爆|炸||; -s ;(爆炸)意指“在壓力下逃生?!?爆炸時發生什么情況,有哪些重要因素和可以采取哪些保護措施?在此了解更多防爆信息。
ISO 8421-1、EN 1127-1將爆炸定義為“由于物質急劇氧化或分解反應產生溫度、壓力增加或兩者同時增加的現象”。這指的是氧氣(空氣)、易燃物和引火源,以一定比率同時匯聚,化學反應導致溫度和壓力急劇增加。如果產生的熱不能快速、充分散發,并發氣體的體積會急劇膨脹,釋放大量熱能,伴隨壓力波:爆炸。
爆炸的嚴重性
爆炸的嚴重性取決于易燃物和這些材料與氧氣混合形成混合物的特性:空氣中的氧氣要與特定量的易燃物混合才會燃燒(氧化)。根據爆炸嚴重性和相關的壓力波傳播速度,可分為低速爆炸(cm/s)、爆燃(m/s)和最嚴重的爆炸類型 - 爆炸(km/s)。最嚴重的爆炸的傳播速度比聲音傳播速度快,因此會形成巨大的破壞力。
爆炸性環境的前提條件
發生爆炸必須同時具備以下因素:
1、生產過程或周圍存在易燃物
2、氧氣(空氣)
3、火源
4、氧氣和易燃物達到特定比率
5、我們可充分利用只有當易爆環境和引火源同時存在才會發生爆炸這一常識進行防爆保護。
可燃物
可燃物包括蒸汽、霧氣、氣體和粉塵。制造和生產過程或者運輸或儲存期間都可能意外產生這些可燃物。分解用于進一步處理的材料產生粉塵的情況在工業領域尤其常見。粉塵爆炸和氣體爆炸一樣具有毀滅性:燃氣-空氣混合物在爆炸期間會快速傳播,從而降低易燃物的濃度(稀釋混合物)。然后,就不再可能進一步燃燒。與此相反,粉塵-空氣混合物在爆炸期間會形成容易點燃的額外的粉塵層。但是,燃氣-空氣混合氣爆炸也會揚起灰塵,將氣體爆炸轉化為粉塵爆炸。
閃點和爆炸極限
與氧氣混合的易燃物只有達到一定比率時才易燃,但只要存在引火源就會燃燒。此時,材料的閃點及其爆炸極限起著決定性的作用。
閃點
“閃點”描述的是易燃液體形成易燃蒸汽-空氣混合物時的最低溫度。此混合物的閃點可能低于單一成分的閃點。對于這些蒸汽-空氣混合物,濃度比率決定是否可以形成爆炸性環境。這描述了各個材料的爆炸極限:對于與氧氣混合發生爆炸,每種易燃物都有一個特定的范圍。濃度太高(濃混合氣)和濃度太低(稀混合氣)都不會發生爆炸,而是發生固定反應或者根本不發生燃燒反應。只有在爆炸上限和爆炸下限之間范圍內點火時混合物才會發生爆炸反應。
爆炸極限
但是,爆炸極限取決于壓力、溫度和氧氣濃度。再者,還有化學性質不穩定的物質,例如銫、銣或者甚至白磷,只要一接觸氧氣或空氣就會點燃,這些物質稱為“自燃物”。處理這些物質時應特別謹慎。這也適用于積塵。在這種情況下,自燃的危險會隨著積塵厚度的增加而增加。粉塵的保溫效果會導致熱蓄積,進而導致自燃。有關物質的準確閃點和爆炸極限的信息,請參見相應的安全數據表。如果可能形成爆炸性環境,則要在文件中注明。
根據ATEX和NEC 500進行危險區域劃分
材料種類的不同決定了危險區域風險范圍的不同。其中一種物質出現的頻率和持續時間決定了對操作設備不同的防護要求。
根據CENELEC和IEC,在歐洲,危險場所可分為六個不同危險區域。潛在爆炸發生的概率越高,對防護設備的要求就越嚴格,例如,在產生火花或表面溫度過高的情況下。
設備類別和組別
可根據特定操作設備及區域分布來決定區域內資源的選用。設備組別及種類對特殊操作設備的區域選擇起到至關重要的作用。同時,操作設備的防爆保護區要基于溫度等級和防爆組別進行確定。
在北美,使用NEC 500和NEC 505標準這兩種不同的分類系統。其中,可燃物質分為三類(I至III類)。I類爆炸性氣體、蒸汽和霧氣又細分為A、B、C、D氣體組;II類可燃粉塵又細分為E、F、G組。
根據這些材料出現的頻率或持續時間,對危險場所進行所謂的劃分。分區1對應區域0和1,分區2對應區域2。除了爆炸區域的分區,操作設備的結構以及電氣系統的安裝也要進行區分。
措施就是義務
誰需要防爆保護?保護誰?此處必須注意什么?什么是建設性防爆保護措施?WAGO為您整理了一套對應的答案。
歐洲的防爆保護規范基于ATEX指南,于1994年作為指令94/9/EC公布,自2014年起,使用2014/34/EU新版。該指令涵蓋危險場所使用的設備和保護系統。
指令2014/34/EU——制造商義務的規定
根據2014/34/EU附錄1,制造商必須將可能存在著火危險(引火源)并導致爆炸的任何設備分為設備組和類別。對于此類設備,必須由其中一個指定的測試機構進行Ex型式試驗和認證。如果設備滿足型式試驗的要求,CE標志的依據則符合EC符合標準聲明的要求。設備必須附上介紹其恰當使用方法的使用說明書。
一級防爆保護
主要關注點在于最好通過選擇非易燃替代物或高閃點材料,來防止形成爆炸性環境。如果無論出于何種原因而導致這種方法不可行,則將注意力轉向其他措施。其中一個措施就是惰化。這里,可利用只有當易燃材料與氧氣以精確比例混合時才會形成爆炸性環境的這一特性。
二級防爆保護
此措施旨在防止引燃危險爆炸性環境(如果無法避免)。對于此,必須根據爆炸性環境的發生頻率和持續時間將區域劃分為應用場所的危險區。利用這些,確認特定危險區是否允許引火源。單擊此處整體了解一下引火源。
三級防爆保護
我們未必有可能每次都安全地防止危險環境的出現和排除引火源。在這種情況下,必須采取額外的防爆保護措施,將爆炸降到無害的水平。建設性防爆保護措施包括采用耐壓和耐沖擊外殼,以及采用減壓和均壓設備。通過滅火設備抑制爆炸也算在內。
設備組別,實現更高安全性
與設備一樣,氣體、蒸氣和粉塵根據其特性分為不同的組別。這種劃分簡化適于各種氣體、蒸氣和粉塵用設備的正確選擇。
在EN 60079 0:2009標準引入之前,危險場所用設備分為兩個組別。自EN 60079 0:2009標準生效以來,危險場所用設備劃分1、2和3三個組別。
設備類別劃分
I類:存在瓦斯氣體的礦井用設備。
II類:瓦斯易爆性區域用設備(非礦井)
III類:易燃粉塵區域用設備(非礦井)
根據易爆氣體特征,第II類電氣設備進一步細化為IIA、IIB及IIC三個級別。此分類影響防爆類別隔爆型(Ex d)和本質安全(Ex I)。
易燃粉塵區域用設備也根據粉塵類型分為以下組別:
易燃棉絨
不導電粉塵
導電粉塵