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防爆內(nèi)燃叉車點燃源控制及防爆性能檢驗

文檔作者：蔣漳河，梁峻，王新華，胡勝文文檔來源：廣州特種機電設(shè)備檢測研究院		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年12月09日
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· 研究與設(shè)計· 防爆內(nèi)燃叉車點燃源控制及防爆性能檢驗
防爆內(nèi)燃叉車點燃源控制及防爆性能檢驗
蔣漳河，梁峻，王新華，胡勝文
(廣州特種機電設(shè)備檢測研究院，廣東 廣州510180)
[關(guān)鍵詞]防爆內(nèi)燃機；非電氣設(shè)備；點燃源；控制；檢驗
[摘要]介紹了內(nèi)燃防爆叉車結(jié)構(gòu)組成，分析了內(nèi)燃防爆叉車主要的潛在點燃源，從貨
叉、制動器和離合器、內(nèi)燃機等方面討論了內(nèi)燃防爆叉車非電氣點燃危險的控制措施，以及非
電氣設(shè)備防爆性能檢驗。
[中圖分類號]U467 [文獻標(biāo)識碼]A [文章編號]1004—9118(2015)01—0005—04
Inspection and Ignition Hazard Control of Non——electrical Equipment of
the Explosion—-proof Internal—-combustion Forklift
Jiang Zhang—he，Liang Jun，Wang Xin—hua，Hu Sheng—wen
(Guangzhou Academy of Special Equipment Inspection&amp;amp;Testing，Guangzhou Guangdong 510180)
Key words：explosion—proof internal—combustion engine；non—electrical equipment；igni—
tion source；control；inspection
Abstract：Non——electrical equipment is the main ignition source of the explosion——proof internal—
combustion forklift．Ignition hazard control measures and inspection requirements of the explo—
sion protection performance of the non ——electrical equipments in the explosion—-proof internal—-
combustion forklift are discussed according to the fork，brake and clutch．
1 引言
內(nèi)燃防爆叉車是依據(jù)GB 3836、GB 20800系
列防爆電氣標(biāo)準(zhǔn)和GB 25286非電氣防爆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)
定進行制造 ]，作為工作在爆炸性危險場所的特
種作業(yè)車輛，內(nèi)燃防爆叉車防爆綜合性能對保障
其作業(yè)安全至關(guān)重要，一旦防爆性能失效，將導(dǎo)致
火災(zāi)或爆炸事故。
2 內(nèi)燃防爆叉車點燃源及防爆技術(shù)
普通內(nèi)燃叉車不能直接使用在爆炸性危險環(huán)
境中。內(nèi)燃防爆叉車根據(jù)內(nèi)燃叉車自身結(jié)構(gòu)特
點，通過對其潛在點燃源進行分析，采用防爆設(shè)計
避免點燃源出現(xiàn)，降低爆炸風(fēng)險，使其滿足爆炸危
險環(huán)境的使用需要。
2．1 內(nèi)燃防爆叉車結(jié)構(gòu)組成
叉車主要由動力裝置、傳動裝置、轉(zhuǎn)向裝置、
工作裝置、液壓系統(tǒng)、制動裝置及電氣系統(tǒng)等七部
分組成。作為叉車的動力源，動力裝置按能量轉(zhuǎn)
化方式的不同主要分為兩類：一是電動機；二是內(nèi)
燃機[2]。內(nèi)燃防爆叉車不僅具備普通叉車的結(jié)
構(gòu)特征，更重要的是具備一定程度的爆炸防護功
能，即由具有防爆性能的部件或為滿足整體防爆
性能增加的防爆附件組成。
[收稿日期】2014—12—25
[基金項目]國家質(zhì)檢總局科技計劃項目(2013QK100、2014QK174)。
[作者簡介】蔣漳河，1981年生，工程師，從事防爆設(shè)備檢驗及防爆技術(shù)研究工作。
一5 一
《電氣防爆》2015年3月 第1期
2．2 點燃源分析
內(nèi)燃機作為叉車的動力驅(qū)動裝置，常通過燃
燒柴油或汽油等提供車輛所需的能量，驅(qū)動車輛
