隔爆接合面的基本要求及规范讲解

防爆电器

隔爆接合面

的基本要求与相关规范

隔爆接合面

隔爆接合面即火焰通路，指隔爆外壳不同部件相对应的表面或外壳连接处配合在一起，并且能够阻止内部爆炸传播到外壳周围爆炸性气体环境的部位。 由于大多数爆炸危险场所条件恶劣，如煤矿井下，露天生产装置等，隔爆面极易锈蚀，因此矿用隔爆型电气产品的隔爆接合面的表面通常进行电镀、磷化和涂敷防锈油脂等防锈处理。

隔爆接合面作用：

为阻止内部的爆炸向外壳周围的爆炸性气体混合物传播，隔爆外壳各个部件相对表面配合在一起的接合面。

隔爆接合面的3要素：

1.隔爆面宽度；2.隔爆面间隙；3.隔爆面表面粗糙度。

01

常见的隔爆接合面的类型及定义：

（1）螺纹隔爆接合面（见图1）

图1

螺纹隔爆接合面其相对表面为螺纹连接，要求螺纹啮合完整、无烂牙和缺损现象。

螺纹隔爆接合面的参数：L是螺纹啮合的长度；n是螺纹啮合的扣数。

（2）圆筒隔爆接合面（见图2）

图2

圆筒式隔爆接合面相对连接配合表面为圆筒状。

圆筒隔爆接合面的参数：L是圆筒隔爆面接合的有效宽度；i是隔爆面的间隙。

（3）平面隔爆接合面（见图3）

图3

平面隔爆接合面相对连接配合表面为平面，常用于门盖与壳体的连接、不同壳体之间的连接。

平面隔爆接合面的参数：L是平面隔爆面接合的有效宽度；l是从壳体内部到螺孔内侧的宽度；i是隔爆面的间隙。

02

隔爆接合面的基本要求：

1.隔爆接合面间隙

隔爆接合面间隙是指电气产品外壳组装完成后，隔爆接合面相对应表面之间的距离，对于圆筒形隔爆接合面，间隙是两直径之差。隔爆接合面间隙除降低爆炸生成物的能量外，还有泄放爆炸压力的作用，其大小是隔爆外壳能否隔爆的关键，无论是长期关闭或需经常打开的隔爆外壳，在没有压力和在最不利的装配情况下，隔爆接合面的间隙都应符合GB/T 3836.2标准要求。

标准规定防爆电气产品的隔爆结构应设计成能直接或间接检查经常打开的门或盖的平面接合面的间隙，平面接合面不应存在有意造成的间隙，如螺栓紧固时使弹簧垫压平即可，快开式的门或盖应能直接或间接检查经常打开的门或盖的平面接合面的间隙。

2.隔爆接合面宽度和距离

隔爆接合面宽度是指从隔爆外壳内部通过接合面到隔爆外壳外部的最短通路(不包括螺纹隔爆接合面)。当隔爆接合面L被组装隔爆外壳部件的紧固螺栓孔分隔时，隔爆外壳内部通过接合面到隔爆外壳外部的最短通路被称为距离。隔爆结合面的宽度和距离用符号“L”和“l”表示。

3.隔爆接合面粗糙度

隔爆接合面的表面粗糙度Ra须不超过R6.3μm;电气产品中的操作杆转轴、轴承是运动部件，长期运行时，过于粗糙的表面将会加速磨损，将导致隔爆间隙的增大，因此操纵杆等活动配合隔爆面表面粗糙度建议不高于Ra3.2μm，这对防止隔爆面的锈蚀和保证隔爆间隙值都有好处，但粗糙度并非越小越好当小于Ra0.8μm时，过于光滑的表面不利于阻碍火焰的传播。

4.隔爆接合面防锈

当制造隔爆外壳的材料可能由于生锈而影响隔爆性能时，隔爆接合面应进行防锈处理，通常隔爆接合面不允许涂漆或喷塑，除非证明涂敷材料和其涂敷工艺对接合面的隔爆性能不会产生不利影响。生产过程隔爆外壳装配前，在接合面上要涂敷防锈油脂，防止隔爆接合面生锈腐蚀。也可对隔爆接合面进行电镀，但金属镀层不应超过0.008mm，如果厚度超过0.008mm，则无镀层时的最大间隙仍应符合标准要求，且应根据无镀层时间隙尺寸进行传爆试验。

