防爆工业车辆的安全技术及发展趋势

防爆工业车辆的安全技术及发展趋势

施林强

诺力智能装备股份有限公司   浙江省湖州市    313000

摘要：工业车辆主要应用于有爆炸危险的场所，工作时可能会产生电气漏电，高温热表面，机械火花和静电等点燃源，给予防爆安全带来了极大的威胁。目前，我国还没有专门针对工业车辆的相关国家标准及行业标准，导致部分企业生产不符合相关要求的防爆工业车辆。一旦出现安全事故，对人民的生命安全有很大危险。更加影响国家经济发展。所以将防爆工业车辆应用于爆炸危险场所，以减少发生爆炸的危险很重要。本文通过梳理防爆工业车辆相关标准及规定，并结合工业车辆潜在点燃源对防爆工业车辆防爆安全技术进行分析，并预测其发展趋势。

关键词：防爆工业车辆 安全技术 发展趋势

引言

石油，化工，制药，涂料，金属加工，木材加工及其他工业，其生产过程都会有易燃易爆气体产生，是爆炸危险场所。如果发生事故，不仅对企业造成巨大经济损失，而且还可能威胁到人身安全，甚至还会导致严重社会问题。因此，需要加强对爆炸危险性分析工作。将防爆工业车辆应用于这些有爆炸危险的场所，以减少爆炸风险和促进防爆安全势在必行。所谓防爆工业车辆就是指能够在爆炸性环境下安全使用的防爆功能工业车辆，所以本文旨在对防爆行业车辆标准体系以及安全技术做一个概述，并且对发展趋势做一个预测。

一、工业车辆与防爆安全

工业车辆是指在工业场所用于搬运、牵引、推动、起重、堆放或堆垛货物的各种车辆，主要包括装卸车、拖拉机、推车、堆垛车、叉车等[[1]]。叉车是目前使用最广泛的工业车辆。叉车属于机电专用设备，包括对重叉车、前移叉车、侧移叉车、插腿叉车、托盘堆垛机和三向堆垛机[[2]]。当前在工业场所中应用较多的工业车辆就是指具有动力驱动与动力提升装置（简称机动工业车辆）。目前大部分工业车辆都是以内燃机及电池为动力的，而动力升降机一般都是以液压为动力的。

工业车辆由于在物料搬运领域具有无可比拟的优势，在现代工业生产中得到了广泛的应用。当工业车辆用于石油、化工、制药、涂料、金属加工、木材加工等爆炸性危险场所，或工业车辆所载材料为爆炸性危险物质时，应考虑其防爆安全性。根据爆炸三角形理论，可燃物、氧气和点火源构成了爆炸的三要素，因为氧气在日常生产活动过程中难以避免，当可燃物接触到可能点火源的工业车辆时，可能会发生爆炸。因此，防爆设计成为保证工业车辆正常运行以及保障人员生命财产安全的关键措施之一。工业车辆防爆主要有机械结构防爆、电气防爆以及化学防爆三种方式。其中化学防爆因其经济性而受到人们青睐。基于工业车辆作业特点：机动性极强，工作时不断穿梭于各区域之间，还要完成搬运、牵引、推顶、起升、堆垛等诸多操作，可燃性环境下的工业车辆存在引燃风险，须重视其防爆安全问题。

二、防爆工业车辆的安全技术

考虑到一般工业车辆工作时可能存在点燃风险，本文重点从点燃源控制角度对工业车辆防爆性能进行了设计。通过分析工业车辆内部和外部存在不同类型的点燃源及点火方式，提出了相应的安全保护方案。隔离产生电弧或者火花的元件，避免电弧或者火花向外扩散，电路设计成本安或者增安型，无火花型等等，使用特殊措施来限制表面高温，使用特殊材料来防止静电，避免碰撞火花，针对特殊点燃源使用适当的防爆技术，等等。就防爆型式而言有隔爆型，增安型，本安型和无火花型。[[3]]

