蓄電池防爆叉車的防爆性能檢驗(yàn)

鄭培獎 黃 湃 朱 林

廣州特種機(jī)電設(shè)備檢測研究院國家防爆設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心（廣東） 廣州 510760

0 引言

隨著我國工業(yè)自動化的提高，工業(yè)生產(chǎn)不斷規(guī)范，工業(yè)安全越來越得以重視。蓄電池防爆叉車憑借其污染低、噪聲小、防爆性能高的優(yōu)勢，在石油、化工、醫(yī)藥、?；瘋}儲等爆炸危險(xiǎn)環(huán)境中得到廣泛的應(yīng)用，成為重要的搬運(yùn)工具。由于爆炸危險(xiǎn)場所作業(yè)環(huán)境惡劣，且叉車維護(hù)保養(yǎng)單位防爆技術(shù)能力缺失，普遍存在后期防爆叉車不防爆的現(xiàn)狀，給安全生產(chǎn)帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此，蓄電池防爆叉車檢驗(yàn)，不僅在叉車常規(guī)性能上進(jìn)行檢驗(yàn)，還應(yīng)在防爆性能上加以重視。

1 蓄電池防爆叉車的現(xiàn)狀

叉車的管理處于優(yōu)化階段。叉車作為特種設(shè)備監(jiān)管的一部分，經(jīng)歷特種設(shè)備目錄的幾次變更，質(zhì)檢總局2014年第114號《質(zhì)檢總局關(guān)于修訂（特種設(shè)備目錄）的公告》明確了叉車是場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛的一個(gè)品種。同時(shí)，叉車檢驗(yàn)的規(guī)程文件，由早期的國質(zhì)檢鍋[2002]16號文《廠內(nèi)機(jī)動車輛監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》，到2017年頒布實(shí)施了TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》。對叉車的設(shè)計(jì)、制造、改造與修理、使用安全管理、檢驗(yàn)等內(nèi)容進(jìn)行了相關(guān)的規(guī)定，有助于進(jìn)一步的優(yōu)化叉車生產(chǎn)、使用、檢驗(yàn)、監(jiān)察的管理。

防爆叉車改造維修單位技術(shù)能力良莠不齊，需加強(qiáng)準(zhǔn)入引導(dǎo)。在TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》出臺后，將叉車的防爆改造歸屬到改造的范疇，且從事叉車改造的單位應(yīng)具有相應(yīng)的制造能力。在規(guī)程頒布之前，由于未對防爆叉車改造進(jìn)行確切的定性，缺乏具體的準(zhǔn)入規(guī)則，導(dǎo)致市場上大量的防爆叉車改造單位在防爆技術(shù)能力上存在差異。加上底價(jià)競爭等市場因素，時(shí)常出現(xiàn)防爆改造過程中以次充好，未按防爆技術(shù)要求進(jìn)行安裝的情況。同時(shí)，在用叉車的維護(hù)保養(yǎng)單位在防爆技術(shù)能力上嚴(yán)重缺失，后期未能按照防爆的要求進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，普遍出現(xiàn)更換非防爆電氣、電纜線隨意駁接等不專業(yè)行為。

使用單位防爆技術(shù)儲備與安全管理淡薄。由于缺乏系統(tǒng)、全面的培訓(xùn)，防爆叉車使用單位在防爆技術(shù)理解上存在偏差。在采購、維護(hù)管理等環(huán)節(jié)，僅采用低價(jià)者得的模式，缺乏對具體性能上的考核。缺乏對防爆叉車的駕駛?cè)藛T的操作培訓(xùn)，導(dǎo)致操作人員在使用過程中對叉車溫升報(bào)警、可燃?xì)怏w濃度報(bào)警等主動防護(hù)預(yù)警情況未能做出及時(shí)有效的判斷。

2 點(diǎn)燃源分析

2.1 電氣火花

蓄電池防爆叉車在安裝、使用、維護(hù)過程中，因?yàn)殡娎|線隨意駁接，電纜破損老化等情況，易導(dǎo)致電氣火花的故障。蓄電池叉車有較多的電氣線路和電路模塊，非防爆的電氣模塊和部件會進(jìn)行隔爆型、增安型、本安型等防爆技術(shù)的處理，使其達(dá)到整機(jī)防爆的要求。但如果出現(xiàn)隔爆接合面保護(hù)不到位、電纜引入不規(guī)范等情況，一旦因電路過載、電路短路、接觸不良產(chǎn)生電氣火花，將因?yàn)榉辣考辣阅苁?，讓電氣火花直接暴露在爆炸性危險(xiǎn)環(huán)境下。

