蓄電池防爆叉車的防爆性能檢驗

鄭培獎 黃 湃 朱 林

廣州特種機電設備檢測研究院國家防爆設備質量監督檢驗中心（廣東） 廣州 510760

0 引言

隨著我國工業自動化的提高，工業生產不斷規范，工業安全越來越得以重視。蓄電池防爆叉車憑借其污染低、噪聲小、防爆性能高的優勢，在石油、化工、醫藥、危化倉儲等爆炸危險環境中得到廣泛的應用，成為重要的搬運工具。由于爆炸危險場所作業環境惡劣，且叉車維護保養單位防爆技術能力缺失，普遍存在后期防爆叉車不防爆的現狀，給安全生產帶來嚴重的安全隱患。因此，蓄電池防爆叉車檢驗，不僅在叉車常規性能上進行檢驗，還應在防爆性能上加以重視。

1 蓄電池防爆叉車的現狀

叉車的管理處于優化階段。叉車作為特種設備監管的一部分，經歷特種設備目錄的幾次變更，質檢總局2014年第114號《質檢總局關于修訂（特種設備目錄）的公告》明確了叉車是場（廠）內專用機動車輛的一個品種。同時，叉車檢驗的規程文件，由早期的國質檢鍋[2002]16號文《廠內機動車輛監督檢驗規程》，到2017年頒布實施了TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》。對叉車的設計、制造、改造與修理、使用安全管理、檢驗等內容進行了相關的規定，有助于進一步的優化叉車生產、使用、檢驗、監察的管理。

防爆叉車改造維修單位技術能力良莠不齊，需加強準入引導。在TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》出臺后，將叉車的防爆改造歸屬到改造的范疇，且從事叉車改造的單位應具有相應的制造能力。在規程頒布之前，由于未對防爆叉車改造進行確切的定性，缺乏具體的準入規則，導致市場上大量的防爆叉車改造單位在防爆技術能力上存在差異。加上底價競爭等市場因素，時常出現防爆改造過程中以次充好，未按防爆技術要求進行安裝的情況。同時，在用叉車的維護保養單位在防爆技術能力上嚴重缺失，后期未能按照防爆的要求進行維護保養，普遍出現更換非防爆電氣、電纜線隨意駁接等不專業行為。

使用單位防爆技術儲備與安全管理淡薄。由于缺乏系統、全面的培訓，防爆叉車使用單位在防爆技術理解上存在偏差。在采購、維護管理等環節，僅采用低價者得的模式，缺乏對具體性能上的考核。缺乏對防爆叉車的駕駛人員的操作培訓，導致操作人員在使用過程中對叉車溫升報警、可燃氣體濃度報警等主動防護預警情況未能做出及時有效的判斷。

2 點燃源分析

2.1 電氣火花

蓄電池防爆叉車在安裝、使用、維護過程中，因為電纜線隨意駁接，電纜破損老化等情況，易導致電氣火花的故障。蓄電池叉車有較多的電氣線路和電路模塊，非防爆的電氣模塊和部件會進行隔爆型、增安型、本安型等防爆技術的處理，使其達到整機防爆的要求。但如果出現隔爆接合面保護不到位、電纜引入不規范等情況，一旦因電路過載、電路短路、接觸不良產生電氣火花，將因為防爆部件防爆性能失效，讓電氣火花直接暴露在爆炸性危險環境下。

2.2 靜電火花

防爆叉車的作業環境相對惡劣、復雜，尤其是北方的作業區域，使用環境干燥、濕度較低，容易產生靜電集聚。在爆炸危險環境，控制和消除靜電火花極為重要。防爆叉車在使用過程中，經常發生物體搬運、部件摩擦等相對運動摩擦的工況，產生靜電集聚。防爆叉車電氣部件的塑料外殼表面容易集聚靜電，在對其進行清理擦拭的維護保養過程中，如果未能選用濕布進行擦拭，容易產生靜電放電。

2.3 表面高溫

因為長時間、高強度負載的搬運作業，蓄電池防爆叉車的蓄電池、電機、電氣控制箱等部件的表面溫度快速上升。在防爆叉車帶載高速剎車情況下，導致制動片產生較高的表面溫度。在需要長時間照明作業的工況下，前照燈、轉向燈等照明燈具在使用過程中容易發熱產生高溫。如果發生電路過載、電路短路、接觸不良等電氣故障，容易導致電氣部件產生高溫表面。

