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仪表的防爆与防护

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目录1、什么是爆炸危险性场所？如何划分危险场所的危险程度？2、防爆型设备与仪表有哪些型式，他们各适用于哪些危险场所？3、什么是防爆三角形原理？4、对爆炸性物质是怎样分类的？5、可以从哪三个方面评价爆炸性气体的危险性？6、如何区分爆炸性气体的危险性？7、如何识别仪表仪表的防爆标志？8、如何区分仪表的防护等级？9、国际上有哪些制定防爆标准的组织？符合其标准的防爆产品的标记是什么？1、什么是爆炸危险性场所？如何划分危险场所的危险程度？所谓爆炸性危险场所是指存在或可能有存在可燃性物质与空气混合物的场所。

在以天然气为原料的合成氨、尿素生产装置中，由于存在甲烷、氢气、氨、一氧化碳等可燃性物质，因此装置中大部分区域属于爆炸性危险场所。

根据气态、蒸汽态、雾态爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间我国和世界上大部分国家，将这类爆炸性危险场所划分为三个等级，即0区（Zone 0）、1区(Zone 1)、2区(Zone 2)。

0区（Zone 0）指连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的场所；1区 (Zone 1) 指在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的场所；2区（Zone 2）在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的场所，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的场所注：正常运行是指正常的开车运转停车易燃物质产品的装卸密闭容器盖的开闭安全阀排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状态。

因此，0区危险级别最高、1区次之、2区最低，但是他们均属于危险场所。

另外，根据粉尘爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间，我国和世界上大部分国家，将这类爆炸性危险场所划分为两个等级即10区（ZONE 10）和11区（ZONE 11）。

10区（ZONE 10）指连续出现或长期出现粉尘爆炸性混合物的场所。

11区（ZONE 11）指有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的场所。

北美国家（美国和加拿大等）将爆炸性危险场所划分为2个区域，即Division 1(1区)、Division 2(2区)。

Division 1(1区)是指正常条件下，可能存在爆炸性或可燃性混合物的场所（包括气体、粉尘和纤维）。

Division 2(2区)指仅在故障条件下或其他异常情况下，偶尔地或短时间地存在爆炸性或可燃性混合物的场所（包括气体、粉尘和纤维）。

上述两种对危险场所的划分方法存在很大差异，他们之间的近似对应关系如下：0区和1区对应于Division 1。

2区对应于Division 2。

2、防爆型设备与仪表有哪些型式，他们各适用于哪些危险场所？在爆炸性危险场所安装使用的电气设备或仪表必须为防爆型，而且不同防爆型式的电气设备或仪表所适用的危险场所也是不同的（见下表）。

3、什么是防爆三角形原理？存在潜在爆炸危险场所并不一定产生爆炸现象，只有同时满足以下三个条件时，爆炸才会发生：第一：爆炸性物质第二：点燃源（足够能量的火花或足够高的物体表面温度）第三：空气（氧气）当这三个条件同时满足，而且与爆炸性气体与空气的混合物浓度处于爆炸极限范围内（即处于爆炸下限和上限之间）时，将不可避免地产生爆炸，这就是爆炸三角形原理。

4、对爆炸性物质是怎样分类的？我国和世界上大部分国家，将爆炸性物质分为三类：Ⅰ类：矿井甲烷Ⅱ类：爆炸性气体混合物（含蒸汽、薄雾）Ⅲ类：爆炸性粉尘和纤维北美洲国家（美国和加拿大）将爆炸性物质也分为三类（英文称之为“CLASS”通常译为“分级”）CLASS Ⅰ：爆炸性气体CLASS Ⅱ：爆炸性粉尘CLASS Ⅲ：纤维上述两种对爆炸性物质的分类方法是不同的，对天然气为原料的合成氨、尿素装置所涉及的爆炸性物质主要是Ⅱ类或CLASS Ⅰ。

