如何选择防爆设备

　　由易燃气体或灰尘触发的工业和商业装置中的意外爆炸，具有造成严重损害和生命损失的悲惨历史。为了降低这些事故的风险，世界许多地区的工业安全当局都要求使用防爆的电气设备。

　　对于设备制造商和最终用户而言，重要的是要了解可能创造危险环境的条件，可以采取降低风险的措施以及旨在帮助调节这些环境中电气设备使用的系统。

　　关于危险环境

　　“危险环境”在工业安全法规中定义为存在危险浓度可燃气体或灰尘风险的地区(有时被称为“爆炸性气氛”)。

　　在石油和天然气炼油厂，化学厂和燃料转移设施中，可能发生涉及气体或烟雾的危险环境。地下矿山，谷物处理设施，铣削操作和木工设施可能会发生危险的易燃灰尘。新兴行业(例如氢生产)也可能面临意外爆炸的风险。

　　“防爆”一词是指旨在最大程度地降低爆炸或在危险环境中点燃火灾的风险的设备。

　　设计以降低风险

　　根据行业专家的说法，有三个基本原则来管理可燃气体或灰尘爆炸的风险。

　　规则1：避免。一个好的起点是设计设施和设备，以最大程度地减少可燃气体的泄漏。在存在气体或灰尘的地方，良好的练习要求这些区域通风良好，从而降低了危险浓度的风险。如果不可避免地会爆炸性的气氛，则必须设计和测试设备，以进行防爆的特性。

　　规则2：减少。如果由于泄漏，设备故障或其他特殊情况而导致爆炸性氛围，请通过安装已被证明为证明爆炸的设备来降低风险。

　　规则3：隔离并包含。为了应对任何剩余风险，应设计设施，以使爆炸的损坏尽可能地局部。

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　　防爆设备

　　在大多数司法管辖区，电气代码和工业安全法规都需要使用防爆设备和设计实践，无论危险的可燃气体或机载固体都可能发生。

　　在这些环境中运行的设备必须经过认证，通常由有能力的第三方测试服务或实验室进行认证。这些机构将发布一项认证代码，以确定可以安全操作设备的条件。

　　用于防爆的电气设备最广泛使用的监管系统是：

　　atex

　　：在欧盟，ATEX指令解决可能发生爆炸气氛的工作场所的安全。 ATEX 153定义了保护工人可能有可能遭受爆炸气氛的风险的要求，而ATEX 114涉及在这些环境中运行的设备。 ATEX指令是欧盟的强制性，在这些市场中出售的设备需要ATEX认证。在其他一些国家也认可了ATEX认证。

　　图1。北美，欧洲和世界其他地区使用的危险环境的各种分类系统。 [单击图像放大。]

　　UL解决方案

　　：在美国，加拿大，巴西和其他一些国家 /地区，UL 1203定义了用于防爆炸和防尘设备设备的标准，用于在危险地点进行安装和使用。该认证验证设备是否符合美国国家电气法规(NEC)和加拿大电气法规(CEC)的要求。

　　中国强制认证(CCC)

　　：该系统需要防爆产品的制造商才能在中国出售之前获得CCC标记。获得CCC标记涉及产品测试和生产设施的审核。

　　IECEX

　　：由国际电子技术委员会开发，IECEX是爆炸性氛围中使用的设备标准和认证的国际框架。

　　虽然根据ATEX等标准获得特定危险环境认证的设备很可能可以安全地用于世界其他地方的类似环境中，但地方当局可能需要一种特定的认证形式。

　　设计师，建筑商和运营商必须确保他们了解将在此操作设备的管辖区的当地法规。制造商通常可以提供已通过多个司法管辖区认证的产品。

　　图2。根据很容易被点燃的气体和空气传播固体。 [单击图像放大。]

　　分类爆炸性的气氛：分区和区域

　　防爆设备的认证系统认识到并非所有爆炸性的气氛都是相同的。在某些情况下，几乎可能会连续存在爆炸性气体或易燃空气灰尘。在其他情况下，这些只会偶尔发生，例如，意外泄漏。旨在在风险环境中使用的设备必须符合更高的安全标准。

　　图1概述了北美，欧洲和世界其他地区使用的分类系统。

　　另一个重要的考虑因素是可能存在的气体或爆炸性材料的类型。安全法规通常具有爆炸性气体和易燃灰尘或纤维的不同标准。他们还根据很容易被点燃的气体和空气传播固体分类(见图2)。

