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Die präzise und zuverlässige Messung von Prozessvariablen ist grundlegend für den sicheren und effizienten Betrieb moderner Industrieanlagen. Dieser Bericht bietet einen detaillierten Überblick und kategorisierte Listen von Inline-Prozessmessgeräten, die speziell für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen entwickelt und zertifiziert wurden, wo das Vorhandensein brennbarer Stäube oder entzündbarer Gase und Dämpfe strenge Sicherheitsvorkehrungen erfordert. Hauptziel ist es, Ingenieuren die entscheidenden Informationen für die Auswahl geeigneter Messgeräte bereitzustellen, die sowohl den strengen Sicherheitsstandards entsprechen als auch die Anforderungen an die Prozessmessung erfüllen.

In Branchen wie der chemischen Verarbeitung, der Öl- und Gasindustrie, der Pharmaindustrie, der Lebensmittelverarbeitung und dem Bergbau stellt die Gefahr der Bildung explosionsfähiger Atmosphären durch brennbare Gase, Dämpfe oder Stäube eine ständige Bedrohung dar. In solchen Umgebungen kann jedes elektrische oder nichtelektrische Gerät, sofern es nicht speziell dafür ausgelegt ist, zur Zündquelle werden und potenziell katastrophale Explosionen mit erheblichen Verlusten an Menschenleben und Sachwerten verursachen. Daher ist der Einsatz von … ExZertifizierte Messgeräte sind nicht nur empfehlenswert, sondern rechtlich und ethisch zwingend vorgeschrieben. Explosionsschutzstrategien lassen sich grob in primäre und sekundäre Maßnahmen unterteilen. Der primäre Explosionsschutz zielt darauf ab, die Bildung explosionsfähiger Atmosphären gänzlich zu verhindern, beispielsweise durch den Austausch brennbarer Stoffe oder den Einsatz von Inertisierungssystemen. Der sekundäre Explosionsschutz hingegen konzentriert sich darauf, die Zündung einer bereits entstehenden explosionsfähigen Atmosphäre zu verhindern. Ex-zertifizierte Messgeräte sind ein wichtiger Bestandteil des sekundären Explosionsschutzes. Sie sind so konstruiert und geprüft, dass sie nicht genügend Energie (elektrische oder thermische) freisetzen, um eine umgebende explosionsgefährdete Atmosphäre zu entzünden.

Die Landschaft von Ex Die Zertifizierung ist komplex und umfasst eine Vielzahl internationaler und regionaler Normen, verschiedene Gefahrenbereichsklassifizierungen und diverse Schutzarten für die Anlagen. Diese Komplexität unterstreicht die Notwendigkeit fundierter Fachkenntnisse bei der Auswahl von Messgeräten. Ausführliche Leitfäden wie dieser Bericht sind daher für Anwender, die Sicherheit und Konformität gewährleisten wollen, von unschätzbarem Wert. Dieser Bericht konzentriert sich auf einige wichtige Kategorien von Inline-Prozessmessgeräten, darunter Durchflussmesser, Füllstandsmessumformer, Druckmessumformer, Temperatursensoren und -messumformer sowie Analysegeräte (wie Gasanalysatoren, pH-Sensoren und Leitfähigkeitssensoren). Ex Die Zertifizierungsdetails wurden anhand der verfügbaren Informationen ermittelt.

Das Verständnis der Prinzipien des Explosionsschutzes und der zugehörigen Gefahrenbereichsklassifizierungen ist von entscheidender Bedeutung für die Auswahl und Installation von Geräten in explosionsgefährdeten Bereichen. Wie bereits erwähnt, zielt der primäre Explosionsschutz darauf ab, die Entstehung solcher Atmosphären zu verhindern, während der sekundäre Explosionsschutz deren Zündung verhindert.² Ex-zertifizierte Prozessinstrumente sind ein Eckpfeiler des sekundären Explosionsschutzes.

Gefahrenbereiche werden anhand der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre in Zonen eingeteilt. Diese Zoneneinteilung legt den erforderlichen Schutzgrad für die in diesen Bereichen installierten Geräte fest.

Tabelle 1: Gefahrenzoneneinteilung

Gefahrenbereiche werden anhand der Wahrscheinlichkeit und Dauer des Auftretens einer explosionsfähigen Atmosphäre in Zonen eingeteilt. Diese Zoneneinteilung legt den erforderlichen Schutzgrad für die in diesen Bereichen installierten Geräte fest.

