IEC 60079-0 Geräte — Allgemeine Anforderungen
Das Fundament. Definiert Ex-Gerätekennzeichnung, Temperaturklassen (T1-T6), Gasgruppen (IIA/IIB/IIC), Staubgruppen (IIIA/IIIB/IIIC), Geräteschutzniveaus (EPL Ga/Gb/Gc, Da/Db/Dc).
IEC 60079
Explosionsgefährdete Bereiche (ATEX / IECEx)
IEC 60079 ist die internationale Normenreihe für Geräte zur Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen (Gas und Staub). Sie bildet die Grundlage des IECEx-Zertifizierungssystems und die technische Basis für die europäische ATEX-Richtlinie 2014/34/EU.
Dokumentstruktur
IEC 60079-10-1 Klassifizierung von Bereichen — Explosionsgefährdete Gasbereiche
Wie man einen Anlagenbereich in Zone 0 (dauerhaft), Zone 1 (wahrscheinlich im Normalbetrieb), Zone 2 (unwahrscheinlich, kurzzeitig) klassifiziert. Ergebnis ist das Zonenklassifizierungsdokument.
IEC 60079-10-2 Klassifizierung von Bereichen — Explosionsgefährdete Staubbereiche
Gleiche Logik für Staub: Zone 20, 21, 22. Häufig in der Agrarindustrie, Pharmaindustrie, Metallverarbeitung.
IEC 60079-11 Geräteschutz durch Eigensicherheit 'i'
Die Hauptschutzart für die Instrumentierung. Energie und gespeicherte Kapazität sind so streng begrenzt, dass weder eine Funke noch eine heiße Oberfläche eine Entzündung verursachen kann. Ex ia (Zone 0), Ex ib (Zone 1), Ex ic (Zone 2).
IEC 60079-1 Geräteschutz durch druckfeste Kapselung 'd'
Robuste metallische Kapselung, die eine innere Explosion enthält, ohne sie nach außen zu übertragen. Für Motoren, Schaltgeräte, Leuchten verwendet. Schwer und teuer, aber äußerst robust.
IEC 60079-14 Planung, Auswahl und Errichtung elektrischer Anlagen
Wie Ex-Geräte korrekt installiert werden. Kabelverschraubungen, Dichtungen, Potentialausgleich, Dokumentation eigensicherer Stromkreise. Das 'Handbuch des Anlagentechnikers'.
IEC 60079-17 Prüfung und Instandhaltung elektrischer Anlagen
Regime der wiederkehrenden Prüfung von Ex-Anlagen. Sicht-, Nah- und Detailprüfungen in festgelegten Abständen.
IEC 60079-25 Eigensichere elektrische Systeme
Wie ein eigensicherer STROMKREIS (nicht nur einzelne Geräte) ausgelegt wird. Umfasst Barrierenauswahl, Systemdokumentation.
Schlüsselbegriffe
- Zonenklassifizierung (Gas)
- Zone 0: explosionsfähige Atmosphäre dauerhaft oder über lange Zeiträume vorhanden (im Inneren eines Kraftstofftanks). Zone 1: wahrscheinlich im Normalbetrieb (um Tankentlüftungen). Zone 2: nicht wahrscheinlich im Normalbetrieb, kurzzeitig wenn vorhanden (um geschraubte Flansche).
- Zonenklassifizierung (Staub)
- Zone 20 / 21 / 22 — gleiche Logik für brennbare Stäube (Mehl, Kohle, Metallpulver, Zucker). Häufig vergessen, aber eine Hauptursache historischer Industriekatastrophen (Imperial Sugar 2008).
- Geräteschutzniveau
(EPL) - Ga / Gb / Gc für Gas, Da / Db / Dc für Staub. Gibt das erforderliche Schutzniveau für jede Zone an. EPL Ga (sehr hoch) ist in Zone 0 erforderlich. EPL Gc (erhöht) ist in Zone 2 akzeptabel.
- Temperaturklasse
(T-Klasse) - Maximale Oberflächentemperatur, die ein Ex-Gerät erreichen kann. T1 = 450°C, T2 = 300°C, T3 = 200°C, T4 = 135°C, T5 = 100°C, T6 = 85°C. Muss unter der Selbstzündungstemperatur des umgebenden Gases liegen.
- Gasgruppe
- Klassifizierung von Gasgefahren nach Zündenergie. IIA (Propan, am einfachsten), IIB (Ethylen, Methan mittel), IIC (Wasserstoff, Acetylen, am schwersten). Ein Ex-Gerät mit IIC-Zertifizierung funktioniert auch in IIA/IIB, aber nicht umgekehrt.