2.2 靜電火花

防爆叉車的作業(yè)環(huán)境相對惡劣、復(fù)雜，尤其是北方的作業(yè)區(qū)域，使用環(huán)境干燥、濕度較低，容易產(chǎn)生靜電集聚。在爆炸危險(xiǎn)環(huán)境，控制和消除靜電火花極為重要。防爆叉車在使用過程中，經(jīng)常發(fā)生物體搬運(yùn)、部件摩擦等相對運(yùn)動摩擦的工況，產(chǎn)生靜電集聚。防爆叉車電氣部件的塑料外殼表面容易集聚靜電，在對其進(jìn)行清理擦拭的維護(hù)保養(yǎng)過程中，如果未能選用濕布進(jìn)行擦拭，容易產(chǎn)生靜電放電。

2.3 表面高溫

因?yàn)殚L時(shí)間、高強(qiáng)度負(fù)載的搬運(yùn)作業(yè)，蓄電池防爆叉車的蓄電池、電機(jī)、電氣控制箱等部件的表面溫度快速上升。在防爆叉車帶載高速剎車情況下，導(dǎo)致制動片產(chǎn)生較高的表面溫度。在需要長時(shí)間照明作業(yè)的工況下，前照燈、轉(zhuǎn)向燈等照明燈具在使用過程中容易發(fā)熱產(chǎn)生高溫。如果發(fā)生電路過載、電路短路、接觸不良等電氣故障，容易導(dǎo)致電氣部件產(chǎn)生高溫表面。

2.4 機(jī)械火花

防爆叉車主要用于搬運(yùn)作業(yè)的特定工況，在正常作業(yè)過程中，不可避免地產(chǎn)生叉齒與地面、叉齒與搬運(yùn)物體之前的摩擦。尤其是叉齒與地面的摩擦，由于地面通常相對堅(jiān)硬，長時(shí)間、高頻率的劇烈摩擦，易導(dǎo)致防爆叉車叉齒上包裹的不銹鋼、黃銅等無火花材料破損，在地面摩擦?xí)r，易產(chǎn)生機(jī)械火花。

3 TSG N0001—2017的要求

防爆電梯有具體的檢驗(yàn)規(guī)程文件TSG T7003—2011《電梯監(jiān)督檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)規(guī)則—防爆電梯》，相比而言防爆叉車沒有單獨(dú)的檢驗(yàn)規(guī)程文件，現(xiàn)行主要在叉車常規(guī)性能檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提取部分防爆條款進(jìn)行補(bǔ)充。早期的國質(zhì)檢鍋[2002]16號文《廠內(nèi)機(jī)動車輛監(jiān)督檢驗(yàn)規(guī)程》僅在附件3中的1.7項(xiàng)，提出“裝載運(yùn)輸易燃易爆、劇毒等危險(xiǎn)品的車輛或行駛于危險(xiǎn)場所的車輛，必須符合相應(yīng)的特殊要求”。而2017年頒布實(shí)施了TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》，涉及防爆性能檢驗(yàn)的參考項(xiàng)目主要有：2.2.1 （6）、2.2.4.1.1(6)、2.2.4.6.2(3)等項(xiàng)目（見表1）。針對具體的防爆檢驗(yàn)，每個(gè)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)由此建立的檢驗(yàn)體系和方法存在一定的差異。

表1 TSG N0001—2017涉及防爆項(xiàng)目

4 防爆性能檢驗(yàn)

根據(jù)上述蓄電池防爆叉車可能產(chǎn)生點(diǎn)燃源的分析，以TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、GB19854—2005《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》、GB/T 3836.15—2017《爆炸性環(huán)境第15部分：電氣裝置的設(shè)計(jì)、選型和安裝》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)場檢驗(yàn)方法，對蓄電池防爆叉車的防爆性能檢驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)歸納。

4.1 防爆制造改造能力審查。

根據(jù)TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》發(fā)布后的釋疑，叉車的防爆改造屬于規(guī)程定義的改造范疇。規(guī)程2.1.1（3）要求場車的改造應(yīng)當(dāng)由取得相應(yīng)制造許可的單位實(shí)施。規(guī)程2.3.5要求從事場車改造的單位，在進(jìn)行改造施工前，應(yīng)當(dāng)按照規(guī)定向使用所在地的特種設(shè)備安全監(jiān)督管理部門書面告知，告知后方可改造。因此，對于防爆叉車的檢驗(yàn)，應(yīng)首先對防爆叉車的制造、改造資格進(jìn)行審查，對于不具備相應(yīng)防爆等級制造資質(zhì)的單位，不得制造或改造防爆叉車。經(jīng)過改造的防爆叉車，在申請改造后的首次檢驗(yàn)時(shí)，檢驗(yàn)人員應(yīng)核查改造單位是否為叉車辦理了改造告知。

