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防爆導(dǎo)電滑環(huán)產(chǎn)品的總體設(shè)計思路 |
| 來源：勝途電子開發(fā)部 發(fā)布時間：2012-10-17 18:10:43 |
1、簡述
Ⅱ類非礦用防爆滑環(huán)90%是用于石油、海洋石油、石油化工、化學(xué)工業(yè)和制藥等行業(yè)（簡稱石化行業(yè)）,這些行業(yè)中的危險化學(xué)品作業(yè)場所存在的易燃易爆氣體/蒸氣種類繁多，生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)工藝裝備復(fù)雜多變，釋放源種類繁多，爆炸危險因素難以分析判定。所以，對防爆導(dǎo)電滑環(huán)的選型、安裝和使用維護(hù)比礦用防爆導(dǎo)電滑環(huán)要復(fù)雜的多。而防爆導(dǎo)電滑環(huán)作為工業(yè)旋轉(zhuǎn)平臺的紐帶更是如此，防爆導(dǎo)電滑環(huán)的防爆性能極大的影響著爆炸性環(huán)境的安全。
選用防爆導(dǎo)電滑環(huán)：一要滿足危險場所劃分的危險區(qū)域來選用相應(yīng)的電氣防爆類型；二要根據(jù)危險環(huán)境可能存在的易燃易爆氣體/粉塵的種類來選擇防爆滑環(huán)的級別和溫度組別；三是考慮其他環(huán)境條件對防爆性能的影響（例如：化學(xué)腐蝕、鹽霧、高溫高濕、沙塵雨水，或振動的影響）；四是保證安裝使用維護(hù)的特殊性；五是選用具有防爆合格證以及國家相應(yīng)認(rèn)證的防爆滑環(huán)。
2、防爆滑環(huán)應(yīng)用的環(huán)境要求
A、具有易燃易爆氣體/蒸氣的爆炸危險性環(huán)境/作業(yè)場所。
B、具有可燃性粉塵的爆炸危險性環(huán)境/作業(yè)場所。
C、易燃易爆氣體/蒸氣和可燃性粉塵同時存在的環(huán)境/作業(yè)場所，在固態(tài)化工成品車間和其運(yùn)輸、包裝、稱重以及涂覆工藝裝置中，這類場所較為常見。隨著現(xiàn)代化工的發(fā)展，這種情況將更為普及，所以，此類場所防爆導(dǎo)電滑環(huán)的選用已經(jīng)越來越引起設(shè)計部門和石化企業(yè)的重視。
D、上述三種情況下又同時存在腐蝕性介質(zhì)以及其他特殊條件（高溫高濕、低溫、砂塵雨水、振動）影響的環(huán)境/作業(yè)場所。
3、防爆滑環(huán)的選型
根據(jù)爆炸危險程度的高低，氣體/蒸氣危險場所劃分為：0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)，它們的劃分主要取決于釋放源（爆炸危險源）的釋放程度，當(dāng)然，場所中的建筑物結(jié)構(gòu)、通風(fēng)設(shè)施的能力以及場所所處的自然因素等都會對其劃分有影響，甚至影響很大。
在現(xiàn)代石油化工項目中2區(qū)場所約占60%以上，1區(qū)場所約占20～30%左右，；老化工企業(yè)一般1區(qū)和2區(qū)場所各約占50%。0區(qū)場所一般局限于石油和化工裝置內(nèi)或排放口較小區(qū)域。對于1區(qū)、2區(qū)場所而言，企業(yè)一般為了提高安全程度，均愿意選擇1區(qū)使用的防爆類型的導(dǎo)電滑環(huán)。如果應(yīng)用環(huán)境/場所是戶外或有輕微腐蝕、沙塵雨水的2區(qū)時，往往愿意選用防護(hù)能力較強(qiáng)的防爆導(dǎo)電滑環(huán)。此外，在溫度組別上，愿意選擇高于應(yīng)用環(huán)境氣體點(diǎn)燃溫度的組別。
在爆炸危險場所，往往同時存在化學(xué)腐蝕、鹽霧以及其他特殊因素的影響，這些因素的影響不僅會破壞滑環(huán)的電氣性能和機(jī)械性能，更嚴(yán)重的是破壞導(dǎo)電滑環(huán)的防爆安全性能，縮短滑環(huán)的防爆安全壽命，使得滑環(huán)的防爆安全性不確定。所以，在這類場所中選用防爆導(dǎo)電滑環(huán)時，一定要確認(rèn)其同時具有抗這些因素的能力，勝途電子生產(chǎn)的防爆導(dǎo)電滑環(huán)殼體材料均使用耐腐蝕的不銹鋼材料。
●可燃性粉塵是指可燃性粉塵和導(dǎo)電性粉塵兩種。
●可燃性粉塵是指與空氣混合后可能燃燒或悶燃、在常溫壓力下與空氣形成爆炸性混合物的粉塵。
●導(dǎo)電性粉塵是指電阻系數(shù)等于或小于1×103Ω·m的粉塵、纖維或飛揚(yáng)物。
●導(dǎo)電性粉塵是比較危險的粉塵，如果進(jìn)入電氣設(shè)備外殼內(nèi)將吸附在導(dǎo)電部件的絕緣構(gòu)件上，造成電路的短路及故障的發(fā)生，所以，導(dǎo)電性粉塵容易造成電氣設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生點(diǎn)火源。
