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防爆等级划分标准:危险区域/防爆类型/防爆标识解析

发布时间:2026-07-31

一、防爆的基本原理

(一)爆炸的概念

爆炸是物质从一种状态,经过物理或化学变化,瞬间转变为另一种状态,并释放出巨大能量的过程。极速释放的能量会对周边设备、建筑及人员造成猛烈冲击和严重破坏。

爆炸的发生必须同时具备三个核心条件,缺一不可:

1、爆炸性物质:可与氧气(空气)发生反应的易燃易爆物质,涵盖气体、液体、固体三类。其中气体包括氢气、乙炔、甲烷等;液体包括酒精、汽油等可燃溶剂;固体包括各类可燃粉尘、纤维粉尘等。

2、氧气:空气中普遍存在的氧气,是爆炸反应的必要介质。

3、点燃源:能够引燃易燃易爆混合物的能量源,包含明火、电气火花、机械摩擦/磨损火花、静电火花、高温表面等。

(二)为什么要防爆

工业生产场景中,爆炸风险具备普遍性,绝大多数高危现场天然满足爆炸基础条件。从介质环境来看,煤矿井下约三分之二的作业场所存在爆炸性物质,化工行业超80%的生产车间区域存在可燃易爆介质;而空气氧气无处不在,持续提供爆炸反应条件。

从点火风险来看,现代工业生产大量使用电气仪表、机械设备,设备运行中产生的摩擦电火花、机械磨损火花、静电积聚火花、设备高温发热等情况无法完全避免,尤其仪表、电气设备故障时,点火风险会大幅提升。

当现场爆炸性物质与空气混合,浓度处于爆炸极限区间内,一旦遭遇点燃源,就会引发爆炸事故。因此,对高危工业场所进行防爆分级、选用合规防爆设备,是工业安全生产的核心保障。

二、危险场所危险性划分

依据最新国标GB 50058-2014、GB/T 3836.35-2021,结合国内外通用标准,按爆炸性物质类型、危险介质存在频次,对危险区域进行分级划分,新旧标准已完成迭代,粉尘区域废止旧10/11区划分方式,统一采用20/21/22区标准。具体划分如下:

爆炸性物质

区域定义

中国标准

北美标准

气体(CLASSⅠ)

正常工况下,爆炸性气体混合物连续、长期或频繁存在的场所

0区

Div.1

正常工况下,爆炸性气体混合物有可能出现的场所

1区

Div.1

正常工况下爆炸性气体混合物不可能出现,仅在设备故障、操作异常等特殊情况下,偶尔或短时间出现的场所

2区

Div.2

粉尘或纤维(CLASSⅡ/Ⅲ)

正常工况下,爆炸性粉尘、可燃纤维与空气的混合物连续、长时间存在或频繁短时出现的场所

20区

Div.1

正常工况下无爆炸性粉尘/纤维混合物,仅异常工况下偶尔、短时出现的场所

21区、22区

Div.2

补充说明:21区为异常工况下大概率出现可燃粉尘云的场所;22区为异常工况下仅偶尔短时出现、风险最低的粉尘危险区域。

三、防爆方法对危险场所的适用性

所有防爆型式均遵循GB/T 3836系列最新国家标准,不同防爆型式的防护原理、防护等级不同,适配的危险区域也有明确界定,其中气密型(h)目前工业场景已基本淘汰。具体参数如下:

序号

防爆型式

代号

国家标准

防爆措施

适用区域

1

隔爆型

d

GB/T 3836.2

构建坚固隔爆外壳,隔离内部存在的点火源,阻止爆炸向外传播

Zone1、Zone2

2

增安型

e

GB/T 3836.3

通过结构优化、工艺改进,从源头防止设备产生点火源

Zone1、Zone2

3

本安型

ia

GB/T 3836.4

严格限制设备点火源能量,极低能量无法引燃爆炸介质

Zone0、Zone1、Zone2

4

本安型

ib

GB/T 3836.4

限制设备点火源能量,规避常规故障点火风险

Zone1、Zone2

5

本安型

ic

GB/T 3836.4

基础能量限制,适配低风险爆炸环境

Zone2

6

正压型

p

GB/T 3836.5

通过正压介质隔绝,将危险物质与设备点火源彻底隔离

Zone1、Zone2

7

充油型

o

GB/T 3836.6

通过绝缘油液隔绝、冷却,隔离危险物质与点火源

Zone1、Zone2

8

充砂型

q

GB/T 3836.7

通过填充惰性砂体阻隔,阻断爆炸传播、隔离点火源

Zone1、Zone2

9

无火花型

n

GB/T 3836.8

设备正常运行及常规故障下,杜绝火花、高温等点火源

Zone2

10

浇封型

m

GB/T 3836.9

采用浇封材料密封设备元件,防止产生点火源、阻隔爆炸介质

Zone1、Zone2

11

气密型(已淘汰)

