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| 标准编号 | GB/T 25285.1-2021 (GB/T25285.1-2021) | | 中文名称 | | | 英文名称 | Explosive atmospheres - Explosion prevention and protection - Part 1: Basic concepts and methodology | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | K35 | | 字数估计 | 38,352 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、中国国家标准化管理委员会 | GB/T 25285.1-2021: 爆炸性环境 爆炸预防和防护 第1部分：基本原则和方法
GB/T 25285.1-2021 英文版: Explosive atmospheres -- Explosion prevention and protection -- Part 1: Basic concepts and methodology
中华人民共和国国家标准
代替GB 25285.1-2010
爆炸性环境 爆炸预防和防护
第1部分:基本原则和方法
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
1 范围
本文件规定了对可能导致爆炸的危险情况识别和评定的方法,以及与安全要求相适应的设计和结
构措施,通过以下方面实现:
---风险评定;
---风险降低。
设备、防护系统和元件的安全,可通过消除危险和/或限定风险来实现,即采取下列方式:
a) 适当的设计(无安全防护装置);
b) 安全防护装置;
c) 使用信息;
d) 任何其他预防措施。
与a)(预防)相应的防爆措施和与b)(防护)相应的防爆措施在第6章中涉及。与c)相应的防爆措
施在第7章中涉及。与d)相应的防爆措施在本文件中未涉及。它们在GB/T 15706(在GB/T 15706-
2012中为第6章)中涉及。
只有当设备、防护系统和元件在其预期使用的范围内运行,并且按照相应的操作规程或要求进行安
装和维护时,本文件规定的预防和防护措施才能提供所要求的保护等级。
本文件规定了通用设计和制造方法,帮助设计人员和制造厂设计设备、防护系统和元件时实现防爆
安全。
本文件适用于在大气条件下,任何拟用于爆炸性环境的设备、防护系统和元件。这些环境可能由设
备、防护系统和元件处理、使用或释放的可燃性物质造成,或由设备、防护系统和元件周围的可燃性物质
和/或设备、防护系统和元件的构成材料造成。
本文件适用于各个使用阶段的设备、防护系统和元件。
本文件适用于除煤矿用设备外的其他场所使用的Ⅱ类和Ⅲ类设备;对于煤矿井下区域用设备以及
由瓦斯和/或可燃性煤粉引起危险的煤矿地面设施用设备要求,见GB/T 25285.2。
本文件不适用于:
---医学环境的医用设备;
---完全是由爆炸物质或不稳定化学物质存在引起的爆炸危险场所使用的设备、防护系统和元件;
---由物质与除大气中的氧气外的其他氧化剂反应产生的爆炸,或者由其他危险反应或非大气条
件产生爆炸的场所的设备、防护系统和元件。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文
件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于
本文件。
3 术语和定义
GB/T 2900.35界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
4 风险评定
4.1 通则
对非电气设备、元件、防护系统、装置及其组合,如果它们本身有潜在点燃源,并且预期用于爆炸性
环境中,则应根据GB/T 3836.28进行风险评定。对其他情况,应根据GB/T 15706和/或EN15198进
行风险评定,除非有对情况更加适合的其他标准,考虑下列要素:
a) 识别爆炸危险并确定危险爆炸性环境出现的可能性(见4.2);
b) 识别点燃危险并确定潜在点燃源出现的可能性(见4.3);
c) 估计点燃后爆炸的可能效应(见4.4);
d) 评价风险以及是否达到预期的保护等级;
注:预期保护等级至少由法律要求和用户规定的附加要求(如有必要)来定义。
e) 考虑降低风险的措施(见第6章)。
