腐蚀环境对电气设备防爆性能的影响

李建明

（山西省工业设备安装集团有限公司，山西 太原 030032）

1 电气防爆的出发点

爆炸性介质（气体或粉尘） 的浓度处于爆炸下限和爆炸上限之间时，如存在一个最小点燃能量就可能爆炸。因此，无论是爆炸性气体环境还是可燃性粉尘环境，其防爆的基本对策，一是使爆炸性介质浓度低于爆炸下限；二是防止点火源的出现（点火源具有的能量应大于最小点燃能量）。为了使爆炸性介质浓度低于爆炸下限，除了采取安全措施外，就是对可能出现爆炸性气体环境或可燃性粉尘环境的处所进行监测。一旦监测到爆炸性环境或可燃性粉尘环境出现的“苗子”，立即采取技术措施—使爆炸性气体环境或可燃性粉尘环境被清除(如加强通风，这就是煤矿中安全规定“以风定产”的技术基础) 或切断保护范围内的电源。当前，爆炸性气体环境的监测技术成熟、装备较为先进，而可燃性粉尘环境的监测还是空白。为防止点火源的出现，就需采用防爆电气设备，使电气设备的正常火花（如触头式开关电器的正常通、断） 和故障火花（电路的断路和短路） 都不会成为点火源。电气防爆就是千方百计不让具有点燃能力的点火源与爆炸性介质同时出现在同一个环境中。设爆炸性气体环境或可燃性粉尘环境出现的概率为PA，点火源出现的概率为PB，电气防爆的出发点就是使它们同时出现的概率为PAPB=0。

2 不同防腐等级的试验方法

不同防腐等级所涉及的环境试验通常有湿热试验、化学气体腐蚀试验以及不同环境因素组合的综合试验等等，这些环境试验是判定电气设备在不同环境条件下受各种腐蚀影响的重要手段。在无气候防护场所固定使用的防爆防轻腐蚀型电气产品，通常可以通过湿热试验验证其可靠性。一般来说，相对湿度增大，腐蚀速度加快。湿热试验的试验方法可按GBT2423.4 的规定进行，湿热试验的严酷等级是由高温温度（55℃或40℃） 和不同试验周期数组合确定的，可以根据产品使用环境适当选用。在试验前、试验中和试验后还应按有关要求对样品进行外观检查和性能检测，进而确定无气候防护场所固定使用的防爆防轻腐蚀型电气产品对环境的适应性以及电气性能和机械性能的变化情况。在无气候防护场所和有气候防护场所固定使用的防爆防中等腐蚀型电气产品，至少应该通过2 周期二氧化硫气体腐蚀试验验证其可靠性;在无气候防护场所和有气候防护场所固定使用的防爆防强腐蚀型电气产品，至少应该通过10 周期二氧化硫气体腐蚀试验验证其可靠性。腐蚀试验的试验方法可按GB2423.33 的规定进行，试验前、试验中和试验后还应按有关要求对样品进行外观检查和性能检测，如果试验过程中由于腐蚀造成样品的外观或功能已经损坏，试验即可终止，且可以判定试验样品不适用于化学腐蚀环境。对于在海洋盐雾环境条件下使用的防爆电气产品应通过相应的盐雾试验验证其可靠性。盐雾试验的试验方法可按GBT2423.17（试验Ka） 或GBT2423.18（试验Kb） 的规定进行。试验Ka 以连续喷盐雾的持续时间来划分严酷等级，该试验方法适用于考核材料、防护层以及产品抗盐雾腐蚀的能力，但不宜作为通用的腐蚀试验方法使用；试验Kb 是由两种或两种以上不同环境阶段组合而构成不同严酷等级，可以较有效地模拟自然盐雾环境的效应，除可以显示盐雾腐蚀效果外，还可以显示某些非金属材料因吸收盐而劣化的程度，同时也可以用作普通腐蚀试验方法。

3 电气设备及钢构件防腐措施

1） 正确地选用防腐蚀材料。一般情况下，不锈钢材料防腐蚀性能比较好，其次是铸铁和碳钢。导电零件一般是采用铜和铝。铜的化学稳定性比铝好，表面还能生成氧化层保护膜，以防腐蚀，但是，铜在乙炔和氨的环境下又极容易被腐蚀，而铝在这些环境中与铜材相比又有它独具的耐腐蚀优点。设计者应根据情况合理选材。

2） 涂料涂层防护。对于无法直接经过热镀锌处理的构件，需采用新型高分子复合材料进行喷涂处理。新型防腐蚀涂料主要有氟树脂防腐涂料、聚氨醋树脂防腐涂料、硅氟共聚物防腐涂料、纳米改性防腐涂料等。这些防腐蚀新涂料在耐化学介质、耐候性、耐油拒水、电绝缘性、使用寿命等方面具有较大优势。

3） 热镀锌技术的应用。热镀锌是将除锈后的钢材浸入600℃高温融化的锌液中，使钢构材表面附着锌层，利用阴极保护的原理，以电位较低的锌作为牺牲阳极，防止或减缓钢结构的腐蚀。在高湿度、高污染地区，若配合涂料涂层防腐等其他防腐方法使用，则将达到更好的防腐效果。

4） 环境监测系统的防爆。环境监测原来仅监测单一参数(瓦斯、风速或温度)，现在将单一参数监测的仪器设计成传感器，将各种传感器与计算机相联，构成环境监测系统。

5） 新型冷喷锌技术。冷喷锌工艺是通过涂装工艺在金属构件表面形成锌金属保护膜（锌盾），具有阴极保护功能。新冷喷锌材料经常温喷涂干燥后，镀层中纯锌含量在96%以上。锌盾冷喷锌优点有：①具有阴极保护和屏障保护；②冷喷锌工艺无氧化反应，孔隙率低；③具有良好的重涂性能。

4 结语

腐蚀从材料性能劣化开始，进而影响电气设备的防爆性能。环境试验是保证防爆电气产品质量的重要手段，它可以发现防爆电气产品潜在的质量隐患，提高防爆电气产品使用的安全可靠性。