Ex Baugruppen Teil 1
Die Regelungen im Geltungsbereich der ATEX 2014/34/EU
Die Diskussion um sogenannte Ex-Baugruppen ist so alt wie die EU-ATEX-Richtlinie, also mittlerweile fast 20 Jahre (die erste Version der Richtlinie trat 2003 als 94/9/EU in Kraft).
Im Zuge der Harmonisierung der Binnenmarktvorschriften der EU-Mitgliedsstaaten wurden auch bestehende sicherheitstechnische Lücken geschlossen. Eine dieser Lücken bestand in der offensichtlichen Diskrepanz in der Bewertung von Zündquellen, die von elektrischen Betriebsmitteln ausgehen können und denen, die von nichtelektrischen Betriebsmitteln wie z.B. Maschinen- oder Teilen davon wie z.B. Getriebe, Kupplungen ausgehen.
Während elektrische Betriebsmittel seit etwa einem Jahrhundert Gegenstand sorgfältiger Betrachtung, Untersuchung und schließlich Regulierung waren (die erste „Vorschrift für schlagwettergeschützte-elektrische Betriebsmittel“ erschien als VDE 0170 bereits im Jahr 1911) wurden die Anforderungen an die nichtelektrischen oder mechanischen Betriebsmittel und Bauteile nicht mit der gleichen Aufmerksamkeit bedacht. Über die Gründe lässt sich heute nur noch spekulieren; am wahrscheinlichsten ist, ein entsprechendes Unfallgeschehen, wobei man bei den elektrischen Geräten relativ einfach den Zusammenhang zwischen den funktionalen Leistungsparametern und der Auftrittswahrscheinlichkeit von Zündquellen herstellen konnte und sie in der Regel als abgeschlossene und bewertbare Einheiten betrachtet werden konnten.
Nichtsdestotrotz kann, in der Regel auch bei mechanischen Teilen eine bestimmte Zündgefahr z.B. in Form von Reibungswärme oder mechanischen Schlagfunken, vorhanden sein. Dies wurde im Wesentlichen in den Explosionsschutz-Richtlinien der damaligen Berufsgenossenschaft Chemie (heute: „Berufsgenossenschaft Rohstoffe und Chemische Industrie“) angesprochen. Die Anerkennung der Tatsache, dass auch nicht-elektrische Zündquellen wirksame Zündquellen darstellen können, insbesondere auch aufgrund zahlreicher, zum Teil auch tödlich ausgehenden Explosionsunglücken insbesondere im Staubexplosionsbereich, führte schließlich zu der eingangs erwähnten Entwicklung. Da das Grundprinzip der Europäischen Richtlinien zwar auf der Konformität mit den jeweiligen „Wesentlichen Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen“ im Anhang beruht, zur praktikablen Umsetzung aber diese durch sogenannte harmonisierte Normen konkretisiert werden, mussten zunächst entsprechende Europäische Normen erarbeitet werden. Dies gelang relativ reibungslos und mit der Inkraftsetzung der ATEX-Richtlinie lagen die entsprechenden Normen der Reihe EN 13463 ff in Europa vor. So weit, so gut. Wie gewöhnlich begannen die Probleme im Zug der praktischen Umsetzung der Richtlinie und speziell dort, wo es um die Kombination von elektrischen Betriebsmitteln mit mechanischen Geräten wie Pumpen, Ventilatoren, Antrieben etc, ging.
Bei vielen Konstruktionen von technischen Apparaten insbesondere bei Maschinen werden solche Kombinationen aus mehreren Geräten, Komponenten und Bauteilen vorgenommen.
Die Maschinenrichtlinie ist den meisten Konstrukteuren und Maschinenbauern bekannt. Ein Konformitätsverfahren und eine Ausstellung einer Konformitätserklärung nach Maschinerichtlinie ist für diese Produkte mittlerweile etabliert.
