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隔爆外殼防爆原理

2024年11月14日 來源:防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈服務平臺 防爆空調 防爆電氣 防爆電機 防爆風機 防爆通訊 瀏覽 539 次 評論 0 次
隔爆型電氣設備,用符號“d”表示,是一種專門防爆型式的電氣設備。這種防爆型式的電氣設備的防爆安全性能,主要是指望一種被稱作“隔爆外殼”的外殼來保證的。

根據(jù)GB/T 3836.2-2021《爆炸性環(huán)境 第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備》中把“隔爆外殼”定義為內(nèi)裝可能點燃爆炸性氣體環(huán)境的部件,能承受內(nèi)部爆炸性混合物爆炸產(chǎn)生的壓力,并阻止爆炸傳播到外殼周圍爆炸性氣體環(huán)境的外殼。

通俗來說,這樣一種外殼,它允許進入內(nèi)部的爆炸性氣體-空氣混合物在外殼內(nèi)發(fā)生燃燒爆炸,不會發(fā)生嚴重的變形或損壞,更不允許爆炸生成物將外殼爆破,或者從外殼內(nèi)部通過通往外殼外部的任何通道竄到外殼外部,點燃周圍的爆炸性氣體-空氣混合物。

這就是隔爆型電氣設備的防爆原理,所以總結出隔爆外殼應該具有的兩個屬性:耐爆性能隔爆性能。


隔爆外殼的基本要求



首先應當具有足夠的強度,以承受內(nèi)部爆炸產(chǎn)生的壓力。電氣設備在制造、使用時,不可避免地需要打開外殼進行安裝、調試、檢修等工作,不可能將外殼焊接成一個完全封閉的整體,因此外殼就不可避免地形成了兩個不同部件接合的結構,在接合的位置上存在著間隙,為了防止設備內(nèi)部的爆炸火焰從接合部位的間隙傳播到周圍環(huán)境中,需要對接合的結構進行特殊的設計。這個就是標準中所說的隔爆接合面參數(shù)。另外,設備在爆炸性環(huán)境中使用時,外殼本身也不應當成為點燃源。長期運行時,設備外部的表面不應有足以引起點燃的高溫。隔爆外殼內(nèi)部的高溫即使引起點燃,也無法傳播到外部,無須考慮其點燃風險,但應當防止斷電后馬上開蓋時,高溫表面的溫度還沒有下降到最低點燃溫度以下,因此,有些情況下需要在外殼外部施加警告標志,斷電足夠時間后方可打開蓋板。當外殼采用金屬材料制造時,如果受到外部的敲擊、摩擦,可能會產(chǎn)生機械火花,引起點燃。鋁、鎂、鈦、鋯等輕金屬被生銹的鐵碰撞后,極易產(chǎn)生高溫的機械火花,因此,應當嚴格控制金屬外殼材料中的輕金屬成分的比例。需要注意的是,雖然大部分情況下,銅及銅合金都是不發(fā)火,被其他金屬碰撞后不會產(chǎn)生高溫機械火花,經(jīng)常被用作防爆工具,但是銅可以和乙炔形成乙炔化物,受到摩擦、碰撞后,乙炔化物會劇烈燃燒,因此,如果設備預計用于有乙炔的環(huán)境,隔爆外殼材料應控制銅的含量不超過 60%。外殼還應當具有足夠的穩(wěn)定性。不應在日常使用中發(fā)生腐蝕,活性高的鋅及鋅含量超過80%的合金就不適合制造防爆設備的外殼。當外殼采用除玻璃、陶瓷以外的非金屬材料制作時,除需要考慮其在長期工作中,因承受高溫、低溫而引起的性能下降外,對用于煤礦井下的燈具透明件、非礦用場所的外殼,還需要考慮其因暴露在紫外線中而引起的性能下降。另外,非金屬受到摩擦后會積聚靜電,當靜電在足夠高的電勢放電時,將點燃環(huán)境中的可燃性物質。因此,需要避免產(chǎn)生靜電或防止靜電積聚,可以選擇防靜電材料或盡快將靜電釋放的措施來降低靜電點燃的風險。






隔爆型電氣設備隔爆外殼的設計要求有哪些?


