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防爆外壳的设计及工艺

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  防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 一、常用述语 1.矿用产品安全标识 ~ AQ1043-2007 首先:凡是矿山使用的产品(设备、材料、仪器仪表) 都需要取得一定的证件(防爆证、安标证、生产许可证 等),方可生产、销售和使用。 其次:取得证件的产品并且加施标识方可销售和使用。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 一、常用述语 1.矿用产品安全标识 ~ AQ1043-2007 分类:①煤矿矿用产品安全标志标识 ②金属非金属矿上矿用产品安全标志标识 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 一、常用述语 2.设备的分类和防爆型式标志 ~ GB3836-2010 2.1设备分类:Ⅰ类:用于煤矿瓦斯气体、粉尘环境 Ⅱ类:用于除煤矿瓦斯气体外的爆炸性气体环境 Ⅲ类:用于除煤矿瓦斯气体外的爆炸性粉尘环境 2.2防爆型式标志:ExdⅠMb —— 矿用隔爆型 (常见的) Exd[ib]ⅠMb ——矿用隔爆兼本质安全型 ExibⅠMb ——矿用本安型 注:Mb —— 表示设备保护级别,即安装在煤矿甲烷爆炸性环境中的 设备,具有“高”的保护级别,该级别具有足够的安全性, 使设备在正常运行中或在气体突然出现和设备断电之间 的时间内出现的预期故障条件下不可能成为点燃源。 Ex——防爆设备的总称 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 设计基础 防爆外壳:防爆外壳能承受外壳内部混合爆炸性气体被引爆 时所产生的爆炸压力,又能防止内部爆炸火焰和高温气体通过 隔爆间隙点燃外壳外部的爆炸性气体混合物。 通俗的讲:对防爆外壳最主要的两点要求 1.结构强度要求:隔爆外壳能承受内部爆炸压力(一般取1MPa), 因此就需要我们在设计外壳时,考虑采用的外壳围板厚和法兰 厚度,GB3836规定外壳板厚最薄处不小于3mm。 注意:一般设计防爆外壳时,外壳厚度不宜小于4mm,因3mm厚 钢板存在厚度偏差和表面腐蚀氧化因素。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 设计基础 2.不传爆性能要求:隔爆外壳主要是根据间隙隔爆的原理设计, 它是一种路径隔爆,隔爆间隙取决于两个因素: ①隔爆接合面间隙 ic : 外壳与门结构方式有两种:快开门(≤0.3)和螺钉门(≤0.4) 为防爆站要求,企业标准和执行力度会更为严格(≤0.25)。 测量工具:塞尺。 快开门 螺钉门 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 设计基础 ②隔爆接合面粗糙度 : 常见的两种隔爆接合面: 6.3 盖板(门)与法兰两块接合面(不经常活动的面)粗糙度 3.2 按钮杆、转轴等与铜套的圆接合面(经常活动的面)粗糙度 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 设计外壳:内部设计和外部(壳)设计,从内向外设计的原则。 1.内部设计 ①内部电气元器件要布局结构紧凑,布局合理,便于安装、调试、 使用和维护(经验),安装板材料可选钢板、环氧板、铝板等。 注意:要保证电气间隙和爬电距离要满足要求(不同电压等级)。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 1.内部设计 ②内部防护(等级)和接地 防护:腔体内部涂抹防锈底漆,再涂抹耐弧漆。 接地:可在设备内部设置接地连接件(根据电气线)SF 布局合理、结构紧凑 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.1外壳的材料 一般防爆外壳的材质使用钢材(碳钢、不锈钢)焊接或铸造而成。 制造Ⅰ类设备外壳材料,按质量百分比的总含量不应超过: 15% 的铝、镁、钛和锆 ——GB3836 即:不允许使用铝材料(表面易产生静电),以及活泼性金属 (表面氧化,失去隔爆性能)作为加工外壳的原材料。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.2外壳的组成 主要要素: 壳体 (上)盖 电缆引入装置 控制电缆 电缆引入装置 (前)门 操纵杆、转轴 前门 托架等 托架 上盖 电缆引入装置 动力电缆 操纵杆 转轴 壳体 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3外壳各部分的设计 2.3.1壳体 第一种情况:直接引入(无接线腔) 电气设备符合下列两项条件时,允许采用直接引人方式: a)正常运行时不产生火花、 电弧或危险温度; b)电气设备的额定功率不大于250W,且电流不大于5A 第二种情况:间接引入(由主腔、接线腔和接线端子组成) 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 间接引入(一般由主腔、接线腔和接线端子组成) 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 接线 螺纹规格:小开关类有M6、M8、M10 组合开关类建议M12及以上 电气间隙、 爬电距离: 660V≥12; 爬电距离≥20 1140V≥18; 爬电距离≥28 3300V≥44; 爬电距离≥56 10000V≥100;爬电距离≥140 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 1.