化工企業腐蝕環境電氣設計分析

邰先花

摘要：現階段，工業企業因腐蝕遭受的經濟損失不斷增多，而很多設計人員對這塊不甚熟悉，業主方也未引起足夠的關注，降低腐蝕引起的損失，要在設計前期充分考慮環境因素，做到電氣設計的合理性。文章介紹了腐蝕環境的分類，以液氯儲存間項目為案例探討了防腐電氣設備的選型要求及防腐對策，并討論了腐蝕環境的電氣設計。

關鍵詞：化工企業；腐蝕環境；電氣設計；防腐電氣設備；化學腐蝕 文獻標識碼：A

中圖分類號：TQ05 文章編號：1009-2374（2015）25-0029-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.25.014

材料在環境介質的化學或電化學作用下逐漸破壞或變質的過程，稱作材料的化學腐蝕，譬如電氣設備、元器件、接地材料等生銹就是一個典型的腐蝕現象。

而腐蝕環境是指存在腐蝕物質的環境，常見的腐蝕物質有各種酸、堿等容易與金屬發生反應的物質，其存在形態有氣體、霧、液體、粉塵和土壤等。

隨著現代工業技術的發展，腐蝕環境在不斷增多，據2013年報道，我國每年因腐蝕造成的經濟損失已超過1.5萬億元。但由于設計行業各設計人員水平參差不齊，設計行業魚龍混珠，有的業主一味追求低成本，有時候甚至出現民用設計院設計工業圖紙的情況發生，譬如2014年昆山一家工廠發生的一起爆炸事故，工程圖紙就是由民用設計院設計的，希望設計行業、業主方都引起重視。

在以下內容中，筆者將通過一個液氯儲存間的電氣設計為例探討一下腐蝕環境中的電氣設計。

1 所依據的規范

在進行腐蝕環境的電氣設計時，我們主要依據的規范為《化工企業腐蝕環境電力設計技術規定》（HG/T 20666-1999）。

其他專業相關的規范有《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB 50046-95）、《鋼質管道內腐蝕控制規范》（GB/T 23258-2009）等，可作為參考。

2 腐蝕環境劃分

腐蝕環境中化學腐蝕性物質的釋放嚴酷度分為三級，見HG/T 20666-1999表3.0.1。

腐蝕環境劃分為三類，劃分的主要依據見HG/T 20666-1999表3.0.2、表3.0.3。

表中兩個依據應同時考慮當缺乏化學腐蝕性物質的釋放數據時，根據表3.0.3列參考依據來劃分環境類別。在項目開始前期，電氣專業應與上游專業如工藝、暖通以及環境保護等專業充分溝通，了解生產介質和生產環境，并在設計說明中予以表明。以本液氯儲存間為例，由于本車間內部液氯輸送系統只有在異常的條件下，液氯才會偶爾出現并遇水產生腐蝕液鹽酸，因此可以將本車間劃分為中等腐蝕環境。

3 電氣設備選型

電氣產品防腐級別分為戶內防中等腐蝕型（F1）、戶內防強腐蝕型（F2）、戶外防輕腐蝕型（W）、戶外防中等腐蝕型（WF1）、戶外防強腐蝕型（WF2）五種。

電氣設備應根據環境類別按HG/T 20666-1999表5.0.2-1、表5.0.2-1選擇相應的防腐電工產品。

依據以上的原則，我們可以分析出本次液氯儲存間相應電氣設備選擇F1或WF1級滿足要求。

本車間優先選用高效、高顯色指數、長壽命光源，盡量減少燈具的使用量。

4 配電線路、防雷接地防腐措施

本車間在泄露情況下，會有少部分的氯氣，在規范HG/T 20666-1999附錄B中顯示，氯氣對于聚氯乙烯、聚乙烯和氯丁橡膠有嚴重腐蝕性，而實際上這里所指的腐蝕性是指氯氣對于塑料材質的氯化，所以在工業設計中，需要直接接觸氯氣的管道如輸送液氯的管道材質一般采用碳鋼，本項目中穿導線所使用的保護管是不直接接觸氯氣的，而且事故情況下釋放出來的少量氯氣遇到空氣中的水分子很快產生反應變成鹽酸。所以本車間的配電線路敷設原則為：總進線采用全塑電纜明敷，沿玻璃鋼橋架引來，照明電線穿PVC管敷設，應急照明線路穿難燃型剛性塑料管敷設，暗敷在非燃燒體結構內，其保護層厚度不應小于3cm，明敷時采取防火措施。

車間電氣裸露的電氣金屬構件，應采取用應的涂漆或者涂覆方案，具體詳見《化工企業腐蝕環境電力設計技術規定》（HG/T 20666-1999）附錄J、附錄K。

腐蝕環境的電纜線路應盡量避免中間接頭。

依據《建筑物防雷設計規范》（GB 50057-2010），本車間預計年雷次數N=0.0142，但本車間為乙類車間，該建筑按第二類防雷建筑設計。

屋面采用避雷網，利用柱內主筋作為引下線，利用基礎鋼筋作為接地極。在建筑物四角的引下線上做接地電阻測試點，高度1.5m。本工程按第二類防雷建筑屋面防雷網格不大于12×8m，引下線平均間距不大于18m。屋面避雷材料采用熱鍍鋅鋼材。屋頂避雷網采用Φ10熱鍍鋅圓鋼在女兒墻上敷設，并采用-40×4mm熱鍍鋅扁鋼作支架。屋面上所有工藝管道，設備及正常不帶電的電氣設備外殼等均應與避雷網可靠連接。

所有接地干線均選用熱鍍鋅扁鋼，并適當增大截面，接地支線采取16mm2黃綠絕緣銅導線，對于抗腐蝕有很好的效果。

5 其他電氣設計

在腐蝕環境內，需要注意以下四點設計要求：（1）為避免腐蝕物質進入電氣設備，在設備的接縫處，電纜進出口處等可能導致腐蝕物侵入的地方做好密封措施；（2）起重設備如電動葫蘆等的滑觸線宜選用重型橡膠套軟電線或塑料防護式安全滑觸線；（3）須在現場監視電流的主回路中，不宜選用直接式電流表；（4）其他改善措施，如改善環境條件，加強耐腐能力，適當采用防腐措施，如陰極保護法，使用防腐劑，應用新技術、新材料等。

6 結語

為降低腐蝕引起的損失，提高電氣系統的可靠性和耐用性，各設計師應在充分考慮環境因素的基礎上，遵循適度、經濟性和可持續發展原則，推廣應用防腐措施，實現降耗目標。

參考文獻

[1] 楊道武，等.接地網防腐工程中的陰極保護設計[J].電瓷避雷器，2004，（1）.

[2] 楊金夕.防雷接地及電氣安全技術[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3] 朱雪波，李銳，楊元月.化工腐蝕環境電氣設計防護選擇[J].山西化工，1998，（4）.

（責任編輯：周 瓊）