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      淺談隔爆型電氣設(shè)備上的玻璃透明件

      2015-06-01 10:14:57劉丹
      電氣開關(guān) 2015年3期
      關(guān)鍵詞:襯墊外殼殼體

      劉丹

      (沈陽電氣傳動(dòng)研究所(有限公司),遼寧 沈陽 110141)

      淺談隔爆型電氣設(shè)備上的玻璃透明件

      劉丹

      (沈陽電氣傳動(dòng)研究所(有限公司),遼寧 沈陽 110141)

      簡要介紹了隔爆型電氣設(shè)備上使用的玻璃透明件的安裝及檢驗(yàn)要求。

      隔爆型;玻璃透明件;襯墊;粘結(jié)接合面

      1 引言

      隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,對能源的需求也日益增加。而諸如煤炭、石油及化工等能源行業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)場都是爆炸性危險(xiǎn)場所,所使用的電氣設(shè)備必須是具有防爆性能的防爆電器產(chǎn)品。其中隔爆型電氣設(shè)備是眾多型式的防爆電器中使用最為廣泛的一種。為了使用方便,不可避免的要在隔爆外殼上安裝一些透明部件,用以觀察隔爆外殼內(nèi)指示燈及顯示屏。防爆燈具更是把玻璃透明件作為其核心部件。由此可見玻璃透明件在隔爆型電器上的應(yīng)用十分廣泛。本文就玻璃透明件的安裝和使用結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)所提及的考核要求加以闡述。

      2 隔爆型電氣設(shè)備的防爆原理

      眾所周知,爆炸的三要素有:點(diǎn)燃源、可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)(氧氣)。隔爆型電氣設(shè)備的防爆原理是將點(diǎn)燃源與爆炸性氣體分隔開。將工作中產(chǎn)生火花、電弧或高溫的電氣設(shè)備,用具有足夠強(qiáng)度的外殼與外界環(huán)境隔離。即使外殼內(nèi)部產(chǎn)生爆炸也不會(huì)引起殼外環(huán)境氣體爆炸。

      隔爆外殼主要起到的作用有以下兩點(diǎn):

      (1)耐壓性

      當(dāng)外殼內(nèi)部產(chǎn)生爆炸時(shí),殼體不會(huì)產(chǎn)生變形或損壞。這與外殼的材質(zhì)及殼體結(jié)構(gòu)有直接關(guān)系。

      (2)不傳爆性

      爆炸后所產(chǎn)生的能量及火焰不會(huì)通過殼體傳播到周圍環(huán)境中,將爆炸性氣體點(diǎn)燃,乃至爆炸。

      根據(jù)以上兩點(diǎn)可見,隔爆型電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)對其隔爆性能起到了至關(guān)重要的作用。如何將玻璃透明件可靠的安裝到隔爆外殼上,使其既能使用方便又能達(dá)到防爆安全的效果就成為了一個(gè)擺在防爆電器設(shè)計(jì)者面前的一道難題。

      3 玻璃透明件的安裝

      目前就隔爆型電氣設(shè)備的玻璃透明件而言,防爆電器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)允許采用的安裝方式有以下兩種。

      3.1 金屬或金屬包覆襯墊,如圖1所示

      透明部件與殼體之間安裝具有一定強(qiáng)度的金屬或金屬包覆的可壓縮不燃性材料制成的襯墊。這種襯墊起防爆作用。

      圖1 金屬襯墊式安裝示意圖

      最為常見的是退火紫銅墊圈作彈性密封襯墊。在加工時(shí)必須注意,退火處理必須到位,否則會(huì)使墊圈變硬,安裝后不但起不到壓緊密封的作用,而且還會(huì)對玻璃產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。

      3.2 粘結(jié)接合面的方式

      依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB3836.2-2010對透明件的安裝要求,透明件若采用膠粘方式固定,則有以下兩種方式。

      (1)透明件可直接粘結(jié)到殼體上,如圖2所示。

      圖2 粘結(jié)接合面式安裝示意圖

      (2)透明件可粘結(jié)到一個(gè)框架上,框架再緊固到外殼,但框架和外殼之間應(yīng)符合隔爆面要求。這種處理方法更有利于更換,如圖3所示。

      圖3 玻璃直接粘結(jié)框架示間圖

      特別要注意的是玻璃與碳鋼的線膨脹系數(shù)不同。在電氣設(shè)備運(yùn)行發(fā)熱時(shí),膠粘材料會(huì)產(chǎn)生剪切力,這樣就會(huì)對粘結(jié)面造成破壞。所以在GB3836.2-2010標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,如果被粘合的接合面沒有粘結(jié)劑就不滿足隔爆面的要求,則膠粘后的接合面應(yīng)承受耐熱和耐寒試驗(yàn)。

      3.3 安裝和使用中的誤區(qū)

      (1)將玻璃透明件直接用框架和緊固件固定隔爆外殼上。利用玻璃板與殼體的接觸面形成隔爆面。按我國目前玻璃制造技術(shù),這種做法不宜采用。因?yàn)椴AФ际怯操|(zhì)晶體,金屬框架、殼體在緊固件的作用下直接對玻璃產(chǎn)生擠壓。由于金屬框架、殼體變形的不均勻,必然會(huì)對玻璃產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力,導(dǎo)致玻璃的損壞。

