爆炸性環(huán)境用AGV車輛點(diǎn)燃危險(xiǎn)辨識(shí)及防爆性能合格評(píng)定要求

發(fā)布日期：2023 / 08 / 15

隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)智能化水平的不斷發(fā)展和本質(zhì)安全水平的不斷提升，AGV車輛越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的物料搬運(yùn)與流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。對(duì)于存在易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所的特殊行業(yè)，則需要使用具備防爆性能的AGV車輛，其除了能智能、高效、準(zhǔn)確地完成物料搬運(yùn)與流轉(zhuǎn)外，還需在作業(yè)過程中不能產(chǎn)生點(diǎn)燃源，消除火災(zāi)爆炸事故風(fēng)險(xiǎn)。防爆AGV車輛發(fā)展初期，其導(dǎo)向系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和無(wú)線通信系統(tǒng)存在電磁波和超聲波點(diǎn)燃危險(xiǎn)一直是制約生產(chǎn)企業(yè)的難題。初期防爆AGV車輛防爆性能檢驗(yàn)主要參考GB19854—2005《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》。GB/T37669—2019《自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）在危險(xiǎn)生產(chǎn)環(huán)境應(yīng)用的安全規(guī)范》發(fā)布實(shí)施后，對(duì)電氣防爆、機(jī)械防爆、電磁波輻射和光輻射安全性能以及靜電安全性能進(jìn)行了系統(tǒng)的規(guī)定，但關(guān)于防爆AGV車輛點(diǎn)燃危險(xiǎn)的識(shí)別、非電氣點(diǎn)燃危險(xiǎn)的評(píng)定和防爆性能認(rèn)證模式未提出詳細(xì)的指引和參考方法。歐洲防爆AGV車輛作為成套防爆工業(yè)設(shè)備，需按照IEC60079系列防爆標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行整體檢測(cè)和合格評(píng)定，并符合歐盟CE認(rèn)證防爆ATEX指令（2014/34/EU）認(rèn)證要求。目前我國(guó)防爆AGV車輛僅是依據(jù)GB/T37669—2019、GB/T19854—2018《爆炸性環(huán)境用工業(yè)車輛防爆技術(shù)通則》和GB/T3836系列防爆基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行等同于型式試驗(yàn)的防爆合格證檢驗(yàn)，對(duì)防爆AGV車輛制造企業(yè)的工廠質(zhì)量保證能力尚未覆蓋。因此，結(jié)合防爆AGV車輛的結(jié)構(gòu)特征系統(tǒng)分析防爆AGV車輛的點(diǎn)燃危險(xiǎn)源并進(jìn)行相應(yīng)的防爆設(shè)計(jì)和合格評(píng)定，對(duì)提高防爆AGV車輛的防爆安全性能具有重要意義。

一、防爆AGV車輛點(diǎn)燃危險(xiǎn)辨識(shí)與防爆技術(shù)
1.1 主要結(jié)構(gòu)與點(diǎn)燃源辨識(shí)
AGV車輛按照結(jié)構(gòu)和用途分為承載型AGV、牽引型AGV和叉車式AGV。總體上防爆AGV車輛主要結(jié)構(gòu)包括行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制與導(dǎo)向系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、無(wú)線通信系統(tǒng)和車體。依據(jù)GB/T25285.1—2021《爆炸性環(huán)境爆炸預(yù)防和防護(hù)第1部分：基本原則和方法》點(diǎn)燃源類別，結(jié)合防爆AGV車輛的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特征，其作業(yè)過程中可能存在的點(diǎn)燃危險(xiǎn)分析見表1。

表1 防爆 AGV 車輛主要結(jié)構(gòu)及點(diǎn)燃源分析

1.2 點(diǎn)燃源預(yù)防與防爆技術(shù)措施
1.2.1 點(diǎn)燃源預(yù)防基本原理
基于防爆設(shè)備EPL保護(hù)等級(jí)與預(yù)防不同工況點(diǎn)燃源的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可按照不同區(qū)域防爆AGV車輛的防爆等級(jí)對(duì)表1中不同點(diǎn)燃源類型進(jìn)行進(jìn)一步分析和評(píng)定，并提出相應(yīng)的防爆技術(shù)措施消除點(diǎn)燃危險(xiǎn)或?qū)Ⅻc(diǎn)燃危險(xiǎn)降至最低限度，進(jìn)而滿足爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所相應(yīng)的防爆類別和級(jí)別。不同危險(xiǎn)區(qū)域防爆AGV車輛點(diǎn)燃源預(yù)防措施基本原理和流程如圖1所示。目前0區(qū)/20區(qū)AGV車輛防爆電池組技術(shù)和行走驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)機(jī)械碰撞與摩擦非電氣防爆技術(shù)尚不成熟，應(yīng)用場(chǎng)景也比較少見。因此，防爆AGV車輛還僅限于適用于1區(qū)/21區(qū)和2區(qū)/22區(qū)。

