ATEX-Kennzeichnung dauerhaft lasern, ohne die Zündschutzart zu gefährden

Ein Gerät für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen trägt eine Kennzeichnung, an der viel hängt. Sie sagt dem Betreiber, in welcher Zone das Gerät laufen darf und mit welcher Zündschutzart es geschützt ist. Die ATEX-Richtlinie verlangt diese Angaben sichtbar, lesbar und dauerhaft am Produkt. Am letzten Wort scheitern Aufkleber und bedruckte Schilder im rauen Betrieb, und genau deshalb lasern viele Hersteller die ATEX-Kennzeichnung direkt in Edelstahl oder in das Typenschild.

Was die ATEX-Richtlinie fordert

Die ATEX-Produktrichtlinie 2014/34/EU regelt, welche Geräte in explosionsgefährdeten Atmosphären eingesetzt werden dürfen. Sie gilt für elektrische und nicht elektrische Geräte, von der Pumpe über den Motor bis zum Sensor und zur Kupplung. Ein Teil ihrer Anforderungen betrifft die Kennzeichnung. Jedes Gerät muss die Angaben tragen, die es einer Gerätegruppe, einer Kategorie und einer Zündschutzart zuordnen, dazu die üblichen Herstellerangaben.

Wie die Kennzeichnung im Detail aussieht, beschreibt die Grundnorm EN IEC 60079-0. Sie legt fest, welche Zeichen in welcher Reihenfolge stehen. Und sie stellt eine Anforderung, die in der Fertigung gern unterschätzt wird: Die Kennzeichnung muss lesbar und beständig bleiben, auch unter chemischem Angriff. Ein Schild, das in aggressiver Atmosphäre korrodiert und dessen Beschriftung nach wenigen Jahren nicht mehr entzifferbar ist, erfüllt das nicht mehr.

Was auf der Kennzeichnung stehen muss

Wer eine ATEX-Kennzeichnung zum ersten Mal sieht, hält sie für eine wirre Buchstabenfolge. Tatsächlich ist sie streng aufgebaut, und jedes Zeichen hat eine Bedeutung. Ein typisches Beispiel für ein Gasgerät:

II 2 G Ex db IIC T4 Gb

Davor stehen das CE-Zeichen und, wenn eine benannte Stelle die Fertigungsüberwachung begleitet, deren vierstellige Kennnummer. Dann folgt das sechseckige Ex-Zeichen, das spezielle Kennzeichen des Explosionsschutzes. Der Rest lässt sich Stück für Stück lesen:

• II ist die Gerätegruppe. Gruppe I steht für den Bergbau unter Tage, Gruppe II für alle übrigen explosionsgefährdeten Bereiche.
• 2 ist die Gerätekategorie. Sie sagt, wie hoch das Schutzniveau ist und in welcher Zone das Gerät laufen darf. Kategorie 1 erfüllt die höchste Anforderung, Kategorie 3 die niedrigste.
• G steht für Gas. Ein D an dieser Stelle bedeutet Staub, vom englischen Dust.
• Ex db IIC T4 Gb beschreibt die Zündschutzart (hier db, die druckfeste Kapselung), die Explosionsgruppe des Gases (IIC), die Temperaturklasse und das Geräteschutzniveau (Gb). T4 heißt, dass die Oberfläche 135 °C nicht überschreitet.

Dazu kommen Herstellername und Anschrift, die Typ- und Seriennummer, das Baujahr und die Nummer der EU-Baumusterprüfbescheinigung. Auf einem Typenschild von wenigen Zentimetern Kantenlänge summiert sich das zu erstaunlich viel Text auf wenig Fläche. Hier spielt der Laser seine Stärke aus, weil er auch kleine Zeichen kantenscharf setzt und die dichte Folge lesbar bleibt, wo ein Prägestempel längst an seine Grenze käme.

Das X und das U hinter der Nummer

Zwei Buchstaben lohnen einen zweiten Blick. Ein X hinter der Nummer der Baumusterprüfbescheinigung verweist auf besondere Bedingungen für den sicheren Einsatz, die in der Bescheinigung stehen, etwa eine begrenzte Umgebungstemperatur oder eine vorgeschriebene Erdung. Ein U kennzeichnet ein Ex-Bauteil, das für sich allein nicht betriebsbereit ist, sondern in ein anderes Gerät verbaut wird. Beide Zeichen gehören exakt so aufs Schild, wie die Prüfstelle sie in der Bescheinigung führt, keine Abkürzung, kein Weglassen.

