隔爆设备外壳水压试验探讨

《电气防爆》２０１７年３月　第１期　隔爆设备外壳水压试验探讨　吴兆宏　（安标国家矿用产品安全标志中心，北京　１０００１３）　［关键词］隔爆设备；外壳；水压试验　［摘要］隔爆外壳的水压试验是隔爆产品例行检验项目。主要对隔爆电气设备外壳水　压试验存在的主要安全问题进行了分析，提出了相应的改进措施。　［中图分类号］ＴＤ６８４　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１００４—９ｌ１８（２０１７）Ｏ１—００２４—０３　ＤＯＩ：１０．１４０２３／ｊ．ｃｎｋｉ．ｄｑｆｂ．２０１７．Ｏ１．００７　Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　Ｐｒｅｓｓｕｒｅ　Ｔｅｓｔ　ｏｆ　Ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ　Ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ　Ｗｕ　Ｚｈａｏ——ｈｏｎｇ　（Ｍｉｎｉｎｇ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　Ｓａｆｅｔｙ　Ａｐｐｒｏｖａｌ　ａｎｄ　Ｃｅｒｔｉｉｆｃａｔｉｏｎ　Ｃｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｉｆｎｇ　１０００１３）　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｅｎｃｌｏｓｕｒｅ；ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｔｅｓｔ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｔｅｓｔ　ｉｓ　ｒｏｕｔｉｎｅ　ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　ｆｌａｍｅｐｒｏｏｆ　ｅｎｃｌｏｓｕｒｅｓ．Ｉｔ　ａｎａｌｙｓｅｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｐｒｏｂｌｅｍｓ　ｆｏｕｎｄ　ｉｎ　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｓ　ａｓｓｏｃｉａｔｅ　ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ．　０　引言　隔爆外壳能承受内部的爆炸压力，阻止爆炸　外壳能否承受内部的爆炸压力，从而确保隔爆外　壳的安全性。　产生的火焰传播到外界引爆周围爆炸性气体，是　隔爆型电气设备的关键部件¨　。因此，虽然产　品种类繁多，但在满足产品使用性能的同时，隔爆　外壳的设计必须严格按照相关标准进行设计、制　造及检验考核＿３　Ｉ４ｊ。考核的主要方法是进行外壳　壳体的耐压试验。耐压试验一般分静压试验和动　１存在的主要问题　最突出的问题是安全问题，部分企业在进行　水压试验时，没有必要的安全防护措施。水压试　验时，必须使用高压（试验压力均在１　０００　ｋＰａ以　上）考核隔爆壳体的强度，外壳如果存在加工缺　陷，在施压过程中，会由于承受不了压力而损坏，　压试验两种，其中动压试验是利用点燃外壳内部　的爆炸性气体进行试验，试验过程复杂，多在检验　机构应用；而静压试验一般用水压，设备简单，操　很可能有外壳碎片高速飞射；同时，试验场地的环　境一般都比较恶劣，无专门排水、废水收集措施，　如果试验装置的电气设备上绝缘损坏，就可能出　现漏电，造成试验人员的触电伤害事故；重复使用　紧固螺栓，可能由于疲劳而断裂；堵塞孔洞的密封　工装，可能老化磨损，从孔洞飞出。上述这些都会　作方便，制造商应用普遍　。同时，ＧＢ　３８３６．２—　２０１０标准例行检验中也规定水压试验作为考核　隔爆外壳的常用试验方法　Ｊ，试验目的是验证　［收稿日期］２０１６—１０—２８　［作者简介］吴兆宏（１９８Ｏ～一），男，硕士，主要从事矿用产品安全标志认证及管理工作。　２４—　・防爆试验・　隔爆设备外壳水压试验探讨　对试验人员造成伤害。因此，从安全考虑，水压试　验装置应当加设必要的防护设施，保护试验人员　的安全，试验装置上的电气设备应定期进行安全　检查，如有绝缘损坏、电缆老化，应立即更换，防止　漏电；试验场地应有排水措施，避免地面有积水，　门盖的紧固方式也相当重要，当采用螺栓紧　固时，如果螺栓强度不够，或者长期使用而疲劳　后，在门盖受到水压作用时，螺栓会被拉长甚至断　裂飞出。当采用Ｃ型卡扣紧固法兰时，如图３所　示，如果门盖刚度不够，受力时，法兰会扭转变形，　试验人员也应穿着绝缘防护鞋防止触电；试验用　的紧固螺栓应选用高强度的，并且每次试验前后　应进行检查，如有疲劳、拉长情况，应立即更换同　种规格、同种强度的紧固件；密封工装应定期检　查，如有老化、磨损严重的，应立即报废，更换完好　的密封工装。　２　改进措施　由于隔爆外壳上都会有门盖、引入装置、按　钮、观察窗等孔洞，在试验时，需要用密封工装保　持密封。