Wenn es sich allerdings um Produkte handelt, die für explosionsgefährdete Bereiche gebaut werden, ist vielen Herstellern nicht klar, dass ihr Produkt unter die ATEX-Richtline 2014/34/EU fällt.
Ein weiteres Problem stellen die unterschiedlichen Anforderungen der in der ATEX-Richtlinie definierten Konformitätsbewertungsverfahren zwischen elektrischen und nicht-elektrischen Geräten dar (z.B. Notwendigkeit der Einbindung der notifizierten Prüfstellen).
Baugruppen könnten unter folgenden formalen Bedingungen in Verkehr gebracht werden:
- Einzelne Geräte bilden (bezüglich des Explosionsschutzkonzeptes) eine untrennbare Einheit (z.B. Spaltrohrmotorpumpe)
- Einzelne Geräte sind eindeutig trennbar und vollständig konformitätsbewertet. Beim Zusammenbau entsteht keine neue Zündquelle. In diesem Fall können die Geräte als:
a) getrennte Geräte („Kombination von Geräten“) oder
b) als ATEX-Gerät (Baugruppe)
in Verkehr gebracht werden - Einzelne Geräte sind zwar eindeutig trennbar und konformitätsbewertet, beim Zusammenbau entsteht aber eine neue Zündquelle.
Womit wir bei den Ex-Baugruppen wären: In der ATEX-Richtlinie selbst kommt der Begriff „Baugruppe“ gar nicht vor: Man leitet ihn aus Artikel 2: „Begriffsbestimmung“ ab, in dem es heißt: „Geräte: Maschinen, Betriebsmittel, stationäre und ortsbewegliche Vorrichtungen, Steuerungs- und Ausrüstungsteile […] , die einzeln oder kombiniert zur Erzeugung, Übertragung […] von Energien bestimmt sind […] und die eigene potenzielle Zündquellen aufweisen und dadurch eine Explosion verursachen können.“ Mit den Begriffen „kombiniert“ und „eigene Zündquelle“ gelangen wir schließlich zum Begriff der „Baugruppe“, der dann genauer im ATEX-Leitfaden §44 spezifiziert wird, in dem es sinngemäß heißt: Ein Produkt (1), das aus zwei oder mehr Teilgeräten(2) besteht und -falls erforderlich- zusammen mit Komponenten (3) und anderen Teilen (4), die elektrisch und mechanisch verbunden werden, um eine vollständige funktionale Baugruppe zu bilden, fällt unter den Anwendungsbereich der ATEX-Richtlinie.
Als Hersteller der Baugruppe gilt dann derjenige, der die Einzelgeräte kombiniert und in der kombinierten Form in Verkehr bringt. Für die Baugruppe hat der Hersteller alle relevanten Forderungen der ATEX 2014/34/EU zu erfüllen. Je nach Auswahl der Einzelgeräte und Komponenten sowie der Art des Zusammenbaus ergeben sich allerdings gewisse Besonderheiten, die der Hersteller beachten muss:
a) Die Baugruppe besteht ausschließlich aus ATEX-konformen Einzelgeräten und Komponenten die der Hersteller der Baugruppe selbst bereitstellt oder die er von anderen Herstellern bezieht. Der Hersteller darf in diesem Fall die Konformität aller Einzelteile voraussetzen. Seine Konformitätsbewertung beschränkt sich dann auf die Betrachtung der gesamten Konfiguration und auf die Bewertung von Risiken unter Berücksichtigung der bestimmungsgemäßen Verwendung sowie von möglichen Wechselwirkungen der kombinierten Bauteile. In der Dokumentation, die der Baugruppe beiliegen muss, sollen alle eigenständigen ATEX-Geräte einschließlich der ihnen zugehörigen EU-Konformitätserklärung identifizierbar sein. Wenn der Hersteller nicht alle Angaben für die einzelnen verwendeten Geräte in seine Betriebsanleitung übernehmen will, empfiehlt es sich, sämtliche Installations- und Betriebsanleitungen mitzuliefern, um sicherzustellen, dass die installierte Baugruppe im bestimmungsgemäßen Betrieb alle relevanten Anforderungen aus Anhang II der Richtlinie erfüllt.
