防爆工業車輛的防爆檢測要求

郭洪锍

（江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院泰州分院 泰州 225300）

防爆工業車輛被廣泛用于爆炸性氣體、蒸汽、粉塵或飛絮的易燃易爆生產場所[1]（如石化行業超過2/3的場所屬于爆炸性危險區域），在其工作過程中存在電氣漏電、高溫熱表面、機械火花、靜電等潛在點燃源，對防爆安全構成重大威脅。防爆工業車輛通過防止產生危險火花和危險高溫來適應防爆環境的要求。

1 我國防爆工業車輛發展及現狀

我國對防爆工業車輛的研制較國外晚了約半個世紀，1980年原機械工業部聯合鐵道部研制出了我國第一輛防爆工業車輛，但是直至1992年才開始引進國外防爆技術并對國產車輛進行防爆改裝。經過近幾十年的發展，我國已經有諸如杭叉、林德叉車等單位對防爆工業車輛進行自主研制[2]。

2 工業車輛結構與防爆危險性能分析

工業車輛是指使用在工業場所用來搬運、牽引、推頂、起升、堆垛或碼放貨物的各種車輛，主要包括搬運車、牽引車、推頂車、堆垛車、叉車等[3]。

由于防爆工業車輛主要用在石油、化工、金屬加工等易燃易爆環境的危險場所，必須要考慮工業車輛的防爆安全?？扇嘉?、氧氣和點燃源是形成爆炸的三要素。由于可燃物和氧氣不可避免地存在于生產運輸過程中，因此首先應盡量避免可燃物與潛在點燃源工業車輛接觸?？紤]工業車輛的高機動性和工作場所的復雜性，作業過程中還要完成搬運、牽引、推頂、起升、堆垛等各種動作，對于在易燃易爆環境工作的工業車輛，必須滿足相關防爆標準中對防爆設備的要求。

3 防爆工業車輛的潛在點燃源與防爆安全技術

3.1 潛在點燃源

根據GB/T 3836.1—2021《爆炸性環境 第1部分：設備 通用要求》，爆炸性環境的點燃源包括熱表面、火焰和熱氣體（熱顆粒）、機械火花、電氣設備、雜散電流等[4]。結合工業車輛的自身特點和工作屬性，可將工業車輛潛在點燃源概括為電氣點燃源、非電氣點燃源和內燃機3類[5]。

1）電氣點燃源。蓄電池工業車輛的潛在電氣點燃源主要包括蓄電池、電機、控制器、燈具、電磁閥、開關等在運行過程中存在漏電、電氣火花和高溫風險的電氣設備和元件。

2）非電氣點燃源。工業車輛的制動器、離合器、傳動裝置、散熱風扇、輪胎、傳動帶、非金屬踏板和蓋板等非電氣部件在工作過程中產生機械火花、靜電和高溫風險。

3）內燃機。內燃機工業車輛的主要潛在點燃源是內燃機，內燃機在工作過程中會產生高溫高熱氣體、噴發熱顆粒甚至熱火焰，對爆炸性環境構成很大威脅。

3.2 防爆安全技術

目前，工業車輛的防爆主要是從控制潛在點燃源的角度實施的一系列防爆技術，現行的防爆標準對于電氣防爆、非電氣防爆和防爆內燃機都有明確要求。

對于電氣防爆，可根據GB/T 3836.1—2021阻隔可能產生電弧或火花的部件，防止其擴散到外部，通過采用本安或增安型、無火花型等設計電路限制表面高溫，使用特殊材料防止靜電等特殊措施，規避產生碰撞火花，對特殊點燃源采取合適的防爆技術等[6]。

對于非電氣防爆，可根據GB 25286—2010《爆炸性環境用非電氣設備》要求采用結構安全型、控制點燃源型、液浸型、限流外殼型及隔爆外殼型等結構使非電氣設備具備防爆能力，使其滿足使用要求。

對于內燃機防爆，可根據GB 20800《爆炸性環境用往復式內燃機防爆技術通則》中要求對發動機表面、進（排）氣管和冷卻系統溫度進行檢查，對冷卻風扇的選型和運轉進行檢查，對溫度過高時發動機的自動停機功能進行試驗。

3.3 主動安全防爆技術

相對于上述被動安全防爆技術，主動安全防爆技術則是在點燃源出現之前即采取措施保障人員和設備安全。防爆工業車輛通過溫度控制系統、氣體（粉塵）探測系統、絕緣監控系統等主動防爆技術可以主動探測可能出現的高溫、易燃易爆氣體（粉塵）等，在達到危險級別前通過控制系統采取緊急停車、降低功率等來規避風險、保障安全。主動安全防護系統的運行流程如圖1所示。

圖1 主動安全防護系統的運行流程

1）溫度監控系統。溫度監控系統可以對發動機、電機、排氣口及車輛制動器等易產生高溫高熱部件進行監控。當溫度達到設定值或警戒值時可以向駕駛人員發出警告甚至自動停車，從而實現防爆安全。需要注意警戒溫度的設定要和整車的溫度組別適應，并有一定的裕度。

