Kennen Sie das Projekt NEXdGEN? NEXdGEN steht für normative Anpassung zur statischen und dynamischen Beanspruchung von Gehäusen der Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“ (Ex d). Dieses führen wir gemeinsam mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) mit dem Ziel durch, die Forderungen der Norm im Bereich der Zündschutzart Ex d zu optimieren. Die Zusammenarbeit findet im Rahmen des Förderprogramms WIPANO (Wissens- und Technologietransfer durch Patente und Normen) statt. Es soll neueste Erkenntnisse der Forschung in Normen und Standards überführen, und somit der Öffentlichkeit und der Wirtschaft zur Verfügung gestellt werden.
Gemeinsames Projekt mit der PTB
Für eine dem Stand der Technik bestmögliche Prüfung der Gehäuseeigenschaften bei der Zündschutzart Ex d, muss die entsprechende Norm (IEC 60079-1) permanent überarbeitet werden. Mit dem Projekt NEXdGEN sollen die Einflussfaktoren und deren Wirkung auf die Materialbeanspruchung ermittelt werden. Die PTB leitet das Projekt und ist für die Versuchsplanung, -durchführung und -auswertung verantwortlich. Wir stellen die Versuchsmuster und führen die gleichen Messungen im R. STAHL Labor durch. Die Versuchsauswertung erfolgt gemeinsam und die Ergebnisse werden in die nächste Ausgabe der Norm eingebracht.
Zündschutzart „Druckfeste Kapselung“
Prüfungen nach der Norm IEC 60079-1 Ex d
Eine der im Rahmen des Projekts NEXdGEN durchgeführte Prüfung ist die Ermittlung des Bezugsdrucks. Hierbei wird der maximale Explosionsdruck im Inneren des Ex d-Gehäuses ermittelt. Aus Sicherheitsgründen muss eine solche Prüfung in unserer Ex d-Prüfanlage im Labor erfolgen.
Bei der Prüfung wird ein vorgegebenes, explosionsfähiges Luft-Gasgemisch in das Prüfgehäuse eingebracht, gezündet und der entstandene Druck im Inneren des Gehäuses ermittelt. Neben einem mehr oder weniger lautem „Klick“ hört man hier während der Prüfung nichts. Der ermittelte maximale Explosionsdruck (Bezugsdruck) dient als Grundlage für die Dimensionierung des Gehäuses.
Während der Typenprüfung bei den Zertifizierungsprüfungen muss eine statische Druckprüfung an den zu zertifizierenden Gehäusen durchgeführt werden. Das Ergebnis dieser Prüfung ergibt dann, ob an den gefertigten Gehäusen später eine statische Druckprüfung als Einzelstückprüfung, als Chargenstückprüfung oder gar keine Prüfung durchgeführt werden muss. Der Prüfdruck bei der Stückprüfung und bei der Chargenprüfung muss dann das 1,5-fache des Bezugsdrucks sein.
Prüfung der Zünddurchschlagsicherheit
Im Bereich der Zündschutzart Ex d ist neben der Prüfung des Bezugsdrucks die Prüfung der Zünddurchschlagsicherheit wohl eine der interessantesten Prüfungen im Labor. Hier wird nachgewiesen, dass alle Spalte im Gehäuse eine Fortpflanzung der Explosion nach außen sicher verhindern. Dazu wird bei der Prüfung in das Ex d-Gehäuse und in die direkte Umgebung des Gehäuses – also in den Prüfkessel – das gleiche explosionsfähige Gasgemisch eingebracht. Wenn das Gasgemisch im Inneren des Prüfgehäuses gezündet wird, und es kommt zu keiner Zündung des umgebenden Gasgemisches, ist das Gehäuse zünddurchschlagsicher.
Um einen Zünddurchschlag zu erzeugen, bringen wir eine bewusste Spalterweiterung an einem Ex d-Gehäuse ein. Die Spaltweite des ebenen Spaltes zwischen Gehäuse und Deckel wird so groß gewählt, dass eine Fortpflanzung der inneren Explosion nach außen garantiert ist. Hiermit wird die Auswirkung auf eine explosionsfähige Umgebung außerhalb des Gehäuses verdeutlicht. Bei dieser Explosion ist ein sehr lauter Knall zu hören.
Aufnahmen eines Explosionsverlaufs vom Inneren des Ex d-Gehäuses in den Innenraum der Prüfanlage mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, die 1000 Bilder pro Sekunde aufnimmt:
Explosion im Inneren des Gehäuses, die sich durch die Spaltenerweiterung fortsetzt. Die Durchzündung mit Acetylen tritt in bläulich-gelber Flamme aus.
Innerhalb von zwei Millisekunden greift die Durchzündung über und bringt das zündfähige Gasgemisch in der äußeren Umgebung zum Explodieren.
Nach weiteren 5 Sekunden. Annähern das ganze Volumen der explosionsfähigen Atmosphäre innerhalb des Kessels ist bereits gezündet.
- Explosion im Inneren des Gehäuses, die sich durch die Spaltenerweiterung fortsetzt. Die Durchzündung mit Acetylen tritt in bläulich-gelber Flamme aus.
- Innerhalb von zwei Millisekunden greift die Durchzündung über und bringt das zündfähige Gasgemisch in der äußeren Umgebung zum Explodieren.
- Nach weiteren 5 Sekunden. Annähern das ganze Volumen der explosionsfähigen Atmosphäre innerhalb des Kessels ist bereits gezündet.
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