03

相关规范中有关隔爆结合面的要求：

GB/T 3836.2-2021中对隔爆型电气设备接合面的要求如下：

GB/T 3836.2-2021中对隔爆型电气设备接合面的要求如下：

5.1 通用要求

无论是长期关闭或是经常打开的外壳,在没有压力时应符合第5章的要求。

接合面的结构应适合于加在其上的机械紧固装置。

5.2~5.5中给出的尺寸规定了火焰通路基本参数。如果有下列任何情况(例如,为了符合内部点燃的不传爆试验):

——文件给出的隔爆接合面最小长度比相应的最小值大;

——文件给出的隔爆接合面最大间隙比相应的最大值小;

——文件给出的隔爆接合面最小螺纹啮合数比相应的最小值大。

注1:GB/T3836.1中规定了文件.给出了电气设备防爆安全方面的完整正确的规定。

则设备防爆合格证编号应按照GB/T 3836.1的标志要求增加后缀"X" ,且防爆合格证和说明书中列出的特殊使用条件应详述下列之一;

——隔爆接合面的尺寸 应详细;

——隔爆接合面详细尺寸的具体图纸;

——注明能联系原制造商获取有关隔爆接合面尺寸资料的使用手册;

——隔爆接合面预期将不进行修理的特殊标示。

注2: GB/T 3836.1允许在设备上使用警告标志来代替"X"标志。

接合面应进行防锈处理。

接合面不准许涂漆或喷塑。可使用其他涂敷材料,前提是已证明这些涂敷材料和其涂敷工艺对接合面的隔爆性能不会产生不利影响。

防锈油脂,例如矿脂或皂稠化矿物油,可在装配前涂敷在接合面上。如果涂敷防锈油脂,应不老化变硬,不含汽化溶剂,并且不引起接合面锈蚀。应按照油脂制造商的说明书检查其适应性。

接合面可被电镀,此时,金属镀层应符合下列要求:

——如果厚度不 超过0.008mm,则不需要附加考虑;

——如果厚度超过0.008mm，无镀层时的最大间隙仍应符合适用的接合面要求,且应根据无镀层时的间隙尺寸进行传爆试验。

5.2非螺纹接合面

5.2.1接合面宽度(L)

接合面宽度不应小于表2和表3中给出的最小值。

对于过盈配合装配到容积不大于2 000 cm³ 金属外壳璧上的圆筒形金属零件,如符合下列要求,其接合面宽度可缩短到5 mm:

a)在进行第15章规定的型式试验时,结构不只是依靠过盈配合来防止零件产生位移;和

b) 考虑最不利的过盈配合公差时,装配符合GB/T 3836.1的冲击试验要求;和

c)在接合面宽度测量处,过盈配合零件的外径不超过60mm。

注:不禁止非金属部件进入金属隔爆外壳的过盈配合,在这些配合中,表2或表3的最小接合面宽度适用。

5.2.2间隙(i)

如果存在间隙,接合面之间的间隙无论何处不应超过表2和表3中给出的最大值。

接合面的平均粗糙度Ra不应超过6.3 μm。

注:平均粗糙度来自GB/T 1031。可以通过与基准板目视比较测定。

对于除快开式门或盖外的平面接合面,除配合部件的平面度公差所造成的间隙外,不应存在有意造成的间隙。

对于I类电气设备,应能直接或间接检查经常打开的门或盖的平面接合面的间隙。图1所示为间接检查隔爆接合面的结构示例。

5.2.3 止口接合面

在确定止口接合面宽度L时,应考虑下列情况之- -:

——圆筒部分加平面部分[见图2a)]。在此情况下,无论何处间隙不应超过表2和表3中给出的最大值。

——仅圆筒部分[见图2b)]。在此情况下,平面部分不必符合表2和表3中的要求。

注:衬垫的要求见5.1.

