Wenn man einen herkömmlichen Schalter in einer Lackierkabine oder einer Getreidemühle einbaut, ist eine Katastrophe vorprogrammiert. Gewöhnliche Schalttafeltasten erzeugen jedes Mal einen Funken, wenn die Kontakte die Last unterbrechen. In einer sauberen Werkstatt hat dieser winzige Funke keine Bedeutung. Befindet sich dieselbe Taste jedoch in einer Umgebung mit Lösungsmitteldämpfen oder Staub in der Luft, kann ein einziger Tastendruck eine Explosion in der Anlage auslösen. Die Wahl eines echten explosionsgeschützter Drucktaster Es geht nicht um die Schutzart IP, sondern darum, zu verhindern, dass interne Funken den gesamten Raum in die Luft jagen.
Gase wie Propan oder Wasserstoff finden mit der Zeit immer einen Weg, gewöhnliche Schalterdichtungen zu überwinden. Sobald flüchtige Dämpfe in den Kontaktblock eindringen, entzündet der nächste Tastendruck diese eingeschlossene Gasblase. Billige Kunststoffgehäuse zerbrechen unter diesem Druckstoß und schleudern Flammen in die Werksluft. Zertifizierte druckfeste Schalter bewältigen dieses Problem durch den Einsatz von schwerem Ex-d-Aluminiumguss oder dicken PBT-Gehäusen, die so konstruiert sind, dass sie internen Explosionen standhalten, ohne aufzubrechen.
Die feuerfesten Dichtungen entlang der Antriebswelle sind auf mikroskopische Toleranzen geschliffen. Wenn sich heißes Verbrennungsgas seinen Weg durch diese langen, schmalen Kanäle bahnt, nimmt das Metallgehäuse die Wärmeenergie sofort auf. Bis das Gas in den offenen Raum entweicht, kühlt es sich deutlich unter den Selbstentzündungspunkt der Umgebungsluft ab.
Erläuterung der Zonenbewertungen und Gasgruppenklassifizierungen
Die Auswahl eines Schalters für einen Kundenstandort beginnt mit der Prüfung der Zeichnung des explosionsgefährdeten Bereichs der Anlage. In Zonen der Zone 1 oder Division 1 sind während der normalen täglichen Schichten explosive Gasgemische vorhanden. In Bereichen der Zone 2 treten gefährliche Dämpfe nur bei Rohrleitungslecks oder Leckagen aus Tanks auf. Die Installation einer Komponente der Zone 2 innerhalb eines Bereichs der Zone 1 führt zum Erlöschen der Sicherheitszertifikate der Anlage und birgt ein enormes Explosionsrisiko.
Auch die chemischen Gasgruppen bestimmen, wie eng die internen Toleranzen sein müssen. Methan fällt unter die Gasgruppe IIA, während Ethylen die Einstufung der Gruppe IIB erfordert. Wasserstoff und Acetylen gehören zur Gruppe IIC, der gefährlichsten Klasse in der chemischen Verarbeitung. Wasserstoffgasmoleküle bewegen sich schnell und entzünden sich bereits bei minimaler Funkenenergie. Ein für die Gruppe IIC konstruierter Schalter verfügt über längere Flammwege und dickere Wandstärken, um entweichende Wärme abzuschirmen, bevor sie an die freie Luft gelangt.
Gefahren durch brennbaren Staub stellen eine andere Bedrohung dar, die in der Regel als Zone 21 oder Zone 22 gekennzeichnet ist. Feiner Holzstaub oder Kornstaub lagert sich im Laufe einer langen Schicht auf den Paneeltüren ab. Staub, der sich auf einem heißen Gehäuse ablagert, speichert Wärmeenergie, bis die Schicht ihre Selbstentzündungstemperatur erreicht. Staubzündsichere Schalter verwenden dichte Lippendichtungen, die verhindern, dass feine Partikel an die Kontakte gelangen, und gleichzeitig die Außentemperaturen des Gehäuses niedrig halten.