運行、驅(qū)動工作裝置和動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的液壓油泵，
以滿足其他裝置對能量的需要。內(nèi)燃機一般由機
體、曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系、潤滑系、冷
卻系、點火系和啟動系等部分組成。根據(jù)內(nèi)燃機
自身的工作原理及其可能存在的故障狀態(tài)，內(nèi)燃
機潛在點燃源可分為熱表面、熱氣體和火星、機械
火花、電氣設(shè)備(系統(tǒng))產(chǎn)生的電弧、火花和高溫
表面、靜電、絕熱壓縮等 ]。其點燃源主要為：
(1)柴油機進、排氣管直接通向燃燒室，燃燒
時的火焰可能經(jīng)過進、排氣系統(tǒng)高速回流至外部，
高溫氣體、火焰、熾熱顆粒物及高溫管道表面等易
成為爆炸性環(huán)境的點燃源。
(2)對于柴油機啟動電機及發(fā)電機等電氣設(shè)
備及系統(tǒng)，在啟動、正常運行、停機及緊急停機等
過程中極易產(chǎn)生電火花。
(3)冷卻風(fēng)扇若采用金屬材料制作，在運行
過程中若遇其他部件干涉或碰撞，極易出現(xiàn)機械
火花；若采用非金屬材料制作，又會帶來靜電點燃
的可能。
(4)內(nèi)燃機在特殊環(huán)境下若需安裝壓縮機，
其工作過程可近似看成絕熱壓縮過程，產(chǎn)生的熱
量可能成為爆炸性環(huán)境的點燃源。
(5)內(nèi)燃機潤滑油缺失時長時間工作產(chǎn)生的
高溫?zé)岜砻?，或長周期運行造成主要部件疲勞斷
裂產(chǎn)生的機械火花等，均可成為爆炸性環(huán)境的點
燃源。
2．3 防爆技術(shù)措施
常采用的主要防爆技術(shù)可分為：(1)電氣防
爆技術(shù)；(2)非電氣防爆技術(shù)。根據(jù)內(nèi)燃叉車各
部件可能出現(xiàn)的點燃源及其頻繁程度的不同，內(nèi)
燃防爆叉車各部件使用的防爆技術(shù)亦各不相同。
其中，電氣系統(tǒng)的電氣部件如電動機、顯示器、控
制器、接線箱、電池組、照明燈、信號燈、警鈴、喇
叭、電磁閥、氣體探測儀等常見點燃源，其采用的
電氣防爆技術(shù)主要有隔爆型“d”、增安型“e”，本
安型“i”和“n”型等。
除電氣部件點燃源外，內(nèi)燃防爆叉車非電氣
— — 6 ——
點燃源涉及內(nèi)燃機、貨叉、制動器、離合器等部件。
這些裝置和部件均應(yīng)按GB 25286．1—201O的相
關(guān)要求進行點燃危險評定，并根據(jù)評定結(jié)果在設(shè)
計中采用非電氣防爆技術(shù)進行處理，制定相應(yīng)的
爆炸風(fēng)險控制措施。
3 非電氣設(shè)備點燃危險控制
為防止?jié)撛邳c燃源變成有效點燃源，內(nèi)燃防
爆叉車在設(shè)計中應(yīng)在風(fēng)險評定的基礎(chǔ)上采取適當(dāng)
措施對爆炸風(fēng)險進行控制，風(fēng)險分析及控制流程
如圖1所示。針對非電氣設(shè)備引起的爆炸風(fēng)險，
GB 25286系列標(biāo)準(zhǔn)制定了相應(yīng)的方法以控制風(fēng)
險，提出在點燃危險評定的基礎(chǔ)上通過采用結(jié)構(gòu)
安全型、控制點燃源型、液浸型、限流外殼型及隔
爆外殼型等結(jié)構(gòu)使非電氣設(shè)備具備防爆能力，滿
足在相應(yīng)爆炸環(huán)境中使用的要求 卜引。對于內(nèi)燃
防爆叉車，貨叉、制動器和離合器、內(nèi)燃機等三部
分是常見的非電氣點燃源，應(yīng)分別采取措施對這
三部分的風(fēng)險加以控制。
圖1 風(fēng)險分析及控制
3．1 貨叉
作為叉車的負載裝卸裝置，貨叉常與地面及
貨物接觸，易碰撞產(chǎn)生機械火花。為避免這種由
機械火花造成的點燃危險，常在貨叉外表面包覆
銅或非金屬材料(橡膠或塑料)等無火花材料，降
低貨叉作業(yè)時機械火花出現(xiàn)的可能性。
3．2 制動器和離合器
制動器和離合器在工作過程中易產(chǎn)生摩擦火
· 研究與設(shè)計· 防爆內(nèi)燃叉車點燃源控制及防爆性能檢驗
花和熱表面，常成為爆炸性環(huán)境的有效點燃源。
在防爆叉車設(shè)計過程中，通過控制摩擦火花和高
溫?zé)岜砻娉霈F(xiàn)的可能性以降低爆炸風(fēng)險。對于制
動器，通過限制制動器摩擦片中金屬絲的含量或
采用無金屬絲的摩擦片，使制動器制動過程中摩
擦火花出現(xiàn)的概率盡量降低；對于機械摩擦熱，通
過限制叉車的工作速度及制動方式，避免叉車高
速運行狀態(tài)下緊急制動，從而達到有效控制制動
器表面溫度的目的。
作為叉車平穩(wěn)起步和平順換檔的必備部件，
離合器在正常工作過程中摩擦或撞擊難以避免，
常成為爆炸性環(huán)境的點燃源。因此，內(nèi)燃防爆叉
車離合器不得采用輕金屬合金作為摩擦材料。另
一方面，為盡量降低爆炸風(fēng)險，通?？刹捎酶舯?
