过程控制自动化仪表安全防护

1、过程控制自动化仪表安全防护1-11 过程控制自动化仪表安全防护执行器的安装一、概述二、仪器仪表防护等级三、防爆等级的划分标准四、其 它 类 型 的 认 证 证 书仪器仪表防护等级在确定仪器仪表众多标准时我们常常遇到防护等级IP这一标准，那么何为防护等级以及它后面的数字代表什么呢？防护等级系统IP（INTERNATIONALPROTECTION）是由IEC组织起草和制定的。该系统将仪器仪表依其防尘、防湿气等特性加以分级。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示仪器仪表和电器离尘、防止外物侵入的等级，第2个数字表示仪器仪表和电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。 有 关

2、 标 准 的 两 个 机 构 管 理 着 外 壳 的 入 口 保 护 (IP) 。这 些 机 构 用 评 定 等 级 系 统 来 辨 别 一 个 外 壳 抵 抗 外 部 环 境 影 响 的 能 力 。这 两 个 机 构 是 ： 国 际 电 气 技 术 委 员 会 (IEC) 美 国 全 国 电 气 制 造 者 协 会 (NEMA)第1个数字：为0-表示没有防护对外界的人或物无特殊防护。为1-表示防止50mm的固体物体侵入，防止人体（手掌）因意外而接触到电器内部的零件，防止50mm的外物侵入。为2-表示防止12mm的固体物体侵入，防止人体（手指）因意外而接触到电器内部的零件；防止12mm的外物侵

3、入。为3-表示防止2.5mm的固体物体侵入，防止2.5mm的细小外物而接触到电器内部的零件。为4-表示防止1.0mm的固体物体侵入，防止1.0mm的微小外物而接触到电器内部的零件。为5-表示防尘，完全防止外物侵入，且侵入的灰尘量不会影响电器的正常工作。 为6-表示防尘，完全防止外物侵入，且可完全防止灰尘侵入。第2个数字：为0-表示没有防护。为1-表示防止滴水侵入，垂直滴下的水滴不会对电器造成有害影响。为2-表示倾斜15时仍可防止滴水侵入，仪器仪表和电器倾斜15时滴水不会对电器造成有害影响。为3-表示防止喷洒的水侵入，防雨，或防止与垂直60方向所喷洒的水侵入仪器仪表和电器造成损坏。为4-表示防止

4、飞溅的水侵入，防止各方向飞溅的水侵入仪器仪表和电器造成损坏。为5-表示防止喷射的水侵入，防止各方向喷射的水侵入仪器仪表造成损坏。为6-表示防止大浪侵入，防止大浪侵入安装在甲板上的仪器仪表和电器造成损坏。为7-表示防止浸水时水的侵入，仪器仪表和电器浸在水中一定时间或在一定标准的水压下，能确保仪器仪表和电器不因进水而造成损坏。为8-表示防止沉没时水的侵入，仪器仪表和电器无限期的沉没在一定标准的水压下，能确保仪器仪表不因进水而造成损坏。IEC 的 IP 代 码 实 例 包 括 ： IPX4 表 示 只 防 止 水 溅 入 的 保 护 IP2X 表 示 只 防 止 异 物 固 体 颗 粒 进 入 的

5、保 护 IP56 表 示 防 止 粉 尘 与 巨 大 海 水 或 强 烈 喷 射 水 进 入 的 保 护第 一 个数说 明第 二 个 数说 明0 或 X无 保 护0 或 X无 保 护1物 体 50 毫 米1垂 直 滴 水2物 体 12.5 毫 米275105 角 滴 水3物 体 2.5 毫 米3喷 雾 水4物 体 1.0 毫 米4喷 溅 水5防 止 粉 尘5 射 流 水6粉 尘 不 漏 入6巨 大 海 水 ，强 烈 喷 射 水7浸 没 的 影 响8无 限 期 的 浸 没防爆等级的划分标准防爆等级的划分标准，此文包含了防爆的概念、防爆的标准、防爆区域的划分、防爆标志的含义以及一些防爆术语、防爆的

