Elektrische Stellantriebe für Wasserstoffanwendungen: Fragen zum Explosionsschutz vor der Auswahl
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Die Auswahl eines elektrischen Antriebs für Wasserstoffanwendungen erfordert mehr als die Anpassung von Drehmoment und Spannung. Einkäufer müssen auch den Installationsbereich, die Explosionsschutzkennzeichnung, den Zertifizierungsumfang und die Betriebsgrenzen prüfen.
Ventil und Antrieb erfordern getrennte Bewertungen. Ein Ventil muss für den Wasserstoffprozess geeignet sein, während ein in einem explosionsgefährdeten Bereich installierter Antrieb die Anforderungen dieses Ortes erfüllen muss.
Für Ingenieure, Vertriebspartner und Projekteinkäufer bieten die folgenden Fragen einen praktischen Ausgangspunkt vor der Bestellung eines Wasserstoff-Ventilantriebs.
1. Wo wird der Wasserstoff-Ventilantrieb installiert?
Beginnen Sie mit der Einstufung des explosionsgefährdeten Bereichs vor Ort.
Diese Bewertung ermittelt, wo sich eine brennbare Atmosphäre bilden kann, und berücksichtigt, wie oft sie auftreten und wie lange sie bestehen kann. Sie leitet die Auswahl von Geräten und Maßnahmen zur Zündquellenvermeidung.
Fordern Sie vom Projektteam an:
- Explosionsgefährdete Zone am Antriebsstandort.
- Erforderliches Geräteschutzniveau (EPL).
- Vorhandenes Gas oder Gasgemisch.
- Erforderliche Gasgruppe.
- Temperaturanforderungen.
- Minimale und maximale Umgebungstemperaturen.
- Geltende lokale Zulassungsanforderungen.
Gehen Sie nicht davon aus, dass jeder Antrieb in einer Wasserstoffanlage die gleichen Anforderungen hat. Geräte in der Nähe einer potenziellen Austrittsstelle können anderen Bedingungen ausgesetzt sein als Geräte an einem separaten, bewerteten Standort.
Die Standorteinstufung sollte von den verantwortlichen Projektspezialisten stammen und nicht aus einem Produktkatalog übernommen werden.
2. Deckt die Gasgruppe Wasserstoff ab?
Wasserstoff wird im IEC-Explosionsschutzrahmen der Gasgruppe IIC zugeordnet. Daher ist ein Antrieb der Gasgruppe IIC ein relevanter Ausgangspunkt bei der Auswahl von Geräten für einen explosionsgefährdeten Wasserstoffbereich.
Jedoch ist die vollständige Kennzeichnung entscheidend. Eine Gasgruppenbezeichnung allein bestätigt nicht das korrekte Schutzniveau, die Temperaturklasse oder den Umgebungstemperaturbereich.
Eine alleinige IIB-Kennzeichnung begründet keine Eignung für Wasserstoff. Manche Geräte haben eine spezifische Wasserstoff-Erweiterung, häufig angegeben als IIB+H₂. Wenn diese vorgeschlagen wird, prüfen Sie das tatsächliche Zertifikat und holen Sie die Projektfreigabe ein, anstatt gewöhnliche IIB-Geräte als gleichwertig zu behandeln.
Einkäufer sollten ein klares Bild des Typenschilds für das angebotene genaue Modell anfordern.
3. Ist das IECEx-Zertifikat des elektrischen Antriebs für dieses Modell gültig?
Wenn ein Lieferant einen IECEx-Elektroantrieb anbietet, fordern Sie dessen vollständiges IECEx-Konformitätszertifikat an, einschließlich Anlagen und Ergänzungen.
Prüfen Sie, ob das Zertifikat Folgendes abdeckt:
- Hersteller und Produktionsidentität.
- Genaue Antriebsmodell oder Modellreihe.
- Gelieferte elektrische und steuerungstechnische Optionen.
- Explosionsschutzkennzeichnung.
