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《電氣防爆雜志》2016年第3期
摘要：
結合國家標準GB3836．2—2010、GB25286．3—2010中對隔爆面防銹蝕的要求，分析了隔爆銹蝕產生的原因及其對隔爆性能的危害，對常用的幾種隔爆面防銹蝕方法優缺點進行了闡述，結合實際提出了相應的意見和建議。
關鍵詞：
隔爆面;銹蝕;傳爆;磷化;防銹油
0前言
隔爆接合面是構成隔爆外殼型電氣設備和非電氣設備的關鍵部分，其性能的好壞直接影響了產品防爆安全性能的優劣。GB3836．2—2010［1］和GB25286．3—2010［2］中均要求隔爆接合面應進行防銹蝕或腐蝕處理，實際生產和使用防爆產品的企業采取的隔爆面防銹措施也各有不同，本文結合隔爆面銹蝕產生原因及其對隔爆性能危害的研究，對各種類型的防銹措施使用于隔爆面的優缺點和注意事項進行了分析。
1隔爆面銹蝕產生的原因及危害
1．1銹蝕產生的原因與影響因素分析
隔爆接合面絕大多數為金屬接合面，金屬均存在銹蝕的問題，主要原因是其所處環境中的腐蝕性氣體或液體與隔爆面金屬發生氧化還原反應而造成。以鋼或鑄鐵隔爆面為例，其反應過程可用下列反應式表示:4Fe+6H2O+3O2=4Fe(OH)3(1)2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O(2)其中氧化鐵(Fe2O3)是鐵銹的主要成分，鐵銹由于疏松多孔，不能防止鋼鐵制品與空氣、水接觸，且其內部能夠存留部分空氣和水分，使得空氣和水分繼續與表面金屬發生反應，進一步加劇銹蝕。從式(1)、(2)可以看出，金屬銹蝕是金屬與氧氣、水共同反應的結果，其中金屬的活潑性是銹蝕的內因，水分和氧氣是銹蝕的外部因素。當空氣中的氧氣溶解在水里時，氧在有水的環境中與金屬反應形成腐蝕，空氣中相對濕度越高，金屬表面水膜越厚，當相對濕度達到一定數值時，腐蝕速度大幅上升，這個數值稱為臨界相對濕度，鋼的臨界相對濕度約為70%。當相對濕度達到臨界值時，溫度對銹蝕的影響明顯加劇，溫度每增加10℃，銹蝕速度提高約兩倍。用于礦山井下的設備使用環境更是惡劣，高濕度、高溫度、一氧化碳、硫化氫等腐蝕性氣體和粉塵都長期存在，這些因素大大加快了隔爆面的腐蝕速度。
1．2隔爆面的隔爆作用
隔爆面是隔爆間隙的組成部分，不同的隔爆面配合形成不同形式的隔爆間隙。通過間隙對通過其內部火焰的熄火作用和對爆炸產物的冷卻作用實現隔爆。隔爆面的長度、間隙和表面粗糙度是影響隔爆性能好壞的三個重要方面，任何處理措施都不應降低對隔爆面長度、隔爆間隙和隔爆面粗糙度的要求。
1．3隔爆面銹蝕的危害
首先，隔爆面的銹蝕直接造成有效隔爆面長度減小，隔爆間隙寬度加大，當隔爆間隙寬度超過設備允許的最大安全間隙時，若設備內部發生爆炸，就有可能傳爆。其次，隔爆面的銹蝕會造成表面粗糙度的增大，粗糙度增大影響爆炸后產物噴出隔爆間隙的速度，使得最大隔爆試驗間隙減小，設備容易傳爆。再者，電動機旋轉軸等高速旋轉的隔爆接合面若銹蝕，當設備啟動或運行中可能與銹鐵產生摩擦火花，形成新的危險點火源。
2隔爆面銹蝕的防治
隔爆面銹蝕的防治應從產生隔爆面銹蝕的因素入手解決，即通過提供隔爆面材料抗腐蝕性能、隔絕氧氣、水與隔爆面金屬接觸等方面入手。以下列舉幾種常用的隔爆面防銹措施。
2．1改用抗腐蝕性較好的材料
金屬材料的抗腐蝕性與其與氧氣反應的活潑性有關，越活潑的金屬在空氣中越容易腐蝕。不銹鋼是隔爆面所用材料中抗腐蝕性最好的材料，不銹鋼中鉻含量均在10．5%以上，由于鉻的存在，在隔爆面上形成一種緊密黏附的富鉻氧化物保護層，這種保護層防止了金屬進一步地氧化。銅材也是一種較理想的防銹材料，由于銅的活潑性較差，在空氣中發生氧化反應的速度較緩慢，其抗腐蝕性比普通鋼和鑄鐵好。一般低碳鋼比高碳鋼和鑄鐵的抗腐蝕性好，鑄鐵抗腐蝕性最差。抗腐蝕性較好的材料其價格較高，一般在含有隔爆面的小型零部件或精密儀表類產品上使用較多，例如按鈕與按鈕套、轉軸、精密壓力傳感器等。