- Eigensicherheit
(Ex i) - Schutz durch Begrenzung der elektrischen Energie. Am häufigsten für Instrumentierung (4-20-mA-Stromkreise, HART-Sensoren, Thermoelemente). Energie + Temperatur auch bei mehrfachen Fehlern unter dem Zündgrenzwert gehalten. Ex ia (2 Fehler toleriert, Zone 0), Ex ib (1 Fehler), Ex ic (keine Fehlertoleranz, Zone 2).
- Ex-Kennzeichnung
- Normierte Kennzeichnung auf jedem Ex-Gerät: z. B. 'II 2 G Ex ia IIC T4 Ga' = Gerätegruppe II (übertägig, nicht Bergbau), Kategorie 2 (für Zone 1 geeignet), G (Gas), Schutzart Ex ia (Eigensicherheit), Gasgruppe IIC (wasserstofftauglich), T4 (<=135°C), EPL Ga (für Zone 0 geeignet). Wie ein Kennzeichen lesen.
- ATEX vs. IECEx
- Zwei koexistierende Zertifizierungssysteme. **ATEX** = Europäische Richtlinie 2014/34/EU, für Produkte auf dem EU-Markt obligatorisch, Zertifizierung durch Benannte Stellen (z. B. DEKRA, TÜV). **IECEx** = globales IEC-System, von vielen Nicht-EU-Ländern akzeptiert. Zunehmend sind Ex-Produkte doppelt zertifiziert (ATEX + IECEx) auf demselben Datenblatt.
Notes & guidance
Eine Ex-Kennzeichnung lesen
Jedes Ex-Gerät trägt eine Kennzeichnung, die seine Zertifizierung zusammenfasst. Wenn Sie das Format kennen, können Sie die Konformität in 30 Sekunden beurteilen. Beispielkennzeichnung auf einem Füllstandstransmitter:
II 2 G Ex ia IIC T4 Ga
│ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ └─ EPL Ga: für Zone 0 geeignet (höchstes Niveau)
│ │ │ │ │ └─ Temperaturklasse T4: Oberfläche max. 135°C
│ │ │ │ └─ Gasgruppe IIC: bis Wasserstoff / Acetylen
│ │ │ └─ Schutzart 'ia': Eigensicherheit, 2-Fehler-Toleranz
│ │ └─ G: Gasatmosphäre (D für Staub)
│ └─ Kategorie 2: für Zone 1 und 2 geeignet (und Zone 0 mit EPL Ga)
└─ Gerätegruppe II: übertägige Industrien (I = Bergbau)
Dieser Füllstandstransmitter ist für die anspruchsvollsten Szenarien geeignet: Zone 0 (Inneres eines Kraftstofftanks), Wasserstoffumgebung, Oberflächentemperatur bleibt auch im Fehlerfall unter 135°C.
Ein günstigerer Zone-2-Sensor wäre etwa so gekennzeichnet: II 3 G Ex nA IIC T4 Gc (Kategorie 3, EPL Gc, Schutzart ‘nA’ nicht-funkenbildend).
Hierarchie der Ex-Schutzarten
| Schutzart | Code | Zone | Anwendungsfall |
|---|---|---|---|
| Eigensicherheit | Ex ia / ib / ic | 0 / 1 / 2 | Instrumentierung, Schwachstromsignale (4-20 mA, HART, Thermoelemente) |
| Druckfeste Kapselung | Ex d | 1 / 2 | Motoren, Leuchten, Schaltgeräte, Klemmkästen |
| Erhöhte Sicherheit | Ex e | 1 / 2 | Klemmen, Motoren (begrenzte Funkenbildung) |
| Überdruckkapselung | Ex p | 1 / 2 | Steuerschränke in Zone 1 (konstanter Überdruck mit sauberer Luft) |
| Verguss | Ex m | 1 / 2 | Kleine in Harz vergossene Elektronikkomponenten |
| Ölkapselung | Ex o | 1 (selten) | Transformatoren (veraltet) |
| Sandkapselung | Ex q | 1 (selten) | Quarzsand-gefüllte Komponenten |
| Nicht-funkenbildend | Ex nA | nur 2 | Günstige Zone-2-Instrumentierung, keine Fehlertoleranz |
| Besondere Schutzart | Ex s | je Beurteilung | Neuartige Methoden, Einzelfallzulassung |
Eigensicherheit dominiert die Instrumentierung, weil:
- Kompatibel mit Standard-4-20-mA-Stromkreisen (einfach eine Barriere oder einen galvanischen Trennverstärker hinzufügen)
- Heißarbeiten (Kalibrierung, Austausch) ohne Erlaubnisschein möglich
- Geringere Kosten als druckfeste Kapselungen
- Konstruktionsbedingte Fehlertoleranz
Druckfeste Kapselung dominiert Leistungsgeräte (Motoren, Leuchten), da Eigensicherheit die erforderliche Energie nicht liefern kann.
