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防爆电气设备的制造材料
阅读量:2352021-04-12
当防爆电气设备的制造材料和普通用途的电气设备的没有什么不同,例如钢、铸铁、铜及因铜合金、铸铝、工程塑料、黏合剂等,但是,在材料的材质上却有一些特殊要求。

一、轻金属材料
对于轻金属材料来说,除机被性能外,主要是从它们的机械火花点燃爆炸性气体混合物的性能来考虑的。试验指出,材料的材质对机械火花的点燃性能有很大的影响。为了保证外壳材料不发生机械火花的点燃现象,所以,我们必须对外壳材料中所含的相关元素加以限制。
因此,国家标准规定制造工厂使用Ⅱ类防爆电气设备时,设备外壳的材料中轻金属含量:对于使用于0区的设备,铝、钛、镁和错的总含量不允许超过10%(按质量百分比计),或者,镁、钛和错的总含量不允许超过7.5%;对于使用于1区的设备,镁的总含量不允许超过7.5%;对于使用于2区的设备,除风扇、风扇罩和挡风板应该符合1区设备的要求以外,其他无特殊要求。
目前,在现代工业设计中,使用最多的轻合金材料当属铝合金。就防爆电气设备而言,铝合金中铝、钛和镁的含量应符合相应的要求。
性能。除此之外,对于一些特殊应用场合,还可以用试验的方法确定材料的机械火花点燃

二、工程塑料
工程塑料是一种应用十分广泛的工程结构材料,不仅因为它具有很好的机械性能,而且它还具有良好的电气绝缘性能。在这里,我们要注意的不仅是它的机械性能和电气性能,更重要的是它的热稳定性和抗静电性能。
(1)热稳定性
塑料材料应该具有很好的热稳定性。对于防爆电气设备外壳使用的塑料材料,它上面最热点的温度,在规定的试验条件下,至少比对应于耐热特性曲线上20000 h点的温度指数(T1)低20K。
我们知道,对于某种塑料材料,在不同的温度条件下,它都有一个对应的使用寿命,温度越高使用寿命越短。这种关系可以用图3-1中的曲线予以简单的表示。

人们为了使用的方便,统一规定把某一塑料材料使用20000h时发生失效的那个温度作为评价塑料材料性能的一个重要指标。这样的规定使塑料材料的耐热性有了可比性。
除此之外,使用于防爆电气设备的塑料材料还应该能够经受耐热试验和耐寒试验。
(2)抗静电性能
塑料材料应该具有很好的抗静电性能。也就是说,要采取一些措施防止塑料材料产生和积累静电电荷,避免因此而引起的一些麻烦。
我们知道,塑料材料所具有的良好的电气绝缘性能表明,它是一种很好的静电电荷载体,在一定的条件下,塑料部件会产生静电电荷,并积累起来。在第一章中,我们已经说明了静电电荷是爆炸性气体混合物的一种点燃源。对于防爆电气设备来说,这一点是相当重要的。
因此,人们对塑料材料的抗静电性能做了很多规定和要求。在塑料材料中添加一些适当的导电性添加剂,便会降低这些材料的体积电阻系数和表面电阻系数。经过改性的塑料材料制成的塑料部件在规定的试验条件下进行抗静电性能测试时,若测得的表面绝缘电阻值不超过1GQ,就可以认为这种材料能够防止产生和积累静电电荷。
就防爆电气技术而言,人们还可以通过限制防爆电气设备塑料外壳(或部件)的外露表面积来防止静电点燃。通过静电放电点燃爆炸性气体混合物的多次试验,人们提出了限制塑料外壳或部件的最大面积。
即使在外壳或部件的表面积符合规定的情况下,试验人员还应该检查这些材料表面的摩擦起电效果和组合结构的电容量大小。这样即便是产生了静电电荷积累,也不可能发生静电放电点燃。
除此之外,用来制造防爆电气设备外壳(或部件)的塑料材料,还应该具有较好的阻燃性能。
(3)黏接剂
在防爆电气设备中使用的黏接剂,应该具有很强的黏结力和很好的耐候性,还应该具有很好的热稳定性。国家标准对黏接材料的热稳定性作出专门规定,黏接材料的极限温度超过防爆电气设备在正常运行条件下运行时所能达到的最高温度20K,便认为这种黏接材料的热稳定性满足要求。
(4)电工材料
在电气设备中使用的所谓电工材料,是指用于维持电气传输的材料,而不是电气设备的结构材料。电工材料分为导电材料和绝缘材料。
在电气设备中,导电材料主要是指设备所用的电缆(芯线)、接线端子、触头以及电气连接件等导电部件的材料,因此,这样的材料必须具有很好的导电性能和机械性能;绝缘材料主要是用来制作电气绝缘零件以及电线电缆,例如,接线板、绝缘套管、电缆心线的绝缘、绝缘护套等的材料,因此,这样的材料必须具有很好的绝缘性能和机械性能。
对于防爆电气设备来说,不管是导电材料还是绝缘材料,都应该具有很好的耐腐蚀性,因为防爆电气设备使用环境中存在着大量的酸、碱类具有强腐蚀性的气体和液体等腐蚀介质,部分常用的导电材料和绝缘材料的耐腐性。

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