Korea Ever-Power · YB2-Serie · ATEX-Antriebsleitfaden für Chemieanlagen

In Tanks, Behältern und geschlossenen Räumen, in denen explosionsfähige Dampf-Luft-Gemische kontinuierlich oder über längere Zeiträume (mehr als 1.000 Stunden pro Jahr) vorhanden sind, sind Standardmotoren, einschließlich explosionsgeschützter Motoren, für Zone 0 nicht geeignet. Zone 0 erfordert eigensichere (Ex ia) Geräte, die speziell für diese Zone zertifiziert sind. Anlagen der chemischen Industrie, die in geschlossenen Prozessbehältern installiert sind, fallen in Zone 0; Motoren, die Rührwerke in Behältern antreiben, sind außerhalb des Behälters installiert und befinden sich typischerweise in Zone 1.

Bereiche um Entlüftungsöffnungen, Pumpendichtungen, Flanschverbindungen und Prozessanlagen, in denen während des normalen Betriebs (10 bis 1000 Stunden pro Jahr) explosive Dämpfe freigesetzt werden können, werden als Zone 1 eingestuft. Dazu gehören auch Pumpenräume, in denen brennbare Lösungsmittel gehandhabt werden, Bereiche im Umkreis von 0,5 m um offene Abwassersysteme sowie Bereiche um Probenahmestellen an Prozessleitungen. Alle Motoren in Zone 1 müssen gemäß ATEX oder IECEx Ex d, Ex e oder gleichwertig für Gase der Gruppe II und die jeweilige Temperaturklasse des Standorts zertifiziert sein.

Bereiche, in denen während des Normalbetriebs keine explosiven Dämpfe zu erwarten sind, diese aber gelegentlich oder kurzzeitig (unter 10 Stunden pro Jahr) auftreten können – typischerweise der Bereich um Zone 1, der sich 1 bis 3 m von den Zone-1-Grenzen erstreckt. Allgemeine Außenbereiche einer Chemieanlage, in denen brennbare Stoffe verarbeitet werden, gehören typischerweise zur Zone 2. Motoren in Zone 2 müssen gemäß ATEX/IECEx für Gase der Gruppe II nach Ex d oder Ex e zertifiziert sein. Ein für Zone 1 zertifizierter Motor (Ex d IIB T4) ist auch für die Installation in Zone 2 geeignet.

Ex-d-Motoren sind so konstruiert, dass eine interne Explosion innerhalb des Motorgehäuses eingeschlossen und eine Ausbreitung in die Außenatmosphäre verhindert wird. Der Motor ist intern nicht funkenfrei – vielmehr ist das Gehäuse so ausgelegt, dass es dem internen Explosionsdruck (typischerweise 10 bis 15 bar) standhält. Alle externen Verbindungen sind mit präzisen Spaltmaßen (MESG) versehen, die austretende heiße Gase unter die Zündtemperatur der Umgebungsluft abkühlen, bevor sie austreten können. Ex-d-Motoren eignen sich für Zone 1 und Zone 2.

Ex-e-Motoren verhindern Funkenbildung, Lichtbögen und heiße Oberflächen im Normalbetrieb und unter festgelegten Überlastbedingungen. Dies wird durch verbesserte Konstruktionsstandards erreicht, die die internen Zündquellen eliminieren, welche bei Ex-d-Motoren lediglich vorhanden sind. Ex-e-Motoren besitzen keine Bürstenkontakte, keinen Kommutator und verfügen über eine verbesserte Wicklungsisolierung sowie eine Temperaturüberwachung. Ex-e-Käfigläufermotoren werden in Zone 2 häufig bevorzugt, da ihr offenes Gehäuse (im Vergleich zum geschlossenen, schweren Gusseisengehäuse von Ex-d-Motoren) eine bessere natürliche Belüftung und Kühlung ermöglicht, was die Effizienz steigert und das Gewicht reduziert. Ex-e-Motoren erfordern eine obligatorische Wicklungstemperaturüberwachung (PTC-Thermistoren), die an ein zertifiziertes Schutzrelais angeschlossen ist.

Die Korea Ever-Power YB2-Serie ist ein Drehstrom-Käfigläufermotor, der gemäß ATEX-Richtlinie und IECEx-Norm nach Ex d IIB T4 zertifiziert ist. Er eignet sich für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen der Zonen 1 und 2, in denen die explosionsfähige Atmosphäre der Gruppe IIA oder IIB zugeordnet ist (einschließlich der meisten organischen Lösungsmittel, Erdölfraktionen und Chemieanlagengase außer Wasserstoff und Acetylen). Die gesamte YB2-Baureihe ist erhältlich in der Produktbereich explosionsgeschützte Motoren.

