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2020-06-24 09:06:58
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随着产业迭代以及国家战略发展需要，许多行业一跃成为近几年高速发展的主力军，其中包括了能源探勘／开发、生物制药、军工、锂电、航空航天、新型食品加工等。
与此同时，自动化设备已更为广泛地替代人力进行危险场所的生产工作，因而自动化设备对于易燃易爆环境中的“防爆”能力，也成为了安全生产的新课题。
防爆法规
2022年4月，国务院安全生产委员会已明确要求省、市级安委会或中央企业总部组织全国范围的重大安全生产隐患排查工作，并限期整改；进一步强化防范重大安全生产事故的十五条措施。
（图：中国CNEX本安型防爆认证）
没有“中国防爆”证书或使用其他国家/地区防爆产品，并不符合规范要求。
防爆体系
不同国家与地区对防爆执行标准与认证体系略有不同，所颁发的防爆证书和适用范围也有所不同，企业与设备的使用者需要特别注意！（最终解释必须参照国家对相关领域的安全生产的规范）
世界防爆认证体系一览：
*欧盟ATEX认证，采用EN标准
*国际电工委员IECEX认证，采用IEC标准
*独联体地区CU-TR认证，采用类似IEC
*北美UL／FM认证，采用NEC2地区标准
*中国认证，采用GB3836国家标准
*阿联酋国家的ECASEx认证
*拉丁美洲的INMETRO认证
*中国台湾Ts认证
*澳洲ANZEx认证
*日本TIIS认证
*韩国KCs认证
*沙特SASO认证
“中国防爆”认证资质单位一览：
天津PCEC、南阳CNEX、上海NEPSI、上海煤科院、长沙矿山院、苏州电科院、广州特检院CQCEX、佳木斯防爆所。
中国应用于各类易燃易爆危险场所的设备和产品是必须通过相关资质机构的检测和认证，并取得相应的防爆合格证书；虽然认证的机构不同，但在中国境内的法律效益与使用范围是一致的。
爆炸要素
哪些场所或环境需要使用“防爆”产品来杜绝风险隐患？
爆炸场所定义
根据劳动部颁发《爆炸危险场所安全规定》通知劳部发(1995)56号规定所称，危险场所是指：存在或由于爆炸性混合物出现，造成潜在爆炸事故危险，必须对其生产、使用、储存和装卸采取预防措施的场所。
爆炸场所分类
爆炸危险场所划分为“高危险场所”、“中危险场所”、“轻危险场所”三个等级。
|
高危险场所 |
危险物质特多，储存的数量特别大，工艺条件特殊，一旦发生爆炸事故将会造成巨大的经济损失、严重的人员伤亡，危害极大的危险场所。 |
| 中危险场所 | 危险物质较大，储存的数量较大，工艺条件较为特殊，一旦发生爆炸事故将会造成较大的经济损失、较为严重的人员伤亡，具有一定危害的危险场所。 |
| 轻危险场所 | 危险物质较少，储存的数量也较少，工艺条件一般，即使发生爆炸事故，所造成的危害较小的场所。 |
产生爆炸三个必要要素：
不论是气体或粉尘环境，都必须同时满足以下三个条件才会引起爆炸。所以可通过阻断其中一项或多项条件来达到防爆的效果。
如限制点燃源、控制爆炸性气体/粉尘浓度、限制助燃物浓度等手段。
| 气体爆炸 | 粉尘爆炸 | |
| 条件1：可燃物 | 达到爆炸范围的气体浓度 | 达到爆炸范围的粉尘浓度 |
| 条件2：助燃物 | 助燃物（氧气） | 助燃物（氧气） |
| 条件3：点燃源 | 达到足够能量的点燃源 | 达到足够能量的点燃源 |
点燃源与易燃易爆物质
1.电火花：“电火花”是电气设备最常见的点燃源，具有脉冲性与能量性，无需太高的温度即可引燃易燃易爆物质，每当电路断开和闭合时都容易产生，例如各类“开关”。
2.高温（自燃点火温度AIT）：在没有点燃源的情况下，能点燃某一物质的温度。
3.易燃易爆物质：不同物质对电火花可点燃的温度要求不同，因此需要对易燃易爆物质进行分类、分级、分组，并对易燃易爆环境进行分区识别。
