ZT4: Betriebsbedingte Berührung rotierender Teile

Gefahr: Betriebsbedingte Kontaktflächen von Körpern unterschiedlicher Relativgeschwindigkeiten, wie Wellenabdichtungen oder Wellenlager, können bei Abweichungen vom Auslegungszustand heiße Oberflächen bilden, deren Temperaturen oberhalb der üblichen Zündtemperaturen liegen.

Schutzmaßnahmen: Begrenzung der Umfangsgeschwindigkeit drehender Teile an den Berüh-rungsstellen auf ≤ 1 m/s Werkstoffwahl von Dichtungen mit Schmelzverhalten unterhalb der sicherheitsrele-vanten Temperaturen Alternative Ausführung von Dichtflächen, wie Gleitringdichtungen mit oder ohne Flüssigkeitsüberwachung Überdimensionierung von Wellenlagerungen in Verbindung mit regelmäßiger Wartung In Sonderfällen Temperaturüberwachung von Lager oder Dichtungen

Unterhalb einer Umfangsgeschwindigkeit von ≤ 1 m/s ist auch im Falle von Störungen, wie dem Verlust des Gleitmittels innerhalb von Wellenlagerungen, grundsätzlich keine kritische temperaturrelevante Reibung anzunehmen. Eine Begrenzung der Umdrehungsgeschwindigkeit auf entsprechende Werte ist damit für alle Bereiche ein probates Vorgehen zur Vermeidung entsprechender Zündquellen.

Diese Maßnahme findet jedoch dort ihre Grenzen, wo aus technischen Gründen höhere Umfangsgeschwindigkeiten erforderlich sind.

Die Zulässigkeit von betriebsmäßigen Gleitflächen mit derartigen Geschwindigkeiten hängt von der Wahrscheinlichkeit des Auftretens explosionsfähiger Atmosphäre ab.

Dabei ist innerhalb der Zone 2 der Einsatz von Betriebsmitteln zulässig, von denen betriebsmäßig keine Zündgefahren ausgehen.

Für ausreichend dimensionierte Dichtungen und Lager ist eine betriebsmäßige Temperaturerhöhung auf kritische Werte nicht anzunehmen, so daß der Einsatz in Zone 2 ohne besondere Anforderungen erfolgen kann. In Zone 1 dürfen dagegen auch vorhersehbare Störungen nicht als Zündquelle wirken. Konstruktionsbedingt ist speziell bei Wellenabdichtungen ein Anpreßdruck der gegeneinander beweglichen Flächen zur Erzielung der angestrebten Dichtheit erforderlich.

Im Falle von Stopfbuchspackungen kann bei Betrieb innerhalb des kritischen Umfangsgeschwindigkeitsbereiches eine kurzfristige Überschreitung der zulässigen Temperatur infolge des gelegentlich aus Dichtheitsgründen erforderlichen Nachziehens nicht ausgeschlosssen werden, wenngleich sich die Beharrungstemperatur bereits nach einigen Minuten wieder auf unkritische Größenordnungen einstellt. Der Einsatz dieser Dichtungen in Zone 1 bei hohen Umfangsgeschwindigkeiten erfordert daher immer eine stoffspezifische Betrachtung. Beispielsweise können schnelldrehende Pumpen mit Stopfbuchspackungen im Regelfall nur dann in Zone 1 eingesetzt werden, wenn die Zündtemperatur des Fördermediums oberhalb der auftretenden Temperaturspitzen liegen, oder die Dichtung temperaturüberwacht ist. Wenn jedoch aufgrund des gewählten Dichtwerkstoffes vor Erreichen unzulässiger Temperaturen ein Schmelzen der Reibungsfläche einsetzt, so daß damit in der Folge der Reibungskontakt aufgehoben wird, kann auf eine Überwachung verzichtet werden.

Generell einsetzbar in Zone 1 sind dagegen Gleitringdichtungen.

In Zone 0 sind zur Vermeidung wirksamer Zündquellen bei kritischen Umdrehungsgeschwindigkeiten immer füllstands-, druck- oder temperaturüberwachte Gleitringdichtungen erforderlich.

Tabelle: Auswahl von Dichtungen in explosionsgefährdeten Bereichen

Dichtungsart	Einsatz bei Umfangsgeschwindig- keiten v > 1 m/s
Stopfbuchspackungen	in Zone 2 zulässig
Stopfbuchspackungen mit Schmelzverhalten unterhalb der Zündtemperatur	in Zone 1 zulässig
Gleitringdichtung	in Zone 1 zulässig
Gleitringdichtung, überwacht	in Zone 0 zulässig

Wellenlager sind dagegen funktionsbedingt daraufhin konstruiert, einen möglichst geringen Widerstand über Kugeln oder Walzen zu erzeugen. Die gegeneinander bewegten Flächen werden dabei durch Schmiermittel getrennt.

Bei Einhaltung der Wartungs- und Schmierintervalle zeigt die Praxis, daß ein Fressen eines fachgerecht dimensionierten Lagers auch bei höheren Umfangsgeschwindigkeiten nicht als vorhersehbare Störung anzunehmen ist, womit die Zulässigkeit zum Betrieb eines derartigen Lagers in Zone 1 gegeben ist.

Bei Einsatz in Zone 0 ist dagegen zusätzlich beispielsweise eine Temperaturüberwachung des Wellenlagers vorzusehen.

Für neu zu beschaffende Einrichtungen ist auch für den nichtelektrischen Teil des Aggregates eine Konformitätsbescheinigung des Herstellers erforderlich, soweit von der Betriebsweise Zündgefahren ausgehen (siehe Kapitel ZT3).  Dieses schließt die  Ausführung von Wellendichtungen, beispielsweise an Pumpen, oder Wellenlager mit ein.