Was ist ATEX-Beleuchtung und wann ist sie bei hohen Temperaturen erforderlich?

ATEX-Beleuchtung ist Beleuchtung, die speziell für den Einsatz in Umgebungen zertifiziert ist, in denen durch die Anwesenheit brennbarer Gase, Dämpfe, Nebel oder Staub eine Explosion droht. Sie ist erforderlich, sobald in einem Raum oder einer Zone ein Explosionsrisiko besteht, das durch einen Funken oder eine Hitzequelle ausgelöst werden kann. Dies gilt für eine Vielzahl von Branchen, von der Petrochemie und Offshore bis hin zur Lebensmittelverarbeitung und Recycling.

In diesem Artikel beantworten wir die häufigsten Fragen zu ATEX-LED-Beleuchtung, dem Zusammenhang mit hohen Temperaturen und dem Zeitpunkt, zu dem man beide benötigt.

In welchen Umgebungen ist eine ATEX-Beleuchtung vorgeschrieben?

ATEX-Beleuchtung ist obligatorisch in allen Bereichen, in denen explosive Atmosphären durch brennbare Stoffe in der Luft entstehen können. Dazu gehören Orte, in denen Gase, Dämpfe, Flüssigkeiten oder Staubwolken vorhanden sind, die bei Kontakt mit einer Entstehungsquelle entflammen oder explodieren können. Dies ist keine Wahl, sondern eine gesetzliche Pflicht.

In der Praxis handelt es sich um eine breite Palette von industriellen Standorten:

Rohölraffinerien und petrochemische Anlagen
Offshore-Plattformen und LNG-Terminals
Lagerräume für brennbare Flüssigkeiten oder Gase
Lack- und Beschichtungsbetriebe
Mühlenbetriebe, Zuckerfabriken und andere Lebensmittelhersteller mit stofrisikosekuren
Recyclinganlagen mit brennbarem Stoff
Reinigungseinrichtungen mit Methanproduktion
Bergwerksstätten und unterirdische Tunnel

Die Anwesenheit einer brennbaren Substanz allein ist bereits ein ausreichender Grund, um die Umgebung zu bewerten und gegebenenfalls explosionssichere Beleuchtung anzuwenden. Die Beurteilung, ob eine Zone ATEX-pflichtig ist, liegt in der Verantwortung des Arbeitgebers oder des Betreibers der Anlage.

Was bedeuten die ATEX-Kategorien und -Bereiche in der Praxis?

ATEX-Zonen geben an, wie häufig und wie lange eine explosive Atmosphäre an einem bestimmten Ort vorhanden ist. Die Einstufung bestimmt, welche Kategorie von Leuchten mindestens erforderlich ist. Je höher das Risiko, desto strenger die Anforderungen an die Beleuchtung.

Für Gase und Dämpfe gelten drei Bereiche:

Zone 0: Explosive Atmosphäre ist ständig oder über einen längeren Zeitraum vorhanden. Dies ist die gefährlichste Zone, wie beispielsweise der Innenraum einer Speicherbehälter mit brennbaren Flüssigkeiten.
Zone 1: Explosive Atmosphäre kann gelegentlich während des normalen Betriebs entstehen. Zum Beispiel direkt um eine Pumpe oder ein Schalter in einer chemischen Anlage.
Zone 2: Eine explosive Atmosphäre ist während des normalen Betriebs unwahrscheinlich, kann jedoch bei Störungen oder ungewöhnlichen Bedingungen auftreten. Dies gilt insbesondere für die Umgebung eines Prozesswerks.

Für Stoffe gelten ähnliche Bereiche (20, 21 und 22), mit der gleichen Logik: Je höher die Nummer, desto geringer das Risiko. Die Kategorie eines ATEX-Geräts muss der Zone entsprechen: In Zone 1 ist mindestens Kategorie 2 erforderlich, in Zone 0 ist Kategorie 1 erforderlich. Dies hat direkte Auswirkungen auf die Konstruktion und die Zertifizierung des Geräts. ATEX-Armaturen die man einsetzen darf.

Warum ist Standard-LED-Beleuchtung in explosionsgefährdeten Bereichen gefährlich?

Alleinige LED-Beleuchtung ist in explosionsgefährdeten Bereichen gefährlich, da diese Lampen nicht dafür ausgelegt sind, Funken, Bogenschläge oder heiße Oberflächen zu verhindern. Selbst eine kleine elektrische Zündflamme oder eine zu hohe Oberflächentemperatur kann ausreichen, um eine explosive Atmosphäre zu entfachen.