b) Die Baugruppe besteht aus einem modularen System von Bauteilen, die speziell für einen konkreten Zweck auszuwählen und zu konfigurieren sind. Die im jeweiligen Anwendungsfall notwendige Kombination kann der auch durch den Anwender oder Installateur aus dem von Hersteller angebotenen „Baukasten“ erfolgen. Sämtliche Bauteile verfügen über eine gültige EU-Konformitätserklärung. Ein Hersteller der einen solchen „Baukasten“ anbietet, kann ebenfalls die Konformität aller Bauteile voraussetzen. Er muss die aus Explosionsschutz-Perspektive ungünstigste Konfiguration aus allen möglichen und sinnvollen Zusammenbauvarianten auswählen. Für diese Variante sind die sich aus dem im bestimmungsgemäßen Betrieb und durch eventuelle Wechselwirkungen ergebenden zusätzlichen Explosionsrisiken zu identifizieren und im Rahmen der Konformitätsbewertung zu betrachten („Worst Case“ - Betrachtung). In der EU-Konformitätserklärung und der Betriebsanleitung, die dem „modularen System“ beiliegen muss, müssen alle eigenständigen ATEX-Geräte einschließlich der ihnen zugehörigen EU-Konformitätserklärung identifizierbar sein. Der Hersteller muss darüber hinaus Anweisungen für die richtige Auswahl und Kombination der Module und die erforderlichen Installations- und Betriebsanleitungen liefern, um sicherzustellen, dass die installierte Baugruppe im bestimmungsgemäßen Betrieb alle relevanten Anforderungen aus Anhang II der Richtlinie erfüllt.
c) Die Baugruppe enthält sowohl Einzelteile mit ATEX-Konformitätserklärung als auch solche ohne nachgewiesenen Konformität. Die Konformitätsbewertung umfasst in diesem Fall sowohl die Bauteile ohne Konformitätsbewertung als auch alle potenziellen Explosionsrisiken, die sich im bestimmungsgemäßen Betrieb als auch aus Wechselwirkungen der einzelnen Bauteile ergeben. Die mitzuliefernde Dokumentation entspricht den unter a) getroffenen Aussagen.
d) Hier liegt ein modulares System wie unter b) mit Einzelteilen, die sowohl eine eigene Konformitätserklärung besitzen als auch solchen ohne Konformitätsbewertung. Hier ist wie bei b) eine „Worst Case“-Betrachtung durchzuführen als auch eine Konformitätsbewertung aller bislang nicht bewerteten Einzelteile. Die mitzuliefernde Dokumentation entspricht den unter b) getroffenen Aussagen.
In der praktischen Anwendung ergeben sich leider immer wieder Missverständnisse in der Auslegung der Anforderungen der Richtlinie. In Folgenden soll auf einige typische Fehlerfälle eingegangen werden, die vordergründig von Betreibern von Prozessanlagen bemängelt werden, da diese vor dem offensichtlichen Dilemma stehen, dass sie bestimmte Maschinen und Apparaturen für ihre Prozesse benötigen, selbst aber auch die Anforderungen zum betrieblichen Explosionsschutz d.h. der Gefahrstoffverordnung einhalten müssen. Die der Gefahrstoffverordnung zugrunde liegende EU Richtlinie 1992/92/EG regelt die Zuordnung von Geräten im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU zu den vom Betreiber festzulegenden Zonen. Wobei man grundsätzlich fordert, dass die eingesetzten Geräte der jeweiligen Gerätekategorie mit den Anforderungen der Richtlinie 2014/34/EU entsprechen. Abweichungen hiervor sind nur über das Explosionsschutzdokument des Betreibers in dessen eigener Verantwortung möglich.


