防爆場車防爆認證現(xiàn)狀與常見問題分析

劉韋光 馬 雷 閆 俠 王新華 蔣漳河

1廣州特種機電設(shè)備檢測研究院 廣州 510760 2國家防爆設(shè)備質(zhì)量檢驗檢測中心（廣東） 廣州 510760

0 引言

根據(jù)《特種設(shè)備目錄》，場（廠）內(nèi)專用機動車輛（以下簡稱場車）是指除道路交通、農(nóng)用車輛以外在工廠廠區(qū)、旅游景區(qū)、游樂場所等特定區(qū)域使用的專用機動車輛，分為機動工業(yè)車輛、非公路用旅游觀光車輛2個類別，其中機動工業(yè)車輛包含叉車一個品種。防爆場車是用于具有爆炸危險的氣體、粉塵環(huán)境的專用機動工業(yè)車輛。按照目前常見的動力形式，可分為防爆內(nèi)燃場車、防爆蓄電池場車、手動防爆場車3類，其被廣泛應(yīng)用于石油、化工、醫(yī)藥、燃氣、粉塵等行業(yè)易燃易爆場所。

防爆場車認證是指對防爆場車的防爆性能進行檢驗檢測，以判斷整車是否滿足防爆要求，并以防爆合格證形式表征防爆場車的防爆性能。防爆場車認證是檢驗防爆場車具備防爆性能、保障場車自身不會成為當(dāng)下使用環(huán)境中易燃易爆物質(zhì)的點燃源的技術(shù)手段與前提。受限于防爆場車的認證要求規(guī)范性、統(tǒng)一性及市場上可能存在的惡意競爭等現(xiàn)象，當(dāng)下全國防爆場車認證市場情況不佳，由此也造成防爆場車制造/改造企業(yè)的技術(shù)參差不齊、防爆場車認證檢驗問題頻出，帶來負面影響。

1 防爆場車重要性

1.1 市場需求大

防爆場車通過對自身電氣部件的認證、金屬摩擦部件的材料限制、整車滿載工況設(shè)備表面最高溫度控制、靜電消除等方面進行約束，從而避免自身成為爆炸危險環(huán)境的點燃源，實現(xiàn)防爆功能。當(dāng)前防爆場車廣泛應(yīng)用于石化、化工等氣體和糧食、醫(yī)藥等粉塵爆炸性環(huán)境中。相比較而言，氣體環(huán)境用防爆場車起步較早，具有更廣泛的市場覆蓋率[1，2]。隨著工業(yè)化進程，易燃易爆場所防爆場車的需求將會顯著提升。此外，伴隨著全民高質(zhì)量發(fā)展的定位和不斷提升的安全生產(chǎn)水平需要，越來越多的易燃易爆場所將廣泛使用防爆場車，實現(xiàn)機械化和本質(zhì)安全發(fā)展。

1.2 危險性大

場車運行中的電氣火花、設(shè)備高溫?zé)岜砻娴纫蛩貙c燃達到爆炸濃度范圍的易燃易爆環(huán)境，從而引發(fā)爆炸事故。通常爆炸性環(huán)境受泄漏源、空氣流動等因素影響，會以大面積、廣空間的形式存在，爆炸環(huán)境不僅存在于設(shè)備、設(shè)施本身，還延伸到外圍空間，一旦發(fā)生爆炸不僅設(shè)備設(shè)施本身收到損壞，也殃及周邊環(huán)境。此外，易燃易爆危險物質(zhì)通常都有儲存量大的特點，如大型儲罐區(qū)、糧倉等，局部發(fā)生爆炸極易引發(fā)危險場所大爆炸，造成強烈沖擊波對周邊建筑等造成沖擊破壞。1次爆炸極大加速了易燃易爆物質(zhì)與空氣的混合，極易造成2次爆炸的連鎖次生災(zāi)害。

按照防爆場車機理，其成為點燃源的因素主要有電氣設(shè)備內(nèi)部火花或能量、機械火花、高溫?zé)岜砻妗?nèi)燃機尾氣[3，4]。電氣設(shè)備內(nèi)部火花或能量危險因素為電氣設(shè)備內(nèi)部火花或電弧通過設(shè)備外殼間隙迸出，引燃爆炸性環(huán)境；機械火花危險因素為貨叉等機械摩擦部件產(chǎn)生摩擦火花，引燃爆炸性環(huán)境；高溫?zé)岜砻嫖ｋU因素為配電箱、電動機、電磁閥等部件長時間運行發(fā)熱，熱量如不能及時散去將使得熱量集聚，造成設(shè)備表面溫度上升，當(dāng)溫度上升到危險物資引燃溫度時將引燃爆炸性環(huán)境；內(nèi)燃機尾氣危險因素為內(nèi)燃機正常運行時燃燒室內(nèi)溫度高，排出的尾氣具有火焰、燃燒顆粒、熱氣流，處理不當(dāng)將引燃爆炸性環(huán)境。

