防爆工业车辆的防爆检测要求

郭洪锍

（江苏省特种设备安全监督检验研究院泰州分院 泰州 225300）

防爆工业车辆被广泛用于爆炸性气体、蒸汽、粉尘或飞絮的易燃易爆生产场所[1]（如石化行业超过2/3的场所属于爆炸性危险区域），在其工作过程中存在电气漏电、高温热表面、机械火花、静电等潜在点燃源，对防爆安全构成重大威胁。防爆工业车辆通过防止产生危险火花和危险高温来适应防爆环境的要求。

1 我国防爆工业车辆发展及现状

我国对防爆工业车辆的研制较国外晚了约半个世纪，1980年原机械工业部联合铁道部研制出了我国第一辆防爆工业车辆，但是直至1992年才开始引进国外防爆技术并对国产车辆进行防爆改装。经过近几十年的发展，我国已经有诸如杭叉、林德叉车等单位对防爆工业车辆进行自主研制[2]。

2 工业车辆结构与防爆危险性能分析

工业车辆是指使用在工业场所用来搬运、牵引、推顶、起升、堆垛或码放货物的各种车辆，主要包括搬运车、牵引车、推顶车、堆垛车、叉车等[3]。

由于防爆工业车辆主要用在石油、化工、金属加工等易燃易爆环境的危险场所，必须要考虑工业车辆的防爆安全。可燃物、氧气和点燃源是形成爆炸的三要素。由于可燃物和氧气不可避免地存在于生产运输过程中，因此首先应尽量避免可燃物与潜在点燃源工业车辆接触。考虑工业车辆的高机动性和工作场所的复杂性，作业过程中还要完成搬运、牵引、推顶、起升、堆垛等各种动作，对于在易燃易爆环境工作的工业车辆，必须满足相关防爆标准中对防爆设备的要求。

3 防爆工业车辆的潜在点燃源与防爆安全技术

3.1 潜在点燃源

根据GB/T 3836.1—2021《爆炸性环境 第1部分：设备 通用要求》，爆炸性环境的点燃源包括热表面、火焰和热气体（热颗粒）、机械火花、电气设备、杂散电流等[4]。结合工业车辆的自身特点和工作属性，可将工业车辆潜在点燃源概括为电气点燃源、非电气点燃源和内燃机3类[5]。

1）电气点燃源。蓄电池工业车辆的潜在电气点燃源主要包括蓄电池、电机、控制器、灯具、电磁阀、开关等在运行过程中存在漏电、电气火花和高温风险的电气设备和元件。

2）非电气点燃源。工业车辆的制动器、离合器、传动装置、散热风扇、轮胎、传动带、非金属踏板和盖板等非电气部件在工作过程中产生机械火花、静电和高温风险。

3）内燃机。内燃机工业车辆的主要潜在点燃源是内燃机，内燃机在工作过程中会产生高温高热气体、喷发热颗粒甚至热火焰，对爆炸性环境构成很大威胁。

3.2 防爆安全技术

目前，工业车辆的防爆主要是从控制潜在点燃源的角度实施的一系列防爆技术，现行的防爆标准对于电气防爆、非电气防爆和防爆内燃机都有明确要求。

对于电气防爆，可根据GB/T 3836.1—2021阻隔可能产生电弧或火花的部件，防止其扩散到外部，通过采用本安或增安型、无火花型等设计电路限制表面高温，使用特殊材料防止静电等特殊措施，规避产生碰撞火花，对特殊点燃源采取合适的防爆技术等[6]。

对于非电气防爆，可根据GB 25286—2010《爆炸性环境用非电气设备》要求采用结构安全型、控制点燃源型、液浸型、限流外壳型及隔爆外壳型等结构使非电气设备具备防爆能力，使其满足使用要求。

对于内燃机防爆，可根据GB 20800《爆炸性环境用往复式内燃机防爆技术通则》中要求对发动机表面、进（排）气管和冷却系统温度进行检查，对冷却风扇的选型和运转进行检查，对温度过高时发动机的自动停机功能进行试验。

3.3 主动安全防爆技术

相对于上述被动安全防爆技术，主动安全防爆技术则是在点燃源出现之前即采取措施保障人员和设备安全。防爆工业车辆通过温度控制系统、气体（粉尘）探测系统、绝缘监控系统等主动防爆技术可以主动探测可能出现的高温、易燃易爆气体（粉尘）等，在达到危险级别前通过控制系统采取紧急停车、降低功率等来规避风险、保障安全。主动安全防护系统的运行流程如图1所示。

图1 主动安全防护系统的运行流程

1）温度监控系统。温度监控系统可以对发动机、电机、排气口及车辆制动器等易产生高温高热部件进行监控。当温度达到设定值或警戒值时可以向驾驶人员发出警告甚至自动停车，从而实现防爆安全。需要注意警戒温度的设定要和整车的温度组别适应，并有一定的裕度。