（一）隔爆型部件

通常，防爆工业车辆用电动机，内燃机，电气控制箱和接线盒主要是隔爆技术。而在实际应用中，由于电气设备的使用条件不同，其工作环境存在较大差异，因此对电气元件进行相应的处理是必不可少的环节之一。隔爆设备的外壳用于抵御内部爆炸。在该结构中，防爆外壳采用具有良好绝热性能的陶瓷和金属制成。这种材料与空气接触时产生大量热分解，并释放出火焰或蒸汽。由于爆炸压力升高，导致爆炸发生。燃烧产物和爆炸后气体的膨胀由防爆外壳的接口部分排出，可被延缓，同时这些接口也会妨碍气体爆炸在外部环境的传播。隔爆型部件热表面应重点监控。

（二）本安型部件

本安系统因其特性，在防爆工业车辆上，控制系统，弱电系统乃至一些照明设备往往使用一些安全技术来实现。本安系统的主要点燃源是热表面，所以主动防护系统要求对热表面，过载和短路进行监测。目前，我国防爆车辆上装备有大量的电气设备，这些电气元件在工作时可能产生火花和热量；同时，也会释放出可燃气体（如氢）；当温度超过一定值后将导致火灾或爆炸。

（三）增安型部件

增安型防爆部件，是指对于正常工作情况下不产生电弧，火花的电气设备，通过某些额外措施，来提高设备的安全程度，避免设备中部件可能发生温度上升，产生电弧，电火花从而造成爆炸危险。它适用于各种爆炸性环境，如石油天然气、石油化工、冶金矿山、电力、化工、煤炭等部门使用。通常用于2区防爆工业车辆上接线盒，电气箱以和部分监控显示器。

（四）n型部件

对一些只在2区使用的汽车，标准规定中允许使用有一些n型部件，例如n型的灯具和n型的显示器，这样既能保证安全，又能减少费用。在一些场合，为了达到较好的安全性和可靠性，必须采用相应的防爆措施。此外，为保证生产效率，也要求使用防爆电气设备。因此，有必要对现有的防爆方法进行改进。

以上防爆技术可涵盖大多数危险环境，但对防爆工业车辆则需采用系统理念进行应对。对于一些不能采用上述防爆技术的部件和环境，如设备运行时间过长、工作环境不确定等因素造成的设备和环境突变状况，则需采用主动安全防护系统加以应对。

三、防爆工业车辆的发展趋势

未来发展方面，一些企业会不断完善防爆车辆的主动防御系统和绝缘漏电监控系统，物联网也将会在其基础上发展。目前防爆汽车已成为我国汽车行业重要组成部分。随着国家对安全生产工作日益重视，以及相关法规和标准的不断完善，十二五期间，中国汽车工业将会进入快速发展期。但同时也存在诸多不足。基础车辆性能和防爆性能之间的配合，仍需要进一步的研究。防爆内燃汽车功率衰减还需要深入研究和优化设计。

随着智能制造在全国范围内的不断推进和产品自动化程度不断提高，在市场上会有越来越多的智能防爆汽车出现，例如防爆A G V汽车，该汽车配备了自动导引装置可以沿着指定导引路径运行。A G V汽车上装备了许多高精度装置，例如磁导航传感器，激光制导装置，距离探测器，光电开关和遥控装置。而目前国内对该类车辆还没有成熟可靠的车载控制系统或控制方法。目前，我国生产的防爆车大多采用手动操纵方式，不能满足安全要求。这类设备与产品涵盖了光学，电磁学，射频通信等比较前沿的科学技术成果，无论是防爆设计还是后期车辆调试都存在很大的困难。

四、结语

防爆工业车辆是一种应用于各种爆炸危险场所，对物料的搬运，它既能提高工作效率、又能减轻劳动强度，相对于其他车辆，它具有很大优势。但其存在着一定的危险性，一旦发生事故后果不堪设想。因此，必须加强防爆工业车辆的安全性设计与管理。只有这样才能更好地满足社会需求。推动防爆工业车辆行业健康可持续发展。本文就防爆工业车辆标准，法规及防爆安全技术等方面进行分析与整理，结合当前最新科技发展趋势，对防爆工业车辆发展趋势进行预测。

参考文献

[[1]] 6104—2005GB/T. 机动工业车辆. 术语 [S]

[[2]] TSG N0001—2017 场 ( 厂 ) 内专用机动车辆安全技术监察规程 [S]

[[3]] 蒋漳河, 王新华, 梁峻 ． 防爆场车型式试验防爆性能要求存在的不足及对策分析[J]. 起重运输机械, 2015(2): 81 - 84．