隔爆外殼防爆原理

當電氣設備在使用時，由于導體電阻的熱效應，電氣部件及線路會發(fā)熱；由于開關、繼電器等電氣元件正常工作時引起的電路通斷，會產生電氣火花或電??；由于電氣部件之間的絕緣或間距不夠，不同電勢的導電部件之間會發(fā)生短路、擊穿等故障而發(fā)熱、產生電氣火花或電弧，這些在普通環(huán)境中可能僅僅引起設備故障、線路故障等，但如果在爆炸性環(huán)境中，將可能點燃爆炸性環(huán)境中爆炸性物質而爆炸。因此，有必要采取措施，防止電氣設備引起爆炸事故。
直接的措施是，不考慮設備的工作原理、功率大小，將電氣設備都安裝在一個足夠堅固的外殼內部，即使電氣設備引起其周圍的爆炸性物質的爆炸，由于被外殼包裹，爆炸產生的高溫、高壓不會擴散到整個環(huán)境中，從而不會導致更加嚴重的后果。
因此，這個外殼首先應當具有足夠的強度，以承受內部爆炸產生的壓力，在GB3836.2“爆炸性環(huán)境 由隔爆外殼“d”的保護的設備”中，該隔爆外殼需要至少承受1.5倍內部爆炸壓力。
另外，設備在爆炸性環(huán)境中使用時，外殼本身也不應當成為點燃源。長期的運行時，設備外部的表面不應有足以引起點燃的高溫。設備內部的高溫即使引起點燃，也無法傳播到外部，無需考慮其點燃風險，但應當防止斷電后馬上開蓋，高溫表面的溫度還沒有下降到低點燃溫度以下，因此，有必要在外殼外部施加警告標志，需要斷電足夠時間后方可打開蓋板。
當外殼采用金屬材料制造時，如果受到外部的敲擊、摩擦，可能會產生機械火花，引起點燃。鋁、鎂、鈦鋯等輕金屬被生銹的鐵碰撞后，極易產生高溫的機械火花，因此,應當嚴格控制金屬外殼材料中的輕金屬成分的比例。需要注意的是，雖然大部分情況下，銅及銅合金都是不發(fā)火，被其它金屬碰撞后不會產生高溫機械火花，經常被用作防爆工具，但是銅可以和乙炔形成乙炔化物，受到摩擦、碰撞后，乙炔化物會劇烈燃燒，因此，如果設備預計用于有乙炔的環(huán)境，外殼材料應控制銅的含量不超過65%。
外殼還應當具有足夠的穩(wěn)定性，不應在日常使用中發(fā)生腐蝕，活性高的鋅及鋅含量超過80%的合金就不適合制造防爆設備的外殼。
當外殼采用除玻璃、陶瓷以外非金屬材料制作時，除了需要考慮其在長期工作中，因承受高溫、低溫而引起的性能下降外，對用于煤礦井下的燈具透明件、非礦用場所的外殼，還需要考慮其因暴露在紫外線中而引起的性能下降。另外，非金屬受到摩擦后會積聚靜電，當靜電在足夠高的電勢放電時，將點燃環(huán)境中的可燃性物質。因此，需要避免產生靜電或防止靜電積聚，可以選擇防靜電材料或盡快將靜電釋放的措施來降低靜電點燃的風險。
電氣設備在制造、使用時，不可避免地需要打開外殼進行安裝、調試、檢修等工作，不可能將外殼焊接成一個*封閉的整體，在外殼上就不可避免地形成了兩個不同部件接合的結構，在接合的位置上存在著間隙，為了防止設備內部的爆炸火焰從接合部位的間隙傳播到周圍環(huán)境中，需要對接合的結構進行特殊的設計。根據(jù)已有的研究，火焰沿著狹窄的縫隙傳播時，間隙越小，越能降低傳播到外部的能量，當間隙足夠小，內部的火焰將無法通過接合部位引起外部環(huán)境的點燃。另外，火焰通道的長度越大，對火焰能量的降低效果越好。在防爆標準中，這樣的火焰通道被稱為隔爆接合面，根據(jù)大量的試驗，得出了不同防爆等級的隔爆接合面寬度及其相應間隙的安全值，當接合面寬度大于這些小值、間隙小于大值，隔爆外殼是可以有效地防止內部火焰?zhèn)鞑サ皆O備周圍環(huán)境中的。
隔爆接合面的型式主要有平面型、圓筒型、止口型、螺紋型、粘結型。無論是哪種型式，都是內部爆炸火焰向外傳播的通道，在設計時，應當考慮不利條件下的情況。
由于緊固方式多種多樣，平面接合面的寬度及距離的位置也有多種變化，常見的主要有外固定式、內固定式、連通腔體固定。