殼型及液浸型等型式對離合器進行防爆處理，以
滿足相應(yīng)的防爆要求。對于與離合器直接關(guān)聯(lián)的
內(nèi)燃防爆叉車變速裝置，在實際工程中常采用液
壓無極變速的方式達到調(diào)速的目的，避免機械火
花和高溫?zé)岜砻娴某霈F(xiàn)。
3．3 內(nèi)燃機
內(nèi)燃機是內(nèi)燃防爆叉車最主要的潛在點燃裝
置。為盡量避免高溫?zé)岜砻?、熱氣體及火星等潛
在點燃源轉(zhuǎn)變?yōu)橛行c燃源，在對內(nèi)燃機進行爆
炸風(fēng)險分析的基礎(chǔ)上，應(yīng)采取的風(fēng)險控制措施主
要為：(1)在進氣口處安裝進氣阻火器，在阻火器
和內(nèi)燃機之間使用符合隔爆外殼要求的管道進行
連接；(2)在排氣口處安裝排氣阻火器和火星熄
滅器，且火星熄滅器應(yīng)靠近爆炸性環(huán)境一側(cè)，火星
熄滅器與阻火器之間、阻火器與內(nèi)燃機之間應(yīng)使
用符合隔爆外殼要求的管道進行連接；(3)設(shè)置
自動停車功能，在內(nèi)燃機排氣及冷卻水溫度過高
的情況下，防爆叉車應(yīng)自動停機；(4)為避免靜電
產(chǎn)生與集聚，對于冷卻風(fēng)扇等非金屬部件，表面電
阻值不應(yīng)高于10 Q或限制非金屬部件的表面
積，同時，車輛上所有的金屬部件都應(yīng)對地具有良
好的導(dǎo)電性，車輛上所有金屬部件對地電阻不大
于l0。Q；(5)傳動皮帶的電阻應(yīng)滿足GB／T
10715-2002的相關(guān)要求等 J。內(nèi)燃機防爆系統(tǒng)
原理如圖2所示。
4 非電氣設(shè)備防爆性能檢驗
為有效避免和降低非電氣設(shè)備點燃源引起的
爆炸風(fēng)險，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)對內(nèi)燃防爆叉車的非電氣
部件進行必要的檢驗或試驗。通常，檢驗包括出
廠檢驗、型式試驗以及在用定期檢驗等。為對非
電氣設(shè)備爆炸風(fēng)險進行有效控制，內(nèi)燃防爆叉車
非電氣部件相關(guān)檢驗項目及要求如表1所示¨ 。
1．排氣軟管2．排氣溫度探測器3．排氣阻焰器4．風(fēng)扇
5．風(fēng)扇傳動皮帶6．控制閥7．進氣切斷閥8．進氣阻焰器
9．節(jié)流接頭lO．冷卻器11．火星捕捉器
圖2 內(nèi)燃機防爆系統(tǒng)原理圖
5 小結(jié)
內(nèi)燃防爆叉車防爆性能是綜合的、整體的、
系統(tǒng)性的，應(yīng)對電氣部件和非電氣部件進行全
面綜合的分析和防爆技術(shù)處理。電氣部件依據(jù)
GB 3836標(biāo)準(zhǔn)進行不同防爆類型的技術(shù)處理；非
電氣部件則依據(jù)GB 25286標(biāo)準(zhǔn)進行點燃源的
控制和預(yù)防。貨叉、制動器、離合器、內(nèi)燃機是
防爆內(nèi)燃叉車產(chǎn)生點燃危險的主要非電氣部
件，在運行過程中存在靜電放電，機械碰撞、摩
擦火花，高溫表面，內(nèi)燃機火星、高溫氣體等危
險。這些裝置和部件均應(yīng)按GB 25286．1_2010
的相關(guān)要求進行點燃危險評定，并在出廠檢驗、
型式試驗和定期檢驗等環(huán)節(jié)檢驗確認點燃源風(fēng)
險控制措施的有效性。
— — 1 — —
《電氣防爆》2015年3月 第1期
