一、概述

定义：
防爆检测是验证电子电器产品在易燃易爆环境（如石油、化工、矿山等）中安全运行的能力，确保其在潜在爆炸性气体、粉尘环境中不会引发爆炸或火灾。防爆技术通过限制能量释放（如火花、高温、静电）或隔离爆炸传播来实现安全防护。

核心目标：

1. 本质安全：确保设备在正常或故障状态下不会产生足以引燃爆炸性环境的能量。

2. 结构防护：通过隔爆外壳、浇封等方式阻止内部爆炸传递到外部环境。

3. 合规准入：满足国际（IECEx）、欧盟（ATEX）、中国（GB 3836）等地区法规要求。

防爆类型：

· 隔爆型（Ex d）：通过坚固外壳承受内部爆炸压力并阻止火焰传播。

· 增安型（Ex e）：消除设备表面高温或电弧风险（如电机、接线盒）。

· 本质安全型（Ex i）：限制电路能量（电压/电流）至安全水平（如传感器、仪表）。

· 正压型（Ex p）：通过内部正压惰性气体隔绝爆炸性气体。

· 浇封型（Ex m）：利用环氧树脂封装隔离危险电路。

二、检测标准

1. 国际标准：

· IEC 60079系列：涵盖所有防爆类型（如IEC 60079-0通用要求、IEC 60079-1隔爆型）。

· IECEx认证体系：全球互认的防爆设备认证。

2. 地区标准：

· 欧盟ATEX指令（2014/34/EU）：强制适用于欧盟市场，分为设备组别（I-矿井、II-非矿井）和气体/粉尘环境类别（IIA、IIB、IIC）。

· 美国NEC 500/505：基于NFPA 70标准，划分Class I（气体）、Class II（粉尘）、Class III（纤维）危险区域。

· 中国GB 3836系列：等同采用IEC标准（如GB 3836.1-2010通用要求）。

3. 行业专用标准：

· 石油化工：API 500/505（危险区域划分与设备选型）。

· 煤矿：GB 12476（可燃性粉尘环境用设备）。

三、检测设备

1. 核心设备：

· 爆炸测试容器：

o 耐压与内部点燃测试：验证隔爆外壳能否承受爆炸压力（如20 MPa）且不传爆。

o 材质：不锈钢或高强度合金，配备压力传感器与高速数据采集系统。

· 表面温度测试系统：

o 热电偶阵列：监测设备表面温度（T1-T6温度组别，如T4≤135℃）。

o 热成像仪（FLIR A700）：定位局部热点。

· 火花点燃试验装置：

o 本质安全电路测试：验证电路在短路、断路时的能量释放是否低于最小点燃能量（MIE，如氢气0.019 mJ）。

· 密封性测试仪：

o 氦质谱检漏仪：检测浇封型设备密封性（泄漏率≤10^-6 mbar·L/s）。

2. 辅助设备：

· 气体配比系统：模拟爆炸性气体环境（如甲烷-空气混合气浓度9.8%）。

· 粉尘浓度控制器：生成可燃性粉尘云（如玉米淀粉浓度≥60 g/m³）。

四、检测流程

1. 样品准备：

· 防爆类型确认：根据应用场景选择检测标准（如Ex d隔爆型需外壳强度测试）。

· 预处理：清洁设备表面，移除非必要组件（如临时密封电缆入口）。

2. 关键测试项目：

· 隔爆外壳测试（Ex d）：

1. 爆炸压力测试：在容器内引燃爆炸性气体（如IIB类乙烯-空气），记录外壳变形量（≤50%壁厚）。

2. 内部点燃不传爆：验证外壳法兰间隙（≤0.2 mm）能否熄灭火焰。

· 本质安全测试（Ex i）：

3. 火花点燃试验：在爆炸性气体环境中模拟电路故障，验证是否引燃。

4. 温度组别测试：确保设备最高表面温度≤T4（135℃）。

· 增安型测试（Ex e）：

o 绝缘介电强度：施加2U+1000 V（最低1500 V）电压1分钟，无击穿。

· 正压型测试（Ex p）：

o 压力维持能力：验证外壳内正压值≥50 Pa，且换气次数≥5次/小时。

3. 数据记录与判定：

· 合规判定：所有测试数据需符合标准限值（如隔爆外壳承压≥1.5倍设计压力）。

· 报告输出：生成防爆检测报告（含测试参数、设备照片、合规结论）。

五、费用与周期

1. 费用构成：

· 单项测试：

o 隔爆外壳爆炸测试：3万-8万元/次。

o 本质安全电路测试：1万-3万元/电路。

· 认证服务：

o IECEx认证：10万-30万元（含测试、文档审核、工厂审查）。

o ATEX认证：8万-25万元（含欧盟公告机构审核）。

o 中国防爆合格证（CNEx）：5万-15万元。

2. 周期：

· 单项目测试：2-4周（如隔爆外壳测试）。

· 全项认证：3-6个月（含测试、整改、工厂审核）。

· 加急服务：额外支付30%-50%费用，周期缩短30%-50%。

六、实际应用

1. 石油化工案例：

· 问题：某防爆灯具（Ex d IIB T4）法兰间隙0.25 mm（超标），测试中传爆。

· 整改：重新加工法兰面，间隙降至0.18 mm，通过复测。

2. 煤矿设备应用：

· 场景：矿用本安型传感器（Ex ia I Ma）通过火花点燃试验（甲烷环境MIE 0.28 mJ）。

3. 燃气行业验证：

· 案例：燃气表（Ex p IIB+H2）通过正压维持测试（压力≥100 Pa，氢气浓度≤25% LEL）。

4. 新兴领域挑战：

· 氢能源设备：燃料电池系统防爆设计（Ex ia IIC T1，氢气组别）。

七、注意事项与趋势

1. 测试陷阱规避：

· 材料兼容性：隔爆外壳材质需适应环境腐蚀（如海上平台用316L不锈钢）。

· 温度误差：表面温度测试需考虑环境散热条件（如强制风冷设备）。

2. 新兴技术应用：

· 数字孪生仿真：通过ANSYS模拟爆炸压力分布，优化外壳设计。

· 无线防爆设备：基于LoRa的Ex i型无线传感器，通过能量限制设计。

3. 法规动态：

· IEC 60079-46：新增无线设备防爆要求（2023版）。

· AI与防爆结合：基于机器学习的危险气体浓度预测系统。