Am 21. September 2001 explodierten 300 Tonnen Kunstdünger in einer Fabrik des Konzerns TotalFinaElf. Durch die Explosion starben 22 Arbeiter und 7 Anwohner, 2.500 Menschen wurden verletzt. Die Risiken waren, wie auch bei früheren Industriekatastrophen, im Voraus bekannt und dennoch blieben die genauen Ursachen nach dem Unglück widersprüchlich.

Am 8. Juni 1999 kam es auf dem Werksgelände von Bayer in Wuppertal zu einer Explosion und zu einem Brand. Die Folgen waren über 100 Verletzte, Sachschaden in Millionenhöhe und eine Trümmerlandschaft um das Kesselhaus. Das Unglück forderte zum Glück keine Menschenleben, aber die austretenden Chemikalien und der Brandruß riefen bei unzähligen Menschen langfristige Atembeschwerden, Kopfschmerzen, Übelkeit sowie Augen- und Hautverätzungen hervor.

Eine Explosion ist eine schlagartig verlaufende chemische Reaktion eines brennbaren Stoffes in Form von Gasen, Stäuben, Dämpfen oder Nebeln, in Kombination mit Sauerstoff unter der Freisetzung hoher Energie. Eine explosionsfähige Atmosphäre entsteht dann, wenn dieses Gemisch in einem ganz bestimmten Konzentrationsverhältnis vorhanden ist. Bei zu hoher Konzentration und bei zu geringer Konzentration findet keine Explosion statt, sondern nur eine stationäre Verbrennungsreaktion. Lediglich im Bereich zwischen der oberen und der unteren Explosionsgrenze reagiert das Gemisch bei Zündung explosionsartig. Der Umgebungsdruck und der Sauerstoffanteil in der Luft beeinflussen die Grenzen von explosionsfähigen Atmosphären.

Vor einer Zündung schützen

Die vielen verheerenden Unfälle in der Vergangenheit zeigten bereits vor 100 Jahren die Notwendigkeit und die Bedeutung einer ganzheitlichen Regelung zum Explosionsschutz auf. Zu dieser Zeit wurden erste nationale Vorschriften und Gesetze erlassen, die ihre Gültigkeit bis 1994 hatten. Seit 1994 wird der Explosionsschutz in europäischen Richtlinien geregelt:

• ATEX 95 bzw. 94/9/EG (Produktrichtlinie)
• ATEX 137 bzw. 1999/92/EG (Betreiberrichtlinie)

Unternehmen, die in explosionsgefährdeten Umgebungen tätig sind, sind gefordert, möglichst zwei Maßnahmen zum Explosionsschutz sicherzustellen. Bei der primären Maßnahme muss der Betreiber verhindern, dass überhaupt eine explosionsfähige Atmosphäre entstehen kann. Das Konzentrationsverhältnis kann dazu mit folgenden Maßnahmen verändert und ungefährlich gemacht werden:

• Brennbare Stoffe werden durch ungefährliche Alternativen ersetzt
• Durch die Zugabe von Stickstoff, Kohlendioxid etc. werden brennbare Stoffe neutralisiert
• Mittels einer natürlichen oder technischen Belüftung wird die Konzentration begrenzt

Ist es nicht möglich, eine Umgebung explosionssicher zu gestalten, muss als sekundäre Maßnahme das Gefährdungspotenzial nach der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Zündquelle in drei Gefahrenzonen eingeteilt werden. Diese drei Zonen sagen aus, ob eine explosionsfähige Atmosphäre dauerhaft, gelegentlich oder kurzfristig auftreten kann. Damit können entsprechende Geräte ausgewählt werden, die für den Einsatz in den Zonen geeignet sind.

Explosionsgeschützte Produkte

Produkte, die in einer explosionsgefährdeten Umgebung eingesetzt werden, müssen so konstruiert sein, dass sie im Rahmen der vorhandenen Gefahrenklasse den nötigen Schutz bieten. Explosionsgeschützte Produkte für den europäischen Markt werden nach der europäischen Richtlinie 2014/34/EU geprüft und zertifiziert. Alle Produkte für diesen Markt müssen auf der Grundlage der Normenreihe EN 60079 konstruiert werden. Diese Normen decken gas- sowie staubexplosionsgefährdete Bereiche ab. Innerhalb dieser Reihe werden die Produkte in Zündschutzarten klassifiziert. Diese definieren, wie ein Betriebsmittel aufgebaut sein muss, damit es in einer explosionsgefährdeten Umgebung keine Zündung hervorrufen kann.