●       Gasgruppen (z.B. IIC, IIB, IIA): Brennbare Gase und Dämpfe werden anhand ihrer Zündeigenschaften in Gruppen eingeteilt. Gruppe IIC stellt die am leichtesten entzündlichen Gase dar (z. B. Wasserstoff, Acetylen), gefolgt von Gruppe IIB (z. B. Ethylen) und Gruppe IIA (z. B. Propan). Geräte mit der Kennzeichnung „IIC' eignet sich auch für Anwendungen, die eine Gruppe erfordern IIA or IIB Schutz.

●       Staubgruppen (z.B. IIIC, IIIB, IIIA): Brennbare Stäube werden nach ihrer Beschaffenheit und Leitfähigkeit gruppiert. Gruppe IIIC Gruppe IIIB umfasst leitfähige Stäube (z. B. Metallstäube), Gruppe IIIB nichtleitende Stäube (z. B. Getreidestaub, Kohlenstaub) und Gruppe IIIB IIIA für brennbare Flugteile. Geräte mit der Kennzeichnung „IIIC' ist geeignet für Gruppe IIIA und IIIB-Anwendungen.

Die Temperaturklasse (T1 bis T6) ExDie Kennzeichnung von Geräten mit dieser Kennzeichnung gibt die maximale Oberflächentemperatur an, die das Gerät im Betrieb erreichen darf. Diese maximale Oberflächentemperatur muss stets unterhalb der Zündtemperatur des jeweiligen brennbaren Gases, Dampfes oder Staubs im Gefahrenbereich liegen. T6 steht für die niedrigste maximale Oberflächentemperatur (85 °C) und eignet sich daher für Stoffe mit niedriger Selbstentzündungstemperatur, während T1 die höchste maximale Oberflächentemperatur (450 °C) darstellt.

Mehrere Zertifizierungssysteme und -standards regeln Ex Ausrüstung weltweit.

●       ATEX: Die ATEX-Richtlinie (derzeit 2014/34/EU) ist für Geräte, die innerhalb der Europäischen Union verkauft werden, verpflichtend.

●       IECEx: Das IECEx-System ist ein internationales Zertifizierungssystem, das den internationalen Handel mit Geräten für explosionsgefährdete Bereiche durch ein weltweit anerkanntes Konformitätszeichen erleichtern soll. Viele Länder akzeptieren die IECEx-Zertifizierung, teilweise als Grundlage für nationale Zertifizierungen.

● Weitere wichtige regionale Zertifizierungen umfassen FM-Zulassungen (Factory Mutual) und CSA (Canadian Standards Association) Gruppe für Nordamerika und NEPSI (Nationales Überwachungs- und Inspektionszentrum für Explosionsschutz und Sicherheit von Instrumenten) für China.

Die Existenz mehrerer Zertifizierungssysteme, die zwar oft bis zu einem gewissen Grad harmonisiert sind, kann insbesondere bei global ausgerichteten Projekten zu Komplexität führen. Das IECEx-System bietet zwar eine wertvolle internationale Grundlage, doch ist es wichtig zu beachten, dass in bestimmten Ländern weiterhin lokale Anpassungen oder ergänzende Anforderungen gelten können. Daher bleibt die Überprüfung, welche Zertifizierungen im Installationsland anerkannt oder vorgeschrieben sind, ein entscheidender Schritt für Ingenieure, selbst wenn ein Gerät über ein IECEx-Zertifikat verfügt.

Brennbare Stäube, die aus einer Vielzahl von Materialien wie Getreide, Zucker, Mehl, Holz, Kunststoffen, Metallen und bestimmten Chemikalien entstehen, können bei ausreichender Konzentration in der Luft explosive Atmosphären bilden und entzündet werden.

Folglich müssen Branchen, die mit solchen Materialien umgehen, speziell für diese Umgebungen zertifizierte Geräte einsetzen. Die primären Schutzmethoden für Instrumente in staubigen Gefahrenbereichen sind „Schutz durch Gehäuse“ (Ex t – weiter unterteilt in Ex ta, Ex tb und Ex tc entsprechend den Zonen 20, 21 und 22) und „Eigensicherheit“ (Ex ich - Ex ia, Ex ib, Ex Der Schutz durch das Gehäuse verhindert, dass Staub in entzündlichen Mengen in das Gerät eindringt und begrenzt dessen Oberflächentemperatur. Die Eigensicherheit begrenzt die elektrische Energie, um die Entzündung einer Staubwolke oder -schicht zu verhindern.

Die folgende Tabelle beschreibt ausgewählte Inline-Prozessmessgeräte mit Ex Die Staubzertifizierungen basieren auf den verfügbaren Informationen. Es ist wichtig zu beachten, dass viele Geräte sowohl über Gas- als auch über Staubzertifizierungen verfügen; dieser Abschnitt konzentriert sich auf ihre Staubzertifizierung; sie werden in Abschnitt 5 erneut behandelt, sofern sie auch über Gaszertifizierungen für dieselben Anwendungen verfügen.