圖1 不同防爆級(jí)別 AGV 車輛點(diǎn)燃源預(yù)防措施基本原理和流程

1-正常運(yùn)行過程中不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)燃源；2-預(yù)期故障狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)燃源；3-罕見故障狀態(tài)下不會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)燃源；4-在預(yù)期故障和罕見故障狀態(tài)下，采取冗余系統(tǒng)或失效保護(hù)系統(tǒng)避免點(diǎn)燃源；5-在罕見故障系統(tǒng)下，采取單個(gè)系統(tǒng)避免點(diǎn)燃源；6-在預(yù)期故障系統(tǒng)下，采取單個(gè)系統(tǒng)避免點(diǎn)燃源；7-無(wú)須采取措施

1.2.2 主要防爆技術(shù)措施
根據(jù)表1可知，防爆AGV車輛主要點(diǎn)燃源涉及電氣設(shè)備和元件產(chǎn)生的火花和高溫、機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦火花和熱表面、射頻電磁波、光輻射電磁波、超聲波和靜電6類。按照?qǐng)D1點(diǎn)燃源預(yù)防措施基本原理和要求，結(jié)合最新IEC60079系列和GB/T3836系列防爆基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)以及GB/T19854—2018和GB/T37669—2019防爆車輛專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將適用于1區(qū)/21區(qū)和2區(qū)/22區(qū)防爆AGV車輛的防爆技術(shù)分析總結(jié)如下。

1）電氣設(shè)備和元件產(chǎn)生的火花和高溫。防爆AGV車輛電氣設(shè)備和元件產(chǎn)生的火花和高溫，可按照IEC60079系列、GB/T3836系列相應(yīng)的電氣防爆類型將電機(jī)、開關(guān)、控制儀表、電池組、照明燈、報(bào)警器、傳感器和通信元件設(shè)計(jì)或選用為d型、e型、i/iD型、n型、m/mD型、t型或符合防爆類型的防爆電氣部件。不同的防爆電氣部件設(shè)計(jì)或選用后，以所有部件對(duì)應(yīng)最低的防爆級(jí)別和溫度組別即確定電氣部件部分的防爆級(jí)別和溫度組別。對(duì)于防爆型電池組一般設(shè)計(jì)成隔爆型、增安型或粉塵防爆t型，蓄電池的類型應(yīng)符合GB/T3836.1—2021《爆炸性環(huán)境第1部分：設(shè)備通用要求》中23.3條和GB/T3836.2—2021《爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆外殼“d”保護(hù)的設(shè)備》中附錄E的要求；對(duì)于粉塵防爆t型蓄電池應(yīng)選用密封型電池元件。

2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦火花和熱表面。防爆AGV車輛機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦火花和熱表面主要涉及非電氣防爆技術(shù)，其主要采取以下3種預(yù)防技術(shù)。①預(yù)防措施1：不形成點(diǎn)燃源。傳動(dòng)齒輪、負(fù)載裝置接觸面選用不銹鋼、銅、銅合金或類似無(wú)火花材料。制動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成隔爆外殼型“d”或結(jié)構(gòu)安全型“c”。滾動(dòng)摩擦軸承保持潤(rùn)滑和密封良好。②預(yù)防措施2：不形成有效的點(diǎn)燃源。例如，控制AGV車輛行駛速度，如車輛運(yùn)行速度不大于1m/s；機(jī)械旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)部件和其他部件之間的間隙設(shè)計(jì)成不小于運(yùn)動(dòng)部件直徑的1/100mm，且最低不小于1mm；設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，在減速箱軸承、制動(dòng)器等產(chǎn)生摩擦高溫的表面設(shè)置溫度監(jiān)測(cè)控制裝置，控制危險(xiǎn)高溫的形成。③預(yù)防措施3：將爆炸性環(huán)境與點(diǎn)燃源隔離。按照非電氣防爆技術(shù)將制動(dòng)器設(shè)計(jì)成液浸型“k”，減速箱設(shè)計(jì)成限流外殼型“fr”。

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