6、基本原理、爆炸的概念。爆炸是物质从一种状态，经过物理或化学变化，突然变成另一种状态，并放出巨大的能量。急剧速度释放的能量，将使周围的物体遭受到猛烈的冲击和破坏。 要 发 生 燃 烧 或 爆 炸 (即 对 被 分 类 为 危 险 的 区 域) ，必 须 出 现 三 个 组 成 部 分 ： 有 充 足 数 量 的 爆 炸 性 物 质 (如 汽 油 、氢 气 、来自 可 燃 液 体 的 蒸 汽 、可 燃 的 粉 尘) 有 充 足 能 量 点 燃 爆 炸 性 物 质 的引 燃 源 (如 火 焰 、焊 接 、热 的 表 面 、自 发 加 热)包括明火、电气火花、机械火花、静电火花、高温、化学反应、光能等

7、。 氧 气：空气。这 三 个 组 成 部 分 组 成 了 燃 烧 的 三 角 关 系 。若 缺 少 三 个 组 成 部 分 中 的 任 何 一 个 ，爆 炸 将 不 会 发 生 .为什么要防爆?易爆物质:很多生产场所都会产生某些可燃性物质。煤矿井下约有三分之二的场所有存在爆炸性物质；化学工业中，约有80%以上的生产车间区域存在爆炸性物质。氧气:空气中的氧气是无处不在的。点燃源:在生产过程中大量使用电气仪表，各种磨擦的电火花,机械磨损火花、静电火花、高温等不可避免，尤其当仪表、电气发生故障时。客观上很多工业现场满足爆炸条件。当爆炸性物质与氧气的混合浓度处于爆炸极限范围内时，若存在爆炸源，将会发生

8、爆炸。因此采取防爆就显得很必要了。 仪表防爆的原理危 险 区 域 是 指 那 些 区 域 ，由 于 可 能 出 现 可 燃 环 境 而 存 在 爆 炸 危 险 的 地 方 。 这 个 危 险 的 条 件 可 以 是 人 为 的 (如 在 石 化 厂) 或 自 然 发 生 的 (如 采 煤 所 具 有 的) 。确 保 安 装 在 危 险 区 域 内 的 全 部 电 器 设 备 不 能 形 成 会 点 燃 可 燃 环 境 的 火 花 或 热 的 表 面 是 很 重 要 的 。为 确 保 在 危 险 区 的 安 全 ，所 有 设 备 在 用 于 危 险 区 之 前 都 要 经 公 认 的 测 试 权

9、 威 机 构 检 查 与 测 试 。 危险区域划分等级0区：Div.1气体(CLASS)在正常情况下,爆炸性气体混合物连续或长时间存在的场所 1区：在正常情况下爆炸性气体混合物有可能出现的场所1区 2区：Div.2在正常情况下爆炸性气体混合物不可能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所10区Div.1：粉尘或纤维(CLASS/）在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物可能连续,短时间频繁地出现或长时间存在的场所 11区Div.2：在正常情况下,爆炸性粉尘或可燃纤维与空气的混合物不能出现,仅仅在不正常情况下,偶尔或短时间出现的场所防爆对危险场所的适用性：爆炸性危险气体分类根据可

10、能引爆的最小火花能量，我国和欧洲及世界上大部分国家和地区将爆炸性气体分为四个危险等级,如下表:工况类别气体分类代表性气体最小引爆火花能量矿井下 甲烷 0.280mJ 矿井外的工厂A 丙烷 0.180mJ B 乙烯 0.060mJ C 氢气 0.019mJ组名代表性气体或尘埃 A 乙炔 B 氢气 C 乙烯 D 丙烷 E 金属尘埃 F 煤炭尘埃 G 谷物尘埃美国和加拿大首先将散布在空气中的爆炸性物体分成三个CLASS(类别):CLASS气体和蒸气;CLASS尘埃;CLASS纤维.然后再将气体和尘埃分成Group(组)：气体温度组别划分：T1 450 氢气、丙烯腈等46种 T2 300 乙炔、乙烯等