危险评定应采用综合评定方法,特别是对于复杂设备、防护系统和元件,构成独立单元的装置,尤其
是扩展的装置。这种风险评定方法需要考虑下列因素产生的点燃和爆炸危险:
---设备、防护系统和元件本身;
---设备、防护系统和元件与其处理物质之间的相互作用;
---在设备、防护系统和元件内部进行的具体工艺过程;
---设备、防护系统和元件的周围环境及可能与相邻工艺过程的相互作用。
4.2 爆炸危险识别
4.2.1 通则
爆炸危险通常与设备、防护系统和元件所处理、使用或释放的材料和物质有关,也与制造设备、防护
系统和元件的材料有关。其中一些释放的物质在空气中会经历燃烧过程。燃烧过程通常伴有大量的热
释放,同时会产生压力及释放有害物质。与燃烧不同,爆炸基本上是反应区域(火焰)在危险爆炸性环境
中的自行传播。一旦危险爆炸性环境被有效点燃源点燃,与之有关的潜在危险就释放出来。
4.2.2和4.2.3中列出的安全特性描述了与安全有关的可燃性物质特性。材料特性和安全特性用于
爆炸危险识别。
需要注意,这些安全特性不是常量,而是(例如)与测量采用的技术有关。而且对于粉尘来说,列出
的安全数据仅作为推荐值,因为这些值与粉尘颗粒大小和形状、湿度及添加剂(甚至微量的浓度)有关。
对于特定的应用,宜对设备中出现的粉尘试样进行试验,得出的数据用于危险识别。
4.2.2 燃烧特性
由于在这里不是用材料本身,而是用粉尘与空气的接触或混合说明潜在危险,因而应确定可燃性物
质与空气混合物的特性。这些特性给出关于物质的燃烧特性和是否能够引起燃烧或爆炸的信息。相关
数据有:
---爆炸下限温度点(见EN15794),如果爆炸下限温度点不能获得,可由闪点(具有一定安全系
数)代替;
---爆炸极限(LEL、UEL)(见GB/T 16425和GB/T 12474);
注:在GB/T 3836.12中,爆炸下限(LEL)和爆炸上限(UEL)分别命名为燃烧下限(LFL)和燃烧上限(UFL)。
---极限氧浓度(LOC)(见EN14034-4和GB/T 38301)。
4.2.3 爆炸特性
爆炸性环境点燃后的特性应用下列数据描述:
---最大爆炸压力(pmax)(见GB/T 16426、EN14034-4和EN15967);
---最大爆炸压力上升速率[(dp/dt)max](见GB/T 16426、EN14491和EN15967);
---最大试验安全间隙(MESG)(见GB/T 3836.11)。
4.2.4 危险爆炸性环境出现的可能性
危险爆炸性环境出现的可能性取决于下列方面:
---可燃性物质的存在;
---可燃性物质(如气体、蒸气、薄雾、粉尘)的扩散程度;
---可燃性物质在空气中的浓度在爆炸范围内;
---点燃后足以造成伤害或破坏的爆炸性环境的量。
在评定危险爆炸性环境出现的可能性时,需要考虑现场存在的物质经化学反应、分解和生物过程可
能形成的危险爆炸性环境。
如果无法估计危险爆炸性环境出现的可能性,则应假定这样的环境始终存在。
上述各方面具体如下。
a) 可燃性物质的存在
可燃性物质应被视为能形成危险爆炸性环境的材料,除非对其特性的调查表明,在与空气的混
合物中,爆炸不能自行传播。在评定危险爆炸性环境出现的可能性时,需要考虑现场存在的物
质经化学反应、分解和生物过程可能形成的危险爆炸性环境。
b) 可燃性物质的扩散程度
气体、蒸气和薄雾的本质特性决定了它们具有很高的扩散程度并足以形成危险爆炸性环境。
对于粉尘,如果颗粒尺寸等于或小于0.5mm,则足以形成危险爆炸性环境。
注1:在现实中出现的大量薄雾、悬浮微粒和各类粉尘,其微粒尺寸均在0.001mm~0.1mm之间。
注2:可燃性飞絮是一种类型的粉尘(ⅢA类,见GB/T 3836.1),包括纤维(例如棉/碳/黄麻纤维),其一个尺
寸大于0.5mm,可能与空气形成危险爆炸性环境。
应注意,即使杂混物中的每种可燃性物质均不在爆炸范围内,杂混物中也可能发生爆炸。
c) 可燃性物质的浓度
当散布在空气中的可燃性物质的浓度达到最低值(爆炸下限)时,爆炸是可能的。当浓度超过
最大值(爆炸上限)时,爆炸将不会发生。
注3:有些物质化学性能不稳定,如乙炔和环氧乙烷,即使在缺乏氧气时也能发生放热反应,因此爆炸上限
为100%。
爆炸极限随温度和压力不同而变化。通常,爆炸上、下限间的范围随压力和温度的升高而变
宽。在可燃性物质与氧气混合的情况下,其爆炸上限远高于空气混合物。
如果可燃性液体的表面温度高于爆炸下限温度点,则能够形成危险爆炸性环境(见6.2.1.2)。
