机械火花的产生及预防

机械火花的产生及预防王维越佳木斯防爆电机研究所 ,黑龙江佳木斯 (154005)摘 要 概要阐述了机械火花的产生及在爆炸性危险场所中采取的防爆技术措施 ,介绍了工业应用中可能出现的危险点燃源以及欧洲在爆炸性环境用非电气设备的标准化进程 。关键词 机械火花 非电气设备 点燃源Emergence of Mechanical Sparks and Their PreventionWang WeiyueThe emergence of mechanical sparks and the explosion2proof technical mea2Abstractsures adopted in explosive hazardous area are simply expounded. The hazardous ignition sourcepossibly emerging in industrial application and the course of standardizing the nonelectrical ap2paratus for explosive gas atmosphere in Europe are introduced.Key words Mechanical spark , nonelectrical apparatus , ignition source .常是指运动的或者带有运动部件的设备 。例如 ,工业车辆 、风扇 、电机 、起重机 、电梯等是这类设备 的典型代表 。由于这些设备在正常工作或故障状态下将不可避免地出现机械磨擦或撞击 ,并产生具有足够能量的机械火花 ,若对于那些用于爆炸 危险场所的设备不采取有效的防爆技术措施 ,必 将导致爆炸性事故的发生 。就产生机械火花的方式而言 ,有机械磨擦和 机械碰撞两种 。磨擦是指相对运动的两个表面的 快速接触磨擦 (2050ms) 或较长时间的滑动磨擦(0 . 520s) 。碰撞是指相对运动的两个表面的单 个接触 。对钢铁材料的摩擦火花产生机理的研究结果表明 ,钢材中所含的碳是产生摩擦火花的根 源 。铜材与钢材比有两个显著的不同点 :第一 ,不 含碳 ,不会出现氧 - 铁 - 碳反应链 ,所以不出现火 花 ;第二 ,铜材的强度和硬度都比较低 ,导热性又 比钢材高 ,局部摩擦点会发生塑性变形 ,减少摩擦撞击点出现炽热高温的危险 。铍青铜和铝青铜作 为铜的合金既提高了强度和硬度 ,又有一旦受到 摩擦和撞击 ,温度上升到一定程度 ,铜基合金相组1引言在爆炸性危险场所中 ,具有一定能量的机械火花将会是危险点燃源 。JB5897 - 1991防爆桥式起重机和 JBT10222 - 2001防爆钢丝绳电动 葫芦等行业标准中 ,不仅对选用防爆电气设备及 接线 、接地等提出要求 ,还对起重机及葫芦实际运行中不可避免的要产生的机械火花和高温作出限 制措施 。例如轮缘与轨道的摩擦 ,钢丝绳与卷筒 的摩擦 ,制动器 、减速器的摩擦以及限位器的碰撞 等 ,主要限制措施包括限制运行速度 、润滑 、封闭 式注油 、限定材质和加隔爆外壳保护等 。本文仅对机械火花的产生及在爆炸性危险场 所中采取的防爆技术措施作一定的阐述 ,进而对 在工业应用中可能出现的各种危险点燃源及欧洲 在爆炸性环境用非电气设备的标准化进程作简单 的介绍 。2机械火花的产生及防爆技术措施在工业应用中 ,可能产生机械火花的设备通收稿日期 :2003 - 12 - 181织发生相变而转化为低强度的特点 ,所以在国外称为非危险火花金属 。 为了有效抑制这些机械火花和高温 ,除应优先选用上述非危险火花金属外 ,还应根据不同的 机械结构采取不同的技术措施或这些措施的组合 。2 . 1 对于可能发生碰撞或磨擦的由轻合金制成 的旋转部件或其它部件 ,应控制这些部件材料的 组分 。对于 类设备 ,按质量百分比 ,铝 、钛和镁 的总含量不允许大于 15 % ,且钛和镁的总含量不允许大于 6 % ; 对于 类设备 ,按质量百分比 ,含 镁量不允许大于 6 % 。