- Umgebungstemperaturgrenzen.
- Zugehöriges Zubehör und Installationsbedingungen.
- Aktuelle Zertifikatsausgabe und -status.
Lesen Sie auch alle Bedingungen, die mit der Zertifikatsnummer verknüpft sind. Ein "X"-Suffix weist auf spezifische Bedingungen hin. Ein "U"-Suffix kennzeichnet ein Ex-Bauteilzertifikat, das die Prüfung des Einbaus in vollständige Geräte erfordert.
Ein Zertifikat für ein Gehäuse, einen Motor oder eine Kabelverschraubung allein begründet keine Zertifizierung des vollständigen Antriebs.
4. Stimmen die Temperatur- und Umgebungsgrenzen mit dem Standort überein?
Gasgruppe und Temperaturklasse adressieren unterschiedliche Gefahren. Einkäufer müssen beide prüfen.
Die Temperaturklasse begrenzt die Geräteoberflächentemperatur unter definierten Bedingungen. Die Umgebungsbewertung gibt hingegen den Umgebungstemperaturbereich an, der von der Zulassung des Geräts abgedeckt wird.
Bitten Sie den Lieferanten, die zulässige Kombination aus Folgendem zu bestätigen:
- Umgebungstemperatur.
- Betriebsart und Schaltspiele pro Stunde.
- Motor- und Steuerungsoptionen.
- Interne Heizungen, falls vorhanden.
- Prozesswärme, die über das Ventil und die Montagebaugruppe übertragen wird.
Sonnenlichteinstrahlung im Freien oder Wärme von benachbarten Geräten können ebenfalls die Installationsbedingungen beeinflussen.
Wählen Sie eine Temperaturklasse nicht allein nach dem Wort "Wasserstoff". Andere Gase, die Prozessbedingungen und Projektanforderungen können zusätzliche Grenzen auferlegen.
5. Ist das Ventil für den Wasserstoffprozess geeignet?
Die Zulassung eines Antriebs für explosionsgefährdete Bereiche zertifiziert nicht die Druckgrenze, die Dichtungen oder das Leckageverhalten des Ventils.
Prüfen Sie für das Ventil:
- Wasserstoffkonzentration und Gaszusammensetzung.
- Betriebs- und Auslegungsdruck.
- Minimale und maximally Prozesstemperatur.
- Gehäuse-, Spindel-, Einsatz- und Dichtungsmaterialien.
- Anforderungen an interne und externe Leckage.
- Druckwechsel und erwartete Lebensdauer.
- Erforderliche Prüfungen und unterstützende Nachweise.
Die Wasserstoffverträglichkeit muss für die tatsächlichen Materialien und Betriebsbedingungen bewertet werden. Eine allgemeine Aussage wie "Edelstahlventil" reicht nicht aus.
Unterscheiden Sie außerdem zwischen externem Explosionsschutz und interner Prozessgeeignetheit. Beide müssen vor der Freigabe der vollständigen angetriebenen Ventilbaugruppe adressiert werden.
6. Sind Drehmoment, Geschwindigkeit und Betriebsart korrekt?
Nach Klärung der Anforderungen an explosionsgefährdete Bereiche prüfen Sie die mechanische Leistung.
Verwenden Sie Ventildrehmomentdaten für den tatsächlichen Druck, die Temperatur, die Sitzkonstruktion und die Betriebsbedingungen. Berücksichtigen Sie dabei das Losbrech-, Lauf- und Anlagedrehmoment, soweit relevant.