11、47种 T3 200 汽油、丁烯醛等36种 T4 135 乙醛、四氟乙烯等6种 T5 100 二硫化碳 T6 85 硝酸乙酯和亚硝酸乙酯 防爆方法对危险场所的适用性：序号防爆型式代号国家标准防爆措施适用区域1 隔爆型 d GB3836.2隔离存在的点火源Zone1,Zone2 2 增安型 eGB3836.3设法防止产生点火源Zone1,Zone23 本安型 iaGB3836.4限制点火源的能量Zone0-2 本安型 ib GB3836.4限制点火源的能量Zone1,Zone24 正压型 pGB3836.5危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2 5 充油型 oGB3836.6危险物质与点火源

12、隔开Zone1,Zone2序号防爆型式代号国家标准防爆措施适用区域6 充砂型 qGB3836.7危险物质与点火源隔开Zone1,Zone2 7 无火花型 nGB3836.8设法防止产生点火源 Zone2 8 浇封型 mGB3836.9设法防止产生点火源Zone1,Zone2 9 气密型 hGB3836.10设法防止产生点火源Zone1,Zone2 保 护 的 方 法 通 过 消 除 燃 烧 三 角 关 系 的 三 个 组 成 部 分 中 的 其 中 一 个 ，在 危 险 区 里 的 许 多 保 护 方 法 是 有 效 的 。保 护 方 法 包 括 ： 隔 绝 法 抑 制 法 限 制 能 量 法

13、 稀 释 法 免 除 法用 于 过 程 控 制 工 业 最 常 见 的 方 法 是 抑 制 、限 制 能 量 与 免 除 法 ，它 们 分 别 叙 述 如 下 。抑 制 法客 户 可 用 抑 制 法 ，若 发 生 爆 炸 ，将 它 抑 制 在 设 备 的 外 壳 内 。如 此 ，火 花 或 火 焰 将 不 会 泄 漏 入 危 险 的 环 境 而 引 起 另 一 个 着 火 或 爆 炸 。抑 制 法 经 常 用 于 产 生 火 花 的 部 件 ，例 如 开 关 装 置 、仪 表 控 制 板 或 变 压 器 。防 爆 外 壳 (Ex d)防 爆 (或 防 火) 外 壳 是 用 来 包 围 会 引

14、燃 一 个 爆 炸 性 环 境 (例 如 通 过 产 生 火 花) 的 设 备 部 件 。防 爆 外 壳 必 须 满 足 下 列 条 件 ： 引 向 外 界 环 境 的 所 有 外 壳 接 缝 必 须 是 防 火 焰 的 该 外 壳 必 须 有 充 分 的 强 度 以 经 受 住 内 部 的 爆 炸 而 没 有 破 裂 或 永 久 变 形 该 外 壳 的 表 面 温 度 绝 不 许 超 过 周 围 气 体 空 气 混 合 物 的 引 燃 温 度当 选 择 一 种 防 爆 材 料 时 ，客 户 应 考 虑 该 材 料 的 厚 度 、抗 腐 蚀 性 、冲 击 强 度 与 多 孔 性 。非 火 花

15、型 设 备 (Ex n)非 火 花 型 设 备 是 对 该 设 备 在 连 接 线 路 与 配 线 方 面 采 取 了 特 殊 的 预 防 措 施 以 提 高 可 靠 性 的 设 备 。该 设 备 在 正 常 操 作 下 并 不 产 生 电 弧 、火 花 或 热 的 表 面 。非 火 花 型 设 备 通 常 在 危 险 区 里 与 三 相 感 应 电 动 机 一 起 使 用 。限 制 能 量 法客 户 还 可 以 通 过 去 除 逸 出 气 体 中 充 足 的 能 量 使 其 能 量 水 平 低 于 周 围 环 境 中 任 何 可 燃 气 体 与 可 燃 粉 尘 最 低 限 度 的 引 燃 能

