在工業(yè)領(lǐng)域,特別是涉及化工、石油、制藥、粉塵等存在潛在爆炸性環(huán)境的場所,防爆電子秤(也常被寫作或誤稱為“防暴電子秤”或“防暴稱”)是保障安全生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備。其核心價(jià)值在于防止稱重過程中產(chǎn)生的電火花或高溫表面引發(fā)爆炸事故。正確理解和區(qū)分其防爆等級(jí),是選型、使用和維護(hù)的基礎(chǔ)。
一、防爆基本原理與標(biāo)準(zhǔn)體系
防爆電子秤并非簡單地將普通電子秤裝入一個(gè)堅(jiān)固的“防暴”外殼(“防暴”一詞常指抗物理沖擊,與防爆有本質(zhì)區(qū)別)。其防爆本質(zhì)是通過特殊設(shè)計(jì),確保在設(shè)備內(nèi)部或外部即使產(chǎn)生電火花、電弧或危險(xiǎn)高溫時(shí),也不會(huì)引燃周圍的可燃性氣體、蒸氣或粉塵。
國際上主要有兩大標(biāo)準(zhǔn)體系:
- IECEx / ATEX 體系:廣泛應(yīng)用于歐洲、中國(GB標(biāo)準(zhǔn)等效采用)及全球多數(shù)地區(qū)。
- 北美體系(NEC / UL):主要在美國和加拿大使用。
本文主要基于應(yīng)用更廣泛的IEC/GB體系進(jìn)行闡述。
二、防爆等級(jí)的構(gòu)成與區(qū)分關(guān)鍵要素
防爆等級(jí)標(biāo)識(shí)是一個(gè)包含多重信息的“代碼”,通常遵循“防爆型式 + 氣體組別 + 溫度組別”的結(jié)構(gòu),有時(shí)還包括設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL)。以典型標(biāo)識(shí)“Ex d IIB T4 Gb”為例:
1. 防爆型式(Explosion Protection Type)
指為防止點(diǎn)燃周圍爆炸性環(huán)境而采取的具體技術(shù)措施。常見型式有:
- d (隔爆型):將可能產(chǎn)生火花的部件置于堅(jiān)固外殼內(nèi),即使內(nèi)部爆炸,外殼也能承受壓力并阻止火焰蔓延到外部環(huán)境。適用于強(qiáng)危險(xiǎn)性區(qū)域。
- e (增安型):對(duì)在正常運(yùn)行條件下不會(huì)產(chǎn)生電弧、火花的部件采取額外措施(如增強(qiáng)絕緣、降低溫升),提高安全性。通常用于電機(jī)、接線盒等。
- ia / ib (本質(zhì)安全型):通過限制電路的能量(電壓、電流),使其在任何故障狀態(tài)下產(chǎn)生的電火花或熱效應(yīng)均不足以引燃爆炸性混合物。ia等級(jí)最高,適用于0區(qū)(最危險(xiǎn))。防爆電子秤的稱重傳感器和儀表常采用此技術(shù)。
- m (澆封型):將可能產(chǎn)生點(diǎn)燃的部件用樹脂等材料澆封起來,使其與爆炸性環(huán)境隔離。
- p (正壓型):在設(shè)備外殼內(nèi)充入保護(hù)性氣體(如潔凈空氣),保持內(nèi)部壓力高于外部,防止可燃?xì)怏w進(jìn)入。
- t (外殼保護(hù)型,用于粉塵):防止粉塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部,并限制外殼表面溫度。
防爆電子秤通常是多種型式的組合體,例如:稱重傳感器部分采用本質(zhì)安全型(ib),而顯示儀表或接線盒采用隔爆型(d)或增安型(e)。
2. 爆炸性環(huán)境分類(氣體/粉塵)
- I類:煤礦甲烷環(huán)境。
- II類:除煤礦外的其他爆炸性氣體環(huán)境。這是化工等領(lǐng)域最常見的類別。
- IIA、IIB、IIC:代表氣體分組,按最大試驗(yàn)安全間隙(MESG)和最小點(diǎn)燃電流比(MICR)劃分。IIC組最危險(xiǎn)(如氫氣、乙炔),其設(shè)備可適用于IIB、IIA組;IIB設(shè)備適用于自身及IIA組;IIA設(shè)備僅適用于IIA組。
- III類:爆炸性粉塵環(huán)境。
- IIIA:可燃性飛絮(如紡織纖維)。
