电气防爆技术之隔爆外壳的耐爆性

隔爆外壳中产生的爆炸压力受爆炸气体混合物的浓度、外壳的容积及形状、点火源的位置、接合面间隙、爆炸性气体混合物的初始压力及温度等的影响。在低于最大爆炸压力浓度时，爆炸压力与混合物的浓度成正比；当外壳的容积增大时，其热损失相对减小，爆炸压力相对增高；就外壳的形状而言，非球型容器比球型容器的爆炸压力要低；点火位置偏离中心，其爆炸压力会下降；接合面间隙增大，爆炸压力将下降；爆炸性气体混合物的初始压力温度提高，爆炸压力将增大。

隔爆型电气设备爆炸时其内部会产生大约0.5Mpa-2.0Mpa的爆压，将对壳壁产生冲击。当外壳材质的强度不能满足要求时，造成破损，所以外壳的抗拉强度及壁厚应达到要求。

隔爆型电气设备的外壳常用材料有：钢板、铸钢、铸铝合金、铸铁等材料。当采用铸铁时，其牌号应不低于HT250；当采用铸铝时，应用抗拉强度不低于120Mpa，含镁和锆量不高于7.5%的材料。当外壳容积不大于0.01升时，可采用陶瓷材料制造。当外壳容积不大于2.0升时，可采用塑料材料制造，但塑料外壳的结构强度受成型工艺及易自然老化的影响，一般用于外壳容积小于0.1升的隔爆部件。目前主要是使用铝合金材质的防爆电气产品居多，以北京华荣为例，只有在现有压铸壳体尺寸不能满足需求时，才采用钢板或者不锈钢材质。比如：ATEX/IECEX防爆接线箱/盒、ATEX/IECEX防爆插接装置、ATEX/IECEX防爆操作柱、ATEX/IECEX防爆马达开关、ATEX/IECEX防爆马达启动器、ATEX/IECEX防爆配电箱/盘等防爆电器。

隔爆外壳由于要随爆炸的冲击力，因此其壁厚值相对其它防爆型式的外壳要大。以铸铝壳体为例，容积不大于2.0升的外壳，壳壁厚应在4.0-8.0mm之间，法兰厚度应在8.0-12.0mm之间；压铸铝外壳的壁厚由于致密度相对较高，其壁厚可设计得小一点。

隔爆型电气设备在结构设计时，要尽量避免压力重叠现象。压力重叠现象一般生产在包含两个或多个空腔以小孔形式连通的外壳内，当一个空腔引爆后，其火焰向另一空腔传播，由于火焰的前沿面比气体传播速度要慢，另一空腔首先进行气体预压，再进行点燃爆炸，这样产生的爆压比前一个空腔高数倍，将造成壳体的严重损坏。事实上，在同一空腔中，当电气部件安装不合理时也会产生压力重叠现象。

因此，外壳不宜制成以小孔连通的多空腔形式，壳体电器元件的安装也应避免将整腔分割成几个小空腔。另外，外壳三维尺寸之比不宜过大，否则壳内会产生压力重叠现象。所以我们北京华荣在设计ATEX/IECEX防爆接线箱/盒和ATEX/IECEX防爆配电箱/盘等产品时不建议尺寸做得太大，条件允许的情况下都会尽量缩小外壳的尺寸。