防爆产品防爆面环保磷化工艺

防爆产品防爆面环保磷化工艺（通用3篇）

篇1：防爆产品防爆面环保磷化工艺

防爆产品防爆面环保磷化工艺

（咨询***）煤矿井下电气设备隔爆型电气设备，其隔爆面处理

一、隔爆面的磷化步骤

（一）清理：把需要磷化的隔爆面用水或砂布处理干净，做到无油污，无绣痕，露出金属本色。

（二）涂磷化液：将磷化液在处理好的隔爆面上薄薄地涂上一层。

（三）温度和时间：磷化过程中温度在20℃以上时为3分钟，20℃以下时为5分钟。

（四）磷化完毕，须在磷化面上涂一层凡士林油，并保证均匀完整的涂于磷化面上，对于保护隔爆面更有效。

篇2：防爆产品防爆面环保磷化工艺

现代化汽车齿轮的热处理生产应该满足高的产品质量、高的生产效率、高的环境保护、低的成本与消耗要求。因此, 现代化汽车齿轮热处理车间的设计应体现出技术先进、经济合理、节省能源、少 (无) 排放、环境友好、方便操作等特点。

1 热处理车间生产纲领

(1) 本设计生产纲领为年热处理生产重型载货车后桥主、从动圆锥齿轮 (简称汽车后桥主、从动锥齿轮) 60 000套, 折合120 000件/年, 约2 000 t/年。主要设备为双排连续式气体渗碳自动生产线等。厂房面积为2 160 m2。生产设备及配套系统投资估算约800万元。

(2) 产品品种主要为汽车后桥主、从动锥齿轮10个品种。

2 热处理工艺规程的制订

2.1 典型工件加工路线

汽车后桥主、从动锥齿轮的加工路线为齿轮锻坯等温正火→机械加工→前清洗→渗碳、淬火→后清洗→回火→表面抛丸清理→ (主动锥齿轮校直) →交检→机械加工→包装出厂。

2.2 热处理主要生产设备的选择

选择热处理各工序所用的设备, 估算设备数量。

应优先选用具有较高机械化与自动化、低耗、少 (无) 环境污染的热处理设备, 并优先采用清洁热处理生产设备。

(1) 齿轮热前清洗选用输送带式连续清洗机, 它的使用可大大减少热处理后续因加热而产生的油烟污染。齿轮经清洗液 (10%左右的碳酸钠溶液或专用金属清洗剂等) 喷淋冲洗, 清水漂洗和热风干燥程序完成。常用的碱液清洗剂 (10%左右的碳酸钠溶液) 无毒, 但用过的清洗液中含有油脂, 通过油水分离器进行分离, 把废油回收。废碱液经专门处理排放的设备进行中和处理后即可排放。

(2) 齿轮渗碳、淬火、回火及后清洗选用先进的可控气氛双排连续式气体渗碳炉, 渗碳介质采用甲醇、丙烷气等, 渗碳炉里排出的废气中虽含有CO及微量CmHn的碳氢化合物、HCN等, 但自炉中废气管排气口点燃, 可使其转化为CO2、H2O、N2等无害成分, 因此不会形成对大气的污染。热处理后的齿轮经清洗后, 浮在液面上的油脂通过分离器分离回收。排出的废碱水 (或专用金属清洗剂) 无毒, 经专门处理排放的设备进行中和处理后可以排放。

(3) 采用密封效果较好的吊挂式强力抛丸清理机进行齿轮表面清理, 可减少金属粉尘污染。

(4) 用无污染的中频感应加热炉取代有污染的铅浴炉, 进行主动锥齿轮螺纹退火。

(5) 主动锥齿轮校直采用效率较高的自动校直机;从动锥齿轮淬火采用脉动式淬火压床, 这样可降低热处理变形。

热处理各序所用的主要设备及数量如表1。

2.3 热处理工艺参数

热处理工艺的设计应考虑环保、生产成本等要求。氮气是中性气体, 对环境友好, 是低制造成本的热处理常用介质, 为此工艺设计采用氮气-甲醇工艺。生产应用表明, 该工艺较稳定、环保, 成本较低。汽车后桥主动锥齿轮双排连续式渗碳炉热处理工艺及其参数如表2。

