防爆(bao)空調及(ji)其他防爆(bao)電(dian)氣設備金(jin)屬(shu)材料(liao)規範(fan)

防爆(bao)空調及(ji)其他防爆(bao)電(dian)氣設備金(jin)屬(shu)材料(liao)規範(fan)

壹(yi)、概(gai)述(shu)
防爆(bao)電(dian)氣設備是(shi)石(shi)油、化工、煤礦(kuang)、醫(yi)藥等(deng)爆(bao)炸(zha)性(xing)危(wei)險環(huan)境(jing)中不可少的安(an)全保障(zhang)設施(shi)。其(qi)核(he)心功能(neng)是通過(guo)特(te)殊(shu)設計(ji)，防止設備內部(bu)產(chan)生(sheng)的電火(huo)花(hua)、高(gao)溫或電(dian)弧(hu)引(yin)燃周圍(wei)爆(bao)炸(zha)性(xing)混合物，同時(shi)阻隔外部(bu)爆(bao)炸(zha)傳(chuan)播至設備內部(bu)。根據(ju)某(mou)百科對(dui)防爆(bao)電(dian)氣設備的定義，這類(lei)設備需(xu)滿足(zu)GB 3836系列國家標(biao)準(zhun)或國際(ji)IEC 60079標準(zhun)，而金(jin)屬(shu)材料(liao)作為設備結(jie)構(gou)的基礎載體，其(qi)性(xing)能直(zhi)接決定了防爆(bao)功(gong)能(neng)的實現(xian)效(xiao)果。

（工(gong)業防爆(bao)空調，2匹(pi)）

二、材料(liao)選擇原(yuan)則
1. 耐(nai)腐(fu)蝕(shi)性
在(zai)化工、海(hai)上平(ping)臺等含硫(liu)化(hua)氫(qing)、氯(lv)離子(zi)環(huan)境(jing)中，材料(liao)需(xu)通過(guo)鹽霧試驗（如GB/T 10125標準(zhun)）驗證其耐蝕(shi)性。例(li)如(ru)，某(mou)煉(lian)油(you)廠(chang)防爆(bao)空調外(wai)殼若采(cai)用普通碳(tan)鋼(gang)，在(zai)潮(chao)濕(shi)含硫(liu)環(huan)境(jing)中半(ban)年(nian)即(ji)出(chu)現銹蝕(shi)穿(chuan)孔，而(er)改用316L不銹鋼(gang)後(hou)使(shi)用壽命延(yan)長至10年(nian)以(yi)上。

2. 機(ji)械(xie)強度
根據(ju)浙江應(ying)急管(guan)理(li)廳(ting)發布的《防爆(bao)電(dian)氣設備安(an)全管(guan)理(li)指(zhi)南》，設備需(xu)能承受20J機械(xie)沖(chong)擊(ji)（GB/T 2423.5）而(er)不產生(sheng)結構(gou)性裂(lie)紋。例如(ru)，煤(mei)礦(kuang)用防爆(bao)配電箱的鋼(gang)板(ban)厚(hou)度通常≥6mm，屈服強度需(xu)≥355MPa。

3. 導(dao)熱(re)性與(yu)導(dao)電(dian)性(xing)
防爆(bao)空調壓(ya)縮(suo)機外(wai)殼多(duo)采(cai)用鋁(lv)合(he)金(jin)（導(dao)熱(re)系數(shu)237W/(m·K)），比不銹鋼(gang)（16W/(m·K)）散熱(re)效率(lv)提升(sheng)15倍。導電部(bu)件(jian)如接(jie)線(xian)端(duan)子則(ze)優先(xian)選用紫(zi)銅(tong)（導(dao)電率(lv)58MS/m），確保(bao)電(dian)流(liu)傳輸(shu)時溫升不(bu)超(chao)過(guo)K5溫度組(zu)別(bie)限(xian)值(zhi)（≤80℃）。

4. 抗(kang)爆(bao)性(xing)
通過(guo)壓力重疊(die)試(shi)驗（如IEC 60079-1）驗證材料(liao)抗(kang)爆(bao)能(neng)力。實驗數(shu)據顯(xian)示，Q235B碳(tan)鋼(gang)在(zai)1.5倍設計(ji)壓(ya)力下(xia)未破(po)裂(lie)，而(er)普通鑄鐵(tie)在(zai)0.8倍壓力時即發生(sheng)脆性(xing)斷裂(lie)。

三、常用金屬(shu)材料(liao)性能對比

| 材(cai)料(liao)類(lei)型(xing) | 典(dian)型(xing)牌號 | 耐腐蝕(shi)性 | 抗(kang)拉(la)強(qiang)度(MPa) | 適(shi)用場景 |
|----------------|-------------|----------|---------------|-------------------------|
| 奧氏(shi)體不(bu)銹鋼(gang) | 304/316L | ★★★★☆ | 520-750 | 化(hua)工泵閥(fa)、海(hai)洋(yang)平(ping)臺設備 |
| 鋁(lv)合(he)金(jin) | 6061-T6 | ★★★☆☆ | 310 | 防爆(bao)燈(deng)具外(wai)殼 |
| 磷(lin)脫(tuo)氧銅 | C1220 | ★★★★☆ | 210 | 導電連(lian)接(jie)件(jian) |
| 低合金(jin)高(gao)強度鋼(gang) | Q345B | ★★☆☆☆ | 470-630 | 防爆(bao)配電櫃(gui)骨架 |