2.4 機械火花

防爆叉車主要用于搬運作業的特定工況，在正常作業過程中，不可避免地產生叉齒與地面、叉齒與搬運物體之前的摩擦。尤其是叉齒與地面的摩擦，由于地面通常相對堅硬，長時間、高頻率的劇烈摩擦，易導致防爆叉車叉齒上包裹的不銹鋼、黃銅等無火花材料破損，在地面摩擦時，易產生機械火花。

3 TSG N0001—2017的要求

防爆電梯有具體的檢驗規程文件TSG T7003—2011《電梯監督檢驗和定期檢驗規則—防爆電梯》，相比而言防爆叉車沒有單獨的檢驗規程文件，現行主要在叉車常規性能檢驗的基礎上，提取部分防爆條款進行補充。早期的國質檢鍋[2002]16號文《廠內機動車輛監督檢驗規程》僅在附件3中的1.7項，提出“裝載運輸易燃易爆、劇毒等危險品的車輛或行駛于危險場所的車輛，必須符合相應的特殊要求”。而2017年頒布實施了TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》，涉及防爆性能檢驗的參考項目主要有：2.2.1 （6）、2.2.4.1.1(6)、2.2.4.6.2(3)等項目（見表1）。針對具體的防爆檢驗，每個檢驗機構由此建立的檢驗體系和方法存在一定的差異。

表1 TSG N0001—2017涉及防爆項目

4 防爆性能檢驗

根據上述蓄電池防爆叉車可能產生點燃源的分析，以TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》、GB19854—2005《爆炸性環境用工業車輛防爆技術通則》、GB/T 3836.15—2017《爆炸性環境第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝》等技術標準和規范為依據，結合現場檢驗方法，對蓄電池防爆叉車的防爆性能檢驗進行總結歸納。

4.1 防爆制造改造能力審查。

根據TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》發布后的釋疑，叉車的防爆改造屬于規程定義的改造范疇。規程2.1.1（3）要求場車的改造應當由取得相應制造許可的單位實施。規程2.3.5要求從事場車改造的單位，在進行改造施工前，應當按照規定向使用所在地的特種設備安全監督管理部門書面告知，告知后方可改造。因此，對于防爆叉車的檢驗，應首先對防爆叉車的制造、改造資格進行審查，對于不具備相應防爆等級制造資質的單位，不得制造或改造防爆叉車。經過改造的防爆叉車，在申請改造后的首次檢驗時，檢驗人員應核查改造單位是否為叉車辦理了改造告知。

4.2 防爆標志與整機環境符合性檢驗

根據TSG N0001—2017《場（廠）內專用機動車輛安全技術監察規程》中2.2.4.6.2(3)項的要求，具有防爆功能的叉車，其電氣設備和元件的選用應當符合相應防爆級別的要求。現場檢驗過程中，應對其整機防爆的標志和整機環境符合性進行檢驗。

檢驗過程中應進行外觀檢查，在車輛明顯部位上應設置和車輛體積大小相適合的永久性Ex標志，同時應設置使用說明牌。車輛應設置清晰的永久性銘牌，包括防爆合格證編號、防爆Ex標志、防爆型式、溫度組別或最高表面溫度、車輛應用區域等信息。

查驗防爆叉車作業區域的危險區域劃分圖、危險物質及理化性能說明資料，防爆車輛整機防爆等級應符合工作環境防爆分區標準要求。防爆車輛電氣部件均應采用防爆型，且其防爆性能不低于整機防爆性能。在可燃性粉塵環境中，必須使用粉塵防爆設備。在爆炸性氣體環境中，必須使用氣體防爆設備。如選用防爆叉車的整機設備保護級別為Gc，但是用于1區的爆炸環境下，則無法滿足使用環境防爆的要求。

4.3 防爆電氣部件的檢驗

蓄電池防爆叉車由防爆蓄電池、防爆電機、防爆控制箱、防爆燈具等多個防爆電氣部件組合而成，防爆電氣部件包含隔爆型、增安型、本安型、澆封型等一種或多種防爆型式。對不同防爆型式的不同防爆電氣部件，應根據相應的防爆技術要求進行檢驗。

1） 防爆電氣部件一般要求

檢查防爆電氣部件的銘牌，銘牌上應至少標明型號、出廠日期、防爆標志、防爆合格證號、制造廠家等參數，防爆合格證號應在有效期內。檢查防爆電氣部件外殼應無損傷，透明件無裂紋。結合面應緊固嚴密，緊固件應無銹蝕、缺損。

隔爆型設備隔爆結合面不得有銹蝕層、機械傷痕，不得涂油漆，結合面尺寸符合防爆要求。隔爆型電氣部件應設置電氣連鎖或斷電后開蓋警告標志（見圖1）。由于維護保養不到位，防爆電氣部件拆卸后處置不當，容易導致隔爆接合面銹蝕嚴重、機械劃痕、未緊固齊全等情況。