3 热处理车间厂房的设计

3.1 车间厂房的设计

汽车齿轮热处理车间厂房的设计应有利于热处理车间的通风、排烟及除尘设备的安装, 即有利于环保要求。热处理厂房的外墙、隔墙、地面及顶棚的设计采用防火、耐热结构与材料。

本设计为热处理车间厂房与齿轮机械加工车间共用一个厂房, 即联合厂房。为了安全防火需要, 两个车间用砖墙隔开。

3.2 厂房的主要尺寸

(1) 厂房的跨度和柱距

采用双跨钢骨架结构, 长方形形状。跨度采用18 m, 厂房柱距采用6 m。

(2) 厂房的高度

厂房内应通风良好、温度适宜、阳光充足, 这就要求厂房有足够的高度。热处理厂房高度采用9 m。

3.3 厂房的结构形式设计

除要求厂房有足够的高度, 并设置足够的门窗、天窗 (设计采用电动控制) , 便于空气流动, 以减少车间内有害气体及粉尘的污染, 同时还应设计与安装向外排除有害烟尘的通风、排烟及除尘装置。

车间厂房采用钢结构形式, 并配合使用 (阻燃) 彩钢板。在车间易产生污染源的房顶处设计与安装通风排烟装置。

4 热处理车间的平面布置

在设计车间平面布置图纸时, 除了将厂房、主要设备、附属房间、车间通道的主要尺寸标注在图纸上, 还应标明设备的动力点、水等的供应点和排放点、通风排烟点及除尘点等。其原则如下。

(1) 有利于车间通风、采光和改善劳动条件。

所采用的双排连续式渗碳炉作为高大热处理设备, 靠近内墙布置, 便于车间的自然通风和采光。而自动校直机及中频感应加热炉、抛丸清理机作为小型设备和产生有害物质的设备, 靠墙外布置, 利于通风、排烟及除尘装置的安装。

(2) 附属房间的设计。

双排连续式渗碳炉所用的丙烷气、甲醇等属易燃、易爆物品, 其供应间或减压间等设在厂房外, 建成独立房间。为防火防爆安全起见, 其房间设计采用钢筋混凝土结构, 房顶设计采用钢筋混凝土浇注而成的预制盖板, 房间安装的钢窗设计要求呈开启状态 (即向外开启状态) 。热处理车间附属房间设计如图1。

5 通风排烟、除尘系统的环保设计与安装

汽车齿轮热处理生产过程中要产生大量的有害气体、油烟及粉尘等, 必须及时处理并排放掉, 以满足环保要求。当然废气最好燃烧后排放掉, 这样可以最大限度地减少对环境的污染。更环保的方法是采用湿式过滤机, 将双排连续式渗碳炉产生的废气用管道送到湿式过滤机, 废气在湿式过滤机内同循环水幕进行交换, 除掉废气中的有害物质再排放到空气中。湿式过滤机有利于净化空气、保护环境, 而且设备的购置成本和运行成本都不高, 完全符合当前国家环保要求。

5.1 通风排烟系统的环保设计与安装

采用全面通风排烟系统设计, 车间房顶设计通风排烟点及天窗等。天窗的设计采用了电动开启系统, 这样可以将室内废气及时排放掉, 并将室外大量新鲜空气引入车间内, 使车间空气中有害气体的浓度稀释到国标所允许的范围。而且, 在车间局部 (如吊挂式抛丸机、连续清洗机、淬火压床及双排连续式渗碳炉用回火炉、清洗机及淬火油槽等处) 设计与安装了通风排烟系统, 即把有害气体、粉尘等从其发生源旁直接排走。经使用, 其通风排烟效果明显, 完全达到JB/T 5073《热处理车间空气中有害物质的限制》要求。

油烟处理更加环保的设计是采用油烟净化设备, 如采用郑州机械研究所利用静电化原理生产的烟气净化设备对淬火油槽、回火炉及淬火压床使用过程中产生的油烟进行净化处理, 从污染源头将排放油烟收集净化, 因此可以保证对大气环境没有污染。

