Die Wahl des falschen Filters für einen explosionsgefährdeten Bereich ist nicht nur ein Compliance-Versagen – sie kann das auslösende Ereignis einer katastrophalen Explosion sein. Die ATEX-Richtlinie (2014/34/EU) und die begleitende Norm EN 13463 stellen strenge Anforderungen an jedes Gerät, das in einem als explosionsgefährdet eingestuften Bereich installiert wird, und Gasfiltrationsequipment bildet dabei keine Ausnahme. Dieser Leitfaden erläutert, was ATEX für die Filterauswahl bedeutet, welche Material- und Konstruktionsentscheidungen zwingend erforderlich sind und wie R+F FilterElements-Gehäuse für diese Anforderungen konfiguriert werden.
Was ist eine explosionsfähige Atmosphäre?
Eine explosionsfähige Atmosphäre liegt überall dort vor, wo ein brennbares Gas, ein Dampf, ein Nebel oder Staub in einer Konzentration vorhanden ist, die sich entzünden könnte. In Prozessanlagen betrifft dies Bereiche rund um Kompressordichtungen, Gasmessstationen, Biogasaufbereitungsanlagen, Wasserstoffelektrolyseure und Lösemittelhandhabungssysteme. Die ATEX-Richtlinie schreibt vor, dass jeder solche Standort anhand der Wahrscheinlichkeit und Dauer der explosionsfähigen Atmosphäre in eine Zone eingeteilt wird:
| Zone | Beschreibung | Typischer Standort | Erforderliche Gerätekategorie |
|---|---|---|---|
| Zone 0 | Explosionsfähige Atmosphäre ständig oder über lange Zeiträume vorhanden | Inneres von Gasbehältern, Rohrleitungen | Kategorie 1G |
| Zone 1 | Explosionsfähige Atmosphäre im Normalbetrieb wahrscheinlich | Um Kompressordichtungen, Ventilstopfbuchsen | Kategorie 1G oder 2G |
| Zone 2 | Explosionsfähige Atmosphäre im Normalbetrieb unwahrscheinlich, aber möglich | Allgemeine Prozessbereiche, Gasmessstationen | Kategorie 1G, 2G oder 3G |
Warum Standardfilter für explosionsgefährdete Bereiche ungeeignet sind
Viele auf dem Markt erhältliche Druckluft- und Prozessgasfilter verwenden Behälter aus Polycarbonat oder Nylon. Diese sind aus zwei Gründen für Zone-1- oder Zone-2-Installationen völlig ungeeignet. Erstens können Kunststoffbehälter elektrostatische Ladungen ansammeln und so eine potenzielle Zündquelle darstellen. Zweitens sind sie nicht für die mechanische Robustheit ausgelegt, die in Bereichen erforderlich ist, in denen ein plötzlicher Druckstoß oder ein Aufprall zu einem Versagen führen könnte, das brennbares Gas freisetzt.
Für Installationen in explosionsgefährdeten Bereichen muss das Filtergehäuse vollständig aus Metall bestehen – typischerweise 316L-Edelstahl oder Aluminiumlegierung – ohne Kunststoffkomponenten in den drucktragenden Teilen. Die R+F Prozessgasfilter-Baureihe verwendet durchgehend 316L-Edelstahl und ist damit bei korrekter Erdung und Potenzialausgleich von Natur aus für ATEX-klassifizierte Umgebungen geeignet.
Elektrostatische Entladung und Erdungsanforderungen
Selbst bei einem vollständig metallischen Gehäuse kann sich während des Gasdurchflusses elektrostatische Ladung am Filterelement selbst ansammeln. Borosilikatglas-Mikrofaserelemente – wie die in R+F-Gehäusen verwendeten RF-C-Koaleszenzfilterelemente – sind von Natur aus ladungsarme Materialien, aber das Gehäuse muss dennoch geerdet werden, um zu verhindern, dass eine Ladungsansammlung auf der metallischen Hülle Zündenergie erreicht.
Die Erdungs- und Potenzialausgleichsanforderungen für ATEX-Installationen sind in EN 60079-14 festgelegt. Wesentliche Anforderungen umfassen:
- Das Filtergehäuse muss über einen dedizierten Erdungsanschlusspunkt mit der Anlagenerde verbunden sein, mit einem Erdungswiderstand von weniger als 1 MΩ
- Alle Rohrleitungsanschlüsse müssen mit leitfähigen Fittings hergestellt werden – PTFE-Band allein reicht für die Erdungskontinuität nicht aus
- Wo flexible Schläuche verwendet werden, müssen diese einen leitfähigen Draht oder ein Geflecht enthalten
- Erdungsverbindungen müssen im Rahmen des ATEX-Wartungsprogramms der Anlage regelmäßig geprüft und getestet werden
R+F FilterElements-Gehäuse der RF-H-110 bis RF-H-170 Instrumentierungsbaureihe werden serienmäßig mit dedizierten Erdungsösen geliefert, was die Einhaltung von EN 60079-14 vereinfacht.
