危险场所的校准之前需要了解的防爆知识

这篇文章将讨论危险场所(区域)的校准以及携带校准设备进入危险场所工作之前需要了解的注意事项。其他的主题包括易燃液体和可燃液体、危险场所的定义、危险场所的分类、危险场所的不同级别、法规、设备分类以及各种其他实际和相关的问题。

危险场所被划分为多个不同的等级，也有许多在危险场所使用的不同防爆等级的校准设备。

什么是危险场所?
危险场所是指存在或可能存在易燃物质的区域(室内或室外)。易燃物质可能是液体、气体、蒸气或粉尘。该区域存在易燃物质在时间上可能是长时间、大部分时间、或仅在特定情况下，例如在停车或者事故期间。

许多时候，消除易燃物质是不可能的，因此，氧气(空气)或着火源必须被消除。

在危险场所，如果“爆炸三角”(下图)中的所有三个条件都满足，就可能发生燃烧或爆炸。这三个条件是：燃料(易燃物质)，点火源(或热)和氧气(空气)。这三者关系通常呈现为三角状，因而得名“爆炸三角”。


如何防止爆炸?
从上面的“爆炸三角”我们可以得出结论：如果要防止发生燃烧或爆炸就必须消除三个条件中的一个或多个。许多时候，消除易燃物质是不可能的，因此，必须消除氧气(空气)或者着火源；然而，消除空气通常也是不可能的；因此，最实用最有效的解决方案就是消除着火源、火花或热源。

对于电气校准设备，可以通过特别的设计让其适用于危险场所。有很多方法可以设计出适合危险场所使用的电气设备，这个话题稍后将会讨论。校准设备安全设计的通常方法是让它不能产生足够的能量来引起点火、火花或热源。

简史
危险场所的概念始于早期的煤矿开采活动，矿井中的易燃物质煤炭粉尘和甲烷气体形成了危险场所。早期矿井的照明是蜡烛和火把，是着火源，这引起了许多的事故。

后来，当矿工们开始使用电气设备(照明、工具)时，许多事故都是由于火花或热源引起的。最后为电气设备制定了设计标准，以指导其设计过程，防止电气设备火花和热源的产生。这是第一个“本质安全”的电气设备，它引领了今天在危险场所使用的设备标准。

存在危险场所的典型行业
很多行业都有危险场所。有些工厂有大面积的危险场所，而有的工厂只有很小一部分被划分为危险场所。典型的存在危险场所的行业包括化工和石化行业、离岸和岸上的石油和天然气、炼油、制药业、食品和饮料、能源、油漆车间和采矿业等。

由于易燃物质可能是液体、气体、蒸气或粉尘，许多不同行业的某些场所可能在正常运行或停车期间存在易燃物质，甚至一些看似安全的行业也可能存在危险场所。

在工厂中，所有被划分为危险场所的区域应该清晰地标示出防爆标志：


易燃和可燃液体
人们经常讨论易燃液体和可燃液体，但它们究竟是什么呢?一般来说，它们是可以燃烧的液体。它们可能是汽油、柴油、溶剂、清洁剂、油漆、化学品等，其中一些液体存在于许多工作场所。

闪点和自燃温度也经常被讨论。闪点是液体气化的最低温度，液体在闪点会产生大量的蒸气，蒸汽和空气形成一种可燃性混合气体，如果遇到火花或足够的热量，它就会燃烧起来。自燃温度是即使没有外部的着火源，液体也会燃烧的最低温度。最常见的易燃和可燃液体自燃温度在300℃(572℉)到550℃(1022℉)之间，然而，有的液体自燃温度低至200℃(392℉)或更低。

通常37.8℃(100℉)被认为是易燃液体和可燃液体的温度分界线。易燃液体的闪点低于37.8℃，而可燃液体的闪点高于37.8℃。

根据它们的闪点，液体被划分为易燃液体和可燃液体。易燃液体可以在正常工作温度下燃烧，而可燃液体则需要在更高温下才能燃烧。通常37.8℃(100℉)被认为是易燃液体和可燃液体的温度分界线。易燃液体闪点低于37.8℃，而可燃液体的闪点高于37.8℃。

确切地说，易燃液体和可燃液体本身不会燃烧，而是它们的蒸汽会燃烧；更准确地说，是蒸汽和空气的混合物会燃烧。当然，某些混合物在一定的浓度范围内也会燃烧。如果混合物的浓度太低(太稀)，它就不会燃烧；如果浓度过高(太浓)，情况也是如此。这种爆炸极限被称为低爆炸极限(LEL)和高爆炸极限 (UEL)。

记住，一些液体的闪点可能相当的低。例如，汽油闪点低至-40 ℃ (-40 ℉)，它在常温环境下就可以产生足够多的蒸汽，和空气混合成可燃气体。可燃液体的闪点高于正常的环境温度，因此，它们必须被加热后才能燃烧。

闪点和自燃温度的一些例子

该表还描述了在设备分类上标注的字母。例如，采用本质安全技术的设备应具有“Exi”标签

本质安全技术
Exi“本质安全”技术是最常用、最适用的电气校准设备保护技术。本质安全的设备是设计在任何情况下，即使在设备自身故障的情况下，设备也不能提供足够的能量产生火花或让表面温度过高。这样设计的设备才是本质安全的。在Exi设备内部，Exm(“浇封”)技术也可能用在设备的某些部分(如在电池组中)。

动火作业许可证
在危险场所使用非防爆校准设备是可能的，但需要工厂安全人员的特别批准。通常，这也涉及到安全设备的使用，例如，需要携带便携式气体探测器到现场。

使用正确的防爆设备就比较简单了，因为它不需要任何特别的批准。自然地，防爆校准设备必须适用于与之相对应的危险场所。

国际/北美标准与差异
有两种不同的法规标准对危险场所和危险场所使用的设备分类做出了规定。一种是国际IEC标准和ATEX指令，在国际和欧洲法规标准中使用；另一种是北美的法规标准。由于这两者之间存在一些差异，本文首先对两者单独介绍，然后再对它们进行比较。

国际IEC标准、IECEx体系和ATEX指令
IEC 60079国际标准系列为相关规则制定了不同的标准。

IECEx体系是和IEC合作并基于IEC标准，IECEx体系的目标是促进在爆炸性环境中使用的国际设备和服务贸易，同时维持其需要的安全等级。目前，IECEx有包括美国在内的30多个会员国。

ATEX指令是为了统一欧盟内的危险设备和工作环境而制定的，基于90年代的指令。

危险场所分类
危险场所是根据某一区域的大气中存在某种易燃物质的可能性进行分类的。下表是不同的危险场所(区域)的分类情况：