當我們想到爆炸或者火災風險較高的行業(yè)和情景時，我們一般會想到海上石油和天然氣生產(chǎn)，或每天都輸送大量汽油的加油站。但是，還有更多的情況下可能出現(xiàn)易燃或可能引發(fā)爆炸的液體、氣體、蒸氣或粉塵云，并帶來嚴重的安全性擔憂。從涂料和油墨制造商、化學和醫(yī)藥行業(yè)，直到糧食筒倉和研磨產(chǎn)品的倉庫，再到化肥制造和污水處理設施等社會分工中不那么光鮮的部分，期間都存在著一個風險，即易燃或易爆物品遇到電氣設備產(chǎn)生的火花將產(chǎn)生反應，并造成一次嚴重的安全事故。因此設計工程師與聲譽卓著的供應商合作，去使用基于最高標準元器件開發(fā)安全、高效的設備是至關(guān)重要的。

當然，在當前的經(jīng)濟環(huán)境中，元器件和零部件的成本是任何一位預算有限的設計工程師需要考慮的重要因素。從質(zhì)量和價格來看有很大的選擇范圍，如可從通常用于諸如海上石油鉆井平臺等現(xiàn)場極高可能有可燃性氣體的0級危險區(qū)域(Zone 0)的高端金屬連接器，到通常在諸如糧倉和磨坊等在工藝出錯情況下短時間暴露在有風險的可燃性氣體的2級危險區(qū)域(Zone 2)中使用的低成本塑料連接器。

無論需要危險區(qū)域設備的場景是什么，以及什么樣的風險等級，目前歐盟等對所有設計用在危險環(huán)境中使用的設備都已立法監(jiān)管，以確保工人在危險的工作環(huán)境中工作時得到充分的保護。大家在2006年看到了歐盟的ATEX指令，是歐盟為監(jiān)管專為危險區(qū)域內(nèi)使用而設計的設備的嚴格條件的框架。

在零部件或成品設備能夠在危險區(qū)域內(nèi)部署之前，它必須通過由ATEX指令揭示的嚴格的測試標準。

對于一家要獲得型號批準電氣設備制造廠商，所有的設備和零部件都必須通過嚴格的測試。通常，測試過程中最艱難的步驟就是評估材料，以確保它們在極端溫度條件下的仍然完整性。這個測試階段并不是一個簡單的通過或失敗的測試，所有的元器件都要進行評估，以確保它們從零度以下到極度高溫的巨大溫度范圍內(nèi)都保持完整并發(fā)揮作用。

通常情況下，冷沖擊測試是一個更具挑戰(zhàn)的測試，許多材料如熱塑性材料往往表現(xiàn)良好，在高溫下保持完整，但在零度以下就會變的特別脆弱。許多設計工程師面臨的挑戰(zhàn)是從有限的耐用和柔韌材料中選擇同時與他們現(xiàn)在使用的模具和注塑機兼容的材料。Bulgin發(fā)現(xiàn)聚酯材料的高強度特別高適合設計用于危險區(qū)域的設備的零部件，這種材料往往在較低溫度下不會變脆，同時在極高溫度時也保持其性能和完整性。

和危險區(qū)域設備使用的元器件政府監(jiān)管一樣，ATEX指令包含的嚴格標準也擴展延伸到連接器系統(tǒng)的所有部分，包括附件和其他部件。例如，在連接器沒有成對連接的情況下，密封帽經(jīng)常被用來維持密封完整性時。使用聚碳酸酯來制造密封帽是一個很好的選擇，因為它在極端冷熱溫度范圍的沖擊試驗表現(xiàn)特別好，很容易達到ATEX指令中規(guī)定的標準。

設計工程正在演化為一種紀律，我們看到標準隨著新一代的工程師的不斷創(chuàng)新和不斷為危險區(qū)域的設備尋找新的應用，在高效的性能和成本的考量這之外，安全性是業(yè)界和公眾關(guān)心的一個關(guān)鍵問題。設計工程師與有著豐富經(jīng)驗的客制化設計咨詢公司共同合作，將會發(fā)現(xiàn)開發(fā)用于一系列危險區(qū)域設備的元器件和定制工程解決方案。
 

作者：Dave Ferry
簡歷：Dave是Elektron Technology旗下Bulgin品牌的設計工程師，作為環(huán)境密封產(chǎn)品、電源連接和電路保護方面的專家，討論工程師在設計和制造適用于危險地區(qū)的設備時所面臨的問題。