Standardmäßige Industrie-LED-Leuchten sind für Leistung und Langlebigkeit ausgelegt, aber nicht für explosionssichere Anwendungen. Die Gehäuse sind nicht gasdicht, die elektrischen Komponenten sind nicht explosionsgeschützt und die maximale Oberflächentemperatur ist nicht für bestimmte Gasgruppen zertifiziert. In einer Umgebung mit brennbaren Gasen oder Staub ist dies eine ernsthafte Sicherheitsrisikofunktion.

ATEX-LED-Beleuchtung unterscheidet sich in mehreren Punkten von Standardbeleuchtung: Die Gehäuse sind robust und gasdicht oder staubdicht, die elektrischen Komponenten sind so konstruiert, dass sie keine Funken erzeugen, und die maximale Oberflächentemperatur wurde getestet und je Temperaturklasse begrenzt. Kurz gesagt: ATEX-Leuchten sind nicht besser beleuchtend, sondern grundlegend sicherer in den Einsatzbereichen, für die sie bestimmt sind.

Wie funktionieren ATEX-Leuchten bei extremen Temperaturen?

Bei ATEX-Beleuchtung in Umgebungen mit hohen Umgebungstemperaturen spielen zwei Faktoren gleichzeitig eine Rolle: die Explosionsschutzfunktion und die thermische Belastung der Leuchte selbst. Standardmäßige ATEX-Leuchten sind in der Regel für normale Umgebungstemperaturen ausgelegt, in industriellen Umgebungen kann die Temperatur jedoch außerhalb dieses Bereichs liegen.

Der kritische Punkt liegt in der Temperaturklasse der Leuchte. Eine ATEX-Leuchte hat eine maximale Oberflächentemperatur, die nicht überschritten werden darf, da andernfalls die umliegende Atmosphäre entflammen kann. Diese maximale Temperatur wird in einer T-Klasse (T1 bis T6) angegeben. Je höher die T-Klasse, desto niedriger die maximale zulässige Oberflächentemperatur der Leuchte.

In Umgebungen mit hohen Umgebungstemperaturen wird es für die Leuchte schwieriger, Wärme abzuführen, wodurch die Oberflächentemperatur schneller ansteigen kann. Eine ATEX-Leuchte, die unter normalen Bedingungen die T-Klasse erfüllt, kann dies bei 80 oder 100 Grad Umgebungstemperatur nicht mehr garantieren. Daher ist es unerlässlich, dass Leuchten für ATEX hohe Temperaturen Sie wurden speziell für diese kombinierten Bedingungen getestet und zertifiziert.

Was ist der Unterschied zwischen ATEX-Zonen und Hochtemperaturbereichen?

ATEX-Zonen und Umgebungen mit hoher Temperatur sind zwei separate Klassifizierungen, die jeweils ihre eigenen Anforderungen an die Beleuchtung stellen. Eine ATEX-Zone beschreibt das Risiko einer explosionsfähigen Atmosphäre. Eine hohe Temperaturumgebung beschreibt die thermische Belastung, der ein Beleuchtungsobjekt ausgesetzt ist. Die beiden können zusammenfallen, aber das muss nicht sein.

Ein Stahlwerk hat in der Regel keinen explosionsgefährdenden Gasstrom in der Luft, aber die Umgebungstemperatur um einen Hochofen oder Walzwerk kann bis über 100 Grad Celsius steigen. Für diese Situationen ist keine ATEX-Beleuchtung erforderlich, sondern lediglich Geräte, die gegen extreme Hitze und Infrarotstrahlung schützen. Umgekehrt kann eine Lagerbehälter für brennbare Flüssigkeiten bei Raumtemperatur betrieben werden: dort ist ATEX vorgeschrieben, aber hohe Temperaturanforderungen sind weniger relevant.

Die Situationen, in denen beide Anforderungen zusammenkommen, sind komplexer und erfordern speziell entwickelte Lösungen. Denk hierbei an chemische Prozesse, bei denen brennbare Gase bei erhöhten Prozesstemperaturen freigesetzt werden, oder an Offshore-Anlagen in warmen Klimazonen, in denen auch brennbare Gase vorhanden sind.

Wann benötigen Sie sowohl ATEX- als auch Hochtemperaturlicht?

Beide sind erforderlich, wenn eine Anlage sowohl ein explosionsgefährdendes Umfeld als auch eine hohe Umgebungstemperatur aufweist. Dies ist seltener, als es klingt. In der Praxis gibt es mehrere industrielle Umgebungen, in denen diese Kombination vorkommt, und Standardlösungen reichen nicht aus.

