防爆電梯中的機(jī)械防爆應(yīng)用.doc

防爆電梯中的機(jī)械防爆應(yīng)用一、概述在易燃易爆場所影響爆炸的點(diǎn)火源有好多種，常見的點(diǎn)火源有明火、電氣火花、機(jī)械火花、靜電火花、危險(xiǎn)高溫等。在電氣防爆技術(shù)中已制定了GB3836和GB12476.1電氣防爆標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電氣火花引起的爆炸作出明確的規(guī)范和強(qiáng)制性的管理。大家都知道，根據(jù)木桶效應(yīng)，防爆必須做到整體防爆。只有電氣防爆，其余不防爆也會(huì)產(chǎn)生爆炸，這些由于機(jī)械撞擊、高溫、摩擦造成的爆炸舉不勝舉。如：我國南方一個(gè)制漆廠硫化堿車間，兩名工人處理浸提硫化堿黑灰，當(dāng)其把鐵釬從操作孔伸入浸提液黑灰內(nèi)，用力撬松液面下黑灰時(shí)，就撬動(dòng)一剎間，突然一聲巨響，硫化堿黑灰發(fā)生爆炸。又如：一個(gè)樹脂廠樹脂車間為排除電石貯斗料口堵塞的大塊電石，二名工人用鐵棍捅，產(chǎn)生火花，導(dǎo)致乙炔混合氣體發(fā)生爆炸。又如：一艘航行在中國南海的4.7萬噸日本油船，一個(gè)重4.3kg滾輪從15m高處掉進(jìn)空油罐底產(chǎn)生沖擊火花，使殘存的油氣發(fā)生爆炸。河南一個(gè)面粉廠，一個(gè)工人使用低壓行燈，由于行燈表面溫度引爆面粉而產(chǎn)生粉塵爆炸。電梯是一個(gè)成套設(shè)備，每一臺(tái)電梯都是由許多零部件組成，組成電梯的許多零部件都有自己的運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在這些運(yùn)動(dòng)中，有的會(huì)產(chǎn)生撞擊，有的會(huì)產(chǎn)生摩擦，而這些撞擊和摩擦極易產(chǎn)生火花，同樣會(huì)引起易燃易爆物質(zhì)爆炸。電梯是一個(gè)垂直運(yùn)輸升降設(shè)備，人們?cè)谑褂秒娞葸^程中使用不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生撞擊和摩擦。電梯在日常使用過程中會(huì)損壞，需要維修、保養(yǎng)，在維修、保養(yǎng)過程中也會(huì)產(chǎn)生摩擦和沖擊。因此，我們?cè)谶@篇文章里主要討論的是防爆電梯的機(jī)械撞擊和摩擦。二、撞擊和摩擦1.撞擊火花是隱蔽的引爆引燃的火源由于鋼鐵材料具有較高的強(qiáng)度和硬度，而鋼材的強(qiáng)度、硬度是隨著含碳量的增加而提高。然而對(duì)鋼鐵材料撞擊火花產(chǎn)生機(jī)理的研究表明，恰恰是鋼鐵材料中所含碳是產(chǎn)生火花的根源。由于機(jī)械設(shè)備損傷產(chǎn)生飛散物的撞擊、物體掉落時(shí)的撞擊、設(shè)備制動(dòng)時(shí)的沖擊，這些由于鐵器的互相撞擊和鐵器工具打擊混凝土地面都有可能產(chǎn)生火花，并成為點(diǎn)火源。2.摩擦能產(chǎn)生高溫，也是引爆引燃的火源當(dāng)兩物體接觸時(shí)，接觸面是凹凸面不平的，真正接觸的是一些點(diǎn)。