5.2 通风排烟管道的设计与安装

(1) 通风排烟管道的设计应充分考虑到车间吊车、管线和其他设备的影响, 可设计采用空中与地下布置形式。

(2) 通风排烟管的壁厚一般为1.0～1.2 mm, 管材最好选择耐腐蚀的镀锌板。采用咬接, 咬口缝应紧密, 宽度均匀, 以免产生漏气。

(3) 根据每一设备的排烟要求, 可设计单一或几个排烟点的联合管道系统, 有干线与支线。并设计出相应流量、功率等要求的通风机, 以保证具有足够排烟能力。双排连续式渗碳炉选用4-72-10C型离心式通风机, 其流量与功率分别为26 750 m3/h和7.5 kW;淬火压床排烟选用4-72型通风机, 其流量与功率分别为3 709 m3/h和1.1 kW, 完全可以满足排烟要求。经使用, 效果良好。

(4) 通风机安装时, 执行《机械设备安装工程施工验收规范》 (TJ 231 (五) —1998) 。

(5) 通风排烟管支、吊架间距要求如下。

a.水平安装。在通风排烟管道直径小于400 mm时, 其管道的支撑立柱、吊架间距不得大于4 m;在通风排烟管道直径大于或等于400 mm时, 其管道的支撑立柱、吊架间距不得超过3 m。

b.垂直安装。间距不应大于4 m, 每根立管的固定件不应少于2个。

(6) 车间向外排烟的烟囱高度设计应高于10 m, 一般要求高于车间房檐高度, 以利于排烟。

5.3 排烟管道灭火装置的设计与安装

淬火油槽、淬火压床等使用的排烟管道, 长期使用后管道内会残留有油垢, 在遇明火时很容易燃烧。若处理不当, 会发生火灾。这是热处理车间经常着火的原因之一。在车间具备氮气源 (如制氮机等) 的条件下, 可在排烟管道上分段设计并安装灭火点 (即氮气排放口) 。氮气灭火效果很好, 加上本次工艺设计采用氮气-甲醇工艺, 有制氮气机提供充足的氮气作为保证, 因此本次设计采用氮气灭火方案很方便。

5.4 除尘引风系统的设计与安装

渗碳淬火后的汽车齿轮表面清理所采用的抛丸清理设备, 在使用过程中常产生固体有害物, 即热处理生产性的金属及混合粉尘等。本设计采用了吊挂式抛丸清理机, 它的使用不仅密封效果相对较好, 而且生产效率高, 并大大降低操作者劳动强度。同时, 除尘设备采用了除尘效果较好的滤筒式脉冲反吹除尘器。抛丸清理机安装在车间内部的外墙附近, 这里容易安装相关引风与除尘系统, 并设计成独立的房间, 以满足环保要求。经使用, 抛丸机除尘效果良好、环保、无污染。

更环保的方法是采用湿式除尘器, 用风机将含金属粉尘的废气抽到湿式除尘器内, 利用水幕除去金属粉尘, 再将不含金属粉尘的气体排放到厂房外。

5.5 蒸气引风系统的设计与安装

在使用输送带式连续清洗机清洗齿轮的过程中, 产生的热蒸气需要及时排放掉。若清洗设备靠近车间外墙附近安装, 其蒸气引风系统的设计与安装同排烟系统一样相对比较容易;对于清洗机必须安装在车间中间, 而且有吊车行走时, 可以考虑将其设计成地下引风管道排布形式。本次设计采用后面方案, 经过生产应用, 清洗机蒸气引风效果很好, 车间无污染。

6 渗剂的合理选择及其储存、供应、输送系统的安全设计与安装

6.1 液体及气体渗剂的合理选择

汽车齿轮渗碳常用的液体渗剂 (主要指有机液体) 是指甲醇、乙酸乙酯、丙酮等。本次工艺设计由于采用氮气-甲醇工艺, 液体渗剂采用甲醇。

气体渗剂 (主要指可燃气体) 主要是指天然气、丙烷气及Rx保护气等。一般规模较大的车间可选用可燃气体作为富化气和制备可控气氛的原料气;规模较小的可选择有机液体。一般情况下, 丙烷气作为渗碳或碳氮共渗的富化气, 天然气作为制备吸热性可控气氛的原料气, 一次性投资较少。采用天然气管道代替丙烷气制备吸热性可控气氛的原料气, 不需要建立丙烷站或丙烷气罐储存间, 所以发生火灾和爆炸的可能性减小。建立丙烷站一次投资大, 运行费用高, 而且丙烷站属于特级防火单位, 因此最好不设计建设丙烷站。本次工艺设计气体渗剂采用罐装丙烷气, 一次性投入较少, 占地面积较少, 用多少储存多少, 因此相对比较安全。