2）氣體（粉塵）探測系統。氣體（粉塵）探測系統主要探測車輛周圍的易燃易爆氣體（粉塵），當濃度達到警戒值時可以示警甚至自動停車，從而實現防爆安全。氣體（粉塵）探測傳感器應與可能出現的易燃易爆氣體（粉塵）相匹配，另外，當氣體（粉塵）濃度達到25%爆炸下限時，應停車。

3）絕緣監控系統。絕緣監控系統是用于監控車架與帶電部件之間的絕緣電阻，以防漏電，主要針對2G/2D工業車輛。根據GB/T 19854—2018《爆炸性環境用工業車輛防爆技術通則》的要求，車架與帶電部件之間的絕緣電阻應大于0.5 MΩ，當該值小于500 Ω時，應停車。

主動安全防護系統通過傳感器傳遞的信號進行反饋，對可能出現的隱患進行監控，是在采用防爆部件等被動安全防護基礎上進行的有效補充，進一步提升防爆工業車輛的安全防護等級。

3.4 主動安全防護系統的檢測要求

GB/T 19854—2018中對表面溫度、機械火花和機械間隙、靜電等涉及主動安全防護系統提出了具體要求[7]，但是對主動安全防護系統的檢測沒有做出明確要求，對防爆工業車輛的現場檢驗仍有諸多困難。

本文就防爆工業車輛的檢驗，以TSG 81—2022《場（廠） 內專用機動車輛安全技術規程》為基礎，參考國際、國內行業標準、法規提出主動安全防護系統的技術要求和檢驗方法。

●3.4.1 技術要求

防爆工業車輛首先必須滿足TSG 81—2022的要求，對防爆性能的要求應滿足GB/T 3836.1—2021規定：

1）內燃機工業車輛在發動機冷卻水溫度過高時應能自動停車。

2）對于工業車輛電氣設備應能實時監控其是否過載、短路、漏電等。

3）對于安裝了溫度監控系統的車輛，當車體表面溫度即將達到最高表面溫度時車輛應產生熱降效應并能自動有效控制運行；當車體的表面溫度達到最高表面溫度時，車輛應能自動停止運行[8]。

4）對于安裝了氣體監控系統的車輛，應當對車輛工作區域的易燃易爆氣體濃度上下限進行實時監控。對于存在可燃性粉塵的場所，應具備粉塵檢測功能，且定時清理粉塵探測器表面。

5）主動報警保護功能的安全保護裝置動作時不能出現突然制動或突然卸載等危害人員安全的動作。另外安全保護裝置需要具備模擬測試功能。

●3.4.2 檢驗方法

對主動安全系統的檢驗項目、檢驗方法要求如下[9]：

1）對安裝有溫度監控系統的防爆工業車輛，需要檢查溫控系統的溫度閾值是否合理，是否與車輛的實用工況相匹配，即溫控上限值不得高于工況下的溫度。通過其他設備諸如紅外測溫儀等檢查防爆工業車輛外表面溫度，與溫控系統的實測值進行比較。在工況現場進行超溫模擬實驗，檢查溫控系統是否及時、有效響應并觸發動作。

2）對安裝有氣體（粉塵）監控系統的防爆工業車輛，需要檢查監控系統相應氣體（粉塵）的類型是否與車輛的使用工況相匹配，確保系統能覆蓋使用工況下可能產生的所有危險氣體。另外，特別需要注意檢查監控系統探測氣體（粉塵）濃度的上下限，務必確保能夠覆蓋相應氣體（粉塵）的爆炸上下限濃度。在工況現場進行危險氣體（粉塵）釋放模擬實驗，當危險氣體（粉塵）濃度達到報警濃度時檢查監控系統是否及時、有效響應并報警觸發停車動作。

3）對安裝有短路保護系統的防爆工業車輛，可以在工況現場模擬短路，檢查系統是否能及時動作，并操作車輛觀察其能否在短路狀態下啟動。

4）對安裝有漏電保護系統的防爆工業車輛，使用標準電源連接有漏電保護裝置信號線，檢查漏電保護能否動作，并觀察車輛是否及時、有效響應并報警觸發停車動作。

5）對安裝有過載保護系統的防爆工業車輛，可以參照上述第4）項。

4 結束語

本文分析并總結了防爆工業車輛的潛在點燃源與防爆安全系統的檢測技術要求和檢驗方法。

隨著人工智能技術的逐步發展和新能源技術的廣泛應用，防爆工業車輛正朝著自動化、智能化方向發展[9]。作為工業車輛的前沿技術，自動引導車AGV則成為工業車輛的發展趨勢，作為采用單片機控制、人工遙控操作、自帶動力以及能夠沿規定的路徑自動行駛的運輸工具。另外，鋰電池作為蓄電池工業車輛使用的電源裝置，具有能量密度高、綠色環保、使用壽命長等優點。但是按照當前的技術要求，AGV技術和鋰電池防爆技術在爆炸危險場所中使用仍然存在諸多不足[10]。