Zone 21

Definition

Zone 21 ist eine Klassifizierung explosionsgefährdeter Bereiche für brennbare Stäube nach den europäischen ATEX-Richtlinien 2014/34/EU und 1999/92/EG. Sie bezeichnet einen Bereich, in dem sich im Normalbetrieb gelegentlich eine gefährliche explosionsfähige Atmosphäre in Form einer Wolke aus in der Luft enthaltenem brennbaren Staub bilden kann.

Zur groben zeitlichen Einordnung wird Zone 21 häufig mit einem Auftreten einer explosionsfähigen Atmosphäre von etwa 10 bis 1.000 Stunden pro Jahr verknüpft. Sie liegt damit zwischen dem dauerhaft staubbeladenen Apparateinneren (Zone 20) und der weiteren Umgebung (Zone 22).

Einordnung gegenüber Zone 20 und Zone 22

Für Zone 21 sind Geräte der Kategorie 2D mit dem Geräteschutzniveau EPL Db erforderlich. Der Schutz muss also auch bei häufiger auftretenden Störungen und bei Staubfreisetzung wirksam bleiben, nicht nur im fehlerfreien Normalbetrieb.

Typische Zone-21-Bereiche an Mischanlagen

In der Verfahrens- und Mischtechnik entstehen durch Förderung, Mischen, Einfüllen und Entleeren zwangsläufig Staubwolken und Staubablagerungen. Als Zone 21 werden vor allem Bereiche eingestuft, in denen beim üblichen Betrieb regelmäßig Staub aufgewirbelt oder freigesetzt wird:

• prozessnahe Bereiche von Einfüll- und Entleerstellen wie Sackaufgabestationen, Big-Bag-Stationen und Austragsstutzen
• Umgebung von Probenahme- und Inspektionsöffnungen, die im Betrieb oder häufig geöffnet werden
• staubführende Übergabestellen, an denen sich im Normalbetrieb Staubwolken bilden können

Welche Ausdehnung die Zone 21 im Einzelfall hat, hängt von den Staubkenndaten, der Prozessführung sowie der Wirksamkeit von Lüftung, Absaugung und Reinigung ab.

Staubarten und Explosionsgruppen

• IIIA: brennbare Flusen
• IIIB: nicht leitfähige Stäube
• IIIC: leitfähige Stäube, zum Beispiel Metallstäube

Bei leitfähigen Stäuben der Gruppe IIIC steigen die Anforderungen an Gehäusedesign und Dichtheit, etwa an höhere IP-Schutzarten, weil Ablagerungen und Staubwolken zusätzlich mit elektrischer Leitfähigkeit und Funkenbildung kombiniert sein können.

Konstruktive und organisatorische Anforderungen

Geräte- und Anlagentechnik

• Einsatz von Geräten der Kategorie 2D mit EPL Db
• Begrenzung der Oberflächentemperaturen von Motoren, Getrieben, Gehäusen und Lagern auf Werte deutlich unterhalb der Zündtemperatur des Staubes, um Glimm- und Schwelbrände zu vermeiden
• Vermeidung mechanischer Zündquellen durch geeignete Spaltmaße und konstruktive Auslegung
• elektrostatische Erdung und Potenzialausgleich aller leitfähigen Anlagenteile
• gegebenenfalls druckstoßfeste oder druckentlastete Bauweise der angrenzenden Apparate

Abdichtung und Staubführung

• hochwertige Dichtsysteme zur Minimierung von Staubleckagen zwischen dem staubführenden Innenraum, häufig Zone 20, und der Umgebung
• staubdichte oder staubarme Ausführung von Filter- und Entstaubungssystemen
• gezielte Absaugung an Einfüll- und Entleerstellen, um die Staubkonzentration zu senken und einen Bereich von Zone 21 auf Zone 22 oder in einen nicht explosionsgefährdeten Bereich herabzustufen

Organisation und Dokumentation

• Zoneneinteilung im Rahmen der Gefährdungsbeurteilung und Erstellung eines Explosionsschutzdokuments mit Bereichen, Stoffen, Zündquellen und Schutzmaßnahmen
• regelmäßige Reinigung, um Staubschichten zu entfernen, bevor bei Aufwirbelung gefährliche Staub-Luft-Gemische entstehen

• Schulung der Mitarbeitenden zum Verhalten in explosionsgefährdeten Bereichen sowie zu Betrieb, Wartung und Überwachung der ex-geschützten Anlagen

   

Verantwortung des Betreibers

Die korrekte Zoneneinteilung ist rechtlich und fachlich Aufgabe des Betreibers der Anlage. Sie muss auf Basis der konkreten Prozessbedingungen, Stoffdaten und Schutzkonzepte erfolgen und in der Dokumentation nachvollziehbar begründet werden. Externe Fachberatung kann bei der Ermittlung der Staubkenndaten, der Auswahl geeigneter Geräte, der Festlegung der Schutzmaßnahmen und der Ausarbeitung der Explosionsschutzunterlagen unterstützen.