GB/T 3836.2—2021新舊標準主要差異性及應用的研究*

宋占松

(安標國家礦用產品安全標志中心有限公司,北京100013)

0 引言

GB3836系列標準主要應用在石油、化工、煤炭行業,以防止在生產過程中由于設備故障等原因而導致爆炸性的危險事故的發生,以保護人民生命、城市安全、國民經濟的安全生產。在這些區域,設備的選型、安裝、使用、維護等環節都要執行GB3836系列標準。

GB3836系列標準的每一次修訂都牽動著整個行業,從生產制造、檢測認證、產品安裝使用都需要針對新要求進行相應的調整。因此為了讓本行業生產技術人員、檢測認證人員和終端用戶了解新的技術要求,通過對GB3836.2新標準與舊版的差異性分析研究,同時提出了貫徹標準的方案。

1 標準差異性對比分析與研究

1.1 術語和定義

本部分新增對隔爆外殼“d”的相關解釋。

1.2 保護等級(設備保護級別,EPL)

本章變化較大,由原來的設備類別和溫度組別到現在的保護等級,明確了隔爆型的各保護等級的要求。

由隔爆外殼“d”保護的電氣設備應是以下保護等級：“da”保護等級(EPL“Ma”或“Ga”);“db”保護等級(EPL“Mb”或“Gb”);“dc”保護等級(EPL“Gc”)。

除非另有規定,本部分的要求適用于所有保護等級。

1.3 隔爆接合面

(1)接合面的電鍍鍍層厚度要求有變化,舊版要求不允許超過0.008mm,新版要求：如果厚度超過0.008mm,無鍍層時的最大間隙仍應符合適用的接合面要求,且應根據無鍍層時的間隙尺寸進行傳爆試驗。

(2)增加了多段接合面的要求：多段接合面應至少包括3個相鄰部分,通路在這些相鄰部分至少改變90°±5°的方向2次。 多段接合面不必符合表2或表3的要求,但每段試驗長度降低到不大于制造商規定的設計最小長度75% 時,應滿足15.3的要求。

(3) 接合面最小寬度和最大間隙表中對容積大于2000cm3的接合面的最小寬度和最大間隙進行了細化。

(4)止口接合面中的圖1中L計算方法,新版標準包含I類,舊版未包含。

圖1 止口接合面

1.4 密封接合面

粘結接合面中,舊版標準要求需滿足過壓試驗和施加時間的要求,新版的要求有變化。

(1)粘結接合面機械強度應進行下列試驗：A 按照15.2.3.2用水對2個代表生產的樣品進行過壓試驗。如果置于每個試驗樣品下的吸墨紙上 無任何泄漏痕跡,則認為試驗合格。 B 適用時,用上述2個樣品或用另一組樣品,進行GB/T 3836.1規定的外殼試驗。隨后,按照 15.2.3.2用水對樣品進行過壓試驗。如果置于每個試驗樣品下的吸墨紙上無任何泄漏痕跡,則 認為試驗合格。

如果6.1.2b試驗后的吸墨紙上有泄露痕跡,應對外殼試驗和水壓試驗后泄漏的1個樣品的粘結接合面進行下列試驗：19.4的火焰燒蝕試驗,但不對試驗樣品的粘結接合面進行改動;隨后按適用設備類別,15.3.2.1的不傳爆試驗,或15.3.3.3或15.3.3.4的不傳爆試驗,不對試驗樣品的粘結接合面進行進一步改動。

如果不傳爆試驗合格,認為粘結接合面符合要求。當需要1.5倍或3倍參考壓力以符合6.1.2時,應進行粘結接合面的例行過壓試驗(按16章)。

(2)新增熔融玻璃接合面,熔融玻璃接合面是玻璃-金屬接合面,通過將熔化玻璃用于金屬框架,在玻璃和金屬框架之間形成一個化學的或物理的結合而構成。 從隔爆外殼內側到外側通過熔融玻璃接合面的最短路徑不應小于3mm。

1.5 外殼壁開孔

本章的說法與之前有所變化：除用于引入裝置的開孔外,可能在隔爆外殼壁上提供用于可選裝置(例如按鈕)的安裝的其他開孔。如果可選裝置不是在制造時安裝,這些開孔應用合適的裝置封堵以保持外殼的隔爆性能。