4.2 防爆標(biāo)志與整機(jī)環(huán)境符合性檢驗(yàn)

根據(jù)TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機(jī)動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中2.2.4.6.2(3)項(xiàng)的要求，具有防爆功能的叉車，其電氣設(shè)備和元件的選用應(yīng)當(dāng)符合相應(yīng)防爆級別的要求?，F(xiàn)場檢驗(yàn)過程中，應(yīng)對其整機(jī)防爆的標(biāo)志和整機(jī)環(huán)境符合性進(jìn)行檢驗(yàn)。

檢驗(yàn)過程中應(yīng)進(jìn)行外觀檢查，在車輛明顯部位上應(yīng)設(shè)置和車輛體積大小相適合的永久性Ex標(biāo)志，同時(shí)應(yīng)設(shè)置使用說明牌。車輛應(yīng)設(shè)置清晰的永久性銘牌，包括防爆合格證編號、防爆Ex標(biāo)志、防爆型式、溫度組別或最高表面溫度、車輛應(yīng)用區(qū)域等信息。

查驗(yàn)防爆叉車作業(yè)區(qū)域的危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖、危險(xiǎn)物質(zhì)及理化性能說明資料，防爆車輛整機(jī)防爆等級應(yīng)符合工作環(huán)境防爆分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)要求。防爆車輛電氣部件均應(yīng)采用防爆型，且其防爆性能不低于整機(jī)防爆性能。在可燃性粉塵環(huán)境中，必須使用粉塵防爆設(shè)備。在爆炸性氣體環(huán)境中，必須使用氣體防爆設(shè)備。如選用防爆叉車的整機(jī)設(shè)備保護(hù)級別為Gc，但是用于1區(qū)的爆炸環(huán)境下，則無法滿足使用環(huán)境防爆的要求。

4.3 防爆電氣部件的檢驗(yàn)

蓄電池防爆叉車由防爆蓄電池、防爆電機(jī)、防爆控制箱、防爆燈具等多個(gè)防爆電氣部件組合而成，防爆電氣部件包含隔爆型、增安型、本安型、澆封型等一種或多種防爆型式。對不同防爆型式的不同防爆電氣部件，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的防爆技術(shù)要求進(jìn)行檢驗(yàn)。

1） 防爆電氣部件一般要求

檢查防爆電氣部件的銘牌，銘牌上應(yīng)至少標(biāo)明型號、出廠日期、防爆標(biāo)志、防爆合格證號、制造廠家等參數(shù)，防爆合格證號應(yīng)在有效期內(nèi)。檢查防爆電氣部件外殼應(yīng)無損傷，透明件無裂紋。結(jié)合面應(yīng)緊固嚴(yán)密，緊固件應(yīng)無銹蝕、缺損。

隔爆型設(shè)備隔爆結(jié)合面不得有銹蝕層、機(jī)械傷痕，不得涂油漆，結(jié)合面尺寸符合防爆要求。隔爆型電氣部件應(yīng)設(shè)置電氣連鎖或斷電后開蓋警告標(biāo)志（見圖1）。由于維護(hù)保養(yǎng)不到位，防爆電氣部件拆卸后處置不當(dāng)，容易導(dǎo)致隔爆接合面銹蝕嚴(yán)重、機(jī)械劃痕、未緊固齊全等情況。

圖1 隔爆型控制箱

2） 防爆電源的檢驗(yàn)

根據(jù)GB19854—2005《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》附錄B蓄電池組電源裝置防爆技術(shù)要求，蓄電池箱體上應(yīng)設(shè)置清晰的永久性標(biāo)志Ex銘牌和危險(xiǎn)場所嚴(yán)禁打開字樣的警告牌，3G、3D級車輛的蓄電池組應(yīng)為增安型或特殊型等，2G、2D級車輛的蓄電池組應(yīng)為特殊型（見圖2）。特殊型電池間的電氣連接和電源引出（至接線盒）均應(yīng)采用連接導(dǎo)線進(jìn)行雙線連接。在現(xiàn)場檢驗(yàn)過程中，容易出現(xiàn)制造或改造單位為了降低防爆叉車的生產(chǎn)成本，在2G、2D級車輛上用增安型的防爆蓄電池代替特殊型的蓄電池，在檢驗(yàn)過程中應(yīng)加以留意。