●可燃性粉塵危險場所的劃分與氣體危險場所相似，分為：20、21和22區(qū)。
●純粹的粉塵危險場所在石化工企業(yè)中比例不是很大，主要存在于煤化工和造粒工藝中。較為常見的是氣體和粉塵同時存在的場所。
●可燃性粉塵危險環(huán)境用電氣設(shè)備防爆型式目前主要是用外殼保護(hù)和限制表面溫度保護(hù)的結(jié)構(gòu)（GB12476.1-2000）,其他的防爆型式，例如限制點(diǎn)燃能量的型式，我國還沒有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，但國際電工委員會對這種型式有專門的標(biāo)準(zhǔn)（IEC61241-11:2005）規(guī)定。
●對于上述的氣體和粉塵同時存在的危險場所設(shè)備選型時，一定要選用氣體與粉塵雙重防爆的防爆導(dǎo)電滑環(huán)，其防爆等級即要滿足爆炸氣體的特性，還要滿足可燃性粉塵特性。這種雙重防爆特性的導(dǎo)電滑環(huán)產(chǎn)品，是在2012年9月年才開始由深圳市勝途電子開發(fā)出來并通過了防爆認(rèn)證，并逐步實現(xiàn)系列化，目前尚無其他公司突破此技術(shù)難關(guān)，估計在未來的幾年內(nèi)，此類產(chǎn)品將成為爆炸性環(huán)境下的主流選項。
4、防爆滑環(huán)的質(zhì)量意識
●石油和化工行業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生的爆炸事故主要有：高壓、高溫造成反應(yīng)裝置的泄露或爆炸；機(jī)械撞擊、摩擦或靜電點(diǎn)燃爆炸；電氣火花或高溫點(diǎn)燃爆炸。其中電氣設(shè)備的火花或高溫點(diǎn)燃事故占有相當(dāng)大比例，也是全世界各國首先控制、管理的設(shè)備，因為電氣設(shè)備的點(diǎn)燃爆炸不僅僅是由于其事故狀態(tài)或誤操作，因此導(dǎo)電滑環(huán)設(shè)計必須考慮抑制火花的產(chǎn)生并控制表面溫度。
●由于石油和化工生產(chǎn)工藝和設(shè)施、環(huán)境的決定，防爆導(dǎo)電滑環(huán)基本是輔助生產(chǎn)的設(shè)備，所以，一些企業(yè)對其缺乏重視，盲目地追求利潤指標(biāo)，降低輔助設(shè)備購置的費(fèi)用，而忽視了對人的生命和財產(chǎn)的安全，購置的防爆導(dǎo)電滑環(huán)質(zhì)量差，防爆性能不穩(wěn)定，甚至是劣質(zhì)產(chǎn)品，未經(jīng)任何機(jī)構(gòu)檢驗的產(chǎn)品。
高質(zhì)量防爆導(dǎo)電滑環(huán)，是安全的重要保證
●高質(zhì)量防爆導(dǎo)電滑環(huán)，體現(xiàn)在它的電氣性能和防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，防爆參數(shù)和環(huán)境指標(biāo)要滿足應(yīng)用場所的要求，能夠在安裝、長期使用、維護(hù)和檢修后仍然具備防爆性能。
●制造防爆導(dǎo)電滑環(huán)一定要嚴(yán)格執(zhí)行國家標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定和應(yīng)用環(huán)境的特殊要求。
●目前我國工廠用防爆導(dǎo)電滑環(huán)由于市場競爭和安全意識差等諸多因素，普遍使用未經(jīng)國家權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證的防爆導(dǎo)電滑環(huán)，甚至是選用普通導(dǎo)電滑環(huán)。
●相當(dāng)部分的產(chǎn)品僅僅為了節(jié)省原材料，降低成本，達(dá)到測試樣品滿足標(biāo)準(zhǔn)的基本要求，取得防爆合格證即可，而忽視了用戶在使用過程中防爆性能失效。
正確安裝和使用維修，保證防爆安全性能
●由于防爆滑環(huán)的結(jié)構(gòu)、工藝的特點(diǎn),造成其防爆質(zhì)量的保證與其他工業(yè)設(shè)備有極大的區(qū)別。
一般導(dǎo)電滑環(huán)只要保證產(chǎn)品制造的質(zhì)量滿足要求，用戶安裝使用后就基本能夠保證質(zhì)量。
防爆導(dǎo)電滑環(huán)不僅要保證在制造過程中防爆安全質(zhì)量，而且，還要保證安裝、使用和維護(hù)得當(dāng)，才能真正達(dá)到防爆的目的。如此說來，防爆滑環(huán)制造的質(zhì)量和選型、安裝、維護(hù)的正確在其實際應(yīng)用中防爆性能的保證各占有50%的重要性。如果防爆導(dǎo)電滑環(huán)選型、安裝、維護(hù)不當(dāng)，其掩蓋的不安全因素比非防爆電氣設(shè)備更危險，容易造成用戶的麻痹意識。