- Häufig sind Maschinen- und Apparatebauer überwiegend im „normalen“ Industriebereich zuhause. Geräte für den Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen stellen für sie die Ausnahme in ihrer Geschäftstätigkeit dar. Aus diesem Grund suchen sie sich geeignete und erfahrene Partner z.B. für die Ausstattung mit explosionsgeschützten elektrischen Betriebsmitteln. Dieser Partner wird dann nebst der korrekten Kennzeichnung des elektrischen Explosionsschutzanteils fälschlicherweise auch auf dem Typschild des Gesamtprodukts angegeben. Übersehen wird dabei, dass der Lieferant der explosionsgeschützten Bauteile keine Herstellerverantwortung für das Gesamtprodukt z.B. die Maschine hat. Diese Verantwortung liegt beim Hersteller der Maschine, der die Anforderungen an die Konformitätsbewertung für seine Maschine korrekt durchführen muss. Insbesondere muss er prüfen, ob die Maschine insgesamt als Gerät in den Anwendungsbereich der ATEX-Richtlinie fällt. Beim Inverkehrbringen des Gesamtproduktes hat der Hersteller auch nachzuweisen, dass er im Sinne der ATEX 2014/34/EU die Konformitätsbewertung durchgeführt hat und zusätzlich auch für alle anderen anwendbaren EU-Richtlinien z.B. für Maschinen. In der EU-Konformitätserklärung ist zudem auch die Übereinstimmung mit allen Anforderungen weiterer zutreffender EU-Richtlinien zu erklären.
- Wenn nachstehende Risiken auftreten können, muss der Hersteller der Baugruppe „weiter“ denken und die Maschine nach dem Prinzip des integrierten Explosionsschutzes konzipieren und bauen. Das bedeutet, dass es nicht ausreicht, wie im Fall a) ausschließlich ATEX-zertifizierte Betriebsmittel und Maschinenteile zu verwenden, sondern es muss überprüft werden, ob sich durch die Kombination und ggf. auftretende gegenseitige Beeinflussung negative Auswirkungen auf den gesamten Explosionsschutz ergeben könnten. Beispielhaft seien einige auftretende Risiken genannt:
a) Mechanische Beeinflussungen: Stark vibrierende Betriebsmittel oder Konstruktionselemente wie Motoren oder Getriebe können sich bei unzureichender Befestigung bzw. Abfederung auf die Dauerfestigkeit von Konstruktionen oder die Dichtheit von Rohrleitungen und Armaturen auswirken. Als denkbare Konsequenzen ergeben sich Freisetzungen von brennbaren Stoffen, Reibungswärme an ungewünschten beweglichen Teilen oder gar mechanische Funken in Folge von Materialbrüchen.
b) Thermische Beeinflussungen: Starke Erwärmungen und Temperaturwechsel können die Materialeigenschaften (Festigkeit, Isoliervermögen u.a.) insbesondere von Kunststoffteilen auf lange Sicht signifikant verschlechtern. Auch tiefe Temperaturen z.B. als Folge schlechter Isolierung von Flüssiggasleitungen sind zu beachten.
c) Elektrische Beeinflussungen: Unzureichende Trennabstände zwischen stromführenden Leitern oder von Leitern zu fremden leitfähigen Teilen können zur induktiven und/oder kapazitiven Einkopplung von vagabundierenden Strömen führen. Besonders kritisch ist dies im Fall von eigensicheren Stromkreisen zu betrachten, deren gesamter Explosionsschutz damit wirkungslos gemacht werden kann.
d) Negative Beeinflussung notwendiger organisatorischer Maßnahmen: Durch ungeeigneten Zusammenbau können notwendige reguläre Prüf- und Wartungsmaßnahmen erschwert oder unmöglich gemacht werden.
Kennzeichnung von typischen Baugruppen
Beim Zusammenbau von nach 2014/34/EU zertifizierten Betriebsmitteln mit unterschiedlichen Explosionsschutzmerkmalen sind jeweils diejenigen für die gesamte Baugruppe zutreffend und anzugeben, die das niedrigste Schutzniveau darstellen, wie in den folgenden Beispielen aus dem Leitfaden zur 2014/34/EU zur Kennzeichnung erläutert wird. Ebenfalls erläutert werden dabei die Fälle, in denen die Baugruppen an den Schnittstellen zu unterschiedlichen Zonen bzw. zum Nicht-Ex-Bereich eingesetzt werden.
Allerdings ist die Angabe von Zündschutzarten auf dem Typschild (und zwingend in der Betriebsanleitung) nicht grundsätzlich ausgeschlossen und sollte in Betracht gezogen werden, wenn die Angabe direkt an der Baugruppe einen Mehrwert bietet. Dies kann z.B. der Fall sein, wenn die Möglichkeit der gegenseitigen Beeinflussung der Bestandteile der Baugruppe besteht und durch korrekte Handhabung ausgeschlossen werden muss.
Eine Frage bitte
Weitere Artikel
49. Heilbronner Ex-Schutz-Seminare