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Das richtige Gehäuse für Ihre Zone auswählen
Für Zone-1- und Zone-2-Gasfiltrations-Anwendungen bietet R+F FilterElements je nach Betriebsdruck und Durchfluss verschiedene Gehäusekonfigurationen an:
Das RF-H-150 ist ein kompaktes 316L-Edelstahlgehäuse mit einer Druckbewertung von 100 bar, geeignet für Prozessgasströme bei moderaten Drücken. Seine vollständig metallische Konstruktion und die verfügbaren FKM-Dichtungen (bewertet bis 200 °C) machen es zu einer praktischen Wahl für Zone-2-Erdgasmessungen und Biogasanwendungen. Die vollständigen Prozessgasgehäuse-Abmessungsdaten finden Sie in unserer Produktübersicht.
Für Hochdruckanwendungen – wie Wasserstoffverdichtungsanlagen oder Hochdruck-Erdgas – bieten das RF-H-160 (bewertet bis 250 bar) und das RF-H-170 (bewertet bis 400 bar, mit HP-Varianten bis 700 bar) die mechanische Integrität, die für Zone-1-Installationen erforderlich ist. Diese Gehäuse nehmen RF-C-Koaleszenzfilterelemente und RF-P-Partikelfilterelemente auf, die beide aus Borosilikatglas-Mikrofaser ohne Kunststoffstrukturkomponenten gefertigt sind.
Wo eine Filtration am Verwendungsort erforderlich ist – beispielsweise zum Schutz von Instrumententransmittern oder Analysator-Probenahmestrecken in einem explosionsgefährdeten Bereich – bietet die RF-DIL Einweg-Inline-Filter-Baureihe eine kompakte Lösung aus vollständig 316L-Edelstahl, die direkt in der Instrumenten-Impulsleitung installiert werden kann.
Dichtungsmaterialauswahl für brennbare Gase
Die Dichtungskompatibilität ist bei ATEX-Anwendungen entscheidend. Das falsche Dichtungsmaterial kann in Gegenwart von Kohlenwasserstoffen quellen, reißen oder permeieren und so einen Leckagepfad schaffen, der selbst ein Zündrisiko darstellt. R+F FilterElements-Gehäuse sind mit folgenden Dichtungsoptionen erhältlich:
- FKM/Viton: Empfohlen für Kohlenwasserstoffgase (Erdgas, LPG, Propan), bewertet bis 200 °C. Standardwahl für Zone-1/2-Gasanwendungen.
- EPDM: Für sauerstoffangereicherte Ströme – nur EPDM-O₂-Qualität. Niemals NBR oder FKM im Sauerstoffdienst verwenden.
- PTFE: Für aggressive Chemikalien, Sauergas (H₂S) oder wo Kohlenwasserstoffquellung ein Problem darstellt. Bewertet bis 260 °C.
- NBR: Nur für Druckluft und Inertgase geeignet – nicht empfohlen für brennbare Kohlenwasserstoffdienste.
Für Sauergasanwendungen (Ströme mit H₂S) bietet R+F auch K-Typ-Filterelemente mit NACE-konformen Materialien an, kompatibel mit der Erdgasfiltrations-Lösungsbaureihe.
Dokumentation und Compliance
ATEX-Konformität erfordert mehr als nur die Auswahl der richtigen Hardware. Die Installation muss in einem Explosionsschutzdokument (ESD) gemäß der ATEX-Arbeitsplatzrichtlinie (1999/92/EG) dokumentiert werden. Dieses Dokument muss die Zonen identifizieren, die in jeder Zone installierten Geräte mit ihrer ATEX-Kategorie und -Kennzeichnung auflisten und die Erdungs- und Potenzialausgleichsmaßnahmen beschreiben.
R+F FilterElements kann Werkstoffzeugnisse (EN 10204 3.1), Druckprüfzeugnisse und ATEX-Konformitätserklärungen für Gehäuse liefern, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind. Kontaktieren Sie unser Team über das Anfrageformular, um Dokumentation für eine spezifische Gehäusekonfiguration anzufordern.
Für ein umfassenderes Verständnis, wie Filtrationsnormen mit Gasqualitätsanforderungen interagieren, lesen Sie unseren Leitfaden zu ISO 8573-1 Druckluftqualitätsklassen und unseren Artikel zur Sauerstofffiltrationssicherheit.
- Eine explosionsfähige Atmosphäre liegt überall dort vor, wo ein brennbares Gas, ein Dampf, ein Nebel oder Staub in einer Konzentration vorhanden ist, die sich entzünden könnte.
- Viele auf dem Markt erhältliche Druckluft- und Prozessgasfilter verwenden Behälter aus Polycarbonat oder Nylon.
- Selbst bei einem vollständig metallischen Gehäuse kann sich während des Gasdurchflusses elektrostatische Ladung am Filterelement selbst ansammeln.
- Für Zone-1- und Zone-2-Gasfiltrations-Anwendungen bietet R+F FilterElements je nach Betriebsdruck und Durchfluss verschiedene Gehäusekonfigurationen an:
Weiterführende Artikel
- Wasserstoffelektrolyse-Filtration — Schutz von Elektrolyseur-Stacks
- Koaleszenz- vs. Partikelfilterelemente — Was benötigen Sie?
- ISO 8573-1 Druckluftqualität — Ein praktischer Leitfaden
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