读懂中国防爆标识
通过防爆认证的电气或电子零部件，在防爆证书与标签上都会标有充足的识别信息；用于提示使用者产品所适用的环境与条件。
中国防爆标识是由＂气体防爆等级＂与＂粉尘防爆等级＂两个部分所组成：
气体防爆解读
因电气设备使用的环境与面临的危险情况不同，所采取的防爆技术手段也有所不同。
气体/安全类型
从技术层面，可将防爆电气设备分为隔爆型、增安型、本安型、正压型、油浸型、充砂型、浇封型、无火花型等8种类型。
▷ 隔爆型（d）：是指透过隔爆外壳阻止可燃物扩散的防爆型式。
隔爆是一种间隙防爆技术，依靠间隙、啮合长度来达到降温、熄火效果。
※ 外壳设计强度至少为参考压力的1.5倍。要达到IIB等级外壳承压能力须达1MPa，达到IIC等级外壳承压能力须达1.5MPa。
外壳上选用绝缘材料，防止外部异物、水气侵入，能避免设备因电弧、电火花或高温导致引燃危险易爆混合物。
▷ 本质安全型（ia/ib）：是指透过电路与外壳设计来抑制点火源能量的防爆型式。
本安型ia是唯一能运用在危险级别最高的“0区环境”中的防爆技术。
| ia防爆等级 | ib防爆等级 | |
| 设备正常工作 | 安全系数2.0 | 安全系数1.5 |
| 设备出现一个故障 | 安全系数1.5 | 安全系数1.0 |
| 设备出现两个故障 | 安全系数1.0 | — |
※ 备注:数字越大安全系数越高
本质安全型设备原理是选择合适参数的电子元件，来限制电压、电流及能量(如储能元件：电容、电感)的大小，再加上电路与外壳分离的结构设计，达到防爆的目的。
因此在正常工作及故障状态下，本安型设备产生的电火花或热效应，都低于爆炸性混合物能点燃的能量值和自燃点火温度有着安全可靠性高，可带电操作等特点。
“本质安全”应理解为是一种高级别的“防爆系统”。本安型设备对进入的电流能量有规范要求，所以本安体系如运用在易燃易爆区域内需要搭配“安全栅”与“本安电缆”一起使用。
※ 特别注意：若设备同时具有本质安全和非本质安全两种电路，则设备就不属于本质安全型。
正压型防爆又分为“正压通风”、“正压补偿”和“静态正压”三种。
充砂型电气设备是将电气元器件固定在外壳内的适当位置后，用0.5-1mm石英或玻璃颗粒等填充材料将元器件完全掩埋盖住。
浇封型防爆又分为“ma/mb”两个等级，通常适用于电子器件或小型电气元件等。
| ma防爆等级 | mb防爆等级 | |
| 正常运行和安装 | ✔ | ✔ |
| 定义内故障发生 | ✔ | ✔ |
| 定义内非正常条件 | ✔ | ㄨ |
| 可用区级 | 0区及以下 | 1区及以下 |
无火花型防爆电器设备专门用于2区及以下的易燃易爆环境的设备，有以下几种技术形态：
1.nA（无火花型设备或组件）：在正常运行时不产生火花、电弧和危险温度。
2.nC（有火花型防爆电气设备或组件）：在设备结构上采取强化措施，降低电火花、电弧和危险温度引起易爆混合物引燃的可能性。
3.nR（限制呼吸外壳型设备）：通过热胀冷缩引起的“呼吸”作用，让易爆危险混合物无法轻易进入外壳内部，让混合物无法达到爆炸下限。
4.nL（关联限制能量型设备）：实质上就是一种设备保护级别为“ie”级的本质安全型防爆电气设备，类似本安型中的安全栅的概念。
通过将设备被放置于安全环境中，再与爆炸性危险场所中的设备相连接；例如，将关联限能设备放置在隔爆外壳中，就允许使用在爆炸性气体环境中。
▷ 特殊型（s）：指异于现有防爆型式，但经国家资质机构检验合格，具有防爆性能的特殊防爆型式。
气体/环境组别
防爆电气设备按使用环境可分为三大类：
I类：矿井内使用的电气设备；
II类（IIA、IIB、IIC）：矿井外有爆炸性气体环境使用的电气设备；
Ⅲ类：矿井外有爆炸性粉尘环境使用的电气设备；
I类比II类危险；粉尘与气体防爆等级有独立的分级与要求，不能通用。
| 环境类别 | 物质分类 | 代表性物质 |
|
矿井内环境 （气体） |
