快速答案:防护箱与防爆箱的差别不是防水等级:把本安仪表装进 IP67 的防护箱,不等于拿到了防爆资格,隔爆间隙 0.15 mm 与 4 mm² 接地都不在 IP 等级的考核项里。差别一半写在证书上,一半写在壳体的接合面上。
目录
- 防护箱与防爆箱差的不是壳体
- 隔爆间隙与接合面长度
- 接地与静水压试验
- 适用边界的判定线
- 三处最常见的误用
- FAQ
一、防护箱与防爆箱差的不是壳体
两只箱子摆在一起,外壳看起来可以同款:同样的注塑或压铸外形、同样的卡扣、同样的密封条。差别在壳体之外:防护箱的证书写的是 IEC 60529,考核的是 1 m 水深浸 30 min 不进水、6 级防尘不进粉尘;防爆箱的证书写的是 IEC 60079-1,考核的是壳内可燃气体点燃后火焰不外传。
两套考核项几乎没有交集。防护箱按外压 30 kPa 设计,防爆箱按 1.5 倍内部参考压力做静水压试验,方向相反:一个怕水进来,一个怕火出去。防护箱与防爆箱的壳体厚度、密封条压缩量、紧固件数量因此完全不同。
周期也差在考核项上。同样一个规格,IP67 的结构验证 2 周可以出结论,Ex d 的型式试验排到 6 周,因为要做的不是浸水,而是点燃、传爆与温度组别三组试验。
标志是最直接的判据。防爆箱的铭牌上一定写全五段:Ex d、IIB、T4、Gb 与证书编号;防护箱的铭牌只有 IP67 与执行标准号。铭牌上少任何一段,壳体就不具备隔爆属性,与外观是否厚实无关。
二、隔爆间隙与接合面长度
隔爆腔的核心是两个数:间隙与接合面长度。IIB 类气体、壳体容积 2 L 时,平面接合面的最大间隙是 0.15 mm,接合面长度不小于 25 mm。间隙与长度是一组配对参数,不能只看其中一个。
间隙超到 0.2 mm,火焰从缝隙喷出的速度足以点燃外部混合气;压到 0.05 mm 以下,加工与热变形会让盖合不上,呼吸效应还会把内部压力顶高。0.15 mm 是两侧都留了余量的中间值。
| 结构参数 | Ex d IIB T4 要求 | 防护箱的常见做法 |
|---|---|---|
| 平面接合面间隙 | ≤0.15 mm | 不控制,靠密封条止水 |
| 接合面长度 | ≥25 mm | 无此概念 |
| 紧固件 | 8 颗 M6,间距 ≤100 mm | 2 只卡扣 |
| 表面温度组别 | T4,≤135 ℃ | 不测 |
| 走线开孔 | 隔爆格兰头,螺纹啮合 ≥6 扣 | 普通电缆护套 |
接合面长度决定火焰在缝隙里走多远。25 mm 的路径足够把喷出的燃气从 1800 ℃ 冷却到 200 ℃ 以下,热量被金属壁吸走,外部混合气就点不着。这段路径不能靠加厚密封条替代,密封条烧穿之后什么也挡不住。
紧固件数量也不是冗余。8 颗 M6 按 100 mm 间距分布,是为了让接合面在内部压力峰值时不翘起;少装 2 颗,间隙在压力峰值处张开到 0.3 mm,等于把 0.15 mm 的限制直接作废。
隔爆腔的容积决定了上限。0.15 mm 只适用于 2 L 以内的 IIB 类壳体,容积翻到 5 L,同一间隙就要收窄,接合面长度同步加长到 30 mm 以上,否则火焰在腔内停留时间变短,冷却不够。防护箱与防爆箱在这一点上无法用小改款解决,箱体尺寸一变,接合面参数就得重算。
三、接地与静水压试验
接地是防爆结构的一部分,不是电气附带项。壳体外部要有 2 处接地端子,导体截面不小于 4 mm² 铜芯,接地电阻不大于 0.1 Ω。端子位置要避开接合面,拧紧后不能影响盖的贴合。
静水压按 1.5 倍参考压力做,保压 60 s 不渗漏、不永久变形。参考压力由点燃试验实测,IIB 类 2 L 容积通常在 0.3 MPa 上下,1.5 倍就是 0.45 MPa。防护箱做的是外压 30 kPa 的浸水,压力方向与量级都不同。
| 试验项 | 防爆箱判据 | 防护箱判据 |
|---|---|---|
| 静水压 | 1.5 倍参考压力,60 s 不渗漏 | 外压 30 kPa 浸水 30 min |