01、金屬外殼材質要求

對于金屬材料來說,除機械性能外,主要是從它的機械火花點燃爆炸性氣體-空氣混合物的性能來考慮的。試驗指出,金屬材料的材質對機械火花的點燃性能有很大的影響。為了保證外殼材料不會發(fā)生機械火花的點燃現(xiàn)象,必須對外殼材料中所含的相關元素加以限制。

國家標準 GB3836. 1 《爆炸性環(huán)境第1 部分:設備通用要求》規(guī)定:

1.Ⅰ類EPL Ma和EPL Mb電氣設備金屬外殼的材料成分

設備外殼的材料中鋁、鎂、鈦和鋯的總含量不允許超過15%(按質量百分比計),并且鈦、鎂和鋯的總含量不允許超過7.5%。

上述要求不適用于由人攜帶的監(jiān)視儀表,但是,這些設備應標志 “X”并且特殊的使用條件應說明在儲存、運輸和使用期間的預防措施。

對于I類手持式或支架式電鉆(及附帶插接裝置)、攜帶式儀器儀表、燈具的外殼,可采用抗拉強度須大于等于120 MPa,且按GB/T13813-2008規(guī)定的摩擦火花試驗方法考核合格的輕合金制成。

2.Ⅱ類電氣設備金屬外殼的材料成分

EPL Ga設備:鋁、鎂、鈦和鋯的總含量不允許超過10%(按質量百分比計),而且鎂、鈦和鋯的總含量不允許超過7. 5%;

EPL Gb設備:鎂和鈦的總含量不允許超過7.5%;

EPL Gc設備:除風扇、風扇罩和擋風板應該符合Ⅰ區(qū)設備的要求以外,其他無特殊要求。

如果EPL Ga 或 Gb設備超過了材料界限,設備應按標準的要求加標志“X”,并且安全使用的特殊條件應包含足夠的信息使用戶確定設備特殊應用的適應性。例如:避免由于沖擊或摩擦產(chǎn)生點燃的危險。

3.Ⅲ類電氣設備金屬外殼的材料成分

EPL Da設備:鎂、鈦和鋯的總含量不允許大于 7.5%;

EPL Db設備:鎂、鈦和鋯的總含量不允許大于 7.5%;

EPL Dc設備:除風扇、風扇罩和檔風板應符合 EPL Db 的要求外,其他無要求。

如果EPL Da或 Db設備金屬外殼材料成分超過了上述界限,設備的證書編號后應加標志“X”,并且安全使用的特殊條件應包含足夠的信息使用戶確定設備特殊應用的適應性,如,避免由于沖擊或摩擦的點燃危險。


02、非金屬外殼要求

當外殼容積不大于2.0升時,可采用塑料材料制造,但塑料外殼的結構強度受成型工藝及易自然老化的影響,一般用于外殼容積小于0.1升的隔爆部件。當外殼容積不大于0.01升時,可采用陶瓷材料制造。


03、外殼厚度要求

隔爆型電氣設備的外殼常用材料有:鋼板、鑄鋼、鑄鋁合金、鑄鐵等材料。除了材質要求,對隔爆型外殼,應能承受內(nèi)部爆壓和外部沖擊能量的考核。以鑄鋁殼體為例,容積不大于2.0升的外殼,殼壁厚度應在4.0-8.0mm之間,法蘭厚度應在8.0-12.0mm之間;壓鑄鋁外殼的壁厚由于致密度相對較高,其壁厚可設計得小一點。當容積大于4.0升時,須采用鑄鋼等黑色金屬材料。根據(jù)防爆會議紀要,殼體厚度必須≥3mm,這是最低要求。但在實際過程中要考慮加工、使用等過程中的損耗、腐蝕等情況。隔爆外殼的殼體厚度直接影響的產(chǎn)品的防爆性能,一般殼體厚度都在6mm以上,4mm厚度的外殼基本都利用加強筋提高強度。
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