Ⅰ类 | 甲烷 |
|
矿井外爆炸性环境 （气体）
|
ⅡA类 | 丙烷 |
| ⅡB类 | 乙烯 | |
| ⅡC类 | 氢气 | |
|
矿井外爆炸性环境 （固体） |
III类 | 粉尘和纤维 |
气体/温度组别
是指爆炸性气体混合物按被点燃温度的极限值分组为T1～T6，不允许设备最高表面温度超过规定的安全范围。
| 温度组别 | 安全的物体表面温度 | 常见爆炸性气体 | 点燃特性 |
| T1 | 450℃≥T＞300℃ | 氢气、丙烯腈等 46 种 |
难 ↓ ↓ ↓ 易 |
| T2 | 300℃≥T＞200℃ | 乙炔、乙烯等 47 种 | |
| T3 | 200℃≥T＞135℃ | 汽油、丁烯醛等 36 种 | |
| T4 | 135℃≥T＞100℃ | 乙醛、四氟乙烯等 6 种 | |
| T5 | 100℃≥T＞85℃ | 二硫化碳 | |
| T6 | 85℃≥T | 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 |
气体/设备保护等级
G类(Gas气体)：分为Ga、Gb、Gc；用于非矿井，有爆炸性气体的环境；
安全等级：a（最高）＞b（高）＞c（普通）
1.Ga 爆炸性气体环境用设备，具有“最高”的保护级别。设备正常运行时，若出现故障时也不会产生爆炸，Ga 保护级别的设备可用于0区、1区、2区。
2.Gb 爆炸性气体环境用设备，具有“高”的保护级别。在正常运行或者预期故障条件下不是点燃源，Gb 保护级别的可用于1区、2区。
3.Gc 爆炸性气体环境用设备，具有“一般”的保护级别。在正常运行中不是点燃源，也可以采取一些附加保护措施，保证在点燃源预期经常出现的情况下不会形成有效点燃，Gc 保护级别的设备可用2区。
|
中国标准 （zone） |
区域定义 |
危险程度 |
|
| 爆炸气体区级分类 |
0区 (Ga） |
正常情况下,持续存在或频繁出现足够浓度的爆炸性气体混合物 |
高
↓
低 |
|
1区 (Ga,Gb) |
1. 正常情况下,偶尔或可能出现足够浓度的可爆炸气体,未划入0区 2.爆炸气体充入或排放点直接相邻的场所 |
||
|
2区 （Ga,Gb,Gc） |
正常情况下,足够浓度的爆炸性气体不可能出现,如果出现也仅是短时间出现 |
按场所中危险物质存在时间的长短，将危险爆炸性气体环境分为0区、1区和2区等三个区。
粉尘防爆解读
粉尘/安全类型
粉尘/设备保护等级
D类(Dust粉尘)：分为Da、Db、Dc；用于非矿井，有爆炸性粉尘环境；
安全等级：a（最高）＞b（高）＞c（普通）
粉尘/适用场景区级
按场所中危险物质存在时间的长短，可将危险可燃粉尘环境分为20区、21区和22区等三个区。
|
爆炸粉尘区级分类 |
20区 (Da) |
环境中持续或频繁出现足够浓度可燃粉尘,或其数量足以形成粉尘云,或无法控制粉尘积累的场所及容器内部 |
高
↓
低 |
|
21区 (Da,Db) |
1.常规下,偶尔或可能出现足够浓度的可燃性粉尘或粉尘云的场所,但并未划入20区； 2.粉尘充入或排放点相邻的场所 |
||
|
22区 (Da,Db,Dc) |
常规下,不会出现足够浓度可燃粉尘或粉尘云,如果出现也仅是短时间出现的场所 |
粉尘/外壳防护等级（IPXX）
粉尘/温度组别
| T11 | T<270℃ |
| T12 | 200°C＜T≤270°C |
| T13 | 150°＜T≤200° |
总结
因此，加强对操作人员的安全教育，选用符合国家防爆认证标准的设备是非常必要的。
目前，国家也逐步开始进行强制性防爆认证制度，规范了防爆产品从生产到销售到使用的各个环节。
由于产品认证的难度高，国内只有少数企业能通过认证并核准生产带有防爆证书的产品。
消费者在选用防爆产品时，需认准企业是否真实具备防爆产品生产资质，以及所选用的产品是否符合生产环境的防爆规范要求。