应明确，爆炸性危险场所的划分不涉及爆炸性物质；爆炸性物质的分类不涉及爆炸性物质自身的危险性。

5、可以从哪三个方面评价爆炸性气体的危险性？可以从以下三个方面评价爆炸性气体与空气混合时的危险性：第一：爆炸极限范围。

这个范围越宽，该气体越危险。

以下的几种常见气体与空气混合时，爆炸极限范围（%）：可见，以上几种气体相比，氢气是危险第二：最小引爆火花能量。

这个能量越小该气体就越危险。

如H2为0.019mJ, CH4为0.280mJ,可见H2比CH4更危险。

第三：引爆物的表面温度。

可能引爆的物体表面温度越低，表明该气体越危险。

如硝酸乙脂与空气混合后，遇到100℃的物体表面就可能爆炸；而氢气与空气混合后，需要遇到560℃的物体表面才可能爆炸。

可见，硝酸乙脂比氢气更危险。

应明确，由于第一和第二，第一和第三之间存在某种联系；第二和第三之间是相互独立的。

故只要控制了最小火花能量和最低表面温度，就可以在整个爆炸极限范围内避免爆炸的发生。

对爆炸性气体的分级和分组正是以这两点为基本。

6、如何区分爆炸性气体的危险性？根据可能引爆的最小火花能量，我国和世界上大部分国家将爆炸性气体分为四个危险级别。

即显然，从可能引爆的最小火花能量来区分爆炸性气体的危险性，危险从高到低的顺序是ⅡC→ⅡB→ⅡA。

假定某仪表的防爆标志中含“ⅡC”,则表明该仪表允许涉及ⅡC类爆炸性气体，可用于氢气场合。

它要比标有ⅡB或ⅡA的仪表对爆炸性气体的适应性更强。

根据爆炸性气体对物体表面温度的敏感性，我国和世界上大部分国家将爆炸性气体分成六个温度组别。

即：显然，从爆炸性气体对物体表面温度的敏感性来区分爆炸性气体的危险性，危险性从高到低的顺序是T6→T5→T4→T3→T2→T1.假定某仪表的防爆标志中含有“T6”，则表明该仪表的表面温度不会超过85℃，它要比标有T5、T4、T3、T2、T1的仪表对爆炸性气体的适应性更强。

北美国家将爆炸性气体（CLASS Ⅰ）又分为四个GROUP（组），其中GROUP A代表性的气体是乙炔；GROUP B的代表性气体是氢气；GROUP C 代表性气体是乙烯；GROUP D代表性气体是丙烷。

这里的分组也是基于引爆爆炸性气体的最小火花能量。

引爆从易到难的顺序是GROUP A→GROP B →GROUP C→GROUP D对温度组别的划分，世界各国基本一致。

7、如何识别仪表仪表的防爆标志？例1 ：Ex iaⅡC T6Ex:表示防爆标志，如我国的国家标准ia:表示采用的防爆型式为本质安全型ⅡC：表示适应的气体级别为ⅡC 级，即允许涉及ⅡC 级爆炸性气体，其代表性气体为氢气，最小引爆火花能量为0.019MjT6：表示适应的气体温度组别为T6，即该仪表的表面温度不会超过85℃若某仪表为此防爆标志，则表示该仪表可用于危险场所0区（ZONE 0）; 可涉及的爆炸性气体的级别和温度组别均为最高的。

例2：Ex de(ib) ⅡC T6Ex:表示防爆标志，如我国的国家标准De(ib):表示同时采用三种防爆型式，即隔爆型、增安型和ib级本质安全型（某些电磁流量计变送器采用隔爆供电，采用增安型接线盒，信号为ib级本质安全型）ⅡC：表示适应的气体级别为ⅡC 级，即允许涉及ⅡC 级爆炸性气体，其代表性气体为氢气，最小引爆火花能量为0.019MjT6：表示适应的气体温度组别为T6，即该仪表的表面温度不会超过85℃例3：Division 1 ; Class Ⅰ; Group A ; T6该仪表符合美国或加拿大防爆标准。