2）气体（粉尘）探测系统。气体（粉尘）探测系统主要探测车辆周围的易燃易爆气体（粉尘），当浓度达到警戒值时可以示警甚至自动停车，从而实现防爆安全。气体（粉尘）探测传感器应与可能出现的易燃易爆气体（粉尘）相匹配，另外，当气体（粉尘）浓度达到25%爆炸下限时，应停车。

3）绝缘监控系统。绝缘监控系统是用于监控车架与带电部件之间的绝缘电阻，以防漏电，主要针对2G/2D工业车辆。根据GB/T 19854—2018《爆炸性环境用工业车辆防爆技术通则》的要求，车架与带电部件之间的绝缘电阻应大于0.5 MΩ，当该值小于500 Ω时，应停车。

主动安全防护系统通过传感器传递的信号进行反馈，对可能出现的隐患进行监控，是在采用防爆部件等被动安全防护基础上进行的有效补充，进一步提升防爆工业车辆的安全防护等级。

3.4 主动安全防护系统的检测要求

GB/T 19854—2018中对表面温度、机械火花和机械间隙、静电等涉及主动安全防护系统提出了具体要求[7]，但是对主动安全防护系统的检测没有做出明确要求，对防爆工业车辆的现场检验仍有诸多困难。

本文就防爆工业车辆的检验，以TSG 81—2022《场（厂） 内专用机动车辆安全技术规程》为基础，参考国际、国内行业标准、法规提出主动安全防护系统的技术要求和检验方法。

●3.4.1 技术要求

防爆工业车辆首先必须满足TSG 81—2022的要求，对防爆性能的要求应满足GB/T 3836.1—2021规定：

1）内燃机工业车辆在发动机冷却水温度过高时应能自动停车。

2）对于工业车辆电气设备应能实时监控其是否过载、短路、漏电等。

3）对于安装了温度监控系统的车辆，当车体表面温度即将达到最高表面温度时车辆应产生热降效应并能自动有效控制运行；当车体的表面温度达到最高表面温度时，车辆应能自动停止运行[8]。

4）对于安装了气体监控系统的车辆，应当对车辆工作区域的易燃易爆气体浓度上下限进行实时监控。对于存在可燃性粉尘的场所，应具备粉尘检测功能，且定时清理粉尘探测器表面。

5）主动报警保护功能的安全保护装置动作时不能出现突然制动或突然卸载等危害人员安全的动作。另外安全保护装置需要具备模拟测试功能。

●3.4.2 检验方法

对主动安全系统的检验项目、检验方法要求如下[9]：

1）对安装有温度监控系统的防爆工业车辆，需要检查温控系统的温度阈值是否合理，是否与车辆的实用工况相匹配，即温控上限值不得高于工况下的温度。通过其他设备诸如红外测温仪等检查防爆工业车辆外表面温度，与温控系统的实测值进行比较。在工况现场进行超温模拟实验，检查温控系统是否及时、有效响应并触发动作。

2）对安装有气体（粉尘）监控系统的防爆工业车辆，需要检查监控系统相应气体（粉尘）的类型是否与车辆的使用工况相匹配，确保系统能覆盖使用工况下可能产生的所有危险气体。另外，特别需要注意检查监控系统探测气体（粉尘）浓度的上下限，务必确保能够覆盖相应气体（粉尘）的爆炸上下限浓度。在工况现场进行危险气体（粉尘）释放模拟实验，当危险气体（粉尘）浓度达到报警浓度时检查监控系统是否及时、有效响应并报警触发停车动作。

3）对安装有短路保护系统的防爆工业车辆，可以在工况现场模拟短路，检查系统是否能及时动作，并操作车辆观察其能否在短路状态下启动。

4）对安装有漏电保护系统的防爆工业车辆，使用标准电源连接有漏电保护装置信号线，检查漏电保护能否动作，并观察车辆是否及时、有效响应并报警触发停车动作。

5）对安装有过载保护系统的防爆工业车辆，可以参照上述第4）项。

4 结束语

本文分析并总结了防爆工业车辆的潜在点燃源与防爆安全系统的检测技术要求和检验方法。

随着人工智能技术的逐步发展和新能源技术的广泛应用，防爆工业车辆正朝着自动化、智能化方向发展[9]。作为工业车辆的前沿技术，自动引导车AGV则成为工业车辆的发展趋势，作为采用单片机控制、人工遥控操作、自带动力以及能够沿规定的路径自动行驶的运输工具。另外，锂电池作为蓄电池工业车辆使用的电源装置，具有能量密度高、绿色环保、使用寿命长等优点。但是按照当前的技术要求，AGV技术和锂电池防爆技术在爆炸危险场所中使用仍然存在诸多不足[10]。