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背 景

随着军工生产线建设的快速实施、国防科技创新建设的迅猛开展，高密度研发、高强度生产交付成为常态。在此背景基础下，越来越多的人才涌入军工火工品生产线的研发与建设中来。

今天本文就带领新入行的小白，一起来聊一聊“军工火工品爆炸危险环境的基础知识”。

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爆炸性危险环境

首先，我们来聊一聊什么是爆炸性危险环境。在国家2010年颁布的《GB3836.1爆炸性环境设备通用要求》中做出了讲解，爆炸性环境（explosive atmosphere）是在大气条件下，可燃性物质以气体、蒸气、粉尘、纤维或飞絮的形式与空气形成的混合物，被点燃后，能够保持燃烧自行传播的环境。

其次，爆炸危险环境又按照危险源分为了三类（这里敲黑板重点记下，因为马上后面要与危险源对应上），三类危险环境分别对应三类电气设备，分别描述如下：

I类

I类电气设备用于煤矿瓦斯气体环境。用于煤矿的电气设备，当其环境中除甲烷外还可能含有其它爆炸性气体时，应按照Ⅰ类和Ⅱ类相应可燃性气体的要求进行制造和试验。该类电气设备应有相应的标志(例如：“Ex d I/IIB T3”或“Ex d I/II (NH3)”。

讲解：煤矿环境是一种比较特殊的环境，它是包含了可燃固体、可燃油泥、可燃粉尘与瓦斯（瓦斯是以烷烃为主，多种可燃气体组成的气体总称）的一种综合的高危环境，它的电气选型与设计都非常严苛，因此I类基本就是为煤矿定制的。

II类

II类电气设备用于除煤矿甲烷气体之外的其它爆炸性气体环境。按照其拟使用的爆炸性环境的种类可进一步再分三类，如下：

• IIA类：代表性气体是丙烷；

• IIB类：代表性气体是乙烯；

• IIC类：代表性气体是氢气。

讲解：II类环境是除煤矿以外的气体环境，又按照点燃或引爆的能量阈值、热起燃时间等因素分为了A、B、C三种，其中A类最不容易起燃的，C类是最危险的。具体哪种气体属于哪一类，可以在规范《GB50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范》中的附录三中查询。

III类

III类电气设备用于除煤矿以外的爆炸性粉尘环境。III类电气设备按照其拟使用的爆炸性粉尘环境的特性可进一步再分类。III类电气设备的再分类：

• IIIA类：可燃性飞絮；

• IIIB类：非导电性粉尘；

• IIIC类：导电性粉尘。

讲解：与气体的分类类似，但是依据不相同，粉尘根据自身特性分成了A、B、C三种，其中A类最不容易起燃的，C类是最危险。在规范《GB50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范》中的附录三中可以对常见的粉末进行查询，例如金属粉、面粉、木屑等等，但是火炸药在规范中是查不到的。

这里要注意的是，在II类与III类中，A、B、C三种细分都是有递进关系的，只要满足C类，那么A和B的环境就都能使用了。但是II类与III类是没有互通关系的，不能表示II类设备是优于III类的。另外就是I类环境是特殊的煤矿行业，由于他的环境中有太多可燃的东西，所以就不搞ABC那套了。

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温度组别

分类说完以后，咱们再聊聊温度组别。温度组别本身很好理解，它的含义就是设备表面的最高温度。设备表面温度高，那肯定是不安全的，设备表面温度低，那相对就是安全的。但温度组别的选择依据特别复杂，在国标中标定了非常多的选型依据与具体情况，在本文中就不展开了。我们特别需要阐述两个知识点，一是下图中的表格阐述了组别与温度的对应关系。

二是聚焦到军工行业的选择标准，参考1990年颁布的《WJ2177-1990 火药、炸药、弹药、引信及火工品工厂设计安全规范》第12.1.1条第二点中说明，在危险场所内应根据危险场所的类别，选用适当类型的电气设备，其外壳表面温度不应超过120 ℃。这个要求其实是非常严苛的，因为在我们异步电机与伺服电机的选择过程中，一般电机的温度组别都是T4，也就是135 ℃，很显然不符合WJ2177-1990的要求。而且这款要求属于一刀切，也没有做到具体问题具体分析，据行业内部的专家阐述，最新的标准已经在路上，是按照产品药性的点燃温度或分解温度减75℃来规范温度要求的，期待最新标准早日和我们见面。

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危险区域

上文中已经说完爆炸环境分类与温度了，接下来阐述爆炸危险区域的概念。在《GB50058-2014 爆炸危险环境电力装置设计规范》中表述了爆炸性危险区域的定义为：爆炸性混合物出现的或预期可能出现的数量达到足以要求对电气设备的结构、安全和使用采取预防措施的区域。这个区域分为两大类与三个细分，分别为气体的0区、1区、2区和粉尘的20区、21区、22区。其定义分别如下：

气体环境分区

气体的0区为连续出现或长期出现爆炸性气体混合物的环境；

气体的1区为在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境；

气体的2区为在正常运行时不太可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短时存在的爆炸性气体混合物的环境。