Der YB2 basiert auf der gleichen metrischen IEC 72-1-Rahmenkonstruktion wie die Standard-Y2-Serie und kann daher einen Standard-Y2-Motor in einer bestehenden Anlage ohne Änderungen an Motorgrundplatte, Kupplung oder Kabeleinführung ersetzen. Das robuste Gusseisengehäuse bietet Schutzart IP55 für die Installation im Außenbereich von Chemieanlagen, wo Regen und Reinigung mit Wasserschlauch möglich sind. Der Klemmenkasten ist mit einer Ex-d-zertifizierten Kabelverschraubung für den Einsatz mit armierten Kabeln oder Schutzrohrsystemen in explosionsgefährdeten Bereichen ausgestattet.

Externe Rührwerksmotoren, die Rührwerke in chemischen Reaktoren über Gleitringdichtungen antreiben, befinden sich in Zone 1. Es handelt sich um 4- oder 6-polige Motoren der Baureihe YB2 mit einer Leistung von 1,5 bis 22 kW, die typischerweise mit einem Schneckengetriebe der Baureihe NMRV für niedrige Rührgeschwindigkeiten (10 bis 60 U/min) kombiniert sind. Motor und Getriebe müssen in Ex-d-Gehäusen untergebracht sein.

Gaskompressoren und Prozessluftgebläse in Chemieanlagen, die mit brennbaren Prozessgasen arbeiten, benötigen Motoren der Schutzart YB2 Ex d IIB T4 mit einer Leistung von 5,5 bis 200 kW. Der Motor muss mit dem Kompressorrahmen über einen Erdungsleiter geerdet sein, der so dimensioniert ist, dass er den vollen Motorfehlerstrom für eine Zeit führen kann, die ausreicht, um die Sicherung oder den Leistungsschalter auszulösen.

Flüssigprodukt-Beladepumpen in Tanklagerhallen, die Erdölprodukte (Benzin, Diesel, Kerosin) umschlagen, fallen im Normalbetrieb unter Zone 2 und während des Beladevorgangs unter Zone 1. Die Norm YB2 Ex d IIB T4 bietet eine Zone-1-Zertifizierung, die sowohl für den Normalbetrieb als auch für den Beladevorgang gilt, ohne dass zwei unterschiedliche Motorspezifikationen erforderlich sind.

Abwasserpumpen in Chemieanlagen, die lösungsmittelhaltiges Abwasser fördern, können der Zone 2 zugeordnet werden, wenn Lösemittelkonzentrationen über 25% UEG möglich sind. Für die Zone-2-Klassifizierung bietet YB2 Ex d IIB T4 die erforderliche Zertifizierung mit Schutzart IP55 für die Installation in Außenschächten und -pumpen.

Alle Kabeleinführungen in einen YB2-Anschlusskasten müssen Ex-d-zertifizierte Kabelverschraubungen des für das verwendete Kabel geeigneten Typs und Durchmessers verwenden. Standardmäßige IP68- oder wasserdichte Kabelverschraubungen sind für Ex-d-Anwendungen nicht ausreichend – die Verschraubung muss speziell für die Verwendung mit Ex-d-Gehäusen zertifiziert sein und so installiert werden, dass die Ex-d-Integrität des Anschlusskastens gemäß IEC 60079-0 erhalten bleibt.

Der Motorrahmen des Typs YB2 muss über einen separaten Erdungsleiter, der an die externe Erdungsschraube am Motorrahmen angeschlossen ist, mit dem Erdungsnetz der Anlage verbunden werden. Die Erdungsdurchgängigkeit muss im Rahmen der Inbetriebnahmeprüfung überprüft und in den elektrischen Prüfprotokollen des Bereichs dokumentiert werden.

In Anlagen der Zone 1, in denen der Motor längeren Überlastbedingungen ausgesetzt sein kann (z. B. Pumpenblockade oder Kavitation), sollten PTC-Wicklungsthermistoren installiert und an ein zertifiziertes Thermistorrelais angeschlossen werden. Ein überlasteter Ex-d-Motor kann Oberflächentemperaturen über dem Grenzwert T4 von 135 °C erreichen, bevor das Motorüberlastrelais auslöst. Dies stellt selbst bei einem korrekt dimensionierten Motor eine Zündgefahr dar.

Elektrische Betriebsmittel in explosionsgefährdeten Bereichen (einschließlich Ex-d-Motoren) müssen gemäß IEC 60079-17 regelmäßig geprüft werden, um sicherzustellen, dass die Ex-d-Schutzart erhalten bleibt – d. h., dass alle Befestigungselemente vorhanden sind, der Klemmenkastendeckel korrekt sitzt, die Kabelverschraubungen dicht sind und das Motorgehäuse nicht korrodiert ist. In Zone 1 ist eine genaue Prüfung in der Regel mindestens alle 3 Jahre, in Zone 2 alle 5 Jahre erforderlich.