Der einmalige Wissensaustausch auf dem Gebiet des Explosionsschutzes und die seit Jahrzehnten erfolgreich etablierte Seminarreihe "Tag des…
Statische und dynamische Materialbeanspruchung von Ex…

Druckfest gekapselte Gehäuse müssen bei der Zertifizierung einer Prüfung auf Druckfestigkeit unterzogen werden
PLP NZ feiert 45 Jahre mit R. STAHL

Vor 45 Jahren kamen ebenfalls drei Dinge zusammen: R. STAHL, PLP (Electropar Ltd) und die Bereitschaft, eine innovative neue…
Kontaktöffnungs-Entladungen in einem zündfähigen H2-Luft-Gemisch

Für den sicheren Betrieb der Wasserstofftechnologie, als ein Basisbaustein für die Energiewendepolitik der Bundesrepublik, sind…
Notlicht-Sicherheitsbeleuchtung

Zentralbatterieanlagen als Sicherheitsbeleuchtungsanlagen bieten einen sicheren Schutz bei Ausfall der Spannungsversorgung
Wenn der Sensor Mist misst und der Schein trügt

Die Steuerung verfahrenstechnischer Anlagen basiert in der Regel auf der Messung von Prozessgrößen, beispielsweise Temperatur, Druck, Menge…
Digitale Unterstützung der Sichtprüfung mittels Deep Learning

Großes Potenzial, die Fehlerquote bei Sichtprüfungen zu reduzieren, liegen in dem Einsatz von Deep Learning Modellen. Durch eine…
Blitz- und Überspannungsschutz eigensicherer Messkreise

Der Betreiber hat die Pflicht, die Explosionsgefahr seiner Anlage zu beurteilen und er muss sicherstellen, dass alle Mindestvorschriften…
Wie R. STAHL TRANBERG die Digitalisierungsanforderungen der…

Digitalisierung und die Einbindung von Daten und Lösungen spielen heutzutage eine wichtige Rolle in der Schifffahrt und der maritimen…
Das „PTB Ex Proficiency Testing Scheme”

Das PTB Ex PTS hat sich inzwischen als wichtiges Werkzeug für den Kompetenz- und Leistungsnachweis der Ex-Prüflaboratorien weltweit…
Nicht-Elektrischer Explosionsschutz

Für Hersteller explosionsgeschützter Produkte und Betreiber von explosionsgefährdeten Anlagen sind Kenntnisse im Bereich des…
Zertifizierung in Südafrika

Die Zertifizierung in Südafrika hat bestimmte Schlüsselunterschiede zur internationalen Zertifizierung, z.B. IECEx oder ATEX
Globale Konformitätsbewertung mit dem IECEx-System

Das Technische Komitee (TC) 31 ist bei IEC eine Arbeitsgruppe mit der Aufgabe, ein weltweites Konformitätsbewertungssystem für…
Konformitätsbewertung in den Vereinigten Staaten

Im Gegensatz zur internationalen IEC/IECEx–Gemeinde und zur Europäischen Union stellt sich die Konformitätsbewertungslandschaft in den USA…
25 Jahre Zoneneinteilung in den USA

Im Bereich des Explosionsschutzes wurde mit der Veröffentlichung des Artikels 505 im National Electrical Code (NEC®) von 1996 ein großer…
Eine Fundgrube an Industrieerfahrung

Er löst damit Thorsten Arnhold ab, der dem IECEx in den letzten sechs Jahren vorstand
„Ex-citing“ Future durch Wasserstoff

Bis auf wenige Ausnahmen, die auf der Wirkung der Gravitation und der Radioaktivität beruhen, ist Wasserstoff die Quelle der meisten…
Zertifizierung für Ex-Produkte

Zum 01. Oktober 2020 müssen die meisten in China verkauften Ex-Produkte durch eine neue CCC-Ex-Produktzertifizierung und -Kennzeichnung…
Auszug ExInfo-NL 03/2020

Neue TRGS 720: Änderungen gegenüber der TRBS 2152/TRGS 720 in einem Dokument dargestellt
LNG - Mittelfristig der entscheidende Energieträger auf dem Weg…

LNG steht für Liquified Natural Gas, also Erdgas, welches durch Tiefkühlen auf -162 °C verflüssigt wird und dabei um den Faktor 1/600 seines…