- IIIB:非導(dǎo)電性粉塵(如面粉、染料、塑料粉塵)。
- IIIC:導(dǎo)電性粉塵(如金屬粉塵、碳粉)。
3. 溫度組別(T-Code)
指設(shè)備外殼表面或在故障條件下可能達(dá)到的最高溫度,該溫度必須低于現(xiàn)場可燃?xì)怏w的最低點(diǎn)燃溫度。從高到低分為:T1 (450°C)、T2 (300°C)、T3 (200°C)、T4 (135°C)、T5 (100°C)、T6 (85°C)。數(shù)字越大,允許的表面溫度越低,安全性越高。 例如,T4組設(shè)備表面溫度不會(huì)超過135°C。
4. 設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL)
更直接地標(biāo)明了設(shè)備適用的危險(xiǎn)區(qū)域等級(jí):
- Ga / Ma (很高保護(hù)級(jí)別):適用于0區(qū)(氣體)或20區(qū)(粉塵),爆炸性環(huán)境持續(xù)或長期存在。
- Gb / Mb (高保護(hù)級(jí)別):適用于1區(qū)(氣體)或21區(qū)(粉塵),爆炸性環(huán)境在正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)。
- Gc / Mc (加強(qiáng)保護(hù)級(jí)別):適用于2區(qū)(氣體)或22區(qū)(粉塵),爆炸性環(huán)境在正常運(yùn)行時(shí)不太可能出現(xiàn),即使出現(xiàn)也是短時(shí)間。
三、防爆電子秤選型與應(yīng)用要點(diǎn)
- 環(huán)境評(píng)估先行:必須首先確定使用場所的危險(xiǎn)區(qū)域劃分(0/1/2區(qū)或20/21/22區(qū))、存在的爆炸性物質(zhì)類型(氣體/粉塵、具體物質(zhì)名稱)及其組別、點(diǎn)燃溫度。
- 匹配防爆等級(jí):所選防爆電子秤的完整防爆標(biāo)識(shí)必須不低于現(xiàn)場環(huán)境的要求。例如,在存在IIB組氣體、T4溫度組別的1區(qū)環(huán)境,應(yīng)選擇標(biāo)識(shí)為“Ex d IIB T4 Gb”或“Ex ib IIB T4 Gb”及以上等級(jí)的設(shè)備。
- 關(guān)注整體系統(tǒng):防爆電子秤是一個(gè)系統(tǒng),包括傳感器(秤臺(tái))、接線盒、顯示儀表、電纜等。所有部件都必須具有相匹配的防爆認(rèn)證,任何非防爆部件的接入都會(huì)破壞整個(gè)系統(tǒng)的安全性。
- 金屬結(jié)構(gòu)制造的優(yōu)勢:對(duì)于防爆電子秤,特別是采用隔爆型(d)設(shè)計(jì)的秤體,金屬結(jié)構(gòu)制造(如優(yōu)質(zhì)碳鋼或不銹鋼)至關(guān)重要。它不僅能提供堅(jiān)固的物理防護(hù)(“防暴”),更是確保隔爆外殼強(qiáng)度和密封性、承受內(nèi)部爆炸壓力的關(guān)鍵,同時(shí)利于靜電導(dǎo)除。
- 安裝、使用與維護(hù):必須嚴(yán)格遵循產(chǎn)品說明書和國家防爆規(guī)范。包括使用專用防爆工具、確保電纜引入裝置的密封、定期檢查緊固件和密封面、嚴(yán)禁在帶電狀態(tài)下打開艙蓋等。
結(jié)論
防爆電子秤的防爆等級(jí)是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)的安全標(biāo)識(shí)。從防爆型式、氣體/粉塵組別到溫度組別和設(shè)備保護(hù)級(jí)別(EPL),每一個(gè)字符都承載著特定的安全承諾。用戶在選擇時(shí),絕不能僅憑“防爆”二字,而必須深入解讀其完整等級(jí)標(biāo)識(shí),并確保其與現(xiàn)場危險(xiǎn)環(huán)境精確匹配。結(jié)合可靠的金屬結(jié)構(gòu)制造工藝和規(guī)范的作業(yè)流程,才能真正發(fā)揮防爆電子秤的安全屏障作用,為高危工業(yè)領(lǐng)域的稱重作業(yè)保駕護(hù)航。