所以，制造企業(yè)在設(shè)計制造時，要考慮到用戶可能在使用過程中造成的失效問題。
樹立正確的產(chǎn)品設(shè)計理念
●國家標(biāo)準(zhǔn)是開發(fā)設(shè)計的最基本準(zhǔn)則。
防爆導(dǎo)電滑環(huán)的開發(fā)設(shè)計不僅僅是滿足國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，而且要從用戶的安全利益出發(fā)，盡可能地考慮到用戶可能在安裝、使用、維護(hù)、維修過程中造成的失效問題。提高產(chǎn)品的安全裕度。
●防爆導(dǎo)電滑環(huán)的生命力和先進(jìn)性，主要體現(xiàn)在它的性能優(yōu)越、工作可靠，其次才是它的實用性和外觀。防爆安全性能的保證是企業(yè)設(shè)計制造最基本的道德理念，防爆安全的設(shè)計一定要圍繞前者來實現(xiàn)。
但是，防爆性能的保證不可能完全滿足前者的需要，有的時候是無法實現(xiàn)的，有可能放棄開發(fā)設(shè)計。
●在開發(fā)設(shè)計中，不能以降低成本作為依據(jù)，應(yīng)考慮產(chǎn)品質(zhì)量和安全裕度。
提高防爆電氣技術(shù)水平，正確理解標(biāo)準(zhǔn)
●開發(fā)設(shè)計防爆導(dǎo)電滑環(huán)，應(yīng)首先對標(biāo)準(zhǔn)全面理解，不僅僅是標(biāo)準(zhǔn)的主要條款，還要考慮標(biāo)準(zhǔn)中的細(xì)節(jié)和注解。檢驗機(jī)構(gòu)在審查檢驗時，是嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，不能隨意放棄標(biāo)準(zhǔn)中的某些條款和試驗項目。
原材料和電氣部件、配件的合理利用
●要保證產(chǎn)品能夠在不同環(huán)境和運(yùn)行條件下的防爆性能,原材料的合理選擇是非常重要的因素。
合理的結(jié)構(gòu)和科學(xué)的工藝保證產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性
●合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠減少工藝環(huán)節(jié)、實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的各項規(guī)定。
例如：
1）大直徑電纜引入裝置，防拔脫裝置的合理利用。
2）d型外殼的壁厚和拉筋的合理利用，但是，采用拉筋并不完全等于減少壁厚。此外，需注意避免殼體內(nèi)部設(shè)計結(jié)構(gòu)曲線的突變。
3）導(dǎo)電滑環(huán)合理考慮電刷、觸點(diǎn)的合理布局對溫度的影響，避免發(fā)熱集中，需要優(yōu)化內(nèi)部散熱。
4）用于防護(hù)的密封圈應(yīng)采取措施，防止脫落。
5）接線箱內(nèi)部接線端子的合理選用和端子數(shù)量的合理確定。
6）非金屬外殼表面避免點(diǎn)燃的靜電電荷產(chǎn)生，可采用下列方法之一：
A.限制表面電阻值；
B.限制表面積；
C.設(shè)置靜電警告標(biāo)志牌。
制造加工中，工藝是保證產(chǎn)品質(zhì)量的依據(jù)。
對于防爆導(dǎo)電滑環(huán)生產(chǎn)來講，在設(shè)計結(jié)構(gòu)合理后，產(chǎn)品的生產(chǎn)取決于工藝、設(shè)備、人員和質(zhì)量保證體系。
而工藝又是生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的基礎(chǔ)。
例如：
（1）螺紋隔爆應(yīng)注意配合的精度和螺紋加工的質(zhì)量。
（2）特別要考慮鋼板焊接產(chǎn)品的焊接方式、工藝以及鋼板的強(qiáng)度和厚度。這類產(chǎn)品在強(qiáng)度試驗時極少炸壞，但過壓試驗后很難通過內(nèi)部點(diǎn)燃不傳爆試驗。
（3）注意非金屬材料樣片的制備工藝和精度要求，防止樣片性能的分散性和變形。
（4）d型外殼內(nèi)部電氣元件或接線端子等在裝配時要盡量避免造成人為多腔，產(chǎn)生壓力疊加。
（5）d型外殼無論是砂模鑄造的外殼，還是壓力鑄造外殼，均要進(jìn)行時效處理，以消除鑄造的應(yīng)力，充分保證外殼的強(qiáng)度和參數(shù)指標(biāo)。
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