6.2 液体渗剂的输送系统与储存 (或供给) 箱的安全设计与安装

(1) 液体渗剂选用的甲醇属于易燃、易爆危险品, 因此将输送系统设计为独立管道系统, 采用不锈钢材料 (如1Cr18Ni9Ti) 的无缝钢管。

(2) 设计要求在管线安装完毕后进行管路系统的水压渗漏检验, 即采用水压机进行通水压力检验, 在0.6 MPa压力下保持24 h时没有水渗漏情况即可, 以防止使用过程中管道系统产生渗漏而引发火灾。

(3) 为预防腐蚀渗漏引发火灾, 滴注 (液体) 渗剂甲醇的储存箱采用5～6 mm厚不锈钢 (如1Cr18Ni9Ti) 钢板焊接而成。

(4) 为避免电机引发着火, 液体渗剂甲醇的输送采用32CQ-25型防爆磁力驱动泵, 可以输送液体介质甲醇到6 m高度的储存 (供给) 箱内。

(5) 为防火安全考虑, 滴注 (液体) 渗剂甲醇的储存 (或供给) 箱设计存放在车间外的独立房间, 并高于双排连续式气体渗碳炉滴注口3～5 m。

6.3 气体渗剂减压系统及输送系统的安全设计与安装

(1) 丙烷气减压间采用独立房间 (如图1) , 侧墙上安装的钢窗设计要求呈开启状态 (即向外开启状态) , 在遇气体突发爆炸时, 爆炸形成的气浪可直接冲击出去, 并且可以及时散开爆炸产生的废气等。

(2) 丙烷气减压间设计了良好的通风和低位排风设施 (如安装轴流风机) 。丙烷气减压间设计与安装了良好独立的接地装置, 各管路法兰盘连接处都用厚度为0.3 mm、宽度为50 mm的紫铜片进行连接, 使整个管路系统与接地装置相连。室内地面铺设了防静电橡胶板。室内采用防爆型电器与照明, 其导线穿管。室外设计安装了避雷针。

(3) 丙烷气减压系统设计与安装了气体放散 (管) 装置, 遇到减压阀门等失灵情况, 便于及时排放危险气体, 以降低管路与热处理炉内气体的压力与流量。

(4) 为预防丙烷气减压系统在使用过程中漏气而引发火灾, 在减压系统使用之前, 先用压缩空气将管路内杂质吹洗干净, 然后按有关标准进行压力试验。

a.强度试验。用水作试验介质, 试验压力为2.0 MPa。当达到试验压力后, 观察20 min, 压力不降低, 外观检查无破裂、无变形和无渗水, 即为强度试验合格。

b.气密性试验。用氮气作试验介质, 试验压力为1.4 MPa。当达到试验压力后, 观察24 h, 每小时的漏气率<1%时, 即为合格。

(5) 丙烷气减压间按有关标准进行设计与施工。安装完工后, 通过相关消防部门的检验, 检验合格后交付使用。

7 安全防爆 (炸) 的设计与安装

采用双排连续式渗碳炉对汽车齿轮进行渗碳淬火过程中, 随时会接触到易燃易爆气体, 如果热处理设备及其附属系统设计与安装不当等, 随时都可能引发气体爆炸。因此, 必须从保证热处理设备及其附属系统的安全性等方面进行安全设计与安装。

(1) 本设计双排连续式渗碳炉安装了独立的测温装置和热电偶, 用于测定安全温度 (750℃) 。当炉温低于750℃时, 可发出超低温报警信号, 并通过丙烷气管路上安装的自动通断阀, 切断可燃丙烷气向炉内的输送。必要时使电控阀自动切换到供氮气管路上, 利用氮气冲洗炉内可燃气氛, 避免可燃气氛产生爆炸。经使用, 效果良好。