Tabelle 2: Ex- Staubzertifizierte Inline-Prozessmessgeräte

Brennbare Gase oder Dämpfe können, wenn sie innerhalb ihrer Zündgrenzen mit Luft (oder einem anderen Oxidationsmittel) vermischt werden, eine explosionsfähige Atmosphäre bilden. Ist eine Zündquelle mit ausreichender Energie vorhanden, kann es zu einer raschen Verbrennung oder Explosion kommen. Branchen, die mit solchen Stoffen arbeiten, müssen daher Geräte verwenden, die speziell für den Schutz vor Entzündungen in diesen explosionsgefährdeten Bereichen zertifiziert sind. Gängige Schutzmethoden für gaszertifizierte Geräte umfassen explosionsgeschützte Gehäuse (Ex d) Eigensicherheit (Ex ia, Ex ib, Ex ic), erhöhte Sicherheit (Ex e), Verkapselung (Ex m) und Druckbeaufschlagung (Ex P).⁹

Die folgende Tabelle enthält Details zu ausgewählten Inline-Prozessmessgeräten mit Ex Gaszertifizierungen.

Tabelle 3: Ex Gaszertifizierte Inline-Prozessmessgeräte

Ein wichtiger Interessensbereich für viele Industrieanlagen ist die Verfügbarkeit von Prozessinstrumenten mit entsprechenden Zertifizierungen. beide Sie eignen sich für Umgebungen mit Gas- und Staubgefahren und können dieselbe Kernmessfunktion in Anwendungen ausführen, in denen eine oder beide Gefahren auftreten können. Diese Doppelzertifizierung bietet erhöhte Flexibilität, vereinfacht potenziell die Gerätestandardisierung, reduziert den Ersatzteilbestand und bietet robuste Lösungen für komplexe Umgebungen.

Die Gründe für Hersteller, die eine Doppelzertifizierung anstreben, sind vielfältig. Sie ermöglichen es, ein einzelnes Gerätemodell für ein breiteres Spektrum explosionsgefährdeter Bereiche zu vermarkten und somit dessen Einsatzmöglichkeiten zu erweitern. Darüber hinaus finden in einigen industriellen Prozessen naturgemäß hybride Umgebungen statt, in denen sowohl brennbare Gase oder Dämpfe als auch brennbare Stäube gleichzeitig auftreten können. Beispiele hierfür sind bestimmte chemische Herstellungsverfahren, die pharmazeutische Produktion mit pulverförmigen Wirkstoffen und brennbaren Lösungsmitteln, Lebensmittelverarbeitungsbetriebe, die Getreide oder Zucker verarbeiten, welche ausgasen oder brennbare Reinigungsmittel verwenden können, sowie Bergbaubetriebe mit Methangas und Kohlenstaub. Für Hersteller kann die Erlangung einer Doppelzertifizierung für ein robustes Gerät eine kosteneffiziente Strategie zur Erweiterung ihrer Marktpräsenz darstellen.

Die folgende Tabelle hebt Inline-Prozessmessgeräte hervor, die basierend auf den verfügbaren Daten beides zu besitzen scheinen. Ex Gas und Ex Staubzertifizierungen werden für ähnliche typische Anwendungen verwendet, bei denen solche doppelten Gefahren auftreten können oder bei denen Vielseitigkeit ein wichtiges Auswahlkriterium ist.

Tabelle 4: Duales Gas & Staub Ex Zertifizierte Inline-Instrumente für spezifische Anwendungen

Die Auswahl geeigneter Inline-Prozessmessgeräte für explosionsgefährdete Bereiche ist eine vielschichtige Aufgabe, die weit über die einfache Zuordnung eines Produkts zu einer Prozessvariablen hinausgeht. Sie erfordert einen strengen Ansatz in Bezug auf Sicherheit und Konformität.

