淺談隔爆型電氣設(shè)備隔爆接合面的技術(shù)要求

■ 南陽(yáng)防爆集團(tuán)股份有限公司 孟祥克 李平

1 前言

隔爆型電氣設(shè)備是指具有隔爆外殼的電氣設(shè)備，防爆標(biāo)志為“d”。隔爆外殼是指能承受內(nèi)部的爆炸壓力，并能阻止爆炸火焰向周圍環(huán)境傳播的防爆外殼。隔爆型電氣設(shè)備具有良好的隔爆和耐爆性能，被廣泛用于煤礦井下等爆炸性環(huán)境工作場(chǎng)所。

隔爆外殼由許多個(gè)零部件組成，零件間的連接縫隙會(huì)成為殼內(nèi)的爆炸產(chǎn)物所通過(guò)的路徑，引燃周圍的爆炸性氣體混合物。為阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍的爆炸性氣體混合物傳播，這些零部件的配合部分稱隔爆接合面，其接合縫隙稱隔爆接合面間隙。

隔爆外殼的隔爆作用就是利用外殼的法蘭間隙來(lái)實(shí)現(xiàn)隔爆的。法蘭間隙能起到隔爆作用，法蘭間隙越大，穿過(guò)間隙的爆炸產(chǎn)生物能量就越多，傳爆性就越強(qiáng)，隔爆性能就越差。相反，法蘭間隙越小，傳爆性就越弱，隔爆性能就越好。

法蘭隔爆面的長(zhǎng)度也和法蘭間隙的隔爆性緊密相關(guān)。隔爆面越長(zhǎng)，傳爆的可能性就愈小，隔爆面越短，傳爆的可能性就越大。為了能使隔爆外殼具有最佳隔爆性，人們對(duì)隔爆外殼法蘭間隙的大小與隔爆性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究，試驗(yàn)得出：最大不傳爆間隙就是最大試驗(yàn)安全間隙。研究證明，影響最大試驗(yàn)安全間隙的因素有：（1）爆炸性混合物的濃度；（2）隔爆法蘭的長(zhǎng)度及其表面加工粗糙度；（3）隔爆外殼的容積；（4）爆炸混合物的初始?jí)毫?、溫度和濕度；?）點(diǎn)火源到隔爆間隙內(nèi)緣的距離；（6）爆炸性混合物的流動(dòng)狀態(tài)等諸多因素。下面就對(duì)隔爆接合面在設(shè)計(jì)時(shí)的技術(shù)要求作一些簡(jiǎn)要探討。

2 隔爆接合面技術(shù)要求

2.1 通用要求

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隔爆接合面對(duì)內(nèi)部的爆炸火焰有冷卻作用是隔爆外殼隔爆性實(shí)際運(yùn)用的理論基礎(chǔ)。隔爆接合面是隔爆外殼不同部件相對(duì)應(yīng)的表面配合在一起（或外殼連接處），而且火焰或燃燒生成物可能會(huì)由此從外殼內(nèi)部傳到外殼外部的部位。因此隔爆接合面的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證熄滅間隙中的火焰，損失至少20%的熱量。為此隔爆接合面的寬度L、間隙（或直徑差）i、法蘭至殼體內(nèi)緣的距離應(yīng)符合表1～表4的規(guī)定，對(duì)于ⅡC外殼的螺紋隔爆接合面應(yīng)符合表5的規(guī)定。

2.2 非螺紋接合面

（1） 接合面寬度

對(duì)圓筒形金屬部件 (例如, 壓入容積不大于2000cm3 的金屬隔爆外殼壁的襯套), 如果設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)符合下列要求, 接合面寬度可縮短到5mm:

a) 不依靠過(guò)盈配合來(lái)防止部件在進(jìn)行GB3836.2第15章的型式試驗(yàn)時(shí)產(chǎn)生位移;

b) 在最不利過(guò)盈配合公差時(shí), 該結(jié)構(gòu)能符合GB3836.1中的沖擊試驗(yàn)要求;

c) 過(guò)盈配合部件的直徑不得大于60mm。

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如果接合面包含錐形表面，接合面寬度和垂直于接合面表面的間隙都應(yīng)符合表1～表4中規(guī)定的相應(yīng)尺寸。整個(gè)錐形部件的間隙應(yīng)均勻。對(duì)于ⅡC電氣設(shè)備外殼，錐度不得大于5°。

（2）表面粗糙度

隔爆面的表面粗糙度R應(yīng)不低于6.3微米，

(3)間隙

除了快開門或蓋的情況, 平面接合面之間不應(yīng)存在有意造成的間隙, 倘若接合面之間有間隙,無(wú)論何處均不得大于表1～表4所規(guī)定的相應(yīng)最大值。