而摩擦力是對(duì)抗兩個(gè)接觸物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的阻力，即克服兩物體間微凸體的吸附力和咬合力，故摩擦力與表面情況和壓力有關(guān)。要克服這種阻力需要消耗能量，此能量除了成為物體運(yùn)動(dòng)能外，還會(huì)變?yōu)闊崮埽植加谖⑼贵w上成為熱點(diǎn)。機(jī)械設(shè)備上轉(zhuǎn)動(dòng)部件的摩擦、電機(jī)制動(dòng)時(shí)的摩擦、軌道和導(dǎo)靴之間直線運(yùn)動(dòng)摩擦，這些摩擦如處理不好均會(huì)產(chǎn)生高溫成為點(diǎn)火源。三、電梯設(shè)備中的撞擊和摩擦電梯設(shè)備中撞擊和摩擦按其使用狀況分為以下幾種：正常使用中的撞擊和摩擦，如交流雙速外制動(dòng)中的制動(dòng)，開關(guān)門中的撞擊，曳引繩與曳引輪的相對(duì)滑移，導(dǎo)軌與導(dǎo)靴的摩擦。使用電梯中的非正常的撞擊和摩擦：如手推車撞擊轎門邦，物體在轎廂內(nèi)墜落撞擊轎底；或曳引繩，補(bǔ)償鏈運(yùn)行時(shí)與防跳欄桿和導(dǎo)軌支架之間的摩擦和撞擊。非正常偶然發(fā)生的撞擊和摩擦：如電梯超速墜落時(shí)，限速器動(dòng)作時(shí)的撞擊，安全鉗制停在導(dǎo)軌上瞬時(shí)撞擊加磨擦，這時(shí)的撞擊和磨擦其能量是比較大的；轎廂沉底沖頂，曳引繩飛出轎頂輪、曳引輪、對(duì)重輪，其能量是會(huì)引爆易燃易爆物的。維修人員在檢修時(shí)產(chǎn)生的撞擊：如對(duì)電梯檢修時(shí)敲、擰、旋均會(huì)產(chǎn)生撞擊和摩擦。按其作用力的大小又可分為重度、中度、輕度三種。安全鉗限速器動(dòng)作撞頂沉底，曳引繩飛出繩槽，曳引繩在曳引輪上長時(shí)打滑，交流雙速電梯中的頻繁制動(dòng)，在制動(dòng)盤上產(chǎn)生的高溫，鏟車、手推車撞擊轎門、轎邦，黑色金屬重物墜落撞擊轎底，維修人員用不防爆工具敲打電梯設(shè)備，可認(rèn)為是重度的撞擊和磨擦中度一般指層門、轎門關(guān)閉、開啟時(shí)的撞擊。輕度一般指導(dǎo)靴與導(dǎo)軌間的摩擦。四、機(jī)械防爆與使用場所的區(qū)域關(guān)系氣體防爆有0區(qū)、1區(qū)、2區(qū)粉塵防爆有20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)根據(jù)防爆場所劃分，0區(qū)、20區(qū)為長時(shí)間存在易燃易爆物質(zhì)的場所。1區(qū)、21區(qū)為正常運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)易燃易爆物質(zhì)的場所。2區(qū)、22區(qū)為正常運(yùn)行時(shí)易燃易爆物質(zhì)不可能出現(xiàn)，如出現(xiàn)也是偶然發(fā)生的。由此分析，防爆電梯由于正常使用中產(chǎn)生的機(jī)械撞擊和摩擦，最高只能用1區(qū)、21區(qū)。而電梯正常使用中產(chǎn)生的重度撞擊和磨擦是不能用防爆場所，如交流雙速外制動(dòng)是不能用于1、2區(qū)和21、22區(qū)的。電梯在非正常發(fā)生的撞擊和摩擦要有嚴(yán)格的措施和管理。氣體防爆分為四個(gè)等級(jí)：甲烷、A、B、C。而A、B、C主要針對(duì)隔爆型和本安型設(shè)置。