船舶防爆设备测试试验

一、试验核心目的与背景

船舶在航行中可能接触燃油蒸汽、油气等爆炸性气体，防爆设备需确保在危险环境中不引发爆炸。测试需验证设备在易燃易爆场景下的安全性，例如甲板照明灯具、机舱电机、货舱传感器等，需符合《国际海上人命安全公约》（SOLAS）及 IEC 60079 防爆标准。

二、防爆设备分类与测试重点

1. 按防爆原理分类

隔爆型（Ex d）：设备外壳能承受内部爆炸压力并阻止火焰蔓延，如机舱防爆电机。测试重点为外壳抗压强度（需承受 1.5 倍设计压力，如 0.8MPa 压力下无变形）和隔爆面间隙（≤0.1mm 防止火焰外泄）。

本安型（Ex i）：设备在正常运行中能量低，不会点燃爆炸性气体，如货舱防爆传感器。测试需验证电路能量（电压≤24V、电流≤0.5A）及限能元件（如限流电阻≤100Ω）。

增安型（Ex e）：通过设计降低火花风险，如防爆灯具。测试重点为接线端子绝缘等级（耐 1500V 耐压测试）和外壳防护等级（IP66 防泼溅）。

2. 按应用场景分类

0 区设备：持续存在爆炸性气体的货舱，需通过 “火花试验”（模拟摩擦火花，用钢针摩擦设备表面 200 次无引燃）；

1 区设备：偶尔出现爆炸性气体的机舱，需通过 “热表面温度测试”（外壳温度≤135℃，避免引燃油气）。

三、关键测试步骤与技术要点

1. 环境适应性测试

温度冲击：设备在 - 40℃（冷藏舱）至 + 60℃（机舱）环境中交替放置，每次 2 小时，循环 5 次后检查外壳变形（如塑料外壳收缩率≤0.5%）；

盐雾腐蚀：在 5% 氯化钠溶液喷雾箱中持续 48 小时，金属部件表面锈蚀面积需＜5%（如防爆螺栓需用 316 不锈钢材质）。

2. 防爆性能核心测试

气体爆炸试验：将设备放入密闭爆炸舱，充入甲烷 - 空气混合气体（浓度 5%-15%），启动设备运行 100 小时。要求：内部爆炸时外壳无破裂，舱外气体不被点燃（用可燃气体检测仪测舱外甲烷浓度≤1%）；

粉尘防爆测试：针对货舱粉尘环境，设备放入粉尘舱（玉米淀粉浓度 600g/m³），通电运行时外壳表面粉尘层厚度≤0.5mm（避免积热引燃），且外壳温度≤120℃。

3. 电气安全测试

绝缘电阻：用 500V 兆欧表测量带电部件与外壳间电阻，需≥10MΩ（如灯具线路绝缘层破损会导致电阻＜1MΩ，判定不合格）；

接地连续性：外壳与接地端子间电阻≤0.1Ω（用毫欧表测量，确保漏电时电流快速导入船体）。

四、特殊场景附加测试

振动测试：模拟船舶航行颠簸，设备在 X/Y/Z 轴方向以 20G 加速度振动 10 小时，内部元件（如电路板电容）无脱落（可用红墨水标记焊点，振动后观察是否位移）；

水密性测试：甲板设备需通过喷水试验（喷嘴从任意方向喷水，压力 0.3MPa，持续 15 分钟，内部无进水痕迹）。

五、典型不合格案例

某防爆灯具隔爆面间隙达 0.15mm，爆炸试验时火焰外泄，引燃舱外甲烷；

某电机在盐雾测试后，接线端子锈蚀导致绝缘电阻降至 5MΩ，存在漏电风险；

货舱传感器在粉尘舱运行时，外壳温度升至 140℃，超过玉米淀粉引燃温度（130℃）。

通过全流程测试，确保船舶防爆设备在复杂海上环境中既能抵御机械冲击、腐蚀，又能从本质上杜绝爆炸隐患。

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