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2020-06-24 09:06:58
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隨著產業迭代以及國家戰略發展需要，許多行業一躍成為近幾年高速發展的主力軍，其中包括了能源探勘／開發、生物制藥、軍工、鋰電、航空航天、新型食品加工等。
與此同時，自動化設備已更為廣泛地替代人力進行危險場所的生產工作，因而自動化設備對于易燃易爆環境中的“防爆”能力，也成為了安全生產的新課題。
防爆法規
2022年4月，國務院安全生產委員會已明確要求省、市級安委會或中央企業總部組織全國范圍的重大安全生產隱患排查工作，并限期整改；進一步強化防范重大安全生產事故的十五條措施。
（圖：中國CNEX本安型防爆認證）
沒有“中國防爆”證書或使用其他國家/地區防爆產品，并不符合規范要求。
防爆體系
不同國家與地區對防爆執行標準與認證體系略有不同，所頒發的防爆證書和適用范圍也有所不同，企業與設備的使用者需要特別注意！（最終解釋必須參照國家對相關領域的安全生產的規范）
世界防爆認證體系一覽：
*歐盟ATEX認證，采用EN標準
*國際電工委員IECEX認證，采用IEC標準
*獨聯體地區CU-TR認證，采用類似IEC
*北美UL／FM認證，采用NEC2地區標準
*中國認證，采用GB3836國家標準
*阿聯酋國家的ECASEx認證
*拉丁美洲的INMETRO認證
*中國臺灣Ts認證
*澳洲ANZEx認證
*日本TIIS認證
*韓國KCs認證
*沙特SASO認證
“中國防爆”認證資質單位一覽：
天津PCEC、南陽CNEX、上海NEPSI、上海煤科院、長沙礦山院、蘇州電科院、廣州特檢院CQCEX、佳木斯防爆所。
中國應用于各類易燃易爆危險場所的設備和產品是必須通過相關資質機構的檢測和認證，并取得相應的防爆合格證書；雖然認證的機構不同，但在中國境內的法律效益與使用范圍是一致的。
爆炸要素
哪些場所或環境需要使用“防爆”產品來杜絕風險隱患？
爆炸場所定義
根據勞動部頒發《爆炸危險場所安全規定》通知勞部發(1995)56號規定所稱，危險場所是指：存在或由于爆炸性混合物出現，造成潛在爆炸事故危險，必須對其生產、使用、儲存和裝卸采取預防措施的場所。
爆炸場所分類
爆炸危險場所劃分為“高危險場所”、“中危險場所”、“輕危險場所”三個等級。
|
高危險場所 |
危險物質特多，儲存的數量特別大，工藝條件特殊，一旦發生爆炸事故將會造成巨大的經濟損失、嚴重的人員傷亡，危害極大的危險場所。 |
| 中危險場所 | 危險物質較大，儲存的數量較大，工藝條件較為特殊，一旦發生爆炸事故將會造成較大的經濟損失、較為嚴重的人員傷亡，具有一定危害的危險場所。 |
| 輕危險場所 | 危險物質較少，儲存的數量也較少，工藝條件一般，即使發生爆炸事故，所造成的危害較小的場所。 |
產生爆炸三個必要要素：
不論是氣體或粉塵環境，都必須同時滿足以下三個條件才會引起爆炸。所以可通過阻斷其中一項或多項條件來達到防爆的效果。
如限制點燃源、控制爆炸性氣體/粉塵濃度、限制助燃物濃度等手段。
| 氣體爆炸 | 粉塵爆炸 | |
| 條件1：可燃物 | 達到爆炸范圍的氣體濃度 | 達到爆炸范圍的粉塵濃度 |
| 條件2：助燃物 | 助燃物（氧氣） | 助燃物（氧氣） |
| 條件3：點燃源 | 達到足夠能量的點燃源 | 達到足夠能量的點燃源 |
點燃源與易燃易爆物質
1.電火花：“電火花”是電氣設備最常見的點燃源，具有脈沖性與能量性，無需太高的溫度即可引燃易燃易爆物質，每當電路斷開和閉合時都容易產生，例如各類“開關”。
2.高溫（自燃點火溫度AIT）：在沒有點燃源的情況下，能點燃某一物質的溫度。
3.易燃易爆物質：不同物質對電火花可點燃的溫度要求不同，因此需要對易燃易爆物質進行分類、分級、分組，并對易燃易爆環境進行分區識別。