確定隔爆型的等級(jí)，主要是考核隔爆間隙和隔爆面長度。確定本安型的防爆等級(jí)主要考核本安點(diǎn)燃的能量。由此可以看出，機(jī)械防爆與隔爆型和本安防爆無關(guān)，但對(duì)應(yīng)A、B、C的易燃易爆的物質(zhì)的爆炸點(diǎn)燃能量有關(guān)，與這些物質(zhì)的引燃引爆的溫度有關(guān)。物質(zhì)爆炸極限自燃溫度爆炸壓強(qiáng)MESUT隔爆間隙MIE點(diǎn)燃能量防爆等級(jí)。甲烷515%5270.72Mpa1.14mm0.28J丙烷2.19.5%4660.9Mpa0.92mm0.26JA乙醚1.74.5%1700.92Mpa0.87mm0.19JA乙稀2.336%4250.8Mpa0.65mm0.06JB氫475%5600.74Mpa0.29mm0.019JC乙炔1.582%3051.03Mpa0.37mm0.019JC甲烷不分類不分組。有上表看出A、B、C所對(duì)應(yīng)的易燃易爆物質(zhì)是與物質(zhì)的點(diǎn)燃能量、自燃的溫度有關(guān)。因此，對(duì)應(yīng)的重度撞擊和摩擦不能直接用于C，必須采取措施后方可用于C。用于B場所，也要采取相應(yīng)的措施，確定其產(chǎn)生的能量和溫度必須在防爆等級(jí)的范圍內(nèi)。六、防爆電梯中的機(jī)械防爆處理1從電梯運(yùn)行速度上控制能量JB/T10222-2001防爆鋼絲電動(dòng)葫蘆和JB/T10219-2001防爆梁式起重機(jī)，對(duì)防爆行車和防爆電動(dòng)葫蘆的運(yùn)行速度、升降速度均作了限制。規(guī)定其運(yùn)行速度均不大于25m/min。電動(dòng)葫蘆鋼絲繩與卷筒的卷入是強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)。鋼絲繩一般為一根最多二根。鋼絲繩作用卷筒上的壓強(qiáng)是比較大的，易產(chǎn)生能量集中，發(fā)生火花。而電梯采用曳引式，一般貨梯均用5根曳引鋼絲繩。通過曳引驅(qū)動(dòng)電梯上下。相對(duì)比較其鋼絲繩對(duì)曳引輪、轎頂、對(duì)重輪等壓強(qiáng)要小的得多。電梯標(biāo)準(zhǔn)中，規(guī)定所有輪直徑是鋼絲繩的40倍以上，曳引鋼絲繩彎曲半徑比電動(dòng)葫蘆大，且鋼絲繩中的繩芯是含油麻芯在受力時(shí)會(huì)滲出機(jī)油，保持曳引繩表面潤滑狀態(tài)。行車的車輪及電動(dòng)葫蘆小車的車輪在軌道上運(yùn)行，是鋼與鋼之間的相對(duì)磨擦運(yùn)動(dòng)。在JB/T10219-2001中，限制其速度不得大于25m/min。相對(duì)電梯的導(dǎo)軌與導(dǎo)靴是上下垂直運(yùn)行。不存在像行車、電動(dòng)葫蘆平行移動(dòng)那么大的輪壓。電梯的導(dǎo)軌上設(shè)有專門的加油器，始終保持電梯導(dǎo)軌與導(dǎo)靴為良好的潤滑狀態(tài)。再則防爆電梯導(dǎo)靴一般為尼龍非黑色金屬材料或采用無火花的銅合金，不會(huì)產(chǎn)生火花或磨擦高溫。根據(jù)以上分析比較，防爆電梯的額定運(yùn)行速度一般在0.5m/s，即30m/min。不得超過60m/min。