Keller Druckmesstechnik produziert neben Produkten in den Zündschutzarten d (druckfeste Kapselung) oder ec (erhöhte Sicherheit) hauptsächlich Drucktransmitter, Pegelsonden und digitale Manometer in der Zündschutzart i (intrinsic safety / Eigensicherheit). Produkte mit der Zertifizierung Eigensicherheit begrenzen die Energie so, dass weder durch einen Funken noch durch einen thermischen Effekt die Zündung einer explosionsfähigen Atmosphäre ausgelöst werden kann.

Keller ist ein international tätiges Unternehmen, das sich nicht nur auf den europäischen Raum beschränkt. Aus diesem Grund bietet der Druckmesstechnikhersteller eine breite Palette an Zertifizierungen an, die für kundenspezifische Produkte weltweit eingeholt werden können. Unter anderem sind dies die weltweite Zertifizierung IECEx (International Electrotechnical Commission), für Europa ATEX (Atmosphères Explosibles) sowie Zertifizierungen für Großbritannien (UKCA) oder Russland (EAC) sowie weitere kundenspezifische Zulassungen.

Alle explosionsgeschützten Produkte von Keller sind durch die spezifische Beschriftung erkennbar. Die Beschriftung enthält einen Schlüssel, der unter anderem folgende Informationen für gasexplosionsgeschützte Produkte enthält:

• Symbol Ex für ATEX
• Zündschutzart (Beispiel: ia)
• Gasgruppe IIA, IIB oder IIC
• Temperaturklasse (Beispiel: T4-T6)
• Geräteschutzniveau (Beispiel: Ga)
• Zulassungsstelle
• Zulassungsnummer
• X für besondere Bedingungen für den sicheren Einsatz, die in Manuals näher erläutert sind

Explosionsgeschützte Produkte im Einsatz

Der Einsatzbereich von Produkten in explosionsgefährdeten Umgebungen ist sehr breit. Seit 1988 produziert Keller explosionsgeschützte Druckmesstechnik. Dank diesem Erfahrungsschatz sind die zertifizierten Produkte in vielen Branchen vertreten. Bei den folgenden Anwendungen werden jeweils der Pegel, Füllstand oder Durchfluss eines Behältnisses über den Druck gemessen und überwacht. Diese gemeinsame Aufgabe birgt in explosionsgefährdeten Umgebungen ganz unterschiedliche Gefahren:

Lackierroboter in der Fahrzeugindustrie: Beim Zerstäuben im Sprühkopf können Nebel zündfähige Gemische erzeugen

Enteisungsmaschinen bei Flugzeugen: Die Enteisung erfolgt mit einer Flüssigkeit, die neben Wasser aus mindestens 50 % des leicht entflammbaren Glykols besteht

Füllstandsüberwachung von Tankstellen: Dort besteht die Gefahr, dass ein elektrischer Funke die gashaltige Atmosphäre explodieren lässt

Überwachung der Chemiedistribution: In den Lagern von Chemieherstellern und -distributoren befinden sich zahlreiche verschiedene Chemiefässer mit unterschiedlichsten explosiven und gesundheitsschädlichen Inhalten

Messen und übertragen

Wenn die Produkte an schwer erreichbaren Stellen eingesetzt werden, lassen sich die gemessenen Daten nicht immer vor Ort auslesen. Dafür bietet Keller Fernübertragungseinheiten an, die die Messwerte zu einem Server oder in eine Cloud weiterleiten. Die aufgezeichneten Messdaten werden schlussendlich über eine Kundenanwendung oder über die hauseigene Kolibri Cloud abgefragt und ausgewertet.

Fernübertragungseinheiten wie die Box ARC1-SB von Keller sind in sich selbst nicht explosionsgeschützt. Module, die in explosionsgefährdeten Umgebungen eingesetzt werden, müssen deshalb zwingend außerhalb der explosiven Atmosphäre installiert werden. Fernübertragungseinheiten für zertifizierte explosionsgeschützte Produkte enthalten Sicherheitsbarrieren, die die abgegebene elektrische Leistung zum angeschlossenen eigensicheren Produkt begrenzen. Durch diese Barriere wird die Entstehung einer Zündung verhindert und der Explosionsschutz sichergestellt.

Keller entwickelt zurzeit eine neue Funkübertragungseinheit, die über LoRaWAN oder NB-IoT-Netzwerke kommunizieren und sich auch innerhalb der explosionsgefährdeten Umgebungen installieren lassen. Mit dieser Entwicklung wird der Explosionsschutz nochmal eine Stufe sicherer und die Installation von Druckmesstechnik in gefährdeten Gebieten einfacher.