注4:在远低于爆炸下限温度点(LEP)的温度下,杂混物(如气溶胶和薄雾)可能成为爆炸性混合物。
与气体和蒸气相比较,粉尘的爆炸极限意义不同。粉尘云通常是不均匀的。由于粉尘在大气
中的沉积和扩散、散落,粉尘的浓度波动较大,当存在可燃性粉尘沉积时,通常认为危险爆炸性
环境可能形成。
d) 危险爆炸性环境的量
评定出现的爆炸性环境的量是否存在危险,决定于爆炸的可能效应(见4.4)。
4.3 点燃危险识别
4.3.1 通则
首先,应确定哪些类型的点燃源是可能的以及哪些是与设备(或元件、防护系统)相关的。第5章考
虑了不同的点燃源。应评定可能接触危险爆炸性环境的所有点燃源的意义。
随后,所有设备相关点燃源的点燃能力应与可燃性物质的点燃特性相比较(见4.3.2)。
该步骤应形成设备、元件或防护系统的所有潜在点燃源的完整列表。随后,对潜在点燃源变为有效
点燃源的可能性进行评定,也需要考虑维护和清洁等作业时可能产生的点燃源。
4.3.2 点燃特性
应确定危险爆炸性环境的点燃特性。相关数据如:
---最小点燃能量(见GB/T 3836.12);
---爆炸性粉尘环境的最低点燃温度(见GB/T 3836.12);
---爆炸性气体环境的自燃温度(见GB/T 3836.11)。
4.3.3 有效点燃源出现的可能性
应根据成为有效点燃源的可能性,按下列方式对潜在点燃源进行分类:
---连续或频繁出现的点燃源;
---在很少情况下出现的点燃源;
---在极少情况下出现的点燃源。
对于使用的设备、防护系统和元件,这种分类应视为等效于下列情况:
---正常运行期间出现的点燃源;
---仅由于出现故障才可能出现的点燃源;
---仅由于出现罕见故障才可能出现的点燃源。
注:可采取保护措施使点燃源失效(见6.4)。
如果无法估计有效点燃源出现的可能性,则应假定有效点燃源始终存在。
4.4 估计爆炸可能产生的效应
为了估计爆炸可能产生的效应,需要考虑下列因素,例如:
5 可能点燃源
5.1 热表面
如果爆炸性环境触及受热表面,则可能发生点燃。不仅热表面本身能成为点燃源,而且与热表面接
触或被热表面点燃的粉尘层和可燃固体也能成为爆炸性环境的点燃源(见5.2)。
受热表面引起点燃的能力取决于特定物质与空气混合物的类型和浓度。随着温度的升高和受热表
面面积的增大,点燃能量增大。另外,触发点燃的温度与受热物体的尺寸和形状、邻近表面的浓度梯度、
热表面周围爆炸性气体的流速有关,且某种程度上还与表面的材料有关系。因此,例如在相当大的受热
空间(大约1L或更大)内,爆炸性气体或蒸气环境能够被低于按照GB/T 3836.11或其他等效方法测定
的表面温度点燃。另一方面,对于一个凸面而非凹面的受热体,点燃则需要较高的表面温度;例如球状
或管状物体,最低点燃温度随着其直径的减小而升高。当一种爆炸性环境物质经过受热表面时,由于接
触时间短,点燃可能需要较高的表面温度。如果爆炸性环境与热表面接触的时间相对较长,则能发生初
级反应(例如冷焰),从而生成更易点燃的分解产物,加速原来环境的点燃。
除了容易识别的诸如散热器、干燥箱、加热线圈及其他产品的热表面,机械和机器加工过程也能导
致危险温度。这些过程也包括把机械能转换成热能的设备、防护系统和元件,即各种摩擦离合器和机械
操纵的制动器(例如车辆和离心分离器上)。另外,轴承、轴通道、密封压盖等的所有活动部件,如果没有
进行充分的润滑也能成为点燃源。在活动部件的密封壳体内,外物的侵入或轴心偏移也能导致摩擦,进
而导致表面温度升高,在某些情况下,温度甚至升高很快。
热表面也可能通过其他点燃源加热吸收体产生,例如电磁波(见5.8和5.9)和超声波(见5.11)。
还需要考虑由于化学反应(例如与润滑剂和清洁剂的化学反应)引起的温度升高。
焊接和切削工作中的点燃危险见5.2。
防止热表面引起点燃危险的保护措施见6.4.2。如果热表面全部或部分由其他条款更具体地覆盖,
则这些条款应适用,见6.4.4、6.4.9、6.4.10、6.4.12。
5.2 火焰和热气体(包括热颗粒)
温度通常高于1000℃时的燃烧反应伴有火焰。热气体是反应的产物,并且在含尘和/或烟炭火焰
中,还会产生炽热的固体颗粒。火焰及其热反应的产物或其他高温(未燃烧)气体能够点燃爆炸性环境。
即使是很小的火焰,也是最有效的点燃源。
如果设备、防护系统或元件的内部及外部或者在装置的相邻部件内存在爆炸性环境,并且如果这些
地方中有一处发生点燃,则火焰能够通过开口(例如通风管道)......
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