus z. B. Heizleiter, Anschlusstechnik, Anschlusskasten und Sensorik. So erhält der Kunde eine einzige Baumusterprüfbescheinigung und kann das Heizsystem sofort verwenden. Diesen Service führte Winkler als erster Anbieter flexibler ex-geschützter Beheizungslösungen in der Branche ein. Würden die Rose-Gehäuse nicht den aktuellen Normen entsprechen, könnte Winkler seine „Systemzertifizierung“ nicht in dieser Form anbieten.

Baugruppen-Zertifizierung reduziert Zertifizierungsaufwand

Die Kunden wissen das zu schätzen. Vor ihrer Einführung musste das Unternehmen ihnen einen Berg an Dokumentationsunterlagen übergeben – für jede Einzelkomponente eine eigene Zertifizierung. „Da hat kaum einer durchgeblickt“, erinnert sich Frank Merkel. Der Grund liegt in der Komplexität des Themas und den mangelnden personellen Kapazitäten vieler Firmen. Gerade kleinere Betriebe beschäftigen sich oft nur dann mit dem Thema Ex-Schutz, wenn es akut wird und wissen deshalb nicht genau, wie solche Zertifizierungsprozesse ablaufen. Winkler möchte sie entlasten: „Wir schaffen mit unserer Baugruppen-Zertifizierung Klarheit und helfen den Kunden, ihren Zeit- und Kostenaufwand zu reduzieren.“

Gehäuse leiten Ladungen sicher und schnell ab

Für die Anschlusskästen seiner Heizsysteme verwendet das Unternehmen größtenteils ex-geschützte Polyester-Gehäuse von Rose, in „normalen“ Anwendungen sind es aber auch schon mal Edelstahl- oder Aluminium-Druckguss-Gehäuse. Die ex-geschützten Polyester-Gehäuse verbaut Winkler in zwei Ausführungen: Als Ex i- und Ex e-Gehäuse. Beide werden aus einem glasfaserverstärkten duroplastischen Polyester gefertigt und enthalten einen Graphitzusatz. Er sorgt dafür, dass elektrostatische Ladungen schnell und sicher abgeleitet werden, bevor sie eine eventuell vorhandene explosionsfähige Atmosphäre entzünden könnten.

In den Ex i-Polyester-Gehäusen verbaut Winkler den Regler-Sensor und den Begrenzer-Sensor für seine Heizsysteme. Diese Gehäuse sind eigensicher, d. h. es gelten nicht ganz so strenge Anforderungen wie an Gehäuse anderer Zündschutzarten. Ex i-Geräte müssen so konstruiert sein, dass sie die Energie begrenzen, die von ihnen aus in den explosionsgefährdeten Bereich geleitet wird. Das bedeutet, dass die elektrische Energie eines Funkens, der im Gehäuse-Inneren entsteht, immer geringer sein muss als die Mindestzündenergie der umgebenden explosionsfähigen Atmosphäre. Mit „Mindestzündenergie“ ist die Energie gemeint, die ausreicht, das „zündwilligste“ Gemisch einer explosionsfähigen Atmosphäre zu entzünden und damit zur Explosion zu bringen.

Sonderlösungen sind kein Problem

Die Ex i-Polyester-Gehäuse für Winkler stattet Rose mit Reihenklemmen, Verschraubungen und Kabelverschraubungen aus. Alle ex-geschützten Polyester-Gehäuse sind in den Größen 75 x 80 x 55 mm bis 405 x 400 x 120 mm lieferbar und können in Temperaturbereichen von 55 bis +135 °C verwendet werden. „Es gibt aber auch Anschlusskästen, die wir kundenspezifisch modifizieren“, berichtet Frank Merkel. „Ich schicke Rose dann meistens eine kleine Skizze, wie wir uns das vorstellen, und dann bekommen wir eine Sonderlösung.“

Etwas höhere Anforderungen an den Ex-Schutz müssen die Anschlusskästen für die Stromversorgung der Heizsysteme erfüllen. Hier verwendet Winkler deshalb Polyester-Gehäuse der Zündschutzart Ex e. Diese nehmen keine Temperaturen an, die oberhalb der Temperaturklasse von Gasen liegen, die am Einsatzort auftreten können. So soll eine Entzündung eventuell vorhandener explosionsfähiger Atmosphären ausgeschlossen werden. Darüber hinaus treten weder an noch in diesen Gehäusen Funken oder Lichtbögen auf, die zur Entzündung einer explosionsfähigen Atmosphäre führen könnten.

Fertig konfektioniert und einsatzbereit

Rose fertigt neben Ex-Schutz-Gehäusen aus Polyester auch Ausführungen aus Edelstahl und Aluminium, die sich besonders für den Einsatz in rauen Umgebungen eignen (z. B. Offshore). Zudem sind ex-geschützte Control Stations erhältlich, mit denen Anlagen direkt vor Ort gesteuert werden können. Alle Gehäuse sind für die Verwendung in den ATEX-Zonen 1 und 2 (Gas-Explosionsschutz) sowie in den Zonen 21 und 22 (Staub-Explosionsschutz) zugelassen. Die meisten Gehäuse werden fertig konfektioniert geliefert, d. h., sie sind bereits mit allen nötigen elektronischen Bauteilen und Anschlüssen ausgestattet. Bei den ex-geschützten Modellen verbaut Rose spezielle ex-geprüfte Klemmen und Kabelverschraubungen, um jeglichen Funkenschlag zu vermeiden. Da der für die Lackierung der Gehäuse verwendete Lack Kunststoff enthält, der eine elektrische Ladung nicht ableiten kann, wird außerdem die Stärke der Lackschicht begrenzt (max. 0,2 mm).

Frank Merkel ist mit den Gehäusen und dem Service von Rose sehr zufrieden: „Die Produkte sind absolut top, wir hatten in 20 Jahren nur eine einzige Reklamation. Und wenn wir mal eine Sonderlösungen benötigen, wird uns immer schnell und kompetent geholfen“, freut sich der Produktmanager, der den Bereich der flexiblen explosionsgeschützten Beheizungslösungen betreut.

* Katharina Lange, Rose Systemtechnik

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