表1 內(nèi)燃防爆叉車非電氣設(shè)備防爆檢驗項目及要求
檢驗項目 檢驗要求 依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)
1)表面電阻。易產(chǎn)生靜電的材料的表面電阻不超過lO n； GB 25286．1—_2Ol0
非導(dǎo)電部件 GB 20800．1—_2006
2)表面藤積。對于表面電阻不滿足要求的零件所允許的表面積不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大面積。 G
B 20800．2— 2006
I)電位平衡。車輛上所有大Tq00 cm 的金屬部件應(yīng)連接到車架上， 以保持電位平衡。如
防靜電 果這些部件固定牢固
， 并與車架有良好的金屬接觸，則不必用單獨的導(dǎo)體把這些部件連接
措施 導(dǎo)電部件 到車架上； GB 19854-一2005
2)接地。為了防止靜電電荷積累，車輛上所有的金屬部件都應(yīng)對地有良好的導(dǎo)電性，車輛
上所有的金屬部件對地電阻不大于lO 。
傳動皮帶 傳動皮帶的電阻應(yīng)滿足GB／T 10715 GB 1 985 —_20o5
- 2002的有關(guān)要求。 G
B，r 107l5— 20O2
防機械 表面 負載裝卸裝置接觸或可能接觸地面或負載 的所有表面都應(yīng)用銅、銅鋅合金、不銹鋼或非金 GB 19854—2005
包覆材料 屬材料(橡膠或塑料)包覆。 GB 25286．1—2010
火花措施 潤滑措施 運動部件設(shè)有潤滑措施
。 GB 25286．卜一2010
檢查內(nèi)燃機外部表面、排氣管及冷卻系統(tǒng)等最高溫度是否有異常，不得高于防爆叉車溫度
組別。主要檢蠢項目包括：
1)內(nèi)燃機冷卻水出口處的冷卻水溫度；
溫度檢查 2)內(nèi)燃機排氣尾管出口處的排氣溫度； GB 20800．1—2OO6
3)內(nèi)燃機氣缸蓋、隔爆外殼的最高表面溫度； GB 20800．2—2006
4)內(nèi)燃機制動鼓的最高表面溫度；
防爆 5)阻焰器、火星熄滅器的最高表面溫度。
內(nèi)燃機 自動停車 內(nèi)燃機在排氣冷卻水溫度過高的情況 F GB 20800．1—2006
， 功能試驗 內(nèi)燃機應(yīng)具備 自動停機的功能。
GB 20800．2— 2OO6
冷卻風(fēng)扇 冷卻風(fēng)扇選型滿足防爆要求 GB 20800．1—_2006
； 冷卻風(fēng)扇運轉(zhuǎn)正確、無干擾。
GB 20800．2— 2OO6
進氣系統(tǒng)和 1)來自危險場所的進氣空氣管道系統(tǒng)，檢奄阻火器和內(nèi)燃機之間的隔爆外殼防爆標(biāo)志、隔
排氣系統(tǒng) 爆接合面參數(shù)，不應(yīng)有裂紋； GB 2o800．1—2oo6
管路 2)排入危險場所的排氣管道系統(tǒng)，檢蠢阻火器和 內(nèi)燃機之間的隔爆外殼防爆標(biāo)志、隔爆接 GB 20800．2—_2006
合面參數(shù)，不應(yīng)有裂紋。
參考文獻
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技術(shù)通則第2部分：可燃性粉塵環(huán)境用Ⅱ類內(nèi)燃機
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