Division 1 ：表示可安装在危险场所1区;Class Ⅰ; Group A ：表示可涉及的爆炸性气体;T6：表示适应的气体温度组别为T6，即该仪表的表面温度不会超过85℃这是美国和加拿大标准认证的最高级别的防爆仪表。

8、如何区分仪表的防护等级？1）、IEC（国际电工技术委员会）以IPXX（两个数字）来表示仪表外壳不同的防护等级。

IP（international protection）防护等级系统是由iec（international electro technical commission）所起草。

将灯具依其防尘、防止外物侵入、防水、防湿气之特性加以分级。

这里所指的外物包含工具、人的手指等均不可接触到灯具内之带电部分，以免触电。

IP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。

数字越大，表示其防护等级越高，两个标示数字所表示的防护等级如表一及表二。

表一：第一个标示特性号码（数字）所指的防护程度第一个标示数字防护等级定义备注0 无防护对外界的人或物无特殊之防护ip0-1 防止大于50mm的固体物体侵入防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部之零件。

防止较大尺寸（直径大于50mm）的外物侵入ip1-2 防止大于12mm的固体物体侵入防止人的手指接触到灯具内部之零件。

防止中等尺寸（直径大于12mm，长度大于80mm）的外物侵入ip2-3 防止大于2.5mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于2.5mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件ip3-4 防止大于1.0mm的固体物体侵入防止直径或厚度大于1.0mm之工具、电线或类似的细小的外物侵入而接触到灯具的内部零件ip4-5 防尘完全防止外物侵入。

虽不能完全防止灰尘侵入，但侵入的灰尘的量并不会影响灯具的正常操作ip5-6 尘密完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入 ip6-表二：第二个标示特性号码（数字）所指的防护程度第二个标示数字防护等级定义备注0 无防护对外界的人或物无特殊之防护ip-01 防止滴水侵入垂直滴下的水滴（如凝结水）对灯具不会造成有害影响ip-12 倾斜15°时仍可防止滴水侵入当灯具由垂直倾斜至15°时，滴水对灯具不会造成有害影响ip-23 防止喷洒的水侵入防雨或防上与垂直的夹角小于60°之方向所喷洒的水进入灯具造成损坏ip-34 防止飞溅的水侵入防止各方向飞溅而来的水进入灯具造成损坏ip-45 防止喷射的水侵入防止来自各方向由喷嘴喷射出的水进入灯具造成损坏ip-56 防止大浪的侵入装设于甲板上的灯具，防止因大浪的侵袭而浸水造成损坏ip-67 防止浸水时的水侵入灯具浸在水中一定的时间或水压在一定的标准以下能确保不因进水而造成损坏ip-78 防止沉没时的水侵入灯具无限期的沉没早指定水压的状况下，能确保不因进水而造成损坏ip-82）、NEMA（美国电气制造协会）以数字或数字与字母组合表示不同的防护类型（Type）。

各类型（Type）的防护能力，可使用的区域及与IP近似对应关系如下：9、国际上有哪些制定防爆标准的组织？符合其标准的防爆产品的标记是什么？1）IEC国际电工委员会（International Electro technical Commission）国际电工委员会（International Electro technical Commission，简称IEC）成立于1906年，是世界上成立最早的非政府性国际电工标准化机构，是联合国经社理事会(ECOSOC)的甲级咨询组织。

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防爆等级的划分标准

防爆等级的划分标准

防爆等级的划分标准防爆的基本原理爆炸的概念爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。

急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。

爆炸必须具备的三个条件：1 ）爆炸性物质：能与氧气（空气）反应的物质，包括气体、液体和固体。

（气体：氢气，乙炔，甲烷等；液体：酒精，汽油；固体：粉尘，纤维等。

）2 ）氧气：空气。

3 ）点燃源：包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等。

为什么要防爆易爆物质 : 很多生产场所都会产生某些可燃性物质。

煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有 80% 以上的生产车间区域存在爆炸性物质。

氧气 : 空气中的氧气是无处不在的。

点燃源 : 在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花 , 机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。