h

GB/T 3836.10

通过气密结构密封设备,隔绝危险介质与点火源

Zone1、Zone2

四、防爆等级细分标准

(一)爆炸性危险气体分类

我国、欧洲及全球多数国家,依据气体最小引爆火花能量(引燃难度),将爆炸性气体划分为四个危险等级,能量越低、越容易被引爆,危险等级越高。以下为工程通用参考数值(实测数值随气体浓度、环境工况略有浮动):

工况类别

气体分类

代表性气体

最小引爆火花能量

矿井下

甲烷

0.280mJ

矿井外工厂

ⅡA

丙烷

0.180mJ

ⅡB

乙烯

0.060mJ

ⅡC

氢气

0.019mJ

美国、加拿大标准将爆炸性介质分为三大类别,再细分组别,适配不同防爆设备选型,具体对应关系如下:

组名

代表性气体或尘埃

A

乙炔

B

氢气

C

乙烯

D

丙烷

E

金属尘埃

F

煤炭尘埃

G

谷物尘埃

(二)气体温度组别划分

温度组别用于限定防爆设备最高允许表面温度,避免设备高温引燃周边爆炸性气体,温度组别数字越大,允许表面温度越低,防爆安全性越高。优化后常用介质举例更贴合工业场景:

温度组别

安全的物体表面温度

常见爆炸性气体

T1

≤450℃

氢气、丙烯腈等46种

T2

≤300℃

乙炔、乙烯等47种

T3

≤200℃

汽油、丁烯醛等36种

T4

≤135℃

乙醛、乙醚等6种

T5

≤100℃

二硫化碳

T6

≤85℃

硝酸乙酯、亚硝酸乙酯

(三)典型防爆标志释义

现行国标规范防爆标志格式为「Ex 防爆型式 气体组别 温度组别」,无括号;老式带括号格式Ex(ia)ⅡCT6为旧标准写法,目前行业新旧格式均有沿用,核心参数一致。以Ex ia ⅡC T6为例,完整释义如下:

标志内容

符号

含义

防爆声明

Ex

符合国家爆炸性环境防爆标准,为正规防爆设备

防爆方式

ia

ia级本质安全防爆,防护等级最高,可安装于0区高危场所

气体类别

ⅡC

可适配危险性最高的ⅡC类爆炸性气体(氢气类)环境

温度组别

T6

设备工作表面最高温度不超过85℃,耐高温引燃风险极强

(四)无温度组别防爆标志说明

Ex ia ⅡC为例,该标志无温度组别标识,并非代表设备不接触爆炸性气体,真实释义为:设备无外露高温发热元件,或发热部位完全密封隔离,外壳表面温度极低,不会引燃爆炸性介质;此类标识也常用于粉尘防爆专用设备。

五、防爆专业术语及参数定义

(一)安全栅安全参数定义

1、安全栅最高允许电压(Um):保证安全栅本安端防爆性能稳定,允许非本安端接入的最高电压。

2、安全栅最高开路电压(Uoc):在最高允许电压范围内,安全栅本安端空载开路时的最大电压值。

3、安全栅最大短路电流(Isc):在最高允许电压范围内,安全栅本安端发生短路时的最大电流值。

4、安全栅允许分布电容(Ca):保障设备本质安全性能的前提下,本安端允许外接的最大电容值。

5、安全栅允许分布电感(La):保障设备本质安全性能的前提下,本安端允许外接的最大电感值。

(二)防爆等级安全系数说明

本安型设备安全系数特指火花点燃试验安全系数,设备表面温度评估统一采用1.0安全系数,二者需区分看待。

1、ia级本安设备:防护等级最高,在正常工作、单一故障、双重故障三种工况下,均不会引燃爆炸性气体混合物。正常工作安全系数2.0,单一故障安全系数1.5,双重故障安全系数1.0;带火花触点的设备,需额外加装隔爆、气密外壳,或进一步提升安全系数。

2、ib级本安设备:在正常工作、单一故障工况下可杜绝引燃风险,无法适配双重故障场景。正常工作安全系数2.0,单一故障安全系数1.5;正常工况下火花触点必须加装隔爆/气密外壳,且配备故障自显示功能,故障状态下安全系数为1.0。

3、ic级本安设备(新增国标规范):基础本安防护,仅在正常工作状态下无引燃风险,适配2区低风险爆炸环境,是工业现场常用的经济型防爆配置。

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