Die 5 Schritte einer Ex-Installation
- Zonenklassifizierung (technische Dokumentation gemäß IEC 60079-10-1/2). Ergebnis: ein Plan mit Zone-0/1/2 (oder 20/21/22) Farbgebung.
- Geräteauswahl: Geräte mit geeigneter Ex-Kennzeichnung für die Zone auswählen. Temperaturklasse gegen den flüchtigsten vorhandenen Stoff prüfen.
- Verkabelung und Installation gemäß IEC 60079-14. Kabelverschraubungen, Trennung von IS-Stromkreisen, Potentialausgleich.
- Systemdokumentation: Für IS-Stromkreise ein Installationsdokument, das die Stromkreisbeurteilung nachweist (Barrieren- + Kabelparameter gemäß IEC 60079-25 abgeglichen).
- Wiederkehrende Prüfung gemäß IEC 60079-17. Sichtprüfung jährlich, Detailprüfung alle 3-6 Jahre je nach Umgebungsschwere.
In der Praxis verfügen die meisten Anlagen über ein Ex-Register: jedes Ex-Gerät mit Betriebsmittelkennzeichen, Standort, Zertifikat, letztem Prüfdatum. Die Führung dieses Registers ist in den meisten Rechtsordnungen eine behördliche Pflicht und das Erste, was ein Konformitätsaudit prüfen wird.
ATEX-Richtlinie 2014/34/EU — die EU-Rechtsschicht
ATEX ist der Rechtsrahmen in der EU. IEC 60079 ist die technische Grundlage. Die Beziehung:
- ATEX 2014/34/EU (die “Geräterichtlinie”) = für auf dem EU-Markt in Verkehr gebrachte Produkte obligatorisch. CE-Kennzeichnung + Ex-Kennzeichnung + EU-Baumusterprüfbescheinigung einer Benannten Stelle.
- ATEX 99/92/EG (die “Arbeitsplatzrichtlinie”) = Arbeitgeberpflichten für Arbeitsstätten mit explosionsgefährdeten Bereichen. Risikobewertung, Zonenklassifizierung, Explosionsschutzdokument.
- IEC-60079-Serie = die harmonisierten technischen Normen. Deren Einhaltung begründet die Konformitätsvermutung gegenüber ATEX.
Die Doppelkennzeichnung auf einem für EU + globales IECEx zertifizierten Gerät sieht so aus:
ATEX : II 2 G Ex ia IIC T4 Ga
IECEx : Ex ia IIC T4 Ga
Zertifikate: PTB 14 ATEX 1234 X / IECEx PTB 14.0123X
Ausgabe 3 / laufende Arbeiten
IEC 60079 hat viele Teile in kontinuierlicher Überarbeitung. Bemerkenswerte aktuelle Aktivitäten:
- IEC 60079-0: Harmonisierung mit neueren IECEx-Systemzertifizierungen, Vereinfachung der Kennzeichnungsregeln
- IEC 60079-10-1 und -10-2: strengere quantitative Methoden für die Zonenklassifizierung (Ersatz qualitativer Beurteilung)
- Funk in Ex: neue Teile zu 5G, Wi-Fi, Bluetooth in Ex-Bereichen
- Wasserstoffwirtschaft: erhöhte Anforderungen an Gruppe IIC (Wasserstoff) angesichts wachsender H2-Erzeugung/-Speicherung
- Batteriespeicherung: neue Leitlinien für große Lithium-Batterieinstallationen in Ex-Zusammenhängen
Betroffene Branchen
- Öl & Gas (Upstream-Plattformen, Raffinerien, LNG-Terminals)
- Chemische und petrochemische Anlagen
- Pharmafertigung (Lösungsmittel)
- Zellstoff & Papier (brennbare Lösungsmittel)
- Getreideverarbeitung und Lebensmittelproduktion (Staub)
- Kohlebergbau und Metallverarbeitung (Staub)
- Farben- und Lackherstellung
- Wasserstofferzeugung und -speicherung (Gruppe IIC kritisch)