讀懂中國防爆標識
通過防爆認證的電氣或電子零部件，在防爆證書與標簽上都會標有充足的識別信息；用于提示使用者產品所適用的環境與條件。
中國防爆標識是由＂氣體防爆等級＂與＂粉塵防爆等級＂兩個部分所組成：
氣體防爆解讀
因電氣設備使用的環境與面臨的危險情況不同，所采取的防爆技術手段也有所不同。
氣體/安全類型
從技術層面，可將防爆電氣設備分為隔爆型、增安型、本安型、正壓型、油浸型、充砂型、澆封型、無火花型等8種類型。
? 隔爆型（d）：是指透過隔爆外殼阻止可燃物擴散的防爆型式。
隔爆是一種間隙防爆技術，依靠間隙、嚙合長度來達到降溫、熄火效果。
※ 外殼設計強度至少為參考壓力的1.5倍。要達到IIB等級外殼承壓能力須達1MPa，達到IIC等級外殼承壓能力須達1.5MPa。
外殼上選用絕緣材料，防止外部異物、水氣侵入，能避免設備因電弧、電火花或高溫導致引燃危險易爆混合物。
? 本質安全型（ia/ib）：是指透過電路與外殼設計來抑制點火源能量的防爆型式。
本安型ia是唯一能運用在危險級別最高的“0區環境”中的防爆技術。
| ia防爆等級 | ib防爆等級 | |
| 設備正常工作 | 安全系數2.0 | 安全系數1.5 |
| 設備出現一個故障 | 安全系數1.5 | 安全系數1.0 |
| 設備出現兩個故障 | 安全系數1.0 | — |
※ 備注:數字越大安全系數越高
本質安全型設備原理是選擇合適參數的電子元件，來限制電壓、電流及能量(如儲能元件：電容、電感)的大小，再加上電路與外殼分離的結構設計，達到防爆的目的。
因此在正常工作及故障狀態下，本安型設備產生的電火花或熱效應，都低于爆炸性混合物能點燃的能量值和自燃點火溫度有著安全可靠性高，可帶電操作等特點。
“本質安全”應理解為是一種高級別的“防爆系統”。本安型設備對進入的電流能量有規范要求，所以本安體系如運用在易燃易爆區域內需要搭配“安全柵”與“本安電纜”一起使用。
※ 特別注意：若設備同時具有本質安全和非本質安全兩種電路，則設備就不屬于本質安全型。
正壓型防爆又分為“正壓通風”、“正壓補償”和“靜態正壓”三種。
充砂型電氣設備是將電氣元器件固定在外殼內的適當位置后，用0.5-1mm石英或玻璃顆粒等填充材料將元器件完全掩埋蓋住。
澆封型防爆又分為“ma/mb”兩個等級，通常適用于電子器件或小型電氣元件等。
| ma防爆等級 | mb防爆等級 | |
| 正常運行和安裝 | ? | ? |
| 定義內故障發生 | ? | ? |
| 定義內非正常條件 | ? | ㄨ |
| 可用區級 | 0區及以下 | 1區及以下 |
無火花型防爆電器設備專門用于2區及以下的易燃易爆環境的設備，有以下幾種技術形態：
1.nA（無火花型設備或組件）：在正常運行時不產生火花、電弧和危險溫度。
2.nC（有火花型防爆電氣設備或組件）：在設備結構上采取強化措施，降低電火花、電弧和危險溫度引起易爆混合物引燃的可能性。
3.nR（限制呼吸外殼型設備）：通過熱脹冷縮引起的“呼吸”作用，讓易爆危險混合物無法輕易進入外殼內部，讓混合物無法達到爆炸下限。
4.nL（關聯限制能量型設備）：實質上就是一種設備保護級別為“ie”級的本質安全型防爆電氣設備，類似本安型中的安全柵的概念。
通過將設備被放置于安全環境中，再與爆炸性危險場所中的設備相連接；例如，將關聯限能設備放置在隔爆外殼中，就允許使用在爆炸性氣體環境中。
? 特殊型（s）：指異于現有防爆型式，但經國家資質機構檢驗合格，具有防爆性能的特殊防爆型式。
氣體/環境組別
防爆電氣設備按使用環境可分為三大類：
I類：礦井內使用的電氣設備；
II類（IIA、IIB、IIC）：礦井外有爆炸性氣體環境使用的電氣設備；
Ⅲ類：礦井外有爆炸性粉塵環境使用的電氣設備；
I類比II類危險；粉塵與氣體防爆等級有獨立的分級與要求，不能通用。
