在设备设计中,防爆与防火措施至关重要,其中防爆材料与密封结构是确保安全的核心要素。以下从防爆材料和密封结构两方面进行详细阐述:
防爆材料
金属材料
铝合金:以铝为基础,加入铜、硅、镁等元素提升强度和铸造性能。具备良好的抗拉强度和冲击韧性,能承受内部爆炸产生的压力而不破裂。同时,其金属外壳的导热性较好,可以快速分散内部火花产生的热量,避免高温引发外界危险。不过,铝合金在强酸强碱环境下抗腐蚀性能略显不足,长期暴露在高盐雾沿海区域,表面可能会出现氧化锈蚀,因此通常需要通过静电喷涂、阳极氧化等工艺做表面防腐处理。
不锈钢:常见的型号有304不锈钢和316不锈钢,其中316不锈钢因添加了钼元素,抗氯离子腐蚀能力大幅提升,是高盐雾环境的专属定制款。不锈钢的机械强度远高于铸铝合金,硬度更强,抗冲击和抗变形能力优异,在碰撞和外力挤压下能保持外壳完整性,确保防爆性能不失效。同时,不锈钢的表面致密性强,无需额外喷涂防腐涂层就能抵御大部分酸碱侵蚀,使用寿命长。但不锈钢配电箱的价格通常是铸铝合金的2倍以上,更适合对耐用性要求严苛的重点项目。
钢板焊接材质:一般采用Q235碳素结构钢板或Q345低合金钢板作为原材料,通过激光切割、折弯、焊接、打磨等工序一体成型。这类配电箱的外壳厚度普遍达到5mm以上,结构强度堪称优级,能承受高强度的外力冲击和内部爆炸压力。钢板焊接配电箱的优势在于负载能力强,可以内置更多的开关元器件,适配大型生产线的集中配电需求,同时钢板的可塑性强,可根据项目需求定制超大尺寸箱体。不过,其整体重量大,安装时需要额外的承重支架,表面防腐依赖喷涂工艺,一旦涂层脱落,钢板容易出现锈蚀,需要定期维护补漆。
工程塑料:主要采用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂或聚碳酸酯材料制成,凭借轻量化和绝缘性的优势,在一些特定场景中逐渐崭露头角。其优势包括绝缘性能优异,能有效避免配电箱外壳导电引发的安全隐患;重量极轻,仅为铸铝合金的一半,特别适合井下巷道、高空设备这类需要频繁挪动或吊装的场景;工程塑料的成型自由度高,可以一体注塑出复杂的箱体结构,减少组装缝隙,提升防爆密封性。不过,工程塑料材质的防爆配电箱在抗冲击和耐高温性能上可能略逊于金属材质。
非金属材料(需满足特定条件)
在使用非金属材料(如工程塑料)制作防爆设备外壳时,必须考虑其抗静电性能,以防止静电积累引发爆炸。同时,非金属材料应具有良好的热稳定性,能够在规定的工作温度范围内保持性能稳定。
密封结构
隔爆外壳的密封设计
接合面密封:隔爆外壳的箱体与箱盖接合面必须采用精密加工,确保平面度偏差控制在一定范围内(如0.1mm以内)。接合面通常设计为凹凸槽结构,这种“迷宫式”设计可有效延长粉尘或气体侵入路径。加工完成后需进行煤油渗透试验,保证接合面无任何可见缝隙。
密封材料:现代防爆设备广泛采用硅橡胶、氟橡胶等复合密封材料。这些材料不仅具有优异的弹性恢复率(通常要求≥85%),还能耐受-50℃至200℃的温度变化。密封条应采用整体模压成型工艺,避免拼接处形成薄弱点。在门框与箱体之间,通常设置双重密封条,形成主、辅两道防线。