粉尘防爆「t」设计指南:防尘外壳与温度控制的双重功课

粉尘防爆的核心是两件事——不让粉尘进壳内(外壳防护)+ 壳内壳外的温度压得住(限温)。本篇整理 GB/T 3836.31-2021 的 ta/tb/tc 三级体系、IP 等级矩阵、粉尘特有的压力与温度试验参数。

系列 防爆型式设计指南 · 04/05阅读 约 13 分钟对应标准 GB/T 3836.31-2021

建议阅读时间:13 分钟 导语:粉尘防爆的核心是两件事——不让粉尘进壳内(外壳防护)+ 壳内壳外的温度压得住(限温)。本篇整理 GB/T 3836.31-2021 的 ta/tb/tc 三级体系、IP 等级矩阵、粉尘特有的压力与温度试验参数。 对应标准:GB/T 3836.31-2021

⚠️ 本文为工程辅助参考资料,整理自公众号「防爆于未燃」原创文章;所有参数以 GB/T 3836.31-2021 标准原文及防爆检验机构要求为准。

一、ta / tb / tc 与区域对应

由旧标准的 A 型/B 型改为 ta/tb/tc 三级体系(4.1 条):

等级 EPL 可用区域
ta Da(最高) 20 区
tb Db 21 区
tc Dc 22 区

选型:20 区只能用 ta;21 区可用 ta/tb;22 区可用 ta/tb/tc。

标志增加保护等级符号(第 7 章):如 Ex tb ⅢC T120℃ Db(GB/T 3836.1 第 29 章示例格式)。

不适用范围(1.2 节):火炸药粉尘、自燃物质、煤矿瓦斯/煤尘环境;也未考虑粉尘挥发出的可燃性/毒性气体——粉尘与气体杂混环境要另做评估。

二、IP 防护等级矩阵(4.2 条)

等级 ⅢC(导电粉尘) ⅢB(非导电粉尘) ⅢA(可燃性飞絮)
ta IP6X IP6X IP6X
tb IP6X IP6X IP5X
tc IP6X IP5X IP5X

规律:导电粉尘(ⅢC)一律 IP6X,等级越低对非导电粉尘可放宽到 IP5X。

三、ta 级的五项特殊要求(4.3 条)

  1. 未标志最大短路电流的设备,仅能连接到预期短路电流 ≤1.5kA 的电路。
  2. 需测量内部部件表面温度,并考虑外壳部分破裂的罕见故障。
  3. 防尘试验前需进行 4kPa 内部压力试验。
  4. 热保护装置应双重化且不应为自恢复式(符合特定标准的可仅用一个)。
  5. 产生电弧火花的部件必须配附加外壳,且通过 IP6X 试验。

tb/tc 级(4.4 条):能切断 10kA 以上故障电流的设备应确定并标志最大短路电流;防尘试验前 2kPa 内部压力试验(结构能限制衬垫移动的除外);tb 如可能超标志温度需配保护装置,tc 无强制要求。

四、粉尘特有的试验参数(6.1 条)

试验 ta tb/tc
内部压力试验 4kPa,持续 60s 2kPa,持续 60s
IP 试验负压 ≥4kPa,持续 ≥8h 按相应 IP 等级

温度试验的等级差异:ta 级施加 1.5 倍正常输入功率,模拟过载和故障条件测外壳外表面最高温度;tb 级按设备类型用不同过载/故障条件(标准表 2);tc 级仅按正常运行条件测温度。

五、接合面与引入装置

  • 螺纹接合面(5.1 条):平行螺纹无附加密封时啮合 ≥5 扣;锥形螺纹 ≥3.5 扣。
  • 衬垫和密封件应为整体连续结构(除非胶粘或机械固定);现场布线需拆装的部件、可调部件不应采用粘结接合面。
  • 引入装置(5.2 条、附录 A):光孔引入孔直径与引入装置公称直径差 ≤0.7mm;螺纹引入孔锥形 ≥3.5 扣、平行 ≥5 扣(不足 5 扣需附加衬垫或密封件);引入装置需单独做压力试验和 IP 试验。
  • 操纵杆/芯轴/转轴:除油脂外还应采取其他防尘措施。

六、常见错误清单

  1. 只靠油脂保持密封性——不符合标准要求
  2. 铰链当密封压紧方式用(除非能正确压紧衬垫且不产生非预期移动)
  3. 导电粉尘环境用了 IP5X 外壳
  4. ta 级没做双重化非自恢复热保护,或用了自恢复式
  5. 20 区选了 tb/tc 设备
  6. 粉尘+可燃气体杂混环境直接套用粉尘标准
  7. 忘标最大短路电流(ta 限 1.5kA;tb/tc >10kA 须标志)
  8. 衬垫接缝处泄漏——衬垫必须整体连续或可靠固定

延伸阅读(站内公众号原文)

一文读懂 GB/T 3836.31-2021 粉尘防爆「t」全解析;Ⅲ 类分类与粉尘温度测定条件见 一文读懂 GB/T 3836.1-2021。

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