對(duì)于Ⅰ類電氣設(shè)備, 應(yīng)能直接或間接檢查經(jīng)常打開的門或蓋的平面接合面間隙見圖1。

隔爆接合面的結(jié)構(gòu)形式有平面式、止口式、螺紋式。操縱桿和軸的配合屬于圓筒式結(jié)構(gòu)，它們分別應(yīng)用于殼體與殼蓋的接合處、殼體與操縱桿的接合處、電機(jī)軸伸與端蓋的接合處、電纜或?qū)Ь€的引入裝置與殼體的接合處以及儀表及顯示器窗與殼體的接合處等。

（4）止口接合面

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在確定止口接合面寬度時(shí), 應(yīng)符合下列情況:

a) 圓筒部分和平面部分都計(jì)算在內(nèi)時(shí), 應(yīng)采用下列附加條件(見圖2):

b) 只考慮圓筒部分(見圖3～圖5)時(shí), 平面部分應(yīng)符合下列要求:

對(duì)于Ⅰ類、ⅡA和ⅡB，平面部分不必滿足間隙要求；

對(duì)于ⅡC，平面部分的間隙不應(yīng)超過(guò)表4對(duì)圓筒部分所規(guī)定的最大間隙。

如果在平面部分安裝有襯墊（見圖4），那么應(yīng)在壓縮襯墊之后測(cè)量平面部分的間隙。在壓縮襯墊前后均應(yīng)保持圓筒部分接合面的最小寬度。但是，如果ⅡC電氣設(shè)備使用金屬或金屬包覆的可壓縮襯墊（見圖5），那么應(yīng)在襯墊壓縮之后測(cè)量平面部分的每一個(gè)表面與密封襯墊之間的間隙。

（5）ⅡC平面接合面

用于含有乙炔爆炸性環(huán)境的ⅡC設(shè)備，只有符合表4注2的條件，才允許采用平面接合面。

（6）接合面上的孔或螺孔

① 平面接合面

當(dāng)孔位于外殼的外側(cè)時(shí)，應(yīng)測(cè)量每個(gè)孔與外殼的內(nèi)側(cè)之間的距離；當(dāng)孔位于外殼的內(nèi)側(cè)時(shí)，應(yīng)測(cè)量每個(gè)孔與外殼的外側(cè)之間的距離。（見圖6，7，8）

②止口接合面

當(dāng)f ≤1mm且圓筒部分的間隙對(duì)于Ⅰ類和ⅡA不大于0.2mm，對(duì)于ⅡB不大于0.15mm，對(duì)于ⅡC不大于0.1mm時(shí)，距離是圓筒部分寬度a和平面部分寬度b的總和（見圖9）；如果不能滿足上述條件，則距離只是平面部分的寬度b。

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2.3 螺紋接合面

(1)對(duì)于Ⅰ類、ⅡA和ⅡB外殼，螺紋接合面的最小嚙合扣數(shù)為5扣。當(dāng)容積大于100cm3時(shí)，最小嚙合軸向長(zhǎng)度為8mm；當(dāng)容積不大于100cm3時(shí)，最小軸向嚙合長(zhǎng)度為5mm。

（2） 對(duì)于ⅡC外殼，螺紋接合面應(yīng)符合表5的規(guī)定。

2.4 襯墊和O形環(huán)

（1） 如果采用可壓縮材料的襯墊（例如用IP防護(hù)等級(jí)來(lái)防止潮氣、粉塵侵入或阻止液體滲入），則該襯墊只應(yīng)作為隔爆接合面的一個(gè)輔助件。而不能包括在隔爆接合面內(nèi)襯墊之外隔爆接合面的有效參數(shù)滿足表1～表4的要求。本要求不適用于導(dǎo)線和電纜引入裝置及燈具透明部件的密封襯墊。

（2） 如果襯墊是金屬或是金屬包覆的符合ISO 1210規(guī)定的可壓縮不燃材料，則絕緣套管的接合面和透明部件的接合面可以安裝襯墊。

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2.5 膠粘接合面

(1)采用膠粘或密封材料時(shí)，其設(shè)計(jì)的外殼強(qiáng)度不得取決于膠粘材料或密封材料的粘接強(qiáng)度。

(2)從容積V的隔爆外殼內(nèi)部到外部通過(guò)膠粘接合面的最短通路；

當(dāng)V≤10cm3時(shí), 不小于3mm;當(dāng)10cmcm3＜V≤100ccm3時(shí), 不小于6mm;當(dāng)V＞100cm3時(shí), 不小于10mm。

3 結(jié)束語(yǔ)

隔爆型電氣設(shè)備的外殼能保證內(nèi)部引燃爆炸后不會(huì)點(diǎn)燃周圍的爆炸性氣體混合物，其安全程度較高，可用于1區(qū)、2區(qū)爆炸性氣體危險(xiǎn)環(huán)境。隔爆面之間的間隙能起到隔爆作用如果隔爆面設(shè)計(jì)不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，則電氣設(shè)備起不到隔爆作用。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)生產(chǎn)隔爆型電氣設(shè)備時(shí)要嚴(yán)格按照國(guó)家防爆標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

[1]GB 3836.1-2000，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求[S].

[2]GB 3836.2-2000，爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備 第2部分：隔爆型“d”[S].