客观上很多工业现场满足爆炸条件。

当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生爆炸。

因此采取防爆就显得很必要了。

仪表防爆的原理危险场所危险性划分：国际上对爆炸性危险场所是如何划分的国际上各主要工业国家对爆炸性危险场所的划分，基本上可分两种意见。

一种以IEC（国际电工委员会）为代表，包括德国、英国、意大利、日本、澳大利亚等国，对气体划分为0区、1区、2区，对粉尘划分为10区、11区。

其定义与IEC基本相同（可参见我国对各区域的定义，我国等效采用IEC标准）。

另一种为美国、加拿大等北美国家的划分，以NEC（美国国家电气规程）的定义为代表，对气体划分为1区、2区（没有0区），对粉尘也划分为1区、2区。

两者之间的对应关系大致如下：气体：IEC0区、1区——NEC 1区IEC 2 区——NEC2区粉尘：IEC 10区——NEC 1区IEC 11区——NEC 2区IEC“区”的英文为Zone；NEC“区”的英文为Division。

防爆电气防护设计标准要求解读

防爆电气防护设计标准要求解读

防爆电气防护设计标准要求解读(一)仪表的防爆标志Ex(ia)ⅡCT6的含义:标志内容符号含义防爆声明Ex符合某种防爆标准，如我国的国家标准防爆方式ia采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区气体类别ⅡC被答应涉及ⅡC类爆炸性气体温度组别T6仪表表面温度不超过85℃I.E.C.：国际电工技术委员会（Internaional Electro technical Commission）N.E.C.：美国电气规程（National Electrical Code,U.S.A.））:(二)电气元件防爆分类1、一般保护EN50.0142、浸油保护0EN50.0153、充压保护设施pEN50.0164、加充粉末qEN50.0175、阻燃壳体dEN50.0186、提高安全系数eEN50.0197、本安保护iEN50.01208、气密保护h未统一9、压力花保护n未统一10、非凡措施s未统一(三)防爆电气设备标准防爆电气设备是指按国家标准设计、制造、使用的不会引起周围爆炸性混合物爆炸的电气设备。

现行的防爆电气设备国家标准是国标3836系列。

它的主要内容是把防爆电气设备分为隔爆型(d)、增安型(e)、本质安全型(i)、正压型(p)、充油型(o)、充砂型(q)、无火花型(n)、浇封型(m)、气密型(h)、特殊型(s)并对其防爆技术及试验方法进行了规定。

