當(dāng)我們想到爆炸或者火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高的行業(yè)和情景時(shí)，我們一般會(huì)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(yán)重的安全性擔(dān)憂。從涂料和油墨制造商、化學(xué)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(shè)施等社會(huì)分工中不那么光鮮的部分，期間都存在著一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即易燃或易爆物品遇到電氣設(shè)備產(chǎn)生的火花將產(chǎn)生反應(yīng)，并造成一次嚴(yán)重的安全事故。因此設(shè)計(jì)工程師與聲譽(yù)卓著的供應(yīng)商合作，去使用基于最高標(biāo)準(zhǔn)元器件開發(fā)安全、高效的設(shè)備是至關(guān)重要的。

當(dāng)然，在當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)環(huán)境中，元器件和零部件的成本是任何一位預(yù)算有限的設(shè)計(jì)工程師需要考慮的重要因素。從質(zhì)量和價(jià)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(tái)等現(xiàn)場極高可能有可燃性氣體的0級(jí)危險(xiǎn)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(cuò)情況下短時(shí)間暴露在有風(fēng)險(xiǎn)的可燃性氣體的2級(jí)危險(xiǎn)區(qū)域(Zone 2)中使用的低成本塑料連接器。

無論需要危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)備的場景是什么，以及什么樣的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，目前歐盟等對所有設(shè)計(jì)用在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的設(shè)備都已立法監(jiān)管，以確保工人在危險(xiǎn)的工作環(huán)境中工作時(shí)得到充分的保護(hù)。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(xiǎn)區(qū)域內(nèi)使用而設(shè)計(jì)的設(shè)備的嚴(yán)格條件的框架。

在零部件或成品設(shè)備能夠在危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)部署之前，它必須通過由ATEX指令揭示的嚴(yán)格的測試標(biāo)準(zhǔn)。

對于一家要獲得型號(hào)批準(zhǔn)電氣設(shè)備制造廠商，所有的設(shè)備和零部件都必須通過嚴(yán)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(gè)測試階段并不是一個(gè)簡單的通過或失敗的測試，所有的元器件都要進(jìn)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(gè)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(huì)變的特別脆弱。許多設(shè)計(jì)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(shí)與他們現(xiàn)在使用的模具和注塑機(jī)兼容的材料。Bulgin發(fā)現(xiàn)聚酯材料的高強(qiáng)度特別高適合設(shè)計(jì)用于危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備的零部件，這種材料往往在較低溫度下不會(huì)變脆，同時(shí)在極高溫度時(shí)也保持其性能和完整性。

和危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)備使用的元器件政府監(jiān)管一樣，ATEX指令包含的嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)也擴(kuò)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(shí)。使用聚碳酸酯來制造密封帽是一個(gè)很好的選擇，因?yàn)樗跇O端冷熱溫度范圍的沖擊試驗(yàn)表現(xiàn)特別好，很容易達(dá)到ATEX指令中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)工程正在演化為一種紀(jì)律，我們看到標(biāo)準(zhǔn)隨著新一代的工程師的不斷創(chuàng)新和不斷為危險(xiǎn)區(qū)域的設(shè)備尋找新的應(yīng)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(gè)關(guān)鍵問題。設(shè)計(jì)工程師與有著豐富經(jīng)驗(yàn)的客制化設(shè)計(jì)咨詢公司共同合作，將會(huì)發(fā)現(xiàn)開發(fā)用于一系列危險(xiǎn)區(qū)域設(shè)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(shè)計(jì)工程師，作為環(huán)境密封產(chǎn)品、電源連接和電路保護(hù)方面的專家，討論工程師在設(shè)計(jì)和制造適用于危險(xiǎn)地區(qū)的設(shè)備時(shí)所面臨的問題。