四(si)、關(guan)鍵加(jia)工工藝控(kong)制
1. 焊(han)接(jie)工藝
防爆(bao)設備殼體焊(han)縫需(xu)100%射線(xian)探傷（GB/T 3323），某(mou)企業(ye)案例(li)顯(xian)示，采(cai)用脈沖(chong)TIG焊(han)可使(shi)316L不銹鋼(gang)焊(han)縫沖(chong)擊(ji)韌(ren)性(xing)提升(sheng)40%。

2. 表(biao)面(mian)處(chu)理(li)
- 噴砂(sha)除(chu)銹：Sa2.5級清潔(jie)度（GB/T 8923.1）
- 鋅(xin)鎳合金(jin)電(dian)鍍：鹽霧試驗≥1000小時（ISO 9227）
- 微(wei)弧(hu)氧化：鋁(lv)合(he)金(jin)表(biao)面(mian)形成50μm陶(tao)瓷(ci)層(ceng)，絕緣(yuan)電(dian)阻≥100MΩ

（2匹工業(ye)防爆(bao)空調BFKT-5.0參(can)數(shu)）

五(wu)、國內外標(biao)準(zhun)差異(yi)分析(xi)
1. 中國GB 3836
要求隔(ge)爆(bao)面(mian)粗(cu)糙(cao)度Ra≤3.2μm，法蘭(lan)間(jian)隙(xi)≤0.15mm（ⅡC類(lei)氣體）。

2. 歐盟ATEX指(zhi)令
新增金屬(shu)粉(fen)塵防爆(bao)要求（EN 60079-0:2018），規(gui)定(ding)鎂合金(jin)外殼需(xu)通過(guo)20mm厚(hou)耐(nai)火(huo)試(shi)驗。

3. 北(bei)美(mei)NEC 500
認可(ke)銅合(he)金鑄(zhu)造(zao)隔(ge)爆(bao)腔體（UL 1203），但要求銅(tong)含(han)量≥85%。

六(liu)、全生命周期(qi)質量控(kong)制
1. 原(yuan)材料(liao)溯源
寶(bao)鋼(gang)等(deng)企業已實(shi)現(xian)防爆(bao)鋼(gang)卷(juan)二維碼追溯，記錄(lu)從冶(ye)煉(lian)到(dao)軋制的全過(guo)程(cheng)數(shu)據。

2. 加(jia)速(su)老(lao)化試(shi)驗
模(mo)擬10年(nian)服役(yi)的混合氣體腐(fu)蝕(shi)試驗（ISO 16701），某品牌防爆(bao)空調外(wai)殼材料(liao)經(jing)測試後(hou)，抗(kang)拉(la)強(qiang)度衰(shuai)減(jian)率(lv)＜5%。

3. 失(shi)效案例分(fen)析(xi)
2019年(nian)某(mou)化(hua)工廠(chang)爆(bao)炸(zha)事(shi)故調查(zha)顯示(shi)，失(shi)效防爆(bao)控(kong)制箱的304不銹鋼(gang)螺(luo)栓因(yin)氯(lv)離子(zi)應(ying)力腐蝕(shi)開(kai)裂(lie)，後(hou)強制改用抗(kang)氯(lv)離子(zi)更(geng)強的254SMO不銹鋼(gang)。

（防爆(bao)空調資質(zhi)證書(shu)）

七、技術(shu)發展(zhan)趨(qu)勢(shi)
1. 復(fu)合(he)材料(liao)應用
中科院研(yan)發的碳(tan)纖維/鋁(lv)層(ceng)壓(ya)板(ban)（CFRP-Al）比傳統(tong)鋼(gang)材(cai)減重60%，同時(shi)滿足隔爆(bao)壓(ya)力1.0MPa要求。

2. 智(zhi)能(neng)監測系統(tong)
植(zhi)入光纖(xian)傳感器(qi)的防爆(bao)配電櫃(gui)，可實(shi)時(shi)監(jian)測金屬(shu)結構(gou)件(jian)的應變和(he)溫度變化，數(shu)據通過(guo)本安(an)型(xing)無線(xian)傳輸(shu)（Ex ia IIC T4）。

3. 綠色(se)制造(zao)要求
新版IEC 60079-46規(gui)定(ding)含鉻(ge)＞0.1%的金屬(shu)部(bu)件(jian)需(xu)提供(gong)RoHS檢(jian)測報(bao)告(gao)，推(tui)動(dong)無鉻(ge)鈍化(hua)工(gong)藝發(fa)展(zhan)。

結(jie)語
防爆(bao)電(dian)氣設備的金屬(shu)材料(liao)規範(fan)已從單壹安(an)全需(xu)求向(xiang)高(gao)性能(neng)、智能(neng)化、環(huan)保(bao)化方向(xiang)演進。未來(lai)需(xu)重點(dian)關(guan)註材料(liao)數(shu)據庫(ku)建設、多(duo)物理場(chang)耦合仿(fang)真(zhen)技術(shu)應用，以(yi)及(ji)適應氫(qing)能源場景(jing)的新型(xing)抗(kang)氫(qing)脆材(cai)料(liao)的研(yan)發。企(qi)業(ye)應(ying)建立(li)涵(han)蓋選型(xing)-加工-運維的全鏈條技術(shu)體系，方能(neng)滿(man)足日(ri)益(yi)嚴苛的防爆(bao)安(an)全要求。