汽车行业中的防爆保护

  • 2023/7/31 发布:10000
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  • 爆|炸||; -s ;(爆炸)意指“在压力下逃生。” 爆炸时发生什么情况,有哪些重要因素和可以采取哪些保护措施?在此了解更多防爆信息。

    ISO 8421-1、EN 1127-1将爆炸定义为“由于物质急剧氧化或分解反应产生温度、压力增加或两者同时增加的现象”。这指的是氧气(空气)、易燃物和引火源,以一定比率同时汇聚,化学反应导致温度和压力急剧增加。如果产生的热不能快速、充分散发,并发气体的体积会急剧膨胀,释放大量热能,伴随压力波:爆炸。

    爆炸的严重性

    爆炸的严重性取决于易燃物和这些材料与氧气混合形成混合物的特性:空气中的氧气要与特定量的易燃物混合才会燃烧(氧化)。根据爆炸严重性和相关的压力波传播速度,可分为低速爆炸(cm/s)、爆燃(m/s)和最严重的爆炸类型 - 爆炸(km/s)。最严重的爆炸的传播速度比声音传播速度快,因此会形成巨大的破坏力。

    爆炸性环境的前提条件 发生爆炸必须同时具备以下因素:

    1、生产过程或周围存在易燃物

    2、氧气(空气)

    3、火源

    4、氧气和易燃物达到特定比率

    5、我们可充分利用只有当易爆环境和引火源同时存在才会发生爆炸这一常识进行防爆保护。

    可燃物

    可燃物包括蒸汽、雾气、气体和粉尘。制造和生产过程或者运输或储存期间都可能意外产生这些可燃物。分解用于进一步处理的材料产生粉尘的情况在工业领域尤其常见。粉尘爆炸和气体爆炸一样具有毁灭性:燃气-空气混合物在爆炸期间会快速传播,从而降低易燃物的浓度(稀释混合物)。然后,就不再可能进一步燃烧。与此相反,粉尘-空气混合物在爆炸期间会形成容易点燃的额外的粉尘层。但是,燃气-空气混合气爆炸也会扬起灰尘,将气体爆炸转化为粉尘爆炸。

    闪点和爆炸极限

    与氧气混合的易燃物只有达到一定比率时才易燃,但只要存在引火源就会燃烧。此时,材料的闪点及其爆炸极限起着决定性的作用。

    闪点

    “闪点”描述的是易燃液体形成易燃蒸汽-空气混合物时的最低温度。此混合物的闪点可能低于单一成分的闪点。对于这些蒸汽-空气混合物,浓度比率决定是否可以形成爆炸性环境。这描述了各个材料的爆炸极限:对于与氧气混合发生爆炸,每种易燃物都有一个特定的范围。浓度太高(浓混合气)和浓度太低(稀混合气)都不会发生爆炸,而是发生固定反应或者根本不发生燃烧反应。只有在爆炸上限和爆炸下限之间范围内点火时混合物才会发生爆炸反应。

    爆炸极限

    但是,爆炸极限取决于压力、温度和氧气浓度。再者,还有化学性质不稳定的物质,例如铯、铷或者甚至白磷,只要一接触氧气或空气就会点燃,这些物质称为“自燃物”。处理这些物质时应特别谨慎。这也适用于积尘。在这种情况下,自燃的危险会随着积尘厚度的增加而增加。粉尘的保温效果会导致热蓄积,进而导致自燃。有关物质的准确闪点和爆炸极限的信息,请参见相应的安全数据表。如果可能形成爆炸性环境,则要在文件中注明。

    根据ATEX和NEC 500进行危险区域划分

    材料种类的不同决定了危险区域风险范围的不同。其中一种物质出现的频率和持续时间决定了对操作设备不同的防护要求。

    根据CENELEC和IEC,在欧洲,危险场所可分为六个不同危险区域。潜在爆炸发生的概率越高,对防护设备的要求就越严格,例如,在产生火花或表面温度过高的情况下。

    设备类别和组别

    可根据特定操作设备及区域分布来决定区域内资源的选用。设备组别及种类对特殊操作设备的区域选择起到至关重要的作用。同时,操作设备的防爆保护区要基于温度等级和防爆组别进行确定。

    在北美,使用NEC 500和NEC 505标准这两种不同的分类系统。其中,可燃物质分为三类(I至III类)。I类爆炸性气体、蒸汽和雾气又细分为A、B、C、D气体组;II类可燃粉尘又细分为E、F、G组。

    根据这些材料出现的频率或持续时间,对危险场所进行所谓的划分。分区1对应区域0和1,分区2对应区域2。除了爆炸区域的分区,操作设备的结构以及电气系统的安装也要进行区分。

    措施就是义务

    谁需要防爆保护?保护谁?此处必须注意什么?什么是建设性防爆保护措施?WAGO为您整理了一套对应的答案。

    欧洲的防爆保护规范基于ATEX指南,于1994年作为指令94/9/EC公布,自2014年起,使用2014/34/EU新版。该指令涵盖危险场所使用的设备和保护系统。

    指令2014/34/EU——制造商义务的规定

    根据2014/34/EU附录1,制造商必须将可能存在着火危险(引火源)并导致爆炸的任何设备分为设备组和类别。对于此类设备,必须由其中一个指定的测试机构进行Ex型式试验和认证。如果设备满足型式试验的要求,CE标志的依据则符合EC符合标准声明的要求。设备必须附上介绍其恰当使用方法的使用说明书。

    一级防爆保护

    主要关注点在于最好通过选择非易燃替代物或高闪点材料,来防止形成爆炸性环境。如果无论出于何种原因而导致这种方法不可行,则将注意力转向其他措施。其中一个措施就是惰化。这里,可利用只有当易燃材料与氧气以精确比例混合时才会形成爆炸性环境的这一特性。

    二级防爆保护

    此措施旨在防止引燃危险爆炸性环境(如果无法避免)。对于此,必须根据爆炸性环境的发生频率和持续时间将区域划分为应用场所的危险区。利用这些,确认特定危险区是否允许引火源。单击此处整体了解一下引火源。

    三级防爆保护

    我们未必有可能每次都安全地防止危险环境的出现和排除引火源。在这种情况下,必须采取额外的防爆保护措施,将爆炸降到无害的水平。建设性防爆保护措施包括采用耐压和耐冲击外壳,以及采用减压和均压设备。通过灭火设备抑制爆炸也算在内。

    设备组别,实现更高安全性

    与设备一样,气体、蒸气和粉尘根据其特性分为不同的组别。这种划分简化适于各种气体、蒸气和粉尘用设备的正确选择。

    在EN 60079 0:2009标准引入之前,危险场所用设备分为两个组别。自EN 60079 0:2009标准生效以来,危险场所用设备划分1、2和3三个组别。

    设备类别划分

    I类:存在瓦斯气体的矿井用设备。

    II类:瓦斯易爆性区域用设备(非矿井)

    III类:易燃粉尘区域用设备(非矿井)

    根据易爆气体特征,第II类电气设备进一步细化为IIA、IIB及IIC三个级别。此分类影响防爆类别隔爆型(Ex d)和本质安全(Ex I)。

    易燃粉尘区域用设备也根据粉尘类型分为以下组别:

    易燃棉绒

    不导电粉尘

    导电粉尘

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