国家标准主要包括以下几点：1、电气设备的允许最高表面温度。

表面可能堆积粉尘时为150℃，采取防尘堆积措施时为450℃，防爆电气设备的使用环境为-20℃—40℃。

2、电气设备与电缆的连接应采用防爆电缆接线盒，电缆的引入引出必须用密封的电缆引入装置，并应具有防松动、防拔脱措施。

3、对不同的额定电压和绝缘材料，电气间隙和爬电距离都符合相应的国家标准要求。

4、具有电气或机械闭锁装置，有可靠的接地及防止螺钉松动的装置。

5、防爆电气如果采用塑料外壳，须采用不燃性或难燃性材料制成，并保证塑料表面的绝缘电阻大于1*109Ω，以防积聚静电，还必须承受冲击试验和热稳定试验。

第4章 执行器及仪表的防爆

第4章 执行器及仪表的防爆


1-接入口;2-波 纹膜片; 3-弹 簧;4-推杆;5-行 程标尺;6-阀 芯;7-阀座
4.1 气动调节阀
4.1.1 执行机构
气动执行机构主要有薄膜执行机构、活塞执行机构和长行程 执行机构等。其中薄膜执行机构最常见，它的结构简单、价格便 宜、维修方便。长行程执行机构行程长、转矩大，适合输出转角 和力矩，多用于蝶阀或风门。
分流调节阀是把一种流体通过阀后分成两路，阀在关闭一个 出口的同时打开另一个出口，这种阀有一个入口和两个出口。
无论哪种情况，若使一路流量增加，另一路流量必然减少。 可以取代两台直通阀使用，具有结构简单、调节精度高、调节性 能好、节省投资和安装空间等特点。
4.1 气动调节阀
（6）隔膜阀
采用耐腐蚀衬里的阀体和隔膜，如图所 示。结构简单、流阻小、流通能力比同口径 的其他种类的阀要大。不易泄漏。耐腐蚀性 强，适用于强酸、强碱、强腐蚀性介质的控 制，也能用于高黏度及悬浮颗粒状介质的控 制。受衬里材料的限制，使用温度一般在 150℃以下，压力在1MPa以下。执行机构须 有足够的推力，当直径大于DN100mm时，均 采用活塞式执行机构。
直通单座阀示意图
4.1 气动调节阀
（2）直通双座阀
阀体内有两个阀芯和阀座，如下图所示。最常用，可正装或 反装。流体流过的时候，作用在上、下两个阀芯上的力方向相反、 大小相近，因此，不平衡力小。缺点是由于加工精度问题，上、 下两个阀芯不易确保同时密闭，导致容易泄漏。阀体流路复杂， 不适合高黏度以及含纤维介质的场合。
气动薄膜执行机构按动作方式分为正作用和反作用两种。压 力增大时推杆向下动作的叫正作用执行机构。反之，压力增大时 推杆向上动作的叫反作用执行机构。正作用执行机构的信号压力 通入波纹膜片上方的薄膜气室，反作用执行机构的信号压力通入 波纹膜片下方的薄膜气室。正反作用的执行机构结构基本相同， 可以互相改装。
仪表电气防爆安装作业指导书

仪表电气防爆安装作业指导书

仪表电气防爆安装作业指导书1.总则1.1目的为了加强企业的基础性技术管理工作，不断提高自动化工程的技术质量管理水平，规范仪表装置电气防爆施工方法要求、质量标准、安全注意事项等内容，特编制此作业指导书。

1.2适用范围本作业指导书适用于石油、化工仪表装置电气防爆施工。

1.3编制依据本施工作业指导书编制所依据的标准：《自动化仪表工程施工及验收规范》GB50093-2002《自动化仪表安装工程质量检验评定标准》GBJ131-90《石油化工仪表工程施工技术规程》SH3521-1999《石油建设工程质量检验评定标准自动化仪表安装工程》SY4031-932．设备、材料要求2.1 安装在爆炸和火灾危险环境的仪表、仪表线路、电气设备和材料，其规格、型号必须符合设计文件规定。

防爆设备应有铭牌和防爆标志，并在铭牌上标明国家授权的部门所发给的防爆合格证编号；其外观应无损伤和裂纹。

2.2本质安全仪表和本质安全关联设备，必须有国家授权的机构发给的防爆合格证，其型号、规格的替代必须经原设计单位确认。

2.3 本质安全电路的电缆、电线及其附件，应有永久性蓝色标志。

2.4用于火灾危险环境的安装仪表及电气设备的箱、盒等，应采用金属制品。

2.5火灾危险环境所采用的仪表及电气设备，应符和设计文件的要求。

3．主要机具无齿锯、套丝机（代丝）、电锤、电钻、台钻、电焊机、液压弯管机、手动弯管器、手锯、手锤、活扳手、管钳子、台虎钳等。

4．作业条件4.1施工图及有关技术资料、产品使用说明书应齐全，图纸已会审完。

4.2施工技术方案应齐全，并已向施工人员进行技术交底。

4.3其他专业的工程进度应基本达到仪表工程的施工条件。

4.4设备、材料的到货情况应满足施工要求。

4.5焊工应持有效焊接作业合格证。

5．施工操作程序5.1防爆和火灾危险环境的仪表装置施工，除应符合《自动化仪表工程施工及验收规范》（GB50093-2002）、《石油化工仪表工程施工技术规程》（SH3521-1999）规定外，还应符合国家现行的有关标准、规范的规定。