      (2)將玻璃透明件粘結(jié)到殼體上,但不用框架壓緊。這種錯(cuò)誤做法是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最為普遍的。以為單靠膠粘的力量就可以達(dá)到防爆的作用。一旦由于膠的質(zhì)量不過關(guān)、配比錯(cuò)誤以及膠封工藝不合理等因素影響到膠粘的可靠性,那就對產(chǎn)品的安全性產(chǎn)生了致命隱患。因此外殼強(qiáng)度不能僅僅依靠粘結(jié)材料的粘結(jié)強(qiáng)度。在玻璃粘結(jié)到外殼上后,另一側(cè)墊一個(gè)橡膠緩沖墊,再用壓盤或框架將其壓緊,如圖2所示。這樣既達(dá)到了防爆作用,又對玻璃產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。

      4 玻璃透明件的檢驗(yàn)

      玻璃透明件自身的性能指標(biāo)對其實(shí)現(xiàn)隔爆性能也起到了尤為重要的作用。因此隔爆型電氣設(shè)備必須通過國家批準(zhǔn)的具有防爆電器產(chǎn)品檢測檢驗(yàn)資質(zhì)的檢測機(jī)構(gòu)認(rèn)可,并發(fā)放防爆合格證后方可投入生產(chǎn)、銷售和使用。

      隔爆型電氣設(shè)備依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB3836.1-2010和GB3836.2-2010進(jìn)行檢驗(yàn)。被檢樣品應(yīng)通過所有相關(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目方視為合格。以下僅指出幾個(gè)與玻璃透明件性能要求最為密切的幾項(xiàng)試驗(yàn)。

      4.1 抗沖擊試驗(yàn)

      標(biāo)準(zhǔn)要求對三只玻璃透明件進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)應(yīng)在一臺裝配完好的電氣設(shè)備上進(jìn)行,但當(dāng)這樣無法進(jìn)行時(shí),將部件安裝到類似的支架上進(jìn)行試驗(yàn)。

      試驗(yàn)?zāi)康氖强己瞬A该骷谑艿酵饬ψ矒魰r(shí),是否產(chǎn)生變形或損壞,由此破壞整個(gè)產(chǎn)品的隔爆性能。

      4.2 跌落試驗(yàn)

      手提式或攜帶式電氣設(shè)備從1m的高度下落。

      試驗(yàn)?zāi)康氖强己瞬A该骷诘涞降孛娴那闆r下是否產(chǎn)生變形或損壞,近而破壞整個(gè)產(chǎn)品的隔爆性能。

      4.3 熱劇變試驗(yàn)

      使玻璃透明件到達(dá)最高工作溫度,此時(shí)用規(guī)定溫度、水柱的水對其進(jìn)行噴射。

      考核玻璃在熱狀態(tài)下后遇冷是否產(chǎn)生破裂,近而影響隔爆性能。

      4.4 外殼耐壓試驗(yàn)

      向試品內(nèi)充入可燃性氣體,并將其點(diǎn)燃產(chǎn)生爆炸,殼內(nèi)壓力迅速升高,對外殼及外殼部件施加力的作用。

      此試驗(yàn)是考核隔爆型電氣設(shè)備的外殼及外殼部件的承壓能力。是隔爆型電氣設(shè)備防爆性能的重要指標(biāo)之一。

      4.5 內(nèi)部點(diǎn)燃的不傳爆試驗(yàn)

      將試品固定到一個(gè)密閉試驗(yàn)罐內(nèi),向試品及試驗(yàn)罐內(nèi)同時(shí)充入相同的可燃性氣體,并將試品內(nèi)部可燃性氣體點(diǎn)燃,觀察爆炸所產(chǎn)生的能量是否通過隔爆外殼將試驗(yàn)罐內(nèi)的可燃性氣體點(diǎn)燃。此試驗(yàn)是考核隔爆型電氣設(shè)備的外殼的不傳爆性能。也是隔爆型電氣設(shè)備防爆性能的重要指標(biāo)之一。

      5 結(jié)束語

      介于以上敘述,為了確保隔爆型電氣設(shè)備上的玻璃透明件能有效起到防爆作用,提出以下幾點(diǎn)建議。一是生產(chǎn)企業(yè)必須嚴(yán)把采購質(zhì)量關(guān),制定玻璃、襯墊、膠等原材料的入廠檢驗(yàn)制度;二是合理、有效的制定裝配、膠封等重點(diǎn)環(huán)節(jié)的工藝流程,并保證其可靠實(shí)施;三是新研發(fā)產(chǎn)品必須送檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢驗(yàn),確保產(chǎn)品的整體防爆性能。

      [1] GB3836.1-2010,爆炸性環(huán)境 第1部分:設(shè)備 通用要求[S].

      [2] GB3836.2-2010,爆炸性環(huán)境 第2部分:由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備[S].

      [3] 王盡余,潘妙瓊,鐘梅.防爆電器手冊[S].化學(xué)工業(yè)出版社,2009.

      [4] 陳捷頻,陳鈞 隔爆外殼上玻璃透明件的無應(yīng)力安裝設(shè)計(jì)[S].

      Talking about the Transparent Glass of Flame-proof Apparatus

      LIUDan

      (Shenyang Electrical Driving Research Institute(Co.Ltd.),Shenyang 110141,China)

      The paper presents the installatioll and test requirements of the transparent class of flame-proof apparatus.

      fame-proof type;transparent class;gasket;sticking binding surface

      1004-289X(2015)03-0103-03

      TD68

      B

      2015-03-27

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