2 防爆場車認證現(xiàn)狀

2017年TSG N0001—2017《場（廠）內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》發(fā)布實施，該規(guī)程首次規(guī)定：場車改造應(yīng)當(dāng)由取得相應(yīng)制造許可的單位實施。這為防爆場車整個市場帶來巨大的影響，也將防爆叉車認證帶入了一個全新的發(fā)展階段。在2017年6月1日前，防爆場車認證全部以改造模式進行，改造廠家取得改造許可證，在普通場車基礎(chǔ)上對電氣部件及其布線、貨叉、輪胎等部件進行防爆性能改造，防爆認證依據(jù)廠家改造許可證對其改造的防爆場車進行防爆性能檢驗。2017年6月1日后所有防爆場車進入市場必須取得制造許可資質(zhì)方可進行防爆認證與上牌。這一規(guī)程的發(fā)布旨在將防爆場車嚴格納入特種特備行列，對標于防爆電梯、防爆起重機模式規(guī)范監(jiān)管，然而經(jīng)過了數(shù)年的發(fā)展，防爆場車當(dāng)前仍然存在2種主要生產(chǎn)模式：其一照舊以普通場車為基礎(chǔ)進行防爆性能改造，冠名以防爆場車制造出廠；其二對標防爆電梯、防爆起重機生產(chǎn)模式，全新設(shè)計、制造防爆場車。2種生產(chǎn)模式中，仍以第1種占據(jù)了大部分的市場，有以下原因：

1）市場價格影響 防爆場車改造認證、上牌經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，已經(jīng)在市場上形成規(guī)律，且防爆場車價格相對防爆電梯、防爆起重機而言便宜很多，防爆場車已經(jīng)形成了相對便宜且穩(wěn)定的市場價格，直接從制造模式開展防爆場車生產(chǎn)，成本高、價格貴廠的家沒有競爭力，將逐步失去全部市場份額；

2）技術(shù)難度相對較低 相對于防爆電梯與防爆起重機，防爆場車的結(jié)構(gòu)裝配、控制系統(tǒng)要簡單很多，改造相對容易，相對于制造來說周期短、難度低。

2.1 標準要求

防爆場車認證沒有明確的統(tǒng)一要求，目前國內(nèi)主要有3種來源：客戶需要、型式試驗機構(gòu)要求防爆合格證為型式試驗前置條件、地方監(jiān)管部門監(jiān)管需求。防爆場車防爆認證相關(guān)依據(jù)有3處：1）根據(jù)TSG N0001—2017《場(廠)內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》型式試驗需要對防爆電器、部件檢查；2）依據(jù)GB/T 3836系列標準將防爆場車按照成套設(shè)備來對待進行認證；依據(jù)GB/T 19854—2018《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》來檢驗認證。

依靠這3個依據(jù)對防爆場車認證都存在一定程度的弊端。依據(jù)TSG N0001—2017《場(廠)內(nèi)專用機動車輛安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》進行認證，主要內(nèi)容與要求為型式試驗、首次檢驗、定期檢驗需要對防爆電器、部件檢查，其弊端為只對防爆電器、部件檢查，距離整車認證內(nèi)容、要求欠缺；依據(jù)GB/T 3836系列標準進行認證，主要內(nèi)容與要求為按照成套設(shè)備對各電氣部件進行認證，對整車裝配進行整體認證，其弊端為缺乏場車固有特性相關(guān)規(guī)定，如機械火花等。同時GB/T 3836系列標準為推薦性標準，強制力欠缺；依據(jù)GB/T 19854—2018《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》進行認證，主要內(nèi)容與要求為根據(jù)爆炸性環(huán)境類型、級別分別對不同保護級別場車的熱表面、機械火花和機械間隙、靜電、動力裝置、電氣安裝、電氣設(shè)備、離合器、制動器、負載裝卸裝置、液壓系統(tǒng)綜合進行檢驗，對整車進行認證。但GB/T 19854—2018《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》為推薦性標準，強制力欠缺。

2.2 現(xiàn)狀特征

1）地域差異明顯 福建、浙江、江蘇等地區(qū)對防爆場車認證較為嚴格，型式試驗或是新車上牌會以防爆場車合格證為前置條件，局部地區(qū)甚至推行在用防爆場車防爆合格證5 a一更新。而我國其他大部分地區(qū)當(dāng)前并不推行防爆場車認證工作，僅以制造許可證和型式試驗為前提辦理上牌。