但是有些工装的设计并不合理，容易在　使用中损坏或者使用不方便，甚至有些会存在安　全隐患。例如常见的按钮、接线柱的安装孔，有些　企业采用圆锥形的橡胶柱塞进行封堵　Ｊ，如图１　所示。崭新的橡胶柱塞能有效密封，但是在使用　多次后，橡胶会老化失去弹性，或者因为磨损变　小，在试验受到大的压力时，可能会从孔洞中飞　出，在实际试验时，也确实出现过这一情况，所幸　未造成人员伤害。在设计这类工装时，应当注意　安全性，尽量采用金属件加密封垫的结构，防止橡　胶老化损坏而发生事故，如图２所示。　图１　圆锥形的橡胶柱塞封堵孔洞　１．弹性密封圈２．金属垫圈３．紧固螺母４．紧固螺栓　图２金属件加密封垫　将Ｃ型卡扣崩落，造成高压水泄漏出来。　图３用Ｃ型卡扣紧固法兰　另外，一些企业在设计工装时，只有一个进出　水口，无专门的排气排水口，当施加压力时，外壳　内原有的空气无法排出，由于空气的压缩比要远　大于水，施加压力时，不能保持压力的稳定，影响　试验精度；如果外壳存在缺陷而破裂时，空气的泄　漏速度要远大于水，容易出现高速喷射碎片或其　他物体，危险性高。因此，水压试验工装应设置专　门的排气阀，试验开始前先打开排气阀（排气阀　的位置应利于将壳内空气完全排出），启动设备　向隔爆壳内充水，待隔爆腔内充满水后，关闭排气　阀开始增压，进行试验　。　在外壳的支撑方面，有些企业将外壳扣在有　密封垫的平台上，平台中央有进水口，口上方用带　液压支架的刚性平板压住，依靠液压支架将壳体　压紧在平台上，保证密封效果，如图４所示。这种　试验方式中，壳体上方有一刚性平板的支持，实际　并未能对壳体的强度进行考核，对试验结果的可　靠性起到了干扰作用。在实际检验的过程中，有　的样品也出现在工厂水压试验时合格，但是动压　试验时外壳损坏的情况，经过和企业沟通了解，发　现均是采用这种结构的水压试验装置进行考核，　导致水压试验结果不可靠。　在上面所述的试验方法中，如果是灯具外壳，　并且当壳体分成粗细不同的上下两个壳体时，如　图５所示的结构，由于密封的需要，施加的压力往　往要数倍于试验压力，外壳两段连接的位置承受　一２５—　《电气防爆》２０１７年３月　第１期　了巨大的剪切力的作用，导致外壳连接处被压裂，　细的壳体被压进粗的壳体内，外壳严重破损。　１．平台２．密封垫３．外壳４．压板　图４用液压支架压紧壳体　后易损坏　ｌ　图５粗细不同的上下两个壳体　对于一些有多个相邻隔爆腔体的外壳，企业　往往选择通腔进行试验，但是这种试验方法不能　考核到内部外壳的所有焊缝，如图６所示。在这　种结构中，如果通腔进行水压试验，主腔与接线腔　之间的焊缝都在同一个腔体中，未受到压力考核，　无法检验出加工缺陷。当使用时，一个腔体发生　爆炸，就会传播到另一个腔体，由于压力重叠就会　造成外壳损坏，引起爆炸。因此对这种结构的隔　爆外壳，应当分腔进行水压试验考核。只有当所　有焊缝都在外侧的隔爆外壳，即使通腔，也能考核　到所有的焊缝时，才可采用通腔进行水压试验。　图６有多个相邻隔爆腔体的外壳　最后，压力表的设置也很重要，很多企业往往　一２６一　将压力表设置在水泵出水口，压力表的读数由于　受到水泵出口压力的影响而不稳定，加上管路压　降及泄漏的影响，外壳实际承受的压力要小于水　泵出１５处的压力；同时，由于水泵一直在供水，管　路和水泵、试验壳体处的接头有泄漏的可能，无法　判断壳体或者管理接头处是否有泄漏，试验的有　效性受到了影响。因此，应当在壳体的进水口处　设置压力表和阀门，当压力达到试验压力时，关闭　阀门，此时压力表上的压力值才是外壳内的静压　值，并且即使外壳有少量泄漏，也能根据压力表读　数下降与否判断。　３　总结　企业应当重视水压试验装置的安全，采取足　够的安全防护措施，使用合理设计的工装，加强试　验场地的管理，有效监控试验用紧固件、密封工　装，才能保障试验的安全，保证隔爆外壳的安全性　能　参考文献　［１］魏宏宇．隔爆型电气设备设计技术要点分析［Ｊ］．电气　防爆，２０１６（２）：１０—１３．　［２］吴长康．浅谈隔爆型电气设备隔爆外壳的设计要求　［Ｊ］．电气防爆，２０１１（１）：２２—２５．　［３］张刚平．矿用电气设备隔爆外壳设计制造工艺的研究　［Ｊ］．煤矿机械，２００９（４）：１０７—１０９．　［４］王静悦．浅谈矿用隔爆外壳设计及生产［Ｊ］．科技风，　２０１１（１１）：１５１．　［５］杜春玲，王铁军，孟国营．矿用隔爆外壳的检验现状及　新方法探索［Ｊ］．中国煤炭，２００６（１２）：３１—３２．　［６］安鹏慧．浅谈隔爆型电气设备外壳耐压试验测试方法　［Ｊ］．电气防爆，２０１０（２）：３８—４０．　［７］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国　家标准化管理委员会．爆炸性环境第２部分：由隔爆　外壳“ｄ”保护的设备：ＧＢ　３８３６．２—２０１０［Ｓ］．北京：中　国标准出版社，２０１　１：８．　［８］中煤科工集团上海研究院检Ｏｎ．０中心．煤矿电气防爆技　术基础［Ｍ］．徐州：中国矿业大学出版社，２０１２．　［９］张淑朋．隔爆外壳水压试验工艺探讨［Ｊ］．山东工业技　术，２０１６（８）：４７．　［１Ｏ］郝峰，黄革英，曹利波．隔爆外壳水压试验注意事项　［Ｊ］．电气防爆，２００５（４）：６—８．