徐剛
石油和化�(xué)工業(yè)電氣�(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢�(yàn)中心
�(guó)家安全生�(chǎn)天津防爆電氣檢測(cè)檢驗(yàn)中心
一、防爆電氣產(chǎn)品的總體�(shè)�(jì)思路
1、簡(jiǎn)�
Ⅱ類非礦用防爆電氣設(shè)�90%是用于石�、海洋石�、石油化�、化�(xué)工業(yè)和制藥等行業(yè)(簡(jiǎn)稱石化行�(yè)� ,這些行業(yè)中的危險(xiǎn)化學(xué)品作�(yè)�(chǎng)所存在的易燃易爆氣�/ 蒸氣種類繁多,生�(chǎn)、儲(chǔ)�、運(yùn)�?shù)拳h(huán)節(jié)工藝裝備�(fù)雜多�,釋放源種類繁多,爆炸危�(xiǎn)因素難以分析判定。所以,�(duì)防爆電氣�(shè)備的選型、安裝和使用維護(hù)比礦用防爆電氣設(shè)備要�(fù)雜的��
選用防爆電氣�(shè)備:一要滿足危�(xiǎn)�(chǎng)所劃分的危�(xiǎn)區(qū)域來(lái)選用相應(yīng)的電氣防爆類�;二要根�(jù)危險(xiǎn)�(huán)境可能存在的易燃易爆氣體/粉塵的種類來(lái)選擇防爆電氣�(shè)備的�(jí)別和溫度組別;三是考慮其他�(huán)境條件對(duì)防爆性能的影響(例如:化�(xué)腐蝕、鹽�、高溫高�、沙塵雨�,或振動(dòng)的影響);四是保證安裝使用維�(hù)的特殊�;五是選用具有防爆合格證以及�(guó)家相�(yīng)�(rèn)證的�(chǎn)��
2、防爆電氣設(shè)備應(yīng)用的�(huán)境要�
A、具有易燃易爆氣�/蒸氣的爆炸危�(xiǎn)性環(huán)�/作業(yè)�(chǎng)所�
B、具有可燃性粉塵的爆炸危險(xiǎn)性環(huán)�/作業(yè)�(chǎng)所�
C、易燃易爆氣�/ 蒸氣和可燃性粉塵同�(shí)存在的環(huán)�/ 作業(yè)�(chǎng)所,在固態(tài)化工成品車間和其�(yùn)輸、包裝、稱重以及涂覆工藝裝置中,這類�(chǎng)所較為常見(jiàn)。隨著現(xiàn)代化工的�(fā)�,這種情況將更為普�,所�,此類場(chǎng)所防爆電氣�(shè)備的選用已經(jīng)越來(lái)越引起設(shè)�(jì)部門(mén)和石化企�(yè)的重視�
D、上述三種情況下又同�(shí)存在腐蝕性介�(zhì)以及其他特殊條件(高溫高�、低溫、砂塵雨�、振�(dòng))影響的�(huán)�/作業(yè)�(chǎng)所�
3、防爆電氣設(shè)備的選型
根據(jù)爆炸危險(xiǎn)程度的高�,氣�/蒸氣危險(xiǎn)�(chǎng)所劃分為:0 區(qū)�1 區(qū)�2 區(qū),它們的劃分主要取決于釋放源(爆炸危�(xiǎn)源)的釋放程度,�(dāng)�,場(chǎng)所中的建筑物結(jié)�(gòu)、通風(fēng)�(shè)施的能力以及�(chǎng)所所處的自然因素等都�(huì)�(duì)其劃分有影響,甚至影響很��
在現(xiàn)代石油化工項(xiàng)目中2 區(qū)�(chǎng)所約占60%以上�1 區(qū)�(chǎng)所約占20�30%左右,;老化工企�(yè)一�1區(qū)�2 區(qū)�(chǎng)所各約�50%�0區(qū)�(chǎng)所一般局限于石油和化工裝置內(nèi)或排放口較小區(qū)�。對(duì)�1區(qū)�2區(qū)�(chǎng)所而言,企�(yè)一般為了提高安全程度,均愿意選�1 區(qū)使用的防爆類型的電氣�(shè)�。如果應(yīng)用環(huán)�/�(chǎng)所是戶外或有輕微腐蝕、沙塵雨水的2區(qū)�(shí),往往愿意選用防護(hù)能力較強(qiáng)的防爆類型電氣設(shè)�,例如:增安隔爆�(fù)合型“de”、增安型“e�、“n”型等。此�,在溫度組別�,愿意選擇高于應(yīng)用環(huán)境氣體點(diǎn)燃溫度的組別�
�(duì)�0 區(qū)�(chǎng)所,防爆電氣設(shè)備只能選用“ia”等�(jí)的本�(zhì)安全�。但�(guó)際電工委員會(huì)IEC60079-26 《爆炸性氣體環(huán)境用電氣�(shè)備第26部分:Ⅱ�0 區(qū)電氣�(shè)備的�(jié)�(gòu),試�(yàn)和標(biāo)志》專門(mén)�(duì)O區(qū)使用的電氣設(shè)備做了詳�(xì)�(guī)�,�(guī)定中的結(jié)�(gòu)類型已經(jīng)不僅僅是ia 防爆類型�
目前,PCEC �(duì)�0 區(qū)�(huán)境使用的特殊電氣�(shè)�,已�(jīng)�(kāi)始采用IEC60079-26 �(jìn)行檢�(yàn)�(fā)�。填�(bǔ)我國(guó)�(biāo)�(zhǔn)方面的空�,滿足石化行�(yè)的需要�
在爆炸危�(xiǎn)�(chǎng)所,往往同時(shí)存在化學(xué)腐蝕、鹽霧以及其他特殊因素的影響,這些因素的影響不僅會(huì)破壞�(shè)備的電氣性能和機(jī)械性能,更�(yán)重的是破壞設(shè)備的防爆安全性能,縮短設(shè)備的防爆安全壽命,使得設(shè)備的防爆安全性不確定。所以,在這類�(chǎng)所中選用防爆電氣設(shè)備時(shí),一定要確認(rèn)其同�(shí)具有抗這些因素的能��
●可燃性粉塵是指可燃性粉塵和�(dǎo)電性粉塵兩��
●可燃性粉塵是指與空氣混合后可能燃燒或悶燃、在常溫壓力下與空氣形成爆炸性混合物的粉��
●導(dǎo)電性粉塵是指電阻系�(shù)等于或小�1×103Ω·m 的粉�、纖維或飛揚(yáng)物�
●導(dǎo)電性粉塵是比較危險(xiǎn)的粉�,如果�(jìn)入電氣設(shè)備外殼內(nèi)將吸附在�(dǎo)電部件的絕緣�(gòu)件上,造成電路的短路及故障的發(fā)�,所�,導(dǎo)電性粉塵容易造成電氣�(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生點(diǎn)火源�
●可燃性粉塵危�(xiǎn)�(chǎng)所的劃分與氣體危險(xiǎn)�(chǎng)所相似,分為:20�21�22區(qū)�
●純粹的粉塵危險(xiǎn)�(chǎng)所在石化工企業(yè)中比例不是很大,主要存在于煤化工和造粒工藝中。較為常�(jiàn)的是氣體和粉塵同�(shí)存在的場(chǎng)所�
●可燃性粉塵危�(xiǎn)�(huán)境用電氣�(shè)備防爆型式目前主要是用外殼保�(hù)和限制表面溫度保�(hù)的結(jié)�(gòu)(GB12476.1-2000� ,其他的防爆型�,例如限制點(diǎn)燃能量的型式,我�(guó)還沒(méi)有標(biāo)�(zhǔn)�(guī)�,但�(guó)際電工委員會(huì)�(duì)這種型式有專門(mén)的標(biāo)�(zhǔn)(IEC61241-11:2005)規(guī)��
●對(duì)于上述的氣體和粉塵同�(shí)存在的危�(xiǎn)�(chǎng)所�(shè)備選型時(shí),一定要選用氣體與粉塵雙重防爆的防爆電氣�(shè)備,其防爆等�(jí)即要滿足爆炸氣體的特�,還要滿足可燃性粉塵特性。這種雙重防爆特性的電氣�(chǎn)品是�2005 年才�(kāi)始由�(guó)�(nèi)一些制造商批量生產(chǎn),今年將在電氣設(shè)備種類上大量增加,預(yù)�(jì)在未�(lái)的三年內(nèi),會(huì)基本滿足這類�(chǎng)所�(yīng)用的電氣�(shè)備種類需求�
4、防爆電氣設(shè)備的�(zhì)量意�(shí)
●石油和化工行業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生的爆炸事故主要有:高壓、高溫造成反應(yīng)裝置的泄露或爆炸;機(jī)械撞擊、摩擦或靜電�(diǎn)燃爆�;電氣火花或高溫�(diǎn)燃爆�。其中電氣設(shè)備的火花或高溫點(diǎn)燃事故占有相�(dāng)大比�,也是全世界各國(guó)首先控制、管理的�(shè)備,�?yàn)殡姎庠O(shè)備的�(diǎn)燃爆炸不僅僅是由于其事故狀�(tài)或誤操作�
●由于石油和化工生產(chǎn)工藝和設(shè)�、環(huán)境的決定,防爆電氣設(shè)備(除發(fā)�、拖�(dòng)和分析、物�(zhì)參數(shù)儀表外)基本是輔助生產(chǎn)的設(shè)�,所�,一些企�(yè)�(duì)其缺乏重�,盲目地追求利潤(rùn)指標(biāo),降低輔助設(shè)備購(gòu)置的�(fèi)�,而忽視了�(duì)人的生命和財(cái)�(chǎn)的安全,�(gòu)置的�(shè)備質(zhì)量差,防爆性能不穩(wěn)�,甚至是劣質(zhì)�(chǎn)品�
高質(zhì)量防爆電氣產(chǎn)�,是安全的重要保�
●高�(zhì)量防爆電氣產(chǎn)品,體現(xiàn)在它的電氣性能和防爆結(jié)�(gòu)�(shè)�(jì)合理,防爆參�(shù)和環(huán)境指�(biāo)要滿足應(yīng)用場(chǎng)所的要求,能夠在安�、長(zhǎng)期使�、維�(hù)和檢修后仍然具備防爆性能�
●制造防爆電氣產(chǎn)品一定要�(yán)格執(zhí)行國(guó)家標(biāo)�(zhǔn)的相�(guān)�(guī)定和�(yīng)用環(huán)境的特殊要求�
●目前我�(guó)工廠用防爆電器和燈具�(chǎn)品由于市�(chǎng)�(jìng)�(zhēng)和安全意�(shí)差等諸多因素,普遍存在安全裕度較低的�(wèn)��
●所謂安全裕度是:產(chǎn)品不僅要滿足相應(yīng)�(biāo)�(zhǔn)�(guī)�,而且還要保證在安裝、使用和維護(hù)檢修后防爆性能不能失效�
●相�(dāng)部分的產(chǎn)品僅僅為了節(jié)省原材料,降低成�,達(dá)到測(cè)試樣品滿足標(biāo)�(zhǔn)的基本要求,取得防爆合格證即可,而忽視了用戶在使用過(guò)程中防爆性能失效�
正確安裝和使用維�,保證防爆安全性能
●由于防爆電氣的�(jié)�(gòu)、工藝的特點(diǎn),造成其防爆質(zhì)量的保證與其他工�(yè)�(shè)備有極大的區(qū)別�
一般工�(yè)�(shè)備只要保證產(chǎn)品制造的�(zhì)量滿足要求,用戶安裝使用后就基本能夠保證�(zhì)��
防爆電氣�(shè)備不僅要保證在制造過(guò)程中防爆安全�(zhì)�,而且,還要保證安�、使用和維護(hù)得當(dāng),才能真正達(dá)到防爆的目的。如此說(shuō)�(lái),防爆電氣設(shè)備制造的�(zhì)量和選型、安裝、維�(hù)的正確在其實(shí)際應(yīng)用中防爆性能的保證各占有50%的重要�。如果防爆電氣設(shè)備選�、安�、維�(hù)不當(dāng),其掩蓋的不安全因素比非防爆電氣�(shè)備更危險(xiǎn),容易造成用戶的麻痹意�(shí)�
所�,制造企�(yè)在設(shè)�(jì)制造時(shí),要考慮到用戶可能在使用�(guò)程中造成的失效問(wèn)��
�、防爆電器和燈具�(shè)�(jì)制造應(yīng)注意的問(wèn)�
�(shù)立正確的�(chǎn)品設(shè)�(jì)理念
●國(guó)家標(biāo)�(zhǔn)是開(kāi)�(fā)�(shè)�(jì)的最基本�(zhǔn)則�
一�(gè)�(chǎn)品的�(kāi)�(fā)�(shè)�(jì)不僅僅是滿足�(guó)家標(biāo)�(zhǔn)和相�(guān)�(biāo)�(zhǔn)的規(guī)�,而且要從用戶的安全利益出�(fā),盡可能地考慮到用戶可能在安裝、使�、維�(hù)、維修過(guò)程中造成的失效問(wèn)�。提高產(chǎn)品的安全裕度�
●一�(gè)�(chǎn)品的生命力和先�(jìn)性,主要體現(xiàn)在它的性能�(yōu)�、工作可靠,其次才是它的�(shí)用性和外觀。防爆安全性能的保證是企業(yè)�(shè)�(jì)制造最基本的道德理�,防爆安全的�(shè)�(jì)一定要圍繞前者來(lái)�(shí)�(xiàn)�
但是,防爆性能的保證不可能完全滿足前者的需�,有的時(shí)候是�(wú)法實(shí)�(xiàn)�,有可能放棄�(kāi)�(fā)�(shè)�(jì)�
●在�(kāi)�(fā)�(shè)�(jì)�,不能以降低成本作為依據(jù),應(yīng)考慮�(chǎn)品質(zhì)量和安全裕度�
提高防爆電氣技�(shù)水平,正確理解標(biāo)�(zhǔn)
●開(kāi)�(fā)�(shè)�(jì)�(chǎn)�,應(yīng)首先�(duì)�(biāo)�(zhǔn)全面理解,不僅僅是標(biāo)�(zhǔn)的主要條�,還要考慮�(biāo)�(zhǔn)中的�(xì)節(jié)和注�。檢�(yàn)�(jī)�(gòu)在審查檢�(yàn)�(shí),是�(yán)格執(zhí)行標(biāo)�(zhǔn)的規(guī)�,不能隨意放棄標(biāo)�(zhǔn)中的某些條款和試�(yàn)�(xiàng)��
原材料和電氣部件、配件的合理利用
●要保證�(chǎn)品能夠在不同�(huán)境和�(yùn)行條件下的防爆性能,原材料的合理選擇是非常重要的因素。尤其是非金屬材料和膠粘、澆封材�。例如:非金屬d型元件的可燃性能和耐火焰燒蝕性能;e型外殼的耐光照(在這里需�(qiáng)�(diào)燈具(指示燈)的燈罩耐自身光源的光照),耐熱、耐寒性能�
●合理的選擇電氣元件和材料同樣是保證防爆性能的重要條件。例如:e型電流表的短路電流引起的�(fā)熱和�(qiáng)度對(duì)防爆性能的影�;e型光源的合理�(yīng)�;e型管型熒光燈的鎮(zhèn)流器�(fā)熱、不�(duì)稱功率影響和燈座的特殊要求;d型燈具燈罩的耐沖擊強(qiáng)�;引入裝置的抗拔脫等�
合理的結(jié)�(gòu)和科�(xué)的工藝保證產(chǎn)品的可靠性和�(wěn)定�
●合理的�(jié)�(gòu)�(shè)�(jì),能夠減少工藝環(huán)節(jié)、實(shí)�(xiàn)�(biāo)�(zhǔn)的各�(xiàng)�(guī)��
例如�
1)d型熒光燈多腔電器連通部位和�(nèi)部電氣元件布置時(shí)要考慮可能的壓力重��
2)d型電器和燈具透明部件與金屬部件配合時(shí),ⅡA、ⅡB�(yīng)采用金屬包覆的耐燃彈性襯墊或金屬襯墊,或直接配合;ⅡC 須采用膠粘。熒光燈玻璃管與殼體配合一定要采取膠粘�
3)大直徑電纜引入裝置,防拔脫裝置的合理利用�
4)d型外殼的壁厚和拉筋的合理利用,但是,采用拉筋并不完全等于減少壁厚。此外,需注意避免殼體�(nèi)部設(shè)�(jì)�(jié)�(gòu)曲線的突��
5)d型一體化燈具�(yīng)合理考慮啟動(dòng)元件的合理布局,減少光源腔�(nèi)溫度的影響�
6)對(duì)于d型自帶電源(電池或其他儲(chǔ)能元件)的電器或燈具�(yīng)考慮電池短路,造成溫度上升和自��
7)注意d型外殼內(nèi)�(chǔ)能元件的放電、發(fā)熱部件降溫的延遲�(kāi)蓋�
8)e型外殼內(nèi)部帶電部件要�(jìn)行防�(hù)處理�
9)用于防�(hù)的密封圈�(yīng)采取措施,防止脫��
10)e型全塑雙腳熒光燈�(yīng)注意燈腳與燈座的連接要求�
11)e型燈具要考慮燈管老化造成的鎮(zhèn)流器�(fā)熱和管型熒光燈極限壽命時(shí)的不均勻脈沖�(guò)熱,造成燈座燒毀�
12)e型接線箱�(nèi)部接線端子的合理選用和端子數(shù)量的合理確定�
13)注意e型產(chǎn)品內(nèi)部電池的特殊要求�
14)非金屬外殼表面避免�(diǎn)燃的靜電電荷�(chǎn)�,可采用下列方法之一�
A 限制表面電阻��
B 限制表面��
C �(shè)置靜電警告標(biāo)志牌�
15)壓緊接觸式燈具(接線腔螺紋�(jié)�(gòu))用于ⅡC �(jí)�(shí)�(yīng)再次增加接線腔或采用隔離密封裝置;ⅡB�(jí)要考慮腔凈容積是否小于2升,否則同前�
制造加工中,工藝是保證�(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)�
�(duì)于防爆電氣產(chǎn)品生�(chǎn)�(lái)�,在�(shè)�(jì)�(jié)�(gòu)合理后,�(chǎn)品的生產(chǎn)取決于工�、設(shè)�、人員和�(zhì)量保證體�。而工藝又是生�(chǎn)�(huán)節(jié)中的基礎(chǔ)�
例如�
�1)d型ⅡC 電器或燈具螺紋隔爆和燈具壓盤(pán)螺紋�(jié)�(gòu)�(yīng)注意配合的精度和螺紋加工的質(zhì)��
�2)特別要考慮鋼板焊接�(chǎn)品的焊接方式、工藝以及鋼板的�(qiáng)度和厚度。這類�(chǎn)品在�(qiáng)度試�(yàn)�(shí)極少炸壞,但�(guò)壓試�(yàn)后很難通過(guò)�(nèi)部點(diǎn)燃不傳爆試驗(yàn)�
�3)注意非金屬材料樣片的制備工藝和精度要求,防止樣片性能的分散性和變形�
�4)d型外殼內(nèi)部電氣元件或接線端子等在裝配�(shí)要盡量避免造成人為多腔,產(chǎn)生壓力疊加�
�5)d型外殼無(wú)論是砂模鑄造的外殼,還是壓力鑄造外�,均要�(jìn)行時(shí)效處理,以消除鑄造的�(yīng)�,充分保證外殼的�(qiáng)度和參數(shù)指標(biāo)�
�6)在制定膠粘或澆封工藝時(shí),要考慮它們的粘著力和�(qiáng)�,防�?jié)卜饣蚰z粘的部件、電纜受力脫落或受到爆炸�(qiáng)度拔出�
(7) 隔爆型產(chǎn)品裝配時(shí)�(yīng)考慮隔爆面緊固螺栓力矩均勻的要求。同�(shí)要明示用戶安裝、維修時(shí),緊固螺栓的力矩要求�
作者簡(jiǎn)�: 徐剛 碩士研究生學(xué)�,高�(jí)工程師。現(xiàn)任石油和化學(xué)工業(yè)電氣�(chǎn)品防爆質(zhì)量監(jiān)督檢�(yàn)中心/ �(guó)家安全生�(chǎn)天津防爆電氣檢測(cè)檢驗(yàn)中心(簡(jiǎn)稱PCEC)主�、技�(shù)�(fù)�(zé)�;全�(guó)防爆電氣�(shè)備標(biāo)�(zhǔn)化技�(shù)委員�(huì)委員、副秘書(shū)�(zhǎng);全�(guó)防爆電氣�(shè)備標(biāo)�(zhǔn)化技�(shù)委員�(huì)防爆電器分技�(shù)委員�(huì)委員、副秘書(shū)�(zhǎng);全�(guó)石油和化�(xué)工業(yè)電氣技�(shù)委員�(huì)副主任委��