Nicht-elektrischer Explosionsschutz : Grundlagen – Zündgefahrenbewertung – Zündschutzarten

Dieses Fachbuch stellt zusammenfassend die Grundlagen des nicht-elektrischen Explosionsschutzes dar. Dies sind u. a. Themen wie die grundlegende Definition einer Explosion, die allgemeinen Grundlagen des Explosionsschutzes, die Herausforderungen des nicht-elektrischen Explosionsschutzes, die Zündgefahrenbewertung, die möglichen Maßnahmen zur Vermeidung von wirksamen Zündquellen, Hinweise zur Instandhaltung im Bereich des nicht-elektrischen Explosionsschutzes und der Rechtsrahmen, der zu berücksichtigen ist. Mithilfe des Fachbuchs sollen die Transparenz und die Verständlichkeit speziell für den nicht-elektrischen Explosionsschutz erhöht und seine korrekte Anwendung gefördert werden. Vorwort Inhaltsverzeichnis 1: Einleitung Literatur 2: Definition der Explosion 2.1 Begriffsbestimmung und -eingrenzung 2.2 Definition nach Norm 2.3 Definition „Explosion“ 2.4 Chemische Reaktionen und ihre Zusammenhänge 2.4.1 Exotherme und endotherme Reaktionen 2.4.2 Aktivierungsenergie 2.4.3 Redoxreaktion 2.5 Verbrennungsprozesse Literatur 3: Historie des Explosionsschutzes in Deutschland und Europa 3.1 Ursprünge des Explosionsschutzes 3.2 Weitere Entwicklung des elektrischen Explosionsschutzes 3.3 Weitere Entwicklung des nicht-elektrischen Explosionsschutzes Literatur 4: Grundlagen des Explosionsschutzes 4.1 Voraussetzungen für eine Explosion 4.2 Explosionsvorgänge 4.3 Überblick der sicherheitstechnischen Kenngrößen einer explosionsfähigen Atmosphäre 4.4 Brennbare Medien 4.4.1 Flüssigkeiten, Gase, Dämpfe und Nebel 4.4.1.1 Allgemeine bedeutsame Eigenschaften 4.4.1.2 Flammpunkt 4.4.1.3 Explosionsgrenzen und -punkte 4.4.1.4 Zündtemperatur 4.4.1.5 Mindestzündenergie 4.4.1.6 Mindestzündladung 4.4.1.7 Norm-/Grenzspaltweite 4.4.1.8 Mindestzündstrom 4.4.1.9 Maximaler Explosionsdruck und maximaler Explosionsdruckanstieg 4.4.2 Stäube 4.4.2.1 Allgemeine bedeutsame Eigenschaften 4.4.2.2 Korngröße 4.4.2.3 Explosionsgrenzen 4.4.2.4 Mindestzündtemperatur einer Staubschicht – Glimmtemperatur 4.4.2.5 Mindestzündtemperatur einer Staubwolke 4.4.2.6 Mindestzündenergie 4.4.2.7 Maximaler Explosionsdruck und maximaler Explosionsdruckanstieg 4.4.2.8 Explosionsgruppen 4.4.3 Hybride Gemische 4.5 Oxidationsmittel 4.5.1 Allgemein 4.5.2 Sauerstoff und Sauerstoffgrenzkonzentration 4.6 Zündquellen 4.6.1 Allgemeine Zusammenhänge 4.6.2 Heiße Oberflächen 4.6.3 Flammen und heiße Gase (einschließlich heißer Partikel) 4.6.4 Mechanisch erzeugte Schlag-, Reib- und Abtragvorgänge 4.6.5 Elektrische Geräte und Komponenten 4.6.6 Elektrische Ausgleichströme und kathodischer Korrosionsschutz 4.6.7 Statische Elektrizität 4.6.8 Blitzschlag 4.6.9 Elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 9 × 103/104 Hz bis 3 × 1011 Hz – Hochfrequenzbereich 4.6.10 Elektromagnetische Wellen im Frequenzbereich von 3 × 1011 Hz bis 3 × 1015 Hz 4.6.11 Ionisierende Strahlung 4.6.12 Ultraschallwellen 4.6.13 Adiabatische Kompression und Stoßwellen 4.6.14 Exotherme Reaktionen einschließlich Selbstentzündung von Stäuben 4.7 Definition des Explosionsschutzes 4.7.1 Allgemein 4.7.2 Integrierter Explosionsschutz 4.7.2.1 Grundlegendes Prinzip 4.7.2.2 Primärer Explosionsschutz 4.7.2.3 Sekundärer Explosionsschutz 4.7.2.4 Tertiärer Explosionsschutz 4.7.3 Geräteorientierter Explosionsschutz 4.7.3.1 Elektrischer Explosionsschutz 4.7.3.2 Nicht-elektrischer Explosionsschutz 4.8 Zoneneinteilung 4.9 Gerätegruppen und -kategorien, EPL 4.9.1 Arten der Eingruppierung 4.9.2 Eingruppierung nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU 4.9.2.1 Gerätegruppe I 4.9.2.2 Gerätegruppe