| 環境類別 | 物質分類 | 代表性物質 |
|
礦井內環境 （氣體） |
Ⅰ類 | 甲烷 |
|
礦井外爆炸性環境 （氣體）
|
ⅡA類 | 丙烷 |
| ⅡB類 | 乙烯 | |
| ⅡC類 | 氫氣 | |
|
礦井外爆炸性環境 （固體） |
III類 | 粉塵和纖維 |
氣體/溫度組別
是指爆炸性氣體混合物按被點燃溫度的極限值分組為T1～T6，不允許設備最高表面溫度超過規定的安全范圍。
| 溫度組別 | 安全的物體表面溫度 | 常見爆炸性氣體 | 點燃特性 |
| T1 | 450℃≥T＞300℃ | 氫氣、丙烯腈等 46 種 |
難 ↓ ↓ ↓ 易 |
| T2 | 300℃≥T＞200℃ | 乙炔、乙烯等 47 種 | |
| T3 | 200℃≥T＞135℃ | 汽油、丁烯醛等 36 種 | |
| T4 | 135℃≥T＞100℃ | 乙醛、四氟乙烯等 6 種 | |
| T5 | 100℃≥T＞85℃ | 二硫化碳 | |
| T6 | 85℃≥T | 硝酸乙酯和亞硝酸乙酯 |
氣體/設備保護等級
G類(Gas氣體)：分為Ga、Gb、Gc；用于非礦井，有爆炸性氣體的環境；
安全等級：a（最高）＞b（高）＞c（普通）
1.Ga 爆炸性氣體環境用設備，具有“最高”的保護級別。設備正常運行時，若出現故障時也不會產生爆炸，Ga 保護級別的設備可用于0區、1區、2區。
2.Gb 爆炸性氣體環境用設備，具有“高”的保護級別。在正常運行或者預期故障條件下不是點燃源，Gb 保護級別的可用于1區、2區。
3.Gc 爆炸性氣體環境用設備，具有“一般”的保護級別。在正常運行中不是點燃源，也可以采取一些附加保護措施，保證在點燃源預期經常出現的情況下不會形成有效點燃，Gc 保護級別的設備可用2區。
|
中國標準 （zone） |
區域定義 |
危險程度 |
|
| 爆炸氣體區級分類 |
0區 (Ga） |
正常情況下,持續存在或頻繁出現足夠濃度的爆炸性氣體混合物 |
高
↓
低 |
|
1區 (Ga,Gb) |
1. 正常情況下,偶爾或可能出現足夠濃度的可爆炸氣體,未劃入0區 2.爆炸氣體充入或排放點直接相鄰的場所 |
||
|
2區 （Ga,Gb,Gc） |
正常情況下,足夠濃度的爆炸性氣體不可能出現,如果出現也僅是短時間出現 |
按場所中危險物質存在時間的長短，將危險爆炸性氣體環境分為0區、1區和2區等三個區。
粉塵防爆解讀
粉塵/安全類型
粉塵/設備保護等級
D類(Dust粉塵)：分為Da、Db、Dc；用于非礦井，有爆炸性粉塵環境；
安全等級：a（最高）＞b（高）＞c（普通）
粉塵/適用場景區級
按場所中危險物質存在時間的長短，可將危險可燃粉塵環境分為20區、21區和22區等三個區。
|
爆炸粉塵區級分類 |
20區 (Da) |
環境中持續或頻繁出現足夠濃度可燃粉塵,或其數量足以形成粉塵云,或無法控制粉塵積累的場所及容器內部 |
高
↓
低 |
|
21區 (Da,Db) |
1.常規下,偶爾或可能出現足夠濃度的可燃性粉塵或粉塵云的場所,但并未劃入20區； 2.粉塵充入或排放點相鄰的場所 |
||
|
22區 (Da,Db,Dc) |
常規下,不會出現足夠濃度可燃粉塵或粉塵云,如果出現也僅是短時間出現的場所 |
粉塵/外殼防護等級（IPXX）
粉塵/溫度組別
| T11 | T<270℃ |
| T12 | 200°C＜T≤270°C |
| T13 | 150°＜T≤200° |
總結
因此，加強對操作人員的安全教育，選用符合國家防爆認證標準的設備是非常必要的。
目前，國家也逐步開始進行強制性防爆認證制度，規范了防爆產品從生產到銷售到使用的各個環節。
由于產品認證的難度高，國內只有少數企業能通過認證并核準生產帶有防爆證書的產品。
消費者在選用防爆產品時，需認準企業是否真實具備防爆產品生產資質，以及所選用的產品是否符合生產環境的防爆規范要求。