圖1 隔爆型控制箱

2） 防爆電源的檢驗

根據GB19854—2005《爆炸性環境用工業車輛防爆技術通則》附錄B蓄電池組電源裝置防爆技術要求，蓄電池箱體上應設置清晰的永久性標志Ex銘牌和危險場所嚴禁打開字樣的警告牌，3G、3D級車輛的蓄電池組應為增安型或特殊型等，2G、2D級車輛的蓄電池組應為特殊型（見圖2）。特殊型電池間的電氣連接和電源引出（至接線盒）均應采用連接導線進行雙線連接。在現場檢驗過程中，容易出現制造或改造單位為了降低防爆叉車的生產成本，在2G、2D級車輛上用增安型的防爆蓄電池代替特殊型的蓄電池，在檢驗過程中應加以留意。

圖2 特殊型防爆蓄電池

4.4 電氣線路的檢驗

1） 電纜配線

防爆叉車的電纜配線應采用橡膠電纜或鎧裝電纜連接，應注意舊設備電纜配線老化破損的檢查（如圖3）。除本安電路外，電纜不允許直接連接，一般應設置防爆接線盒（接線箱）；或在適應于場所防爆型式的外殼內連接；或按制造商的說明書，用環氧樹脂、復合劑或用熱縮管、冷縮管的軸套進行密封，連接不能承受機械應力的情況除外。本安電路的電纜或電線應設淺藍色標識。新頒布GB/T 3836.15—2017《爆炸性環境 第15部分：電氣裝置的設計、選型和安裝》中9.6.6條款放寬了對電纜直接連接的要求，取消了僅限在2區使用的限制條件，但是標準保留了對制造商說明的要求，現場檢驗應加以區分。

圖3 電纜配線老化破損

2） 電纜引入

檢驗電纜引入情況，非本安型防爆電氣部件應采用電纜密封圈式引入裝置，其彈性密封圈一個引入孔只能密封一根電纜，彈性密封圈壓緊后應能將電纜均勻地被擠緊密封，不得用膠泥或膠布代替密封圈。現場檢驗過程中，應檢查電纜引入是否可靠，重點檢查引入口位置是否因為壓緊墊圈缺失或者電纜未完整壓緊導致的電纜引入松動（如圖4）。非本安型防爆電氣部件外殼上多余的電纜引入孔應用封堵件封堵。電纜引入口未封堵或未按照防爆要求進行封堵，將直接導致電氣部件的內部電路暴露在爆炸性環境下，帶來嚴重的安全隱患。

圖4 電纜引入未擠緊密封

4.5 表面溫度的檢驗

防爆電氣部件外殼、機械運動部件外殼最高表面溫度不應超過車輛使用場所存在的爆炸物質的最低點燃溫度和防爆場（廠）內專用車輛整機的溫度組別。按照GB19854—2005《爆炸性環境用工業車輛防爆技術通則》5.1溫度測量的要求，對其進行溫升試驗，使用紅外溫度測量儀，重點對蓄電池、電機、液壓系統、剎車片等部件進行溫度檢測。

4.6 防靜電措施的檢驗

車輛上所有大于100 cm2的金屬部件應連接到車架上，以保持電位平衡（如圖5）。如果這些部件固定牢固，并與車架有良好的金屬接觸，則不必用單獨的導體把這些部件連接到車架上。為了防止靜電電荷積累，車輛上所有的金屬部件都應對地有良好的導電性。在塑料部件上添加如塑料部件濕布擦拭的警示標識。

圖5 防止靜電集聚

4.7 防機械火花措施的檢驗

接觸、可能接觸地面或載荷工作裝置的所有表面應當使用銅、銅鋅合金、不銹鋼等材料或非金屬材料（例如橡膠或者塑料）包覆。尤其是叉齒根部，因為高強度的搬運，與地面劇烈摩擦，容易導致表面無火花材料的破損（如圖6），應予以關注。

圖6 叉車無火花包覆材料破損

5 結語

盡管蓄電池防爆叉車在多種防爆技術的保護下，具備較為良好的防爆安全性能。但是因為在爆炸危險環境下使用，如果未能及時地發現并消除防爆叉車的點燃源，會對安全生產帶來較大的爆炸隱患。提升蓄電池防爆叉車點燃源的辨識，加強防爆性能的檢驗，有利于更好地發揮防爆叉車功能安全的有效性，保障企業安全生產。