16、 量 水 平 来 防 止 爆 炸 。若 能 量 水 平 保 持 低 于 这 些 水 平 ，则 爆 炸 将 不 会 发 生 本 质 安 全 (Ex i)本 质 安 全 (I.S.) 设 备 与 接 线 通 过 限 制 释 放 充 足 的 电 能 避 免 引 燃 在 正 常 或 确 定 的 故 障 条 件 下 环 境 中 的 爆 炸 性 气 体 来 防 止 爆 炸 。被 允 许 进 入 危 险 场 所 的 能 量 受 到 本 质 安 全 隔 离 栅 (由 安 装 者 提 供) 的 限 制 。本 质 安 全 方 法 的 优 点 包 括 ： 保 持 安 全 系 统 要 求 较 少 的 操 作 者 干

17、预 更 容 易 维 护 与 修 理 设 备I.S. 设 备 被 给 定 电 压 、电 流 与 电 源 的 最 大 极 限 值 。这 些 参 数 的 幅 度 确 定 了 在 IS 电 路 里 允 许 的 储 存 能 量 的 水 平 。免 除 法客 户 也 可 通 过 使 用 在 正 常 运 行 条 件 下 不 产 生 电 弧 或 火 花 的 设 备 或 设 备 零 件 来 防 止 爆 炸 。因 而 防 止 在 任 何 时 候 发 生 引 燃 源 。增 加 安 全 度 (Ex e)增 加 安 全 度 或 许 是 最 广 泛 采 用 的 保 护 方 法 。增 加 了 安 全 度 的 设 备 的 设

18、计 与 制 造 排 除 了 通 常 产 生 火 花 的 组 成 零 件 。制 造 厂 商 通 过 下 列 方 法 设 计 其 它 的 组 成 零 件 ，大 大 地 减 少 会 引 起 引 燃 的 故 障 条 件 发 生 的 可 能 性 ： 减 少 并 控 制 工 作 温 度 确 保 可 靠 的 电 气 连 接 线 路 增 加 绝 缘 的 有 效 性 减 少 由 尘 土 与 潮 湿 气 体 进 入 而 污 染 的 可 能 性常 见 的 增 加 安 全 度 的 应 用 场 合 包 括 端 子 与 接 线 盒 、控 制 盒 与 灯 光 连 接 配 件 。认 证 标 准用 在 过 程 控 制 工 业

19、中 最 常 见 的 认 证 标 准 是 ： 加 拿 大 工 业 标 准 协 会 (CSA) ，在 加 拿 大 。 欧 洲 电 工 标 准 化 委 员 会 (CENELEC) ，在 欧 洲 。 工 厂 共 同 研 究 (FM) ，在 美 国 。 日 本 工 业 标 准 (JIS) ，在 日 本 。 澳 大 利 亚 标 准 学 会 (SAA) ，在 澳 大 利 亚 。世 界 各 地 的 认 证 机 构 用 认 证 证 书 证 明 过 程 控 制 仪 表 满 足 这 些 标 准 。你 应 与 之 熟 悉 的 认 证 机 构 包 括 ： 英 国 可 燃 环 境 电 气 设 备 认 证 局 (BASEE

20、FA) ，在 英国 BVS 与 PTB ，在 德 国 CERCHAR 与 LCIE ，在 法 国 CESI ，在 意 大 利 DEMKO ，在 丹 麦 ISSeP ，在 比 利 时 KEMA ，在 荷 兰 SEV ，在 瑞 士 SIRA ，在 英 格 兰产 品 认 证 过 程当 设 计 一 个 新 产 品 时 ，制 造 厂 商 决 定 要 遵 循 的 合 适 的 标 准 ，并 设 计 符 合 该 标 准 的 新 产 品 。制 造 厂 商 的 产 品 认 证 组 与 产 品 设 计 者 一 起 工 作 ，以 确 保 满 足 全 部 可 适 用 的 要 求 。此 外 ，遵 循 标 准 工 程 师