2）認證潛力大 一方面防爆場車認證受《特種設(shè)備目錄》影響大，列入《特種設(shè)備目錄》的防爆場車有上牌需求，從而在一定程度上約束了設(shè)備的認證需求。而未列入《特種設(shè)備目錄》的工業(yè)車輛如搬運車、牽引車等由于缺乏監(jiān)管，導(dǎo)致這些設(shè)備游離在認證之外；另一方面防爆場車認證體量較小。

3）市場不規(guī)范 一方面全國缺乏統(tǒng)一的指導(dǎo)，各地各自為政，對防爆場車的認證要求程度各不相同；另一方面，防爆場車制造、改造廠家因搶占市場資源，惡意價格競爭，誤導(dǎo)使用企業(yè)放棄取得防爆合格證，導(dǎo)致市場混亂。

4）認證強制性乏力 我國當(dāng)前防爆領(lǐng)域?qū)嵭蠧CC強制認證方式，防爆場車并不在強制認證目錄內(nèi)，而且防爆場車認證依托的技術(shù)標準GB/T 19854、GB/T 3836系列標準都由原有的強制性變更為推薦性，為防爆場車的認證也帶來一定程度的牽制。

對于經(jīng)改造出廠用在爆炸危險場所的防爆場車，不管是否取進行型式試驗，防爆認證都很有必要，以普通場車為基礎(chǔ)進行的防爆性能改造，每一臺車的改造都不盡相同，與型式試驗樣車不可能完全一致，這就造成該改造場車部分防爆性能未經(jīng)過型式試驗、防爆認證，防爆性能可靠性存在問題。同時，對于《特種設(shè)備目錄》以外的防爆工業(yè)車輛，其本身就缺乏型式試驗、上牌監(jiān)管，設(shè)備自身的防爆性能完全缺乏任何第三方檢測，存在很大的隱患。防爆場車的防爆性能會受使用年限、使用環(huán)境的影響而減弱、損壞，這些設(shè)備如若缺乏有效的專業(yè)保養(yǎng)和認證，很有可能逐步喪失防爆性能。

3 認證常見問題

根據(jù)近年來約400臺防爆場車（全部由普通場車經(jīng)改造出廠）認證情況，提煉這些車輛認證過程中常見的共性問題，發(fā)現(xiàn)主要體現(xiàn)在電氣部件及電氣線路、機械部件、內(nèi)燃機、電池4個方面。

1）電氣部件及電氣線路 防爆場車電氣部件結(jié)構(gòu)一般較小，但涉及種類較多，常見電氣部件有控制箱、電動機、聲光報警器、安全柵板等，常見防爆形式有隔爆型、增安型、本安型、n型。主要防爆電氣設(shè)備部件一般都已取證，容易出現(xiàn)的問題有：部件配套的堵頭或電纜引入裝置夾緊元件未取證、設(shè)備未認證利用類似規(guī)格型號證書蒙混（如同型號規(guī)格的電動機，已認證的證書并未包含小功率的電動機）、本安設(shè)備或n型設(shè)備依托評估形式檢驗、基礎(chǔ)車電線未更換、控制開關(guān)或傳感器等小部件未連接安全柵板加以保護、帶電部件與車體絕緣電阻小于0.5 MΩ等。究其原因往往體現(xiàn)在：①企業(yè)對于堵頭等小部件輕視對待未按要求取證；②防爆意識淡薄，對于簡單設(shè)備采取了最不保險的評定方式來代替取證；③技術(shù)欠缺改造不到位，如應(yīng)將基礎(chǔ)車的控制開關(guān)等小部件改進經(jīng)過安全柵板進行控制等。

2）機械部件 機械部件往往因為材質(zhì)、裝配等問題產(chǎn)生火花出現(xiàn)問題，主要體現(xiàn)在：①貨叉表面未經(jīng)無火花材料制造或包裹（常用做法）；②機械旋轉(zhuǎn)部件和其他部件之間間隙太??；③車架連接性不良，造成車架電位不平衡；④摩擦制動器間隙調(diào)整不均勻，負載試驗條件下造成左、右制動器表面溫度溫差超過5 K；⑤車輛接地不良，車體金屬部件對地電阻超過106Ω；⑥行進速度不小于6 km/h的Gb車輛車輪輪胎表面電阻大于109Ω。