　　在指定危险位置设备的认证要求时，了解这些分类系统很重要。

　　认证程序

　　在世界上大多数地区，政府当局定义了防爆设备的要求，而诸如UL，TUV，CSA或Intertek等独立测试服务验证了产品符合这些要求并签发合规性证书。这通常涉及测试样品设备，以及维护制造标准的定期工厂检查。

　　认证服务在检查设备以进行认证时会检查几个元素。其中包括：

　　该设备是用于可能包含爆炸性气体或易燃灰尘或纤维的大气中使用的设备吗?尽管可以使设备安全在任何一个环境中使用的设计功能相似，但认证过程将这些功能视为不同的情况。

　　外壳或住房是否足够健壮，可以隔离内部火花或热点并包含住房内发生的任何火灾或爆炸?

　　开口或轴密封是否足以保护内部组件?这对于尘土飞扬的环境很重要，其中需要IP6X级的密封件，以确保灰尘颗粒不会渗入外壳并着火。

　　外表面温度是否足够低以避免起火?认证系统定义了几个温度类别，认识到不同的气体具有不同的点火温度。

　　对产品进行了检查和测试后，认证服务将授予认证代码，以验证其符合的标准以及在什么条件下安全的标准。侧边栏中显示了针对ATEX认证的Partial编码器的认证代码的示例，以及代码的每个部分的分解。

　　采购防爆位置传感器

　　防爆传感器，包括旋转编码器或倾斜仪等位置控制传感器，通常被视为利基产品，在某些行业中必不可少，但对于一般使用而言太专注。与认证相关的成本使一些制造商不使用新技术更新产品线。结果，当买家需要新项目或维护较旧的系统的经认证的设备时，他们可能会面临有限的选择。

　　幸运的是，基于模块化设计概念的较新传感器可以适应以满足防爆要求。例如，这些规格可以包括重型外壳，高性能密封和在较低温度下运行的节能电子组件。结果是符合UL，ATEX，IECEX和CCC的传感器，以便在石油和天然气装置，农业，化学厂，铣削操作和矿山中使用。

　　关于ATEX代码

　　关于ATEX代码

　　当产品在ATEX下进行认证证明产品时，该组织发布了多个特定认证代码。上图显示了针对一系列具有质地光学和磁性旋转编码器的代码。

　　中央有ɛX的六角形符号验证了该认证是为了保护爆炸。

　　II(设备组)确认这些设备已在大多数地面环境中使用。用于地雷的设备必须满足更严格的要求，并被指定为设备集团I。

　　2(设备类别)指定这些设备提供高水平的保护，可以在区域1和21中使用。设备类别1用于具有非常高保护级别的设备，可用于区域0和20中的设备，而设备3类别指定适用于较小风险的Zones 2和22的设备。第2和22个类别的设备2 22。

　　G指定此设备已通过气体环境认证。

　　EX表示该设备已获得爆炸性氛围的认证。接下来的四个代码提供了有关提供的保护的更多详细信息。

　　DB(防护类型)确认这些设备是用防火外壳构建的，这些设备可以包含火花或过压。其他设计概念将具有其他保护代码。

　　IIC(天然气组)证实，这些设备已被证明用于含有乙炔或氢等气体的大气中。由于这是最高的分类，因此这些设备也可以安全用于丙烷，甲烷和汽油烟雾等气体。

　　T5(温度类)确认这些设备的最高工作表面温度为100°C。这很重要，因为最高工作表面温度必须低于大气中气体的点火温度。

　　GB(设备保护级)描述了用于保护设备免受损坏的方法。在这种情况下，GB表示这些设备具有外壳和密封件，可以防止外部气体渗入容纳电子组件的腔室中。

　　兼容性是关键

　　自动运动控制系统的位置传感器通常必须与其他仪器(例如温度或压力传感器)一起工作，尤其是在危险环境中。这意味着位置传感器必须与与其他传感器兼容的可编程逻辑控制器和网络技术。

　　基于模块化设计方法的编码器和斜率可以包含一系列通信接口选项，包括模拟，串行数字(SSI，BISS)，FieldBus(CAN，Devicenet，Profibus等)和各种工业以太网。

　　借助基于模块化的制造系统，存在各种编码器类型和机械选项，从而更容易源自原始制造商不再使用新设计或更换产品的设备。

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