在我们军工行业，气体环境的应用相对于粉尘环境还是比较少的，小编目前也没有涉及过，所以大家稍微了解就好，重点需要知道的是喷漆房是1区（来自GB14444-2006《喷漆室安全技术规定》），喷漆的烘干房与调漆室也是1区就可以了。

粉尘环境分区

着重要说的还是粉尘环境的划分与定义。其实与气体的区分是雷同的，在老标准中并没有特别区分。

20区

要求最为严苛的是粉尘环境的20区，它的定义为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境的区域。20区主要集中在管道、生产和处理设备内存在的区域。例如：

• 粉尘容器内部；

• 贮料槽，筒仓等，旋风除尘器和过滤器；

• 粉料传送系统等，但不包括皮带和链式输送机的某些部分；

• 搅拌机，研磨机，干燥机和装料设备等。

21区

粉尘环境的21区为正常运行时，空气中的可燃性粉尘云有可能偶尔出现于爆炸性环境的区域；它的一般包含如下几个区域：

• 含有长时间会出现粉尘的处理设备的内部；例如排风机；

• 长时间会出现粉尘的设备外部场所，其区域的范围应受到一些粉尘参数的限制，如粉尘量，释放率，浓度，颗粒大小和产品湿度。通常为释放源周围 1 米的距离（垂直向下延至地面或楼板水平面），对于建筑物外部场所（敞开），21 区范围会由于气候，例如风、雨等的影响而改变。

这点可以举出很多例子，具体如下：

• 为了操作而需频繁移出或打开盖/隔膜阀时，粉尘容器外部靠近盖/隔膜阀周围的场所；

• 在粉尘容器外部靠近装料点和卸料点、送料皮带、取样点、卡车卸载站、皮带卸载点等场所；

• 如果粉尘堆积且由于工艺操作，粉尘层可能被扰动而形成爆炸性粉尘混合物时，粉尘容器外部场所；

• 可能出现爆炸性粉尘云（但既非持续地，也不长期，又不经常时）的粉尘容器内部场所，例如自清扫时间间隔长的筒仓（如果仅偶尔装料和／或出料）和过滤器的积淀侧。

22区

粉尘环境的22区为正常运行时，空气中的可燃性粉尘云一般不可能出现于爆炸性环境的区域，即使出现，持续时间也是短暂的，例如：

• 袋式过滤器通风孔的排气口，一旦出现故障，可能逸散出爆炸性混合物；

• 很少时间打开的设备附近场所，或根据经验由于高于环境压力粉尘喷出而易形成泄露的设备附近场所；气动设备，挠性连接可能会损坏等的附近场所；

• 装有很多粉状产品的存储袋。在操作期间，存储袋可能出现故障，引起粉尘扩散。

危险区域总结与举例

听完了爆炸危险区域的划分后，我们举一个经典案例，分析一下各个区域的划分。下图中展示了爆炸粉尘的填装站，我们依次说明这个站点各个区域是如何界定的。

首先是车间的存储罐与货车的料箱，因为它们是可燃性粉尘云持续地出现的容器，并且在内部是会频繁的出现蘑菇云的地方，所以这两个容器的内部一定是20区。

再看货车停放的一楼空间，由于料箱的开盖和隔膜阀阻隔了粉料，粉尘在正常情况下是不会跑出来的，及时出现也是偶尔出现的场所，所以它被设置为21区。

车间的二层存储的是粉料罐，它在这层没有开孔的管道，即使有也很少打开，并且我们很难想象药粉会从罐子里面跑出来，所以这个区域就被定为22区。

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总 结

今天跟大家讲解了危险环境、温度组别和危险区域以后，大家是不是很有收获。是否可以根据不同的场景来进行判断了呢？我再来举一个小例子，火炸药颗粒（可能会产生非导电性粉尘）在一号车间进行装药，随后经过廊道被转运至二号车间进行盖子的拧紧密封，盖子拧紧后被送到了三号车间进行外部组件的装配，让咱们根据有限的信息初步判断各个场所分类。

一号车间所有火炸药的容器、料道等等的电气设备都需要符合IIIB T5 20区要求。由于整个一号车间和廊道中，火药都是放在药筒中的，存在有可能遗落的情况，所以一号车间与廊道都应该要符合IIIB T5 21区要求。二号车间在拧盖前的工艺设备都应该是IIIB T5 21区的要求，到拧盖后的一定范围外，直至最后的三号车间，因为药筒已经合盖完成，原则上不会有零散药粒遗漏出来，所以它们都应该符合IIIB T5 22区要求。

以上就是我为大家带来的爆炸危险环境的基础知识，里面很多内容都是从下面的标准中吸收到，如果想做到更深的了解，还要在继续吃透如下的国标文件：

01.《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》GB3836.1-2000

02.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-1992

03.《火药、炸药、弹药、引信及火工品生产安全技术管理规程》WJ2177-1994

04.《火炸药危险环境用电气设备及安装》GBT 35686-2017

05.《军工燃烧爆炸品工程设计安全规范》 WJ30059-2021

如果有任何不明白的地方，欢迎大家留言讨论。