Typische Situationen, in denen beide Anforderungen zusammenkommen, sind Raffinerien in warmen Klimazonen, chemische Fabriken mit exothermen Prozessen, Gasbrenneranlagen und bestimmte Offshore-Anwendungen. In allen diesen Fällen muss die Leuchte sowohl explosionssicher als auch thermisch gegen die Umgebungsbedingungen beständig sein.

Die Herausforderung besteht in der Kombination von Anforderungen: Ein ATEX-Gerät, das auch hohen Umgebungstemperaturen standhält, muss in beiden Bereichen zertifiziert sein. Dies erfordert eine spezielle Konstruktion, bei der die Wärmeableitung des Geräts auf die kombinierte Belastung abgestimmt ist, ohne dass dabei die explosionssichere Ausrüstung beeinträchtigt wird. Daher arbeiten Sie für die jeweiligen Bereiche mit einem zertifizierten Ex-Hersteller, und für die Teile außerhalb dieser Bereiche ist es sinnvoll, mit einem Spezialisten in der Industriell beleuchtung für extreme Bedingungen die das gesamte Geschehen überwacht.

Praxisbeispiel: Tata Steel IJmuiden

Tata Steel IJmuiden wollte die Beleuchtung in der Nähe des Produktionsprozesses umweltverträglicher gestalten. In unmittelbarer Nähe des heißen Stahls steigt die Temperatur auf +120 °C an, das Stahlstrahlen Infrarotlicht und die Zusammensetzung der Luft ist aggressiv. Die Aufgabe war damit vor allem eine material- und thermische Herausforderung. Das Lichtdesign und die Engineering wurden JEL übernommen, die Installation wurde entworfen und Barracuda HT und Orca HT wurden Snapper HT je nach Standort ausgewählt, basierend auf den Anforderungen der Situation. Diese HT-Ausführungen reflektieren die Infrarotstrahlung anstatt sie zu absorbieren. In der Nähe der Arbeitsumgebung wird ein Lichtpegel von 100 Lux erreicht, mit einer gleichmäßigkeit von bis zu 0,55.

Hitzeschaden und Explosionsgefahr sind separate Fragen. Bei einem Prozess wie diesem bestimmen Temperatur, Strahlung und Luftzusammensetzung die Auswahl der Leuchte. Da außerdem eine explosive Atmosphäre entstehen kann, kommt eine ATEX-Kennzeichnung hinzu, die eine eigene, zertifizierte Lösung erfordert. Durch die separate Beurteilung beider Fragen wird verhindert, dass eine Leuchte ausgewählt wird, die an einem Punkt erfüllt und an einem anderen nicht.

Mehr zum Projekt Tata Steel IJmuiden

Wie JEL Products hilft ATEX-Beleuchtung und Anwendungen bei hohen Temperaturen?

JEL Products Sie verfügt über umfangreiche Erfahrung mit Beleuchtungsprojekten in Umgebungen, in denen Standardlösungen nicht funktionieren. Bei Hochtemperaturanwendungen leistet JEL die Beleuchtung selbst, wo auch explosionsgefährdungen auftreten, JEL die Teile außerhalb der ATEX-Bereiche und rät für die Bereiche zu einem zertifizierten Ex-Hersteller. Die Herangehensweise richtet sich stets nach der spezifischen Situation und nicht nach einem fertigen Produkt aus dem Katalog.

Konkret bietet JEL Products Unterstützung in den folgenden Bereichen:

Beleuchtung für die Bereiche außerhalb der ATEX-Zonen, mit Verweis auf einen zertifizierten Ex-Hersteller für die Zonen selbst
Lieferung von Hochtemperaturschränken der HT-Serie, darunter die Orca HT und Barracuda HT für Umgebungstemperaturen bis +120°C
Leuchtenkonzept abgestimmt auf die betrieblichen und sicherheitstechnischen Anforderungen des Standorts
Engineering der gesamten Beleuchtungseinrichtung, einschließlich Fundament, Masten und Verkabelung
Installation und Inbetriebnahme durch eigenes zertifiziertes Personal (ISO9001 und VCA**)
Instandhaltung und Management für die Stabilität bei 24/7-Betrieben

Haben Sie Fragen zur Beleuchtung einer Stelle mit ATEX-Bereichen oder möchten Sie wissen, welche Lampen für Ihre spezifischen Bedingungen geeignet sind? Kontaktieren Sie uns bitte unter Kontaktseite von JEL Products für ein unverbindliches Gespräch mit einem Spezialisten.

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