Bestätigen Sie dann:
| Auswahlposition | Zu lösende Frage |
|---|---|
| Abtriebsdrehmoment | Kann der Antrieb das Ventil betreiben, ohne das zulässige Spindeldrehmoment zu überschreiten? |
| Betriebszeit | Passt die Öffnungs- oder Schließgeschwindigkeit zum Prozess? |
| Betriebsbewertung | Kann der Antrieb die erforderliche Betriebsfrequenz unterstützen? |
| Montage und Kopplung | Sind Abmessungen, Ausrichtung und Lastübertragung geeignet? |
| Stromversorgung | Stimmen Spannung und Frequenz mit der Standortversorgung überein? |
| Rückmeldung | Kann das Steuerungssystem die Position bestätigen und Fehler erkennen? |
Ein größerer Antrieb ist nicht automatisch die bessere Wahl. Übermäßiges Drehmoment kann das Ventil oder die Kupplung beschädigen, es sei denn, geeignete Grenzwerte sind vorgesehen und korrekt eingestellt.
7. Was passiert bei Ausfall von Strom oder Steuersignalen?
Definieren Sie die erforderliche Reaktion vor der Auswahl des Antriebs.
Stromausfall, Verlust eines Steuersignals und ein Notabschaltbefehl sind unterschiedliche Ereignisse. Die Geräte können auf jedes unterschiedlich reagieren.
Bestätigen Sie, ob der Prozess erfordert, dass das Ventil in Position bleibt, öffnet, schließt oder einer anderen genehmigten Strategie folgt. Prüfen Sie dann, wie diese Aktion erreicht wird.
Ein Standard-Elektroantrieb bietet nicht notwendigerweise eine angetriebene Bewegung nach Verlust der Versorgung. Wenn gespeicherte Energie oder eine andere Notabschaltungsanordnung erforderlich ist, geben Sie diese klar an.
Ebenso begründet Explosionsschutz keine funktionalen Sicherheitsfähigkeiten. Jede sicherheitsbezogene Aufgabe erfordert eine eigene Bewertung und unterstützende Nachweise.
8. Werden Installation und Wartung in die Prüfung einbezogen?
Korrekte Geräte können ihren Schutz verlieren, wenn sie falsch installiert oder gewartet werden.
Bestätigen Sie die Anforderungen an Kabelverschraubungen, Verschlussstopfen, Erdung, Kabeldurchführungsgewinde und Gehäusezugang. Zubehör muss zum Schutzkonzept und den Zertifikatsbedingungen passen.
Fordern Sie außerdem Anweisungen an, die Folgendes abdecken:
- Trennung vor dem Öffnen.
- Prüfung von Dichtungen und geschützten Verbindungen.
- Zugelassene Ersatzteile.
- Befestigungsanforderungen.
- Reinigung und Korrosionsschutz.
- Prüfintervalle und Aufzeichnungen.
Die abgeschlossene Installation sollte von Personal geprüft werden, das mit den geltenden Anforderungen an explosionsgefährdete Bereiche vertraut ist.
Was sollten Einkäufer bei OMKEE bestätigen?
Die Website von OMKEE listet explosionsgeschützte Antriebslösungen mit der Kennzeichnung IIB T4 Gb auf. Diese veröffentlichte Information begründet für sich genommen keine Wasserstoffeignung, IIC-Abdeckung oder IECEx-Zertifizierung für ein bestimmtes Modell.
Bitten Sie bei einem Wasserstoffprojekt OMKEE zu bestätigen, ob das Unternehmen eine genaue Konfiguration liefern kann, die von den erforderlichen Zulassungen unterstützt wird.
Senden Sie die Einstufung des explosionsgefährdeten Bereichs, die Gaszusammensetzung, die Temperaturgrenzen, die Ventildrehmomentdaten, die Betriebsart, die Stromversorgung und die Steuerungsanforderungen mit Ihrer Anfrage.Beschaffen Sie vor der Auftragserteilung eine schriftliche Bestätigung des Modells, der Typenschildkennzeichnung, des Zertifizierungsumfangs und der Betriebsbedingungen. Wenn das vorgeschlagene Gerät die Projektanforderungen nicht erfüllt, fordern Sie eine geeignete Alternative an, anstatt es allein aufgrund einer "explosionsgeschützten" Beschreibung freizugeben.