Zertifizierung entsprechend den spezifischen Standortbedingungen anpassen: Grundlegend ist eine umfassende Gefahrenbereichsklassifizierung (HAC) für den jeweiligen Anlagenstandort, an dem das Messgerät installiert werden soll. Diese Studie ermittelt die Art des Gefahrstoffs (Gas/Dampf oder Staub), die Wahrscheinlichkeit seines Auftretens (Zone oder Abteilung), die spezifische Gas- oder Staubgruppe und die Selbstentzündungstemperatur des Stoffes. Das ausgewählte Messgerät Ex Zertifizierung, einschließlich ihrer EPL, Zonen-/Bereichsbewertung, Eignung für Gas-/Staubgruppen (z. B. IIC, IIICund Temperaturklasse (T-Wert), sollen für den Verschlussbereich geeignet sein. Beispielsweise stellt die Installation eines für Zone 2 zertifizierten Geräts in einem Bereich der Zone 1 einen schwerwiegenden Sicherheitsverstoß dar. Die im Zertifikat des Instruments angegebenen Prozess- und Umgebungstemperaturgrenzen müssen unbedingt eingehalten werden, da eine Überschreitung dieser Grenzwerte die Schutzwirkung beeinträchtigen oder zu Oberflächentemperaturen führen kann, die die T-Klasse überschreiten.

Verständnis der „Besonderen Nutzungsbedingungen (X/U)“: Wie bereits erwähnt, sind die „Besonderen Nutzungsbedingungen“ (oft mit einem „X“ oder „U“ auf dem Zertifikat oder Typenschild gekennzeichnet) integraler Bestandteil der Zertifizierung und zwingend erforderlich für eine sichere Installation und einen sicheren Betrieb.¹² Diese Bedingungen können Anforderungen an bestimmte Arten von Kabeleinführungen, Erdungs- und Potentialausgleichsverfahren, Vorkehrungen gegen elektrostatische Entladung (insbesondere bei nichtmetallischen Teilen oder in staubigen Bereichen), Einschränkungen bei der Gerätereparatur (z. B. explosionsgeschützte Verbindungen) oder sogar bestimmte Installationsausrichtungen umfassen.¹² Die Nichteinhaltung dieser Bedingungen führt zur Ungültigkeit der Ex Eine Zertifizierung kann die Installation unsicher machen.

Dokumentation und Support des Herstellers: Es ist unbedingt erforderlich, stets die offizielle Dokumentation des Geräteherstellers zu konsultieren, einschließlich Installations-, Betriebs- und Wartungshandbüchern. Bei Zweifeln oder Unklarheiten hinsichtlich der Auslegung von Zertifizierungen oder Installationsvorschriften ist der Hersteller oder dessen autorisierter Vertreter direkt zu kontaktieren.

Materialverträglichkeit: Die Werkstoffe für medienberührende Teile (die in direktem Kontakt mit dem Prozessmedium stehen) müssen mit den Prozessflüssigkeiten kompatibel sein, um Korrosion, Erosion oder chemische Angriffe zu verhindern, die die Integrität des Instruments oder die Messgenauigkeit beeinträchtigen könnten. Ebenso muss das Gehäusematerial für die Umgebungsbedingungen geeignet sein und Korrosion durch atmosphärische Einflüsse oder chemische Einwirkungen widerstehen. Es ist außerdem wichtig zu beachten, dass Aluminiumgehäuse in bestimmten explosionsgefährdeten Bereichen Stoß- oder Reibungsbeschränkungen unterliegen können, um eine Entzündung durch Funken zu verhindern.

Schutzart (IP-Schutzart): Die IP-Schutzart eines Instruments (z. B. IP66, IP67Die Schutzart IP68 gibt den Schutzgrad gegen das Eindringen von festen Partikeln (einschließlich Staub) und Flüssigkeiten an. Eine entsprechende IP-Schutzart ist unerlässlich, um die internen Komponenten des Geräts zu schützen und seine Funktionsfähigkeit zu gewährleisten. Ex Schutzmethode, insbesondere in staubigen oder feuchten Umgebungen.

Wartung und Inspektion: Regelmäßige Inspektion und Wartung gemäß den Richtlinien des Herstellers und den geltenden Normen sind entscheidend für die Gewährleistung der dauerhaften Integrität des Produkts. Ex Schutzfunktionen während der gesamten Lebensdauer des Instruments. Eigensicher (Ex i) Systeme bieten aufgrund ihres niedrigen Energieniveaus Vorteile hinsichtlich der Wartung und ermöglichen unter bestimmten, kontrollierten Bedingungen Arbeiten unter Spannung, ohne dass eine Heißarbeitsgenehmigung erforderlich ist.

Die letztendliche Verantwortung für die korrekte Auswahl, Installation, den Betrieb und die Wartung von ExDie Verantwortung für zertifizierte Messgeräte liegt beim Endnutzer bzw. Anlagenbetreiber. Hersteller stellen zwar zertifizierte Geräte und detaillierte Dokumentationen bereit, es obliegt jedoch dem Anwender, sicherzustellen, dass das Messgerät für die jeweilige Anwendung geeignet ist und alle in der Zertifizierung und den relevanten Normen festgelegten Installations- und Betriebsanforderungen erfüllt werden. Dies unterstreicht die dringende Notwendigkeit von qualifiziertem Personal, das in den Grundsätzen und Verfahren für explosionsgefährdete Bereiche ausreichend geschult ist. Sich ausschließlich auf die Zertifizierung zu verlassen, ist nicht ausreichend. Ex Eine Kennzeichnung auf einem Typenschild ohne ein umfassendes Verständnis ihrer Bedeutung und der damit verbundenen Bedingungen ist unzureichend und potenziell gefährlich.