| 点燃传爆 | 壳内点燃,外部不引燃 | 不做 |
| 表面温度 | T4 组 ≤135 ℃ | 不做 |
| 接地电阻 | ≤0.1 Ω,2 处端子 | 不做 |
表面温度组别常被忽略。T4 的上限是 135 ℃,箱内元件正常发热加上故障状态,壳外最热点都不能越过这条线。防护箱没有温度组别,壳面烫到 90 ℃ 也照样合格,这正是防护箱与防爆箱在认证项上无法互换的地方。
温度要测 5 个点:盖面中心、两只卡扣座、底部加强筋与格兰头根部。点燃试验里最热点往往不在盖面,而在格兰头根部,那里壁厚最薄,散热面积最小。实测 1 台 2 L 壳体,盖面 78 ℃、格兰头根部 112 ℃,差 34 ℃,按盖面判断会误判成完全合格。
四、适用边界的判定线
Zone 1 的边界可以压成一句话:设备本体落在 Zone 1 且箱内通电运行,壳体就必须带 Ex 认证;箱体只作运输或暂存外壳、箱内不通电,防护箱够用。这条线不看过错,看的是箱内有没有能量源。
把仪表放进防护箱算不算防爆?不算。防护箱既不承受内部爆炸,也不限制表面温度,更不控制接合面间隙,它只是把水和尘挡在外面。仪表本身若已取得本安认证,那是仪表自己的资格;箱体没有因此获得任何防爆属性。
判定线可以写成三条,逐条对照即可。第一条,箱内是否有通电部件——有,则箱体进入防爆范畴;第二条,箱体是否可能积聚可燃气体——可能,则需要隔爆或正压结构;第三条,开孔是否用隔爆格兰头——没有,则接合面参数从第一孔起就失效。三条里有一条不成立,防护箱与防爆箱就不能互换。
边界还有一层是责任。防护箱出厂只对 IP 等级负责,防爆箱出厂要对整机的隔爆性能负责,包括接合面加工、紧固件扭矩与标志。采购时把两类证书混着用,出问题时责任链是断的。
运输与暂存是最容易被放过的情形。箱体在厂内转运、门全程关闭、箱内设备断电,三条同时满足时,防护箱与防爆箱的作用相同,认证不必重复。
五、三处最常见的误用
第一处是拿 IP67 当 Ex 用。证书编号对不上标准号,防护箱的检测报告里没有点燃试验、没有温度组别,只有浸水与防尘。这类误用在潮湿车间最容易被放过,因为箱子确实不漏水。
第二处是走线孔直接开孔加普通电缆护套。隔爆箱的每一个开孔都要用隔爆格兰头,螺纹啮合不少于 6 扣,孔壁与格兰头之间不留通路;换成普通护套,孔就成了第二个泄爆口,间隙远超 0.15 mm。
第三处是检修后少装紧固件。8 颗 M6 拆下 3 颗换线,回装时只上了 6 颗,接合面在压力峰值处张开,外观完全看不出。这一处的检出只能靠回装清单与扭矩标记,靠眼睛看不出来。
| 误用 | 落在哪一列 | 失效机理 | 正确做法 |
|---|---|---|---|
| IP67 当 Ex 用 | 认证项 | 无点燃与温度组别试验 | 核对标准号 IEC 60079-1 |
| 普通护套开孔 | 结构项 | 孔成为第二泄爆口 | 隔爆格兰头,啮合 ≥6 扣 |
| 少装紧固件 | 结构项 | 接合面张开至 0.3 mm | 回装清单与扭矩标记 |
三处误用里两处落在结构项,一处落在认证项。这也解释了为什么防护箱与防爆箱的价格差不能只看证书:结构项的成本在加工与紧固件上,看不见,但每一处都对应一条试验判据。
结论
防护箱与防爆箱的判定可以摊成两列:认证列写标准号、温度组别、点燃试验与证书范围;结构列写接合面间隙 0.15 mm、接合面长度 25 mm、8 颗紧固件、2 处 4 mm² 接地与 1.5 倍静水压。采购时先看认证列,两项对不上就直接排除;再看结构列,间隙、长度、紧固件与开孔四行只要有一行不成立,箱体就退回防护箱的范畴。两列都过,才算防爆箱;只有认证列过而结构列被改装过,等于证书作废。这条双列顺序比记住任何一个数字都实用,因为它把认证与结构绑在同一次核对里。
本文仅讨论容器(箱体)侧的规格与设计含义,不涉及箱内物品的任何操作、装填或使用事项。
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