(2) 在丙烷气、甲醇这些易燃易爆物质的房间分别安装了SQK-1、SQK-2型号传感器。传感器可连续检测危险场所的可燃性气体浓度, 并输出与气体浓度成正比的标准信号。在危险情况下, 传感器通过与其相连的FB4000-BZ型号多通道可燃气体报警控制器 (安装在控制间) 发出清晰报警信号, 必要时其安全系统能自动起作用, 例如紧急启动排风机与切断易燃气体电控阀门。传感器通过安装架固定在立柱、墙面或水平管道上。本设计采用墙面安装方式, 分别安装在丙烷气减压间和甲醇供应间。经实际使用, 其效果很好, 没有出现过问题。图2为可燃气体报警控制系统安装示意图。

8 安全防火的设计与安装

双排连续式渗碳炉使用的淬火油槽是位于自动生产线中的连续式淬火油槽, 为敞口式。齿轮经传送机构送入加热炉中进行热处理, 随后被传送到淬火油槽中。如果淬火油中进水, 或油槽的温控 (加热或冷却) 系统、冷却系统及油位控制系统等设计与安装不当, 易发生火灾。其安全防火设计与安装要求如下。

(1) 本设计采用的双排连续式渗碳炉用淬火油槽, 安装并配备油位控制、报警系统。淬火油槽的油面高低位报警和运行连锁机构由浮漂带动限位开关来实现。当油面不正常时, 淬火油槽油位报警系统报警并停止工作。副油箱也配有高低位控制和报警系统, 以保证淬火油槽能够及时得到新油补充。经生产使用, 效果很好。

(2) 双排连续式渗碳炉用淬火油槽设计与安装了炉外冷却系统, 其主要由YG80-160型油泵和IT120-610/80型热交换器组成。油温冷却自动控制。

(3) 为防止冷却水渗进淬火油中, 在设计与安装炉外油冷却系统时, 应保证在任何时间内各点油压总是高于水压, 压差一般为0.25～1.0个大气压。保证在这种系统中不存在渗漏处, 否则淬火油中进入冷却水是十分危险的。经使用, 效果很好。

(4) 为防止冷却水渗漏到淬火油中, 可设计与安装空气冷却器、喷雾冷却器或带有双油路和采用耐腐蚀钢制造的散热器冷却系统。本次设计采用了较先进的RL111型高效空气冷却器。

(5) 若淬火油中水分含量超标, 含水量大于0.5% (体积) , 当赤热的齿轮淬入油中时, 油中水分突然汽化, 形成油沫, 并迅速溢出油槽, 遇到明火易产生燃烧。为此, 本次设计与安装了油中冷却水超标的检测报警装置, 使用效果很好。

篇3：防爆产品防爆面环保磷化工艺

关键词：石油钻采装备；电气产品；防爆型式；应用；

中图分类号：S972.7+4 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01

几年来国家对各行各业的安全更加注重，而进行石油钻探时的工作环境需要经常处于防爆区域，所以钻采时必须使用防爆的电气设备。

一、含爆炸性气体的环境危险区的划分

每一个国家对爆炸区域的划分都有各自的评判标准，我国将爆炸性气体出现的频率以及时间的长短等内容作为评判标准，将环境危险区划分为三个区域，分别是O区、1区以及2区，划分的具体标准如下所示：0区：环境出现爆炸性气体的时间较长或是连续出现的区域（大多数的情况下，0区只存在于密闭的空间环境中，如，贮罐，煤气罐等等）；1区：环境中的爆炸性气体可能由正常的工作运转产生的区域；2区：环境中的爆炸性气体不会由正常的工作运行造成或者即使产生了气体也不会长时间的存在。

