Nicht-elektrischer Explosionsschutz – Den Blick über den Tellerrand wagen

Explosionsschutz wird oft stark mit Elektrik und Elektronik verbunden: Kabel, Motoren, Steuerungen. Doch der Schutz vor Explosionen geht weit darüber hinaus. Auch rein mechanische Geräte können zur Gefahr werden. Deshalb ist es wichtig, Explosionsschutz ganzheitlich zu betrachten – also sowohl elektrische als auch nicht-elektrische Aspekte mitzudenken.

Wer beispielsweise ein Rührwerk, eine Pumpe oder einen pneumatischen Antrieb in einem explosionsgefährdeten Bereich betreiben will, steht vor besonderen Herausforderungen. Grundsätzlich gilt: Eine potenzielle Zündquelle darf nicht wirksam werden.

Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle, zum Beispiel:

• Dimensionierung und Auslegung: Materialversagen durch Überlast oder Verschleiß kann Reibung oder Funken verursachen.
• Erdung: Um elektrostatische Aufladungen zu vermeiden.
• Wartung und Störungen: Fehlendes Schmiermittel oder unzureichende Kühlflüssigkeit können Überhitzung auslösen.

Das zeigt: Auch wenn kein Strom fließt, können Geräte sehr wohl eine Explosion verursachen.

Im nicht-elektrischen Explosionsschutz ist die Zündgefahrenbewertung das zentrale Instrument. Dabei geht es um die Frage: Wie wird aus einer potenziellen eine wirksame Zündquelle – und wie verhindern wir das?

Dazu sollten die Zündschutzarten des nicht-elektrischen Explosionsschutzes in definierter Reihenfolgende als Maßnahme Anwendung finden:  

1. Zündschutzart Konstruktive Sicherheit – die Gestaltung und Materialauswahl für Geräte und Baugruppen ist so durchzuführen, dass keine gefährlichen Zündquellen wie beispielsweise heiße Oberflächen oder mechanisch erzeugte Funken entstehen. Durch den Einsatz dieser Zündschutzart werden häufig kein zusätzlicher Bauraum sowie keine zusätzlichen sicherheitsrelevanten Bauteile notwendig.
2. Zündschutzart Zündquellenüberwachung – kritische Parameter wie Temperatur, Druck, Drehzahl oder Schmiermittelmengen überwachen. Wird ein explosionsschutzrelevanter Grenzwert überschritten, greifen Schutzmaßnahmen.
3. Kapselung und Barrieren (Zündschutzarten Flüssigkeitskapselung, Überdruckkapselung, Schutz durch Gehäuse – wenn Risiken konstruktiv oder durch Überwachung nicht beherrschbar sind, sollte das Aufeinandertreffen von Zündquellen und der explosionsfähigen Atmosphäre vermieden werden
4. Zündschutzart Druckfeste Kapselung - Kontrollierte Explosion – als letzte Option: Geräte und Baugruppen sind so zu gestalten, dass sie einer Explosion im Inneren standhalten und diese sicher nach außen ableiten.

Aufgrund aktueller Trends ist die Zündschutzart Zündquellenüberwachung interessant. Hier kommen Sensoren ins Spiel, die den Zustand von Maschinen, Geräten, Baugruppen oder Bauteilen erkennen. Beispiele:

• Ein Öldruckschalter, der signalisiert, wenn Schmierung fehlt.
• Drehzahlüberwachung, um ungewöhnliche Vibrationen festzustellen.
• Temperatursensoren, die Überhitzung erkennen.

Wichtig ist dabei:

• Nur überwachen, was für die Gewährleistung des Explosionsschutzes wirklich kritisch ist. Dazu müssen Kenntnisse über die Parameter und deren kritischen Grenzwerte vorliegen.
• Sensoren und Auswerteeinheiten müssen für den Einsatz im Ex-Bereich zugelassen sein.
• Systeme müssen fehlertolerant sein und auch bei Ausfall sicher reagieren.

Hier zeigt sich ein großes Potenzial durch moderne Technologien: Industrie 4.0, Digitalisierung und Künstliche Intelligenz. Wenn wir Maschinen ohnehin mit Sensoren und Datenübertragung ausstatten, können diese Daten auch genutzt werden, um gefährliche Zustände frühzeitig zu erkennen – bevor es zur Zündquelle kommt.

Ein Beispiel: Bei Pumpen im Ex-Bereich ist der Trockenlauf eine häufige Gefahr. Klassisch wird er mit separater Sensorik überwacht – was zusätzlichen Aufwand und Wartung bedeutet. Neuere Ansätze nutzen hingegen die ohnehin vorhandenen Leistungsdaten des Motors, um einen Trockenlauf zu erkennen. Das spart Bauraum, Kosten und reduziert Fehlerquellen.

Für den Explosionsschutz gilt: Hersteller und Betreiber haben jeweils eigene Pflichten.

• Hersteller müssen schon in der Entwicklung Zündgefahren ausschließen und Maßnahmen in der Betriebsanleitung klar definieren.
• Betreiber müssen die Geräte so einsetzen, wie vorgesehen – und durch Wartung und Kontrolle sicherstellen, dass die Schutzmaßnahmen wirken.

Besonders wichtig: Die richtigen Überwachungsparameter definieren. Nur wenn klar ist, welche Werte kritisch sind – zum Beispiel Temperatur, Drehzahl oder Schmiermittel – können geeignete Sensoren ausgewählt und Grenzwerte festgelegt werden.

Das Thema „Zündquellenüberwachung“ steht noch am Anfang einer spannenden Entwicklung. Mit mehr Daten, smarter Sensorik und Methoden aus der funktionalen Sicherheit könnten neue Möglichkeiten entstehen, den nicht-elektrischen Explosionsschutz effizienter und zuverlässiger zu gestalten.

Der Blick über den Tellerrand des elektrischen Explosionsschutzes lohnt sich also – für Hersteller, Betreiber und vor allem für die Sicherheit.