内部设计 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 接线腔 解释:L——接合面宽度 l——固定孔与壳体内部的距离 L与l因腔体体积大小而不同: 较大体积外壳:L≥25时,l≥9 中等体积外壳:25>L≥12.5,l≥8 较小体积外壳:L<12.5,l≥6 另:螺纹拧入法兰的深度应不小于螺纹 直径规格,并露出法兰1-3丝扣 螺钉应为专用工具方可拆除的螺钉。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 接线腔 设计参考 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 接线 下页 上页 注:安装板(隔爆板)厚度应为14或者16 接线接线端子 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3.2(上)盖 新规定盖板紧固件需加防护措施,防止因螺栓被撞坏使得隔爆 性能失效。 措施两种:①螺栓加护套;②盖板沉孔,螺钉埋于盖板内; 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3.3电缆引入装置 是外壳组成的一部分, 引入装置需装配完整。 参见标准: JBT 4262-1992 防爆电器用橡套电缆 引入装置 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3.4前(门) 带设置按钮观察窗 其他按钮等组成。 注意:保证橡胶板压缩量≥1mm 钢化玻璃嵌入视窗座宽度标准 规定≥12.5mm(粘结宽度) 钢化玻璃需满足冲击试验等。 常用观察窗已足够设计使用 参见通用件。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 前(门):万泰有快开门(侧开、上开、旋转)和螺钉门两种。 下页 上页 快开门 间隙i≤0.25 X≤250, L≥25 螺钉门 间隙i≤0.25 L,l,X要求 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3.5操纵杆、转轴 由于煤矿井下湿度及淋水较大, 为避免防爆设备中,防止经常活 动有隔爆接合面部件的锈蚀,规 定两接触的零部件必须使用铜 杆或增加铜套。 有效隔爆接合面长度≥12.5; 粗糙要求:3.2 铜杆材质:H62; 按钮座 按钮杆 铜套 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 ★联锁装置 隔离开关和开关柜的盖板或门之间的任何联锁都应保证 只有当隔离开关的触头完全切断时,盖板或门才有可能 打开。 注:其结构应保证非专用工具不能轻易解除其作用。 例如螺丝刀、镊子或类似的工具不应使联锁装置失效。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 法兰 停止 把手 正 示例 反 三角型闭锁 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 2.3.6托架 方便井下移动设备。具有可拆卸性、互换性。 公司现状: 接地螺栓焊接在底托上(不符合工艺要求),下一步 更改焊接在外壳两侧。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 2.外部(壳)设计 其他 外壳需设计标牌垫板,用于安装标牌; 较大的外壳需设计吊钩,便于运输; 设计门防尘板,保护隔爆结合面; 设计内部电气连接导电带等等。 下页 上页 防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 GB3836-2010 二、防爆外壳(Ⅰ 类)的设计及工艺 重要工艺 ①焊接方式:隔爆小型外壳需单面满焊,较大的隔爆外壳采用 双面满焊型式。 ②去应力:外壳焊接完成后需做时效振动或者热处理,再车铣 隔爆面。 ③水压试验:检验各个隔爆腔焊逢质量,以及壳体强度。 方法:壳体精加工后对所有独立腔体分别做水压试验,压力为 1MPa保压12s不允许有渗漏和壳体结构损坏或可能影响隔爆 性能的永久变形则认定为合格。 外壳引入装置尽量避免设计放置于壳体后侧。 下页 上页 万泰电子 谢谢! 淮南万泰电子股份有限公司

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