二、常用防爆电气装置的应用

根据使用电气设备的环境、工艺等方面的不同，应用的防爆装置也不同，大致可以分为以下几种类型：增安型、隔爆型、正压型、本质安全型、充砂型、浇封型等。

（一）防爆电机。目前，石油钻采的力度越来越大，机器的工作时间越来越长，这样，企业对钻采工具的使用周期、维修时间以及次数、安全性能的要求越来越高，而防爆机又是保证以上各方面的关键，所以，石油钻采系统越来越注重防爆机的安全性能。石油钻采系统经过长期的实践证明，无火花型电机、正压型电机以及增安型比较实用且适用，这些电机也逐渐的进入到行业中去。

1、增安型电机。增安型电机一般在正常的工作过程中，不会产生电火花、电弧或者高温等现象，需要对该机器进行电气和热以及机械等方面的的保护措施，避免在正常工作时产生电火花、电弧或者高温等危险的现象。该电机在进行了一定的安全防护措施之后，可以正常的在2区危险区域进行工作。由于增安型电机将传统的下水冷改变为上水冷，加装了防潮加热器以及监控系统，所以，该电机的防爆性能更加完善，并且还能对点击进行监控，性能更加安全，保证了石油钻采任务的安全进行。

2、无火花型电机。无火花型电机在正常工作的过程中不会点燃周围环境中的爆炸性的气体，而且不会将点燃出现故障的电机，遏制了爆炸的进一步发生。该电机除了与增安型电机的一些特殊规定（如，绕组温升、起动电流、试验绝缘介电强度的电压等等）外，其他方面的设计要求相同。无火花型电机符合防爆电器的设计规定，使用额定电压超过660V的电机，加热机以及其他接连件在接线盒内。

3、正压型电机。正压型电机具有一整套完美的通风系统，内部没有任何影响通风正常进行的阻碍、结构死角等；由不能够燃烧的材料制作而成，机械强度能够达到工作需；电机外壳以及主管道的内部能够保证足够大的正压以求与外界环境的大气压相适应；电机备有安全保护措施，例如，流量监测器、时间继电器、报警装置等等，这些保措施既能够保证机器的换气量，还能够完成电机无法正常工作时的报警任务。

（二）防爆箱。防爆箱适用于1区以及2区的爆炸气体危险区。一些防爆箱因为采用了模块化设计的原理，各个回路可以根据工作环境的具体情况进行自由的组合，防爆箱有两种类型，即隔爆型、正压型，本文简述隔爆型。

隔爆型的电气一般在通用性较强的设备中比较常用。隔爆型防爆箱的外壳能够承受箱体内部气体爆炸产生的压力，遏制爆炸性的气体向外界环境泄露，而引起更大的危害。在隔爆型防爆箱的箱体上在安装上一个接线箱，这样的组合仪器叫做/de0，该仪器能够在隔爆的壳体中使用可以产生火花的元件，减小仪器造价，然而有利必有弊，这用仪器由于是不同设备组装在一起形成的，所以仪器的体积较大，内部的小零件较多，如，螺丝钉。螺丝帽等等，在检修时步骤比未改装的更多，较麻烦，而且组合后的仪器散发的热量较多，散热也就成为该设备的一个重点问题。还有另外一种隔爆型防爆箱体叫做/ed0，这种设备的外壳是增安型，内部元件是隔爆型，对这种组合设备进行拆装时较/de0更方便，而且使用增安型的箱体装备设备，能够增加设备的防护等级，但是使用隔爆的电气元件会增加设备的成本，不利于推广使用。

（三）正压型电气设备。正压型设备可以使用在存有点燃源或者是密闭的环境中，将气体介质或者惰性气体导入设备的外壳中，从而形成一个相对稳定的过压，并且这种稳定的过压在实际的工作过程中依旧能够稳定的存在，這样就能够遏制可燃性的气体或者是易燃的粉尘等物质进入设备的外壳中，将可爆炸的环境与引燃源分隔开，防止爆炸的产生。从正压技术的原理上讲，正压技术可以应用于对可燃气体的分析。可燃气体经过管道进入分析仪的正压外壳，如果在设备工作的过程中出现可燃气体泄漏等问题，不会出现爆炸的现象，因为，这些泄漏的气体在正压外壳的内部会形成一个可燃性气体源，包含可燃性气体的管道以及分析仪叫做密闭容器系统，