Warum dauerhaft das entscheidende Wort ist

Explosionsgeschützte Geräte laufen dort, wo es unbequem wird. In der Chemieanlage greift die Atmosphäre die Oberfläche an, in der Lackiererei setzt sich Overspray ab, an der Pumpe im Tanklager steht das Schild unter Salznebel und Reinigungsmittel. Ein Aufkleber übersteht das ein, zwei Jahre, dann lösen sich die Ecken. Ein bedrucktes Schild verblasst unter UV-Licht und Lösemitteln. Fällt die Kennzeichnung aus, weiß im Zweifel niemand mehr, ob das Gerät noch in seine Zone gehört.

Die Lasermarkierung umgeht das Problem, weil sie die Zeichen in das Material bringt statt darauf. Auf Edelstahl entsteht durch das Anlassen eine dunkle Oxidschicht, die Teil der Oberfläche ist und mit ihr altert, nicht schneller. Sie lässt sich nicht abkratzen und nicht ablösen. Wie beständig eine solche Markierung auf nichtrostendem Stahl ist, zeigen wir am Beispiel Edelstahl lasern im Detail.

Lasern, ohne die Zündschutzart zu gefährden

Ein Punkt trennt die ATEX-Kennzeichnung von einem gewöhnlichen Typenschild: Die Markierung darf den Explosionsschutz des Geräts nicht beeinträchtigen. Bei einem druckfest gekapselten Gehäuse, der Zündschutzart d, muss die Wand einer Explosion im Inneren standhalten und die heißen Gase über definierte Zündspalte gefahrlos abführen. Eine tiefe Gravur an einer tragenden Wand oder gar an einem Spalt reduziert die Wandstärke und schafft eine Kerbe, an der Spannungen ansetzen. Das will niemand riskieren.

Hier ist die Anlassbeschriftung das Verfahren der Wahl. Sie erhitzt die Oberfläche nur so weit, dass sich der farbige Oxidfilm bildet, und trägt dabei kein Material ab. Die Wandstärke bleibt unverändert, die Oberfläche geschlossen, die Korrosionsbeständigkeit erhalten. Für die eigentlichen Ex-Daten setzen die meisten Hersteller ohnehin auf ein separates Typenschild aus Edelstahl, das am Gehäuse befestigt wird und die Kapselung selbst nicht berührt. Darauf lässt sich bei Bedarf auch tiefer gravieren. Wie ein solches Schild entsteht, beschreibt der Beitrag zum Typenschilder gravieren mit dem Faserlaser.

Welches Verfahren, welcher Laser

Für Metall führt der Weg zum Faserlaser mit 1064 nm. Er lässt Edelstahl korrosionssicher an, hellt die Eloxalschicht von Aluminium kontrastreich auf und graviert dort, wo Tiefe gefragt ist. Ein MOPA-Faserlaser gibt zusätzlich die Kontrolle über die Pulsdauer und damit über den Kontrast, wenn ein tiefschwarzes, reinigungsfestes Ergebnis gefragt ist. Die Geräte der Baureihen GRAVIS und INTEGRA decken diesen Bereich ab, für große Schilder oder automatisierte Serien der GLX500.

Kunststoffgehäuse markiert dagegen ein UV-Laser mit 355 nm schonend, fast ohne Wärmeeintrag. Für ATEX-Schilder ist Metall aber die Regel, weil es die Beständigkeit mitbringt, die die Norm verlangt.

Rückverfolgbarkeit gleich mitnehmen

Die ATEX-Kennzeichnung enthält bereits eine Seriennummer, und viele Hersteller nutzen die Gelegenheit, gleich einen DataMatrix-Code dazuzusetzen. Der verbindet das einzelne Gerät mit seiner Akte: Prüfprotokoll, Baumusterbescheinigung, Wartungshistorie. Fällt später ein Gerät auf, lässt es sich über den Code eindeutig zurückverfolgen. Der Laser erzeugt Klartext, Seriennummer und Code in einem Arbeitsgang, mit variablen Daten direkt aus der Datenbank. Wie das in der Serie funktioniert, zeigt der Beitrag zu Seriennummern und variablen Daten.

Wer explosionsgeschützte Geräte fertigt und die Kennzeichnung ins eigene Haus holen möchte, findet in unserem Team Applikationsingenieure, die den Prozess auf das jeweilige Material und die geforderte Beständigkeit auslegen. Ein kurzer Anruf oder eine Anfrage genügt, um Musterteile zu besprechen.