2．2磷化與電鍍
磷化和電鍍是在金屬表面形成轉化層或永久性覆蓋層，從而對隔爆面進行保護的一種隔爆面防銹措施。磷化工藝是一門比較成熟的工藝，可分種類也很多，按照磷化處理溫度可分為:高溫型、中溫型、低溫型、常溫型，隔爆型電氣設備的隔爆面大都是箱體門或蓋法蘭、回轉體止口等較窄一圈的結合面［3］，適合在常溫下涂刷操作。常溫磷化隔爆面主要操作過程是:擦拭、清洗隔爆面的油脂、銹蝕等污染，使隔爆面有光澤、干凈、干燥、無劃痕;將磷化膏(其配置方法可查閱相關資料，本文不再贅述)快速均勻地涂在隔爆面上，涂速要快，厚度為(2～5)mm;等達到合適的磷化時間(一般室溫為30℃時，磷化時間約為半小時;20℃時約為5～10小時;0℃時約為20小時)后，用非金屬的刮刀除去涂膏，然后用水清洗干凈，再晾干或烘干。干燥后磷化膜呈均勻深紅色為合格。該種操作方法簡單方便，不受地域限制，可在生產加工過程中或成品組裝前進行，且成本較低。對于按鈕軸等小型隔爆面工件，電鍍也是一項較好的防銹措施，其通過在隔爆面上電鍍一層銅、鉻等不易腐蝕的金屬，從而達到對隔爆面的防銹保護。但電鍍應注意鍍層厚度不能太厚，否則可能影響隔爆面隔爆性能，GB3836．2—2010《爆炸性環境第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備》中規定金屬鍍層厚度不應超過0．008mm［4］。另外，滲金屬或發藍處理也是較好的隔爆面防銹措施，但一般工藝較復雜，成本較高，可用于隔爆型便攜式儀器儀表等精密小型產品上。
2．3防銹油
在加工或處理后的隔爆面上涂飾防銹油是防爆電氣設備生產、使用部門最常用的方法。防銹油有多種多樣，但隔爆面防銹用防銹油應具有以下特性:首先，隔爆面用防銹油應具有水置換性，所謂的水置換性就是當防銹油涂飾在金屬表面時，其可將附著在金屬表面的水分置換出來，從而實現油與金屬表面密切結合，隔絕空氣、水與金屬發生反應，達到防銹目的［5］。其次，隔爆面用防銹油應具有較高的閃點，否則當隔爆外殼溫度較高時，若遇到內部火花就可能發生點燃危險。再者，涂敷的防銹油不應使用后老化變硬，且不應含有汽油等汽化劑。防銹油的涂飾操作方法是先將金屬表面的油污、水分、銹蝕擦拭干凈，使得原有金屬表面露出;然后將防銹油均勻涂飾在金屬表面上即可。防銹油也可以涂飾在經過磷化或其他防銹處理后的隔爆面上，其防銹效果更好，耐久性更好。
3隔爆面禁用或慎用的防銹措施
3．1涂飾油漆和噴塑
涂飾油漆和噴塑作為常見的金屬防銹措施應禁用于隔爆面的防銹。GB3836．2—2010《爆炸性環境第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備》規定“隔爆面不允許涂漆或噴塑，證明涂敷材料和其涂敷工藝對隔爆面的隔爆性能不會產生不利影響時除外”主要說明的就是這點。
3．2凡士林
凡士林是一種烷系烴或飽和烴類半液態的混合物，其常溫時為膏狀，具有潤滑和防銹作用，但凡士林不具有水置換型，直接涂敷在隔爆面上后由于不能置換出附著在金屬表面的水分，防銹效果不佳。但是凡士林可以在進行過磷化或電鍍的隔爆面上作為輔助防銹措施使用，且涂飾前應將隔爆面擦拭干凈并等隔爆面干燥后再涂飾。
參考文獻：
［1］GB3836．2—2010，爆炸性環境第2部分:由隔爆外殼“d”保護的設備［S］．
［2］GB25286．3—2010，爆炸性環境用非電氣設備第3部分:隔爆外殼型“d”［S］．
［3］石翊飛．礦用電氣設備隔爆面防銹處理工藝［J］．工業技術，2012(22):57．
［4］SH/T0692—2000，防銹油［S］．［5］GB3836．1—2010，爆炸性環境第1部分:設備通用要求［S］．
作者:周偉鋒 單位:中煤科工集團重慶研究院有限公司