5.2.4接合面上的孔

5.2.4.1通则

如果平面接合面或接合面的平面部分或部分圆弧面(见5.2.6)被用于装配隔爆外壳零件的螺纹紧固件的孔分隔，则到孔边沿的距离l应不小于下列值:

——当接合面宽度L小于12.5mm时,6mm;.

——当接合面宽度L等于或大于12.5 mm,但小于25 mm时,8 mm; .

——当接合面宽度L等于或大于25 mm时,9 mm。

注:紧固件通孔的要求在GB/T 3836.1中规定。

距离l按照5.2.4.2~5.2.4.5的规定测量。

5.2.4.2孔在 壳体外侧的平面接合面上(见图3和图5)

l值为每个孔与壳体内侧之间的距离。

5.2.4.3孔在 壳体内侧的平面接合面上(见图4)

l值为每个孔与壳体外侧之间的距离。

5.2.4.4孔在由圆筒部分和平面部分组成的止口接合面上(见图6)

距离l由下列条件确定:

——如果f不大于1 mm,圆筒部分的间隙对于I类和IIA类电气设备不大于0.2 mm,对于IIB类电气设备不大于0.15 mm,对于IIC类电气设备不大于0.1 mm(减小的间隙),则为圆筒部分的宽度a与平面部分宽度b之和;或

——如果上述任一条件不符合，则仅是平面部分宽度b。

5.2.4.5孔在只计平面接合面(见5.2.7)的止口接合面上(见图7和图8)

距离l当孔位于外壳外侧时是外壳内侧与外壳外侧的孔之间的平面部分宽度(见图7),或当孔位于外壳内侧时是孔与外壳外侧之间的平面部分宽度(见图8)。

5.2.5 锥形接合面

如果接合面含有锥面,接合面的宽度和相对接合面间的垂直间隙应符合表2和表3中相应的值。

间隙在整个锥面部分应是均匀的。对于IIC类电气设备,锥角不应超过5°.

注:锥角是指锥体的主轴线与锥面之间的夹角。

5.2.6 具有圆弧面的接合面( IIC类不准许)

在两部分之间不应存在有意造成的间隙[见图9a)]。

接合面的宽度应符合表2的要求。

构成隔爆接合面两部分的圆弧面直径和其公差应保证符合表2中圆筒形间隙的相关要求。

5.2.7乙 炔环境用平面接合面

对于规定用于含有乙炔爆炸性气体环境中的IIC类电气设备只要符合下列所有条件,允许采用平面接合面:

a) 间隙i≤0.04 mm;

b) 宽度 L≥9.5 mm;和

c) 容积≤500 cm³。

5.2.8锯齿形接合面

锯齿形接合面不必符合表2和表3的要求,但应有:

——至少5个完整的啮合齿;

——齿距大于或等于1.25 mm;和

——包角a为60°(±5°)。

锯齿形接合面仅应用于在运行期间固定不动的接合面。

锯齿形接合面应满足15.3的试验要求,并且:a)按照15.3规定的配合齿之间的试验间隙ie,以制造商的最大结构间隙ic为基础;b)试验长度减少为Y/1.5.

如果制造商的最大结构间隙与表2或表3所示的相同长度的平面接合面(由齿距乘以齿数确定)间隙不同,则5.1"使用条件"的要求适用。

见图9b)。

5.2.9多段接合面

多段接合面应至少包括3个相邻部分,通路在这些相邻部分至少改变90°±5°的方向2次。

多段接合面不必符合表2或表3的要求,但每段试验长度降低到不大于制造商规定的设计最小长度75%时,应满足15.3 的要求。

对包含多段接合面的隔爆外壳,设备防爆合格证号应按GB/T3836.1的标志要求加后缀“X",并且在防爆合格证上列出的特殊使用条件中应详细说明以下之一:

——隔爆接合面的尺寸应详细;

——隔爆接合面详细尺寸的具体图纸;

——注明能联系原制造商获取有关隔爆接合面尺寸资料的使用手册;