Mechanik von Schwerlastkonstruktionen und mechanische Zuverlässigkeit
Aggressive chemische Dämpfe zerstören die billigen Kunststoffteile der Schalter lange bevor die mechanischen Teile verschleißen. In der Luft befindliches Aceton und Benzol lassen Standardkappen aus Polycarbonat innerhalb weniger Wochen reißen. Sobald die Linsenoberfläche Risse aufweist, dringen chemische Dämpfe direkt in den elektrischen Kontaktblock ein. Hochleistungsschalter für explosionsgefährdete Bereiche sind mit dicken Linsen aus gehärtetem Glas und UV-stabilisierten PBT-Sockeln ausgestattet, die auch bei jahrelangem täglichen Einsatz in der Anlage gegen chemisch bedingte Spannungsrisse beständig sind.
Die Kontaktblöcke in den explosionsgeschützten Antrieben verfügen zudem über Kontaktbrücken mit doppelter Unterbrechung. Durch die Aufteilung des Lichtbogens in zwei kleinere Spalte wird die Wärmeentwicklung beim Unterbrechen des Stromkreises reduziert. Hochfeste Rückstellfedern aus Edelstahl 316 bringen den Antrieb sofort in die Ausgangsposition zurück, selbst wenn der Außenhals mit klebrigem Harz überzogen ist. Dicke Befestigungsgewinde dienen zudem als statische Erdungspfade, die verhindern, dass sich an isolierten Kunststoffköpfen statische Hochspannungsladungen aufbauen.
Durch die frühzeitige Überprüfung von Gasgruppen, Oberflächentemperaturgrenzwerten und Gehäusezertifikaten können Exportpanels die Werksprüfungen ohne Verzögerungen durchlaufen. Abnehmer in Raffinerien, Lackierereien und Chemieanlagen wünschen sich Bedienelemente, die Sicherheitsaudits bestehen und dem harten täglichen Einsatz standhalten. Bei ACXION, wir fertigen robuste, in China hergestellte Steuerungen, die speziell für gefährliche Industrieumgebungen entwickelt wurden. Unsere Produkte sind in druckfester Ex-d-Ausführung mit massiven Metallgehäusen und lichtbogenbeständigen Silberkontakten ausgestattet, unsere explosionsgeschützter Drucktaster Diese Produktreihe bietet Schalttafelbauern auf den weltweiten Märkten höchste Zuverlässigkeit.
Häufig gestellte Fragen
Frage 1: Worin besteht der wesentliche konstruktive Unterschied zwischen einem druckfesten Schalter (Ex d) und einem Schalter mit erhöhter Sicherheit (Ex e)? Ein Ex-d-Schalter verfügt über ein schweres, druckfestes Gehäuse, das so konstruiert ist, dass es eine interne Explosion eindämmt und austretende heiße Gase entlang präziser Flammengangspalten kühlt. Im Gegensatz dazu zielt ein Ex-e-Schalter darauf ab, das Entstehen von Lichtbögen, Funken oder überhöhten Oberflächentemperaturen von vornherein zu verhindern, was eine hochwertigere Isolierung, größere Kriechstrecken und eine Mindestschutzart von IP66 erfordert.
Frage 2: Welche Grenzwerte für die maximale Oberflächentemperatur gelten für Schaltergehäuseausführungen in den verschiedenen Ex-Temperaturklassen? Die Grenzwerte für die Oberflächentemperatur von Schaltern variieren streng nach der T-Klasse, um eine Entzündung umgebender Gas-Luft-Gemische zu verhindern. Bei einem Schalter der T3-Klasse ist die maximale Oberflächentemperatur auf 200 °C (392 °F), während ein Schalter der Schutzklasse T6 einen äußerst sicheren Grenzwert für die Oberflächentemperatur von höchstens 85 °C (185 °F), weshalb T6 in Umgebungen mit brennbaren, leicht entzündlichen Gasen wie Schwefelkohlenstoff unverzichtbar ist.
Frage 3: Darf ein für Zone 2 zertifizierter Druckschalter in einem explosionsgefährdeten Bereich der Zone 1 installiert werden? Nein. In Bereichen der Zone 1 treten während des normalen täglichen Betriebs explosionsfähige Gasatmosphären auf, die einen Ex-d- oder Ex-ia-Schutz erfordern. Komponenten der Zone 2 sind ausschließlich für Bereiche zugelassen, in denen gefährliche Dämpfe nur außergewöhnlich bei unbeabsichtigten Geräteausfällen auftreten. Daher stellt der Einbau eines Schalters der Zone 2 in der Zone 1 eine erhebliche Explosionsgefahr dar und führt zum Verlust der Konformität der Anlage.