如超過30m/min，曳引繩應(yīng)有可靠的潤滑措施，以減少鋼絲繩與曳引輪或繩輪之間的磨擦。導(dǎo)軌加油器必須可靠的工作。對(duì)重輪轎頂輪、導(dǎo)繩輪等應(yīng)采用等級(jí)高的軸承。要經(jīng)常檢查曳引繩表面，應(yīng)無斷絲。采用漸進(jìn)式安全鉗、鉗塊，不能用鋼鐵制品或鋼鐵表面無火花鍍層處理。因?yàn)闈u進(jìn)式安全鉗在制動(dòng)時(shí)有一段滑移過程。在這個(gè)過程中會(huì)將無火花處理的表面化失去保護(hù)層，會(huì)產(chǎn)生火花。2從結(jié)構(gòu)上減少磨擦單速或交流雙速電機(jī)的制動(dòng)器應(yīng)安裝在防爆外殼內(nèi)部。如選用變頻控制的電機(jī)，采用VF拖動(dòng)的電梯，由于是零速制動(dòng)，則制動(dòng)器的制動(dòng)輪與制動(dòng)塊間、可不需要防爆保護(hù)。對(duì)減速箱的軸承處，電機(jī)與軸承，導(dǎo)輪等在高載荷下運(yùn)轉(zhuǎn)的軸承處要選用等級(jí)高的軸承或保持潤滑。如采用夾繩器則夾繩器表面在作用時(shí)其表面不能產(chǎn)生火花。3從材料選擇上防止機(jī)械火花出現(xiàn)對(duì)易產(chǎn)生重度撞擊的部位應(yīng)采用不發(fā)火材料，如限速制動(dòng)時(shí)的撞擊處、安全鉗工作時(shí)的鉗口處、用于C級(jí)的電梯轎廂四周及轎廂地板處。安全鉗是電梯轎廂發(fā)生墜落最后一道安全措施。因此，安全鉗是電梯的關(guān)鍵部件之一。為了保證安全鉗能可靠的將超速墜落的電梯轎廂制停在導(dǎo)軌上，安全鉗的鉗塊必須有一定的硬度。因此，安全鉗的鉗塊是45鋼制作。其表面硬度HRC4045。為了防止安全鉗在制停時(shí)產(chǎn)生火花，必須對(duì)鉗塊采取無火花措施。目前國內(nèi)生產(chǎn)的防爆電梯的鉗塊采用鈹青銅和鉗塊鍍層處理。但鈹青銅的硬度一般在HRC35左右。作為安全鉗鉗塊易產(chǎn)生打滑，不能可靠的將轎廂制停。而鉗塊鍍層處理保持了鉗塊的硬度。但鍍層易磨損，最多只能用于瞬時(shí)安全鉗：適用于電梯運(yùn)行速度0.63m/s以下的電梯。目前蘇州東南電梯公司采用了新的材料，其硬度超過HRC40足以保證能制停轎廂又不發(fā)生火花，該材料能適用漸進(jìn)式安全鉗?？梢杂糜谒俣?m/s（60m/min）的電梯。用于C級(jí)的電梯轎廂四周邦板和轎底亦可采用非金屬材料，但必須考慮防靜電措施。電梯緩沖器應(yīng)為非金屬材料，其非金屬緩沖器材料表面電阻不得大于109。防爆電梯的保養(yǎng)及檢修人員必須使用無火花的防爆工具。4從管理上防止偶然產(chǎn)生撞擊防爆電梯維修保養(yǎng)必須制造廠家認(rèn)定的并有維修資質(zhì)的保養(yǎng)單位進(jìn)行維修保養(yǎng)。維保防爆電梯的人員必須進(jìn)行防爆知識(shí)培訓(xùn)。對(duì)防爆電梯的保養(yǎng)要采取事先防護(hù)保養(yǎng)為主。防止電梯超速發(fā)生限速器安全鉗動(dòng)作。經(jīng)常檢查潤滑部位。防止軸承及曳引繩發(fā)生干磨擦。曳引繩發(fā)現(xiàn)斷絲時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。對(duì)使用電梯的人員加強(qiáng)文明