——隔爆接合面将不进行修复的特殊标示。

注1: GB/T 3836.1允许在设备上使用建议标志来代替"X"标志。

注2:多段接合面与本文件中所述的转轴上曲路式接合面不同(见8.1.3)。

5.3螺纹接合面

螺纹接合面应符合表4或表5中给出的要求。

5.4 衬垫(包括O形圈)

如果使用可压缩或弹性材料衬垫，例如，防止潮气或灰尘侵入,或防止液体泄漏,它应起辅助作用,不能将接合面隔断,在确定隔爆接合面宽度时不计入。

衬垫的安装应:

——保持平面接合面或止口接合面的平面部分的允许间隙和宽度;

——在压缩前后保持圆简形接合面或止口接合面的圆简部分的最小接合面宽度。

这些要求不适用于电缆引入装置(见13.4)或包含有金属或金属包覆的可压缩不燃性材料的密封衬垫的接合面。这样的密封衬垫有助于防爆,在此情况下,平面部分的每个面之间的间隙应在压缩后测量。在压缩前后应保持圆简部分的最小宽度。

见图10~图16。

5.5使用毛细管的设备

毛细管应符合表2或表3中对于内部零件直径为0的圆筒形接合面的间隙尺寸。如果毛细管不符合这些表中给出的间隙,设备应按15.3规定的内部点燃不传爆试验进行评定。

6密封接合面

6.1 粘结接合面

6.1.1 通则

隔爆外壳的部件可直接粘合在外壳壁上,与其构成不可分的组件,或粘合到金属框架内,使组件能作为一个整体更换而不损坏粘合。

按照GB/T3836.1准备的文件应包含粘结的材料、准备、应用和固化条件(例如时间、温度等)。

应用一个代表生产的未被改变的粘结接合面组件样品进行评定和试验。

符合第5章要求,包含有粘结剂且在没有粘结剂的情况下按照15.3试验的隔爆接合面,不必满足第6章的要求。

6.1.2 机械强度

构成隔爆外壳一部分的粘结接合面,只保证隔爆外壳的密封。其结构应使组件的机械强度不是仅依赖粘结材料的粘结性。预期在维护或安装时打开的门或盖,其打开后不应使粘结接合面的补充机械固定方式失效(示例图见附录J)。

粘结接合面应进行下列试验:

a) 按照15.2.3.2 用水对2个代表生产的样品进行过压试验。如果置于每个试验样品下的吸墨纸上无任何泄漏痕迹,则认为试验合格;

b) 适用时,用上述2个样品或用另一组样品,进行GB/T 3836.1 规定的外壳试验。随后,按照15.2.3.2用水对样品进行过压试验。如果置于每个试验样品下的吸墨纸上无任何泄漏痕迹，则认为试验合格。

注: GB/T 3836.1规定的外壳试验允许在1组2件或1组4件样品上进行试验,区别是每个样品上进行的试验次数。

如果6.1.2b)试验后的吸墨纸上有泄漏痕迹，应对外壳试验和水压试验后泄漏的1个样品的粘结接合面进行下列试验:

——19.4的火焰烧蚀试验,但不对试验样品的粘结接合面进行改动;随后

——按适用设备类别,15.3.2.1 的不传爆试验,或15.3.3.3 或15.3.3.4 的不传爆试验,不对试验样品的粘结接合面进行进一步改动。

如果不传爆试验合格,认为粘结接合面符合要求。

当需要1.5倍或3倍参考压力以符合6.1.2时,应进行粘结接合面的例行过压试验(按第16章)。

6.1.3 粘结接合面的宽度

从容积V的隔爆外壳内侧到外侧穿越粘结接合面的最短路径应为:

——当V≤10cm³时,不小于3mm;

——当10 cm³

——当V>100cm³时,不小于10mm。

6.2熔融玻璃接合面

6.2.1 总则

熔融玻璃接合面是通过将熔化玻璃用于金属框架,在玻璃和金属框架之间形成一个化学的或物理的结合而形成的玻璃-金属接合面。

6.2.2熔融玻璃接合面的宽度

从隔爆外壳内侧到外侧通过熔融玻璃接合面的最短路径不应小于3mm。

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