3）內(nèi)燃機 內(nèi)燃機是柴油動力場車的防爆重點關(guān)注對象[5]，也是檢驗中容易發(fā)現(xiàn)隱患的環(huán)節(jié)，通常內(nèi)燃機往往用在大載荷場車上，動力足，燃油性價比高，使用方便。高負載工況的內(nèi)燃機燃燒室內(nèi)高溫、尾氣排放的高溫顆粒/廢氣很容易超過使用環(huán)境下危險物質(zhì)的溫度組別，故防爆場車內(nèi)燃機防爆性能改造具有很高的技術(shù)要求。認證中常發(fā)現(xiàn)內(nèi)燃機出現(xiàn)未設(shè)置內(nèi)燃機內(nèi)部溫度監(jiān)控、內(nèi)燃機表面溫度過高、火星熄滅器不合格導(dǎo)致尾氣中含有火焰等情況存在。

防爆場車內(nèi)燃機關(guān)鍵在于防止內(nèi)燃機表面溫度和尾氣處理2方面，這就對燃燒排氣系統(tǒng)管路直徑、彎頭、接口方式，冷卻系統(tǒng)的容量、流速、散熱效率，尾氣系統(tǒng)的滅火、阻火效率等都提出了很高的技術(shù)要求，這也是由普通場車改造成防爆場車的技術(shù)難點所在，制造廠商內(nèi)燃機改造水平也主要決定了防爆內(nèi)燃場車整體的防爆性能水平。

4）電池 受限于鋰電池極易爆炸風(fēng)險，防爆場車用電池通常為鉛酸蓄電池。從自身安全性角度來看，雖然鉛酸電池相對安全，但在爆炸性環(huán)境中防爆場車上，對自身電弧火花、電池內(nèi)部氫氣聚集、電池結(jié)構(gòu)強度等都提出了要求。實際認證中容易發(fā)現(xiàn)電池排氣栓不規(guī)范、蓄電池未采用雙極柱連接、插接裝置未按要求制成隔爆型或外殼保護型等問題。

4 關(guān)鍵控制措施

從控制點燃源角度出發(fā)，防爆場車關(guān)鍵控制措施要從控制電氣火花、機械火花和高溫?zé)岜砻?、靜電3方面入手。

1）電氣火花 電氣火花是最常見的點燃源，防爆場車控制箱、儀表箱等電氣部件內(nèi)部電弧火花、放電火花等若不加以控制迸射到危險環(huán)境中將引爆達到爆炸極限范圍的危險物質(zhì)。因此，防爆場車電氣火花應(yīng)通過消除、控制措施加以保護，如電氣部件應(yīng)按要求進行認證，盡量避免現(xiàn)場整車認證時評估現(xiàn)象；電氣設(shè)備配線應(yīng)符合防爆要求，杜絕電線配線或電纜引入設(shè)備不匹配等現(xiàn)象；傳感器等微小未認證部件設(shè)計時從本安型安全柵板加以控制、保護等。

2）機械火花和高溫?zé)岜砻?防爆場車機械火花通常產(chǎn)生于制動器、離合器、傳送機構(gòu)等機械摩擦、碰撞火花和高溫?zé)岜砻?，關(guān)鍵應(yīng)從無火花材質(zhì)、機械間隙、溫度控制方面入手，如離合器等采用控制點燃源型等防護防爆措施；貨叉采用鈹青銅等無火花材料進行制造或包覆；風(fēng)扇等運動部件控制好間隙和相對運動速度；內(nèi)燃機進入口安裝阻火器、排氣口安裝阻火器和火星熄滅器；設(shè)置溫度監(jiān)控裝置，當(dāng)溫度達到閾值時自動停車保護等。

3）靜電 防爆場車靜電防護應(yīng)重點考慮選材及控制絕緣材料表面積、尺寸和形狀：合理選用表面電阻不高于109Ω的非金屬材料和對地電阻不大于106Ω的金屬材料；車體等電位連接，防止產(chǎn)生電位差；輸送帶傳動電阻應(yīng)符合標準要求。

5 結(jié)語

從現(xiàn)實來看，當(dāng)前防爆場車對標防爆電梯、防爆起重機等規(guī)范化統(tǒng)一管理還有一定的差距，針對當(dāng)前防爆場車制造、改造的實際，對防爆場車認證發(fā)展方向提出2種對策：1）對于按照標準要求嚴格設(shè)計、制造出廠的防爆場車，可從政策上全面統(tǒng)一，屬于特種設(shè)備的場車按照制造許可、型式試驗、監(jiān)督檢驗?zāi)Ｊ竭M行監(jiān)管，可不必進行專門防爆認證，不屬于特種設(shè)備的視為防爆電氣設(shè)備應(yīng)取得防爆認證；2）對于以普通車為基礎(chǔ)進行改造出廠的防爆場車，應(yīng)取得防爆認證，以保障防爆性能的有效性。