Dieser Bericht bietet eine detaillierte Untersuchung von Inline-Prozessmessgeräten, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen mit brennbaren Stäuben und/oder Gasen und Dämpfen zertifiziert sind. Führende Hersteller bieten eine breite Palette an Messgeräten an, darunter Durchflussmesser, Füllstandsmessumformer, Druckmessumformer, Temperatursensoren und Analysegeräte. Ex Zertifizierungen. Die Analyse bestätigt, dass gängige Messprinzipien in diesen zertifizierten Produktlinien gut vertreten sind. Ein wichtiges Ergebnis ist die zunehmende Verbreitung von Messgeräten mit Doppelzertifizierung für Gas- und Staubgefahren, wodurch sie vielseitiger einsetzbar sind – sowohl in komplexen Industrieumgebungen als auch für Normungszwecke.

Auf Grundlage der umfassenden Auswertung der bereitgestellten Informationen werden folgende wichtige Empfehlungen für Ingenieure hervorgehoben, die mit der Auswahl und dem Einsatz solcher Instrumente befasst sind:

1. Priorisierung der umfassenden Gefahrenzonenklassifizierung (HAC): Eine standortspezifische HAC-Studie ist der unerlässliche erste Schritt. Ohne ein klares Verständnis der für den Installationsbereich geltenden Zonen, EPLs, Gas-/Staubgruppen und Temperaturklassen ist eine sichere Instrumentenauswahl unmöglich.

2. Gerätezertifizierung sorgfältig an die Standortanforderungen anpassen: Das gewählte Instrument Ex Die Zertifizierungskennzeichnungen müssen exakt den Anforderungen der Gefährdungsbeurteilung entsprechen. Jede Abweichung kann zu einer unsicheren Installation führen.

3. „Spezifische Nutzungsbedingungen (X/U)“ einholen und einhalten: Diese im Zertifikat und den Sicherheitshandbüchern des Geräts detailliert beschriebenen Bedingungen sind zwingend. Sie enthalten häufig wichtige Anweisungen zu Installation, Erdung, elektrostatischen Schutzmaßnahmen und Wartung, die für den Erhalt der Integrität des Geräts unerlässlich sind. Ex Schutz.

4. Siehe Herstellerdokumentation und Support: Beachten Sie stets die aktuellste und vollständige Dokumentation des Herstellers, insbesondere die Ex-spezifische Sicherheitsanweisungen (z. B. XA Dokumente). Im Zweifelsfall sollten Sie sich direkt an den Hersteller oder dessen autorisierte Vertreter wenden.

5. Bei hybriden Gas-/Staubumgebungen ist äußerste Vorsicht geboten: In Umgebungen, in denen brennbare Gase und Stäube gleichzeitig auftreten können (Hybridgemische), ist die Eignung eines Messgeräts mit separaten Gas- und Staubzertifizierungen nicht automatisch gewährleistet. Eine fachliche Beurteilung, gegebenenfalls unter Einbeziehung des Herstellers oder einer benannten Stelle, ist unerlässlich, da die Zündcharakteristika von Hybridgemischen deutlich ausgeprägter sein können.

6. Sicherstellung der Personalkompetenz: Alle an der Spezifikation, Installation, dem Betrieb und der Wartung beteiligten Personen Ex-zertifizierte Geräte müssen über ausreichende Schulungen und Kompetenzen in Bezug auf die Grundsätze für explosionsgefährdete Bereiche, Schutzmethoden und relevante Normen verfügen.

Während internationale Normen wie IECEx die globale Harmonisierung fördern Ex Bei der Zertifizierung ist es wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, dass regionale oder nationale Abweichungen, Auslegungen und spezifische Installationsvorschriften (wie z. B. die NEC Die in den USA oder Kanada geltenden CEC-Vorschriften können weiterhin relevant sein. Daher kann ein „global zertifiziertes“ Produkt zusätzliche lokale Prüfungen oder die Einhaltung spezifischer nationaler Vorschriften erfordern. Die Entwicklungsteams müssen die Einhaltung aller geltenden lokalen Gesetze und Normen im Installationsland sicherstellen.

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