II 4.9.3 Eingruppierung nach Norm IEC 60079-0 Literatur 5: Herausforderungen des nicht-elektrischen Explosionsschutzes 5.1 Definition 5.2 Vergleich des elektrischen und nicht-elektrischen Explosionsschutzes 5.3 Zündschutzkonzepte 5.3.1 Zündschutzarten 5.3.2 Prinzipien des allgemeinen Maschinenbaus 5.3.3 Individuelle Lösungen Literatur 6: Zündgefahrenbewertung 6.1 Ziele und Grundlagen 6.2 Vorgehensweise 6.2.1 Allgemein 6.2.2 Berichtsschema 6.2.3 Grundinformationen und Hilfsmittel 6.2.4 Durchführung 6.2.5 Schritt 1 Identifizierung der Zündgefahren 6.2.6 Schritt 2: Erste Zündgefahrenabschätzung 6.2.7 Schritt 3: Festlegung von Maßnahmen 6.2.8 Schritt 4: Endgültige Zündgefahrenbewertung und Kategorisierung 6.2.9 Schritt 5: Festlegung der finalen Gerätekategorie 6.3 Hinweise zur Bewertung von einzelnen Zündquellenarten 6.4 Bewertungen von elektrischen und nicht-elektrischen Bauteilen 6.5 Vor- und Nachteile der Vorgehensweise Literatur 7: Mögliche Maßnahmen zur Vermeidung wirksamer Zündquellen 7.1 Vielfältigkeit der möglichen Maßnahmen 7.2 Bedeutsame Zusammenhänge der Prinzipien des integrierten Explosionsschutzes 7.3 Herausforderungen bei der Entwicklung eines explosionsschutzgerechten Produkts 7.4 Anforderungen bei der Definition von Maßnahmen 7.5 Präventive Maßnahmen für ausgewählte Zündquellen 7.5.1 Heiße Oberflächen 7.5.2 Mechanisch erzeugte Funken 7.5.3 Statische Elektrizität 7.6 Zündschutzart Konstruktive Sicherheit „c“ 7.6.1 Definition 7.6.2 Achsen und Wellen 7.6.2.1 Definition 7.6.2.2 Dimensionierung 7.6.2.3 Zündquellen 7.6.2.4 Maßnahmen 7.6.3 Wälzlager 7.6.3.1 Definition 7.6.3.2 Lageranordnung und -auswahl 7.6.3.3 Dimensionierung 7.6.3.4 Schmierung der Wälzlager 7.6.3.5 Wälzlagerschäden 7.6.3.6 Zündquellen Maßnahmen 7.6.4 Dichtungen 7.6.4.1 Definition 7.6.4.2 Zündquellen 7.6.4.3 Maßnahmen 7.6.5 Federn 7.6.5.1 Definition 7.6.5.2 Zündquellen Maßnahmen 7.6.6 Zugmittelgetriebe 7.6.6.1 Definition 7.6.6.2 Dimensionierung 7.6.6.3 Zündquellen 7.6.6.4 Maßnahmen 7.7 Zündschutzart Zündquellenüberwachung „b“ 7.7.1 Definition 7.7.2 Bestimmung von Überwachungsparametern 7.7.3 Konstruktion und Einstellungen des Zündschutzsystems 7.8 Zündschutzart Flüssigkeitskapselung „k“ 7.8.1 Definition 7.8.2 Konstruktive Anforderungen 7.8.3 Schutzflüssigkeit 7.9 Zündschutzart Überdruckkapselung „p“ 7.10 Zündschutzart Schutz durch Gehäuse „t“ 7.11 Zündschutzart Druckfeste Kapselung „d“ 7.12 Kennzeichnung Literatur 8: Instandhaltung 8.1 Allgemeines 8.2 Rechtliche Grundlagen 8.3 Prüfungen 8.3.1 Definition 8.3.2 Prüfplanung 8.3.2.1 Prüfarten 8.3.2.2 Prüfzeitpunkt und -umfang 8.3.2.3 Prüfinhalte 8.3.2.4 Qualifikation des Prüfers 8.4 Wartung und Instandsetzung Literatur 9: Rechtlicher Rahmen 9.1 Die Europäische Richtlinie ATEX 2014/34/EU 9.1.1 Allgemeines 9.1.1.1 Ziele und Geltungsbereich 9.1.1.2 Geräte und Schutzsysteme 9.1.1.3 Sicherheits-, Kontroll- und Regeleinrichtungen 9.1.1.4 Komponenten Maschinen im Kontext der ATEX-Richtlinie 9.1.2 Wirtschaftsakteure und Regulierer 9.1.2.1 Wirtschaftsakteure Hersteller Bevollmächtigter Einführer Händler 9.1.2.2 Regulierer und Prüfstellen Notifizierende Behörde Notifizierte Stelle 9.1.3 Bestimmungsgemäße Verwendung 9.1.4 Betriebsanleitung 9.1.5 Gerätegruppen und Gerätekategorien 9.1.6 Konformitätsbewertungsverfahren 9.1.6.1 Vorgehen für Gerätekategorie 1 9.1.6.2 Vorgehen für Gerätekategorie 2 9.1.6.3 Vorgehen für Gerätekategorie 3 9.1.6.4 Konformität durch Einzelprüfung 9.2 Globale Konformitätsbewertung mit dem IECEx-System 9.2.1 Allgemeines 9.2.2 Historie 9.2.3 Organisation des IECEx-Systems 9.3 Vergleich zwischen ATEX und IECEx Literatur Stichwortverzeichnis