21、与 设 计 者 在 设 计 阶 段 与 认 证 机 构 一 起 工 作 。设 计 一 旦 完 成 ，就 对 该 产 品 的 原 型 样 机 进 行测 试 。测 试 后 ，制 造 厂 商 向 认 证 机 构 提 交 该 产 品 的 证 明 文 件 资 料 与 硬 件 供 他 们 审 查 。若 得 到 批 准 通 过 ，认 证 机 构 给 制 造 厂 商 发 送 认 证 证 书 文 件 ，然 后 制 造 厂 商 可 按 认 证 的 内 容 标 记 上 与 销 售 该 产 品 。 每 一 个 认 证 机 构 使 用 一 个 具 体 的 格 式 来 表 示 它 已 发 放 给 一 个 特 定 仪 表

22、哪 一 种 认 证 证 书 。你 需 要 能 说 明 这 些 标 志 ，以 便 你 能 向 客 户 解 释 这 些 标 志 的 含 义 。认证机构的安全代码IEC 安 全 代 码国 际 电 气 技 术 委 员 会 (IEC) 安 全 代 码 是 用 来 指 明 电 气 设 备 的 认 证 标 准 (例 如 ，CENELEC 、JIS 、SAA) 。IEC 代 码 以 下 列 格 式 出 现 ： Ex ia IIC T4 (Tamb = 70 C)CENELEC 认 证 可 容 易 地 由 EEx 符 号 识 别 (与 以 上 显 示 的 Ex 符 号 对 比 起 来) 。表 明 该 仪 表 获

23、 得 证 书 证 明 可 用 于 危 险 场 所表 明 仪 表 设 备 / 气 体 组表 明 保 护 的 方 法温 度 代 码环 境 温 度极 限 值仪表的防爆标志Ex(ia)C的含义标志内容 符号 含义防爆声明 Ex 符合欧洲防爆标准防爆方式 ia 采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区气体类别 C 被允许涉及C类爆炸性气体:注:该标志中无温度组别项,说明该仪表不与爆炸性气体直接接触. Ex(ia)CT6的含义:防爆声明 Ex 符合某种防爆标准，如我国的国家标准防爆方式 ia 采用ia级本质安全防爆方法，可安装在0区气体类别 C 被允许涉及C类爆炸性气体温度组别 T6 仪表表面温度不超过8

24、5防爆标志格式说明：将工厂或矿区的爆炸危险介质，按其引燃能量，最小点燃温度以及现场爆炸性危险气体存在的时间周期进行科学分类分级，以确定现场防爆设备的防爆标志和防爆形式。防爆标志格式：Ex(ia) C T4 （防爆标记 防爆等级 气体组别 温度组别 ）其 它 类 型 的 认 证 证 书 客 户 经 常 要 求 仪 表 产 品 要 经 水 静 压 测 试 、清 扫 氧 气 及 标 定 。对 这 每 一 个 要 求 和 对 其 它 特 殊 清 洗 服 务 都 可 提 供 认 证 证 书 。对 每 一 个 类 型 的 服 务 都 赋 予 具 体 的 选 项 代 码 (表 显 示 某 些 服 务) 。你 应 了 解 与 每 一 个 认 证 证 书 相 关 联 的 要 求 ，以 便 你 能 向 你 的 客 户 说 明 那 些 要 求 。选 项 代 码说 明P1水 静 压 测 试P2为 特 殊 应 用 的 清 洗P3对 1PPM 含 氯/氟 量 的 清 洗P4 、P5标 定PS含 氧 设备 的