1.6 增加了銅合金的要求

新增對銅合金的要求,應符合下列要求：涂錫、鎳或其他涂層;或合金中最高銅含量不超過60%。

附錄C中規定的隔爆引裝置不視為要求涂層或銅含量限制的外殼表面。

1.7 電纜引入裝置

本章增加并細化了引入裝置應符合的要求的選項。引入裝置增加的相關要求,針對公制外螺紋和NPT螺紋都分別進行了詳細的要求。

增加了非螺紋孔(僅對I類設備)的要求,對用于電纜引入裝置或絕緣套管的平孔(非螺紋孔),應在規定電氣設備的文件中規定非螺紋孔的參數等相關信息,文件示例見圖2。

圖2 非螺紋孔文件示例

1.8 插頭和插座

增加了插頭和插座在滅弧期間保持隔爆性能的要求及試驗電路功率因數要求。

如果不是連接到一個確保切換負載與斷開插頭和插座之間時間延遲的聯鎖開關,插頭和插座應 在斷開額定電壓和額定電流試驗電路的滅弧期間保持隔爆性能。對交流電路,試驗電路功率因數應不大于 0.6,除非設備標志為僅用于阻性負載。

1.9 增加了封堵件的要求

如果制造商決定,隔爆外殼上設置的引入孔預期不經常使用,應用Ex設備或Ex元件封堵件將其封堵,以保持外殼的隔爆性能。Ex設備或元件封堵件應符合附錄C。Ex元件封堵件僅在規定為Ex設備合格證的一部分時適用。封堵件不應與螺紋管接頭一起使用。應在文件提供在符合13.2或13.3的孔中進行安裝的足夠信息。

1.10 最高表面溫度

確定最高表面溫度的條件表中,鎮流器變為燈具的要求。

1.11 型式試驗

(1)修改了型式試驗時的對樣品的相關要求,按下列順序進行：在已進行過或未進行過GB/T 3836.1的外殼試驗的一個樣品上,按照15.2.2的規定測定爆炸壓力(參考壓力);在已進行過GB/T 3836.1的外殼試驗的一個樣品上,按照15.2.3的規定進行過壓試驗; 在已進行過或未進行過GB/T 3836.1的外殼試驗和上述 b)項試驗的一個樣品上,按照 15.3 的規定進行內部點燃的不傳爆試驗。

(2)爆炸壓力測定中,修改了IIC類電氣設備爆炸壓力測定的試驗次數。對于ⅡC 類電氣設備：5 次(14±1)%乙炔和 5 次(31±1)%氫氣。老版是3次。

(3)修改了壓力重疊的試驗要求,刪除了至少進行5次試驗的要求同時增加了壓力重疊的相關圖,見圖3和圖4。

圖3 規則形狀波形示例

(4)過壓試驗,增加了批量試驗代替例行過壓試驗的要求。用批量試驗(見 16.6)代替例行過壓試驗的外殼,試驗壓力應是參考壓力的3倍。

(5)修改了IIC類增加壓力或試驗間隙的試驗系數,見表1。

表1 試驗系數(IIC)

(7)爆炸試驗中增加了IIC類設備的方法三和單件生產的試驗次數。

(8)增加了Dc保護等級裝置試驗,詳細說明了樣品準備、試驗條件、試驗程序。

1.12 例行試驗

(1)修改了用動壓法時例行試驗的要求。

(2)增加含有焊接結構的外殼的例行試驗要求。

對含有焊接結構的外殼或外殼部件,焊接結構的完整性應通過例行過壓試驗進行驗證 或者,當焊接結構例行過壓試驗不切實際(如由于外殼結構),且外殼符合4倍過壓型式試驗時,焊縫完整性可通過下列檢測方法驗證：射線焊接檢測;或超聲焊接檢測;或磁粉焊接檢測;或液體滲透焊接檢測。

(3)增加了批次測試的方法和要求

當按照以下基于 GB/T 2828.1 的準則用批量試驗代替例行過壓試驗：對于100以內的產品批量,應對8個樣品,用1.5倍參考壓力進行試驗,不應有不合格產品;對于在101～1000的產品批量,應對32個樣品,用1.5倍參考壓力進行試驗,不應有不合格產品;對于1001～10000的產品批量,應對80個樣品,用1.5倍參考壓力進行試驗,不應有不合格產品;批量超過10000時,應分為較小的批量進行試驗。

如果有任何不符合結果,批量中剩余的所有樣品應用1.5倍參考壓力進行試驗。之后的批量宜用1.5 倍參考壓力進行試驗行,直到建立信心以重新考慮批量試驗。

1.13 非金屬外殼和外殼非金屬部件

(1)總則要求中,增加了粘結接合面的要求。

(2)細化了型式試驗的要求,本部分的型式試驗按下列順序修改： (a)在已進行過或未進行過外殼試驗的樣品上測定爆炸壓力;(b)在所有進行過GB/T 3836.1的外殼試驗的樣品上,按照15.2.3的規定進行過壓試驗; (c)在進行過上述(b)項試驗的一個樣品上,按照15.3進行內部點燃不傳爆試驗;(d)在進行過上述(c)項試驗的樣品上,按照19.4進行火焰燒蝕試驗;(e)在進行過上述(d)項試驗的樣品上,按照15.3進行內部點燃不傳爆試驗。