或者对这些部件采取有效 的保护措施 ,以防止在出现故障时发生碰撞或磨 擦 。2 . 2 对于具有旋转部件的设备 ,在正常运行时 ,其旋转部件和其它部件之间的间隙至少为运动部 件最大直径的 1 % , 但不必超过 5mm 。经机械加 工 ,结构稳定的 ,此距离允许缩小到 1mm 。2 . 3 对于液压和机械离合器 ,在正常运行和预期 故障条件下 ,其最高表面温度应符合设备温度组别规定的要求 ; 对于机械离合器的设计还保证由 磨擦或撞击形成的火花不会散发出来 ,即用隔爆 外壳的保护方法 。隔爆外壳这种保护方法并不单 纯用于电气设备 ,也可以用于非电气设备 。2 . 4 对于磨擦离合器或磨擦制动器 ,均可以采用(润滑油) 油浸保护技术或隔爆外壳保护技术 。对 于采用油浸保护技术的 ,应设置润滑油液位和油 表面温度的监控设施 ; 对于现行的防爆起重机的 行业标准中 , 减速器要求用封闭式自润滑结构 。 制动器制动轮要求置于隔爆外壳中 。2 . 5 对于磨擦制动器 ,也可通过选用合适的磨擦 部件材料 、采取非预期材料间接触 、磨擦的预防措 施 ,以及配置有效的温度监控系统 (必要时) ,来避 免机械火花点燃爆炸性混合物 。需要注意 ,所用 的材料应为非金属和铸铁 ,严禁使用轻金属合金 。2 . 6 对于可能触及地面或负载的负载装卸装置 的所有表面都应用铜 、铅锌合金 、不锈钢或类似材 料 ,或者用非金属材料 ( 橡胶或塑料) 包覆 。例如 防爆起重机的吊钩如有必要 ,需用橡胶包覆 。3主要工业危险点燃源在欧洲 ,有一个涵盖了所有防爆概念的总的基础系 列 标 准 。目 前 已 经 颁 布 的 一 个 标 准 是EN1127 - 1 :1997“爆炸性环境 、爆炸的预防与防护 第 1 部分 : 基本概念与方法”,它主要涉及 类爆炸性危险场所 。依据 EN1127 - 1 标准以及有关标准的规定 ,除了电气设备涉及的电火花和热表面 等主要危险点燃源外 ,尚需引起广泛关注的危险 点燃源大致有以下几类 :(1) 机械火花 ; (2) 热表面 ; (3) 火焰和热气体 ; (4) 静 电 ; ( 5) 无 线 电 电 磁 波 辐 射 ( 104 3 1012Hz) ; (6) 光辐射 ; ( 7) 超声波 ; ( 8) 离子辐射 ; ( 9) 雷 电 ; (10) 绝热压缩和冲击波 ; (11) 放热反应和粉尘 自燃 。目前已经形成一些标准或标准草案 ,对爆炸 性环境用非电气设备所产生危险点燃源作适当的 保护 。其保护措施主要有限制流速 ,隔爆外壳 ,构 造安全 ,正压 ,液体沉浸等方法 。欧洲已经将非电气设备的防爆认证要求纳入了欧洲最新防爆指令 949EC , 即在 2003 年 6 月30 日欧洲最新指令 949EC 实施之日起 ,一些非 电气设备也必须履行防爆检验程序 ,并取得防爆 认证后才能投放市场 。这些防爆技术标准的出现 及应用将全面推进工业防爆安全技术水平 ,有效减少工业爆炸事故的发生 。结束语在爆炸性危险场所中 ,除了电气设备产生的 火花 、高温等危险点燃源外 ,由非电气设备产生的 机械火花等同样是不可忽视的点燃源 。所以 ,在 工业现场设备装置的设计 、制造 、检验过程中必须 同时考虑上述两方面的因素 ,才能保证设备装置 在工业现场使用中的安全 。参考文献4JB5897 - 19911防爆桥式起重机.JBT10222 - 20011防爆钢丝绳电动葫芦.蒋建等著 1工业防爆实用技术手册. 辽宁科学技123术出版社 ,1996.file:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txtdf机及ov及ojxlkvjlkxcmvkmxclkjlk;jsdfljklem,.xmv/.,mzxlkjvolfdjiojvkldffile:/D|/新建 Microsoft Word 文档.txt2012/8/2 16:09:56