圖2 特殊型防爆蓄電池

4.4 電氣線路的檢驗(yàn)

1） 電纜配線

防爆叉車的電纜配線應(yīng)采用橡膠電纜或鎧裝電纜連接，應(yīng)注意舊設(shè)備電纜配線老化破損的檢查（如圖3）。除本安電路外，電纜不允許直接連接，一般應(yīng)設(shè)置防爆接線盒（接線箱）；或在適應(yīng)于場所防爆型式的外殼內(nèi)連接；或按制造商的說明書，用環(huán)氧樹脂、復(fù)合劑或用熱縮管、冷縮管的軸套進(jìn)行密封，連接不能承受機(jī)械應(yīng)力的情況除外。本安電路的電纜或電線應(yīng)設(shè)淺藍(lán)色標(biāo)識。新頒布GB/T 3836.15—2017《爆炸性環(huán)境 第15部分：電氣裝置的設(shè)計(jì)、選型和安裝》中9.6.6條款放寬了對電纜直接連接的要求，取消了僅限在2區(qū)使用的限制條件，但是標(biāo)準(zhǔn)保留了對制造商說明的要求，現(xiàn)場檢驗(yàn)應(yīng)加以區(qū)分。

圖3 電纜配線老化破損

2） 電纜引入

檢驗(yàn)電纜引入情況，非本安型防爆電氣部件應(yīng)采用電纜密封圈式引入裝置，其彈性密封圈一個(gè)引入孔只能密封一根電纜，彈性密封圈壓緊后應(yīng)能將電纜均勻地被擠緊密封，不得用膠泥或膠布代替密封圈?，F(xiàn)場檢驗(yàn)過程中，應(yīng)檢查電纜引入是否可靠，重點(diǎn)檢查引入口位置是否因?yàn)閴壕o墊圈缺失或者電纜未完整壓緊導(dǎo)致的電纜引入松動（如圖4）。非本安型防爆電氣部件外殼上多余的電纜引入孔應(yīng)用封堵件封堵。電纜引入口未封堵或未按照防爆要求進(jìn)行封堵，將直接導(dǎo)致電氣部件的內(nèi)部電路暴露在爆炸性環(huán)境下，帶來嚴(yán)重的安全隱患。

圖4 電纜引入未擠緊密封

4.5 表面溫度的檢驗(yàn)

防爆電氣部件外殼、機(jī)械運(yùn)動部件外殼最高表面溫度不應(yīng)超過車輛使用場所存在的爆炸物質(zhì)的最低點(diǎn)燃溫度和防爆場（廠）內(nèi)專用車輛整機(jī)的溫度組別。按照GB19854—2005《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》5.1溫度測量的要求，對其進(jìn)行溫升試驗(yàn)，使用紅外溫度測量儀，重點(diǎn)對蓄電池、電機(jī)、液壓系統(tǒng)、剎車片等部件進(jìn)行溫度檢測。

4.6 防靜電措施的檢驗(yàn)

車輛上所有大于100 cm2的金屬部件應(yīng)連接到車架上，以保持電位平衡（如圖5）。如果這些部件固定牢固，并與車架有良好的金屬接觸，則不必用單獨(dú)的導(dǎo)體把這些部件連接到車架上。為了防止靜電電荷積累，車輛上所有的金屬部件都應(yīng)對地有良好的導(dǎo)電性。在塑料部件上添加如塑料部件濕布擦拭的警示標(biāo)識。

圖5 防止靜電集聚

4.7 防機(jī)械火花措施的檢驗(yàn)

接觸、可能接觸地面或載荷工作裝置的所有表面應(yīng)當(dāng)使用銅、銅鋅合金、不銹鋼等材料或非金屬材料（例如橡膠或者塑料）包覆。尤其是叉齒根部，因?yàn)楦邚?qiáng)度的搬運(yùn)，與地面劇烈摩擦，容易導(dǎo)致表面無火花材料的破損（如圖6），應(yīng)予以關(guān)注。

圖6 叉車無火花包覆材料破損

5 結(jié)語

盡管蓄電池防爆叉車在多種防爆技術(shù)的保護(hù)下，具備較為良好的防爆安全性能。但是因?yàn)樵诒ㄎｋU(xiǎn)環(huán)境下使用，如果未能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并消除防爆叉車的點(diǎn)燃源，會對安全生產(chǎn)帶來較大的爆炸隱患。提升蓄電池防爆叉車點(diǎn)燃源的辨識，加強(qiáng)防爆性能的檢驗(yàn)，有利于更好地發(fā)揮防爆叉車功能安全的有效性，保障企業(yè)安全生產(chǎn)。