1.14 刪除了耐燃燒試驗。

1.15 標志

(1) 增加了標志保護等級的要求：對符合4.2要求的“da”保護等級,標志應包括“da”;對符合4.3要求的“db”保護等級,標志應包括“db”;對符合4.4要求的“dc”保護等級,標志應包括“dc”。

(2)提示性標志中刪除：第四條,具有Ex元件防爆合格證的空外殼。

1.16 增加使用說明書的要求

所有由隔爆外殼“d”保護的設備應按照GB/T 3836.1的要求提供使用說明書,至少包括詳細的火焰 通路尺寸或火焰通路預期將不進行修理的標示(如果5.1要求)。

1.17 附錄C

(1)增加了絕緣套管不傳爆試驗的條件;增加了Ex元件絕緣套管防爆合格證的要求。如果粘結接合面在有泄漏或無泄漏情況下判斷為符合要求,Ex元件防爆合格證的限制條件應規定最大外殼容積和最大導體長度(C.2.1.4)。

(2)增加了引入裝置螺紋結合面符合的要求的選項;增加了非螺紋接合面的要求。

(3)增加了公制Ex封堵件、NPT Ex封堵件和非螺紋Ex封堵件的要求。

(4)增加了螺紋尺寸<16mm的旋緊力矩要求,見表2。

表2 力矩

(5) 增加了表C.2,NPT螺紋旋緊須施加的力矩的要求,見表3。

表3 力矩,NPT

(6)修改了Ex元件外殼的標志要求。

外殼應按G3/T 3836.1的Ex元件標志要求進行標志,但應在內部且不必為永久性。E x標志字符串不應標志在外部。只有制造商的名稱和外殼標識信息(如型號或序列號)可標志在外殼外部。該標志不必為永久性。

1.18 隔爆外殼內使用的電池。

(1)修改了允許的原電池和蓄電池。

(2)增加了不需要附加保護防止充電時釋放電解氣體的電池要求。

(3)隔爆外殼內蓄電池充電,只有表E.2列舉的蓄電池可在隔爆外殼內充電。

1.19 附錄G

增加了有內部釋放源(內置系統)的隔爆外殼的附加要求：包括釋放條件、設計要求、型式試驗。

1.20 附錄H

增加了變頻器驅動的隔爆電機的要求,包括軸承結構要求、溫度要求。

1.21 附錄J

增加粘結接合面的補充機械固定方式事例。

2 貫徹方案研究

2.1 保護等級與防爆標志

新標準中,保護等級與防爆標志變化很大,需按照“da”、“db” 、“dc”保護等級進行相應的要求與試驗,并在防爆標志中進行相應標志。包括制造商的相關企標標準和說明書等相關技術文件、實驗室和認證機構的檢驗報告。

2.2 隔爆接合面

隔爆接合面的電鍍要求,隔爆間隙iE都有了相應的變化;增加了多段接合面、玻璃熔融接合面的相關要求;容積大于2000cm3的接合面的最小寬度和最大間隙有了相應的變化。為制造商的產品隔爆設計提供了很多新的方法,為實驗室和認證機構的檢測檢驗提供了新的要求和方法。

2.3 隔爆外殼的要求

電纜引入裝置細化了螺紋的要求,細化了螺紋孔的要求,增加了I類防爆設備非螺紋孔的要求;增加了封堵件的要求。并提供了關鍵技術的圖紙標注的實例。為制造商、實驗室和認證機構提出了新的要求并提供了相關依據。

2.4 型式試驗

型式試驗中,對其試驗樣品進行了相應的要求;修改了壓力重疊的要求并增加了壓力重疊的指南圖;增加了只用于某一特定氣體中的電氣設備的爆炸次數、批量實驗代替例行過壓試驗的要求、增加了IIC類設備的方法三和單件生產的試驗次數;修改了IIC類增加壓力或試驗間隙的試驗系數等。本章中參考壓力測定、外殼耐壓及內部點燃不傳爆試驗的基本沒有變化,對我們防爆試驗的影響不大。

2.5 其他變化

其他的變化,最主要的是增加了有內部釋放源(內置系統)的隔爆外殼的附加要求,本章的要求實施后,對我們現有的一些設備,內部包含任何工藝流體在通過隔爆外殼的要求進行了具體的規定,會對現有的一些設備產生影響,要重新設計并進行檢驗。

3 結語

GB/T 3836.2—2021的變化對我們隔爆設備的制造商的產品設計以及實驗室和認證機構的檢測檢驗提供了更多的可能性,深入掌握并貫徹GB/T 3836.2—2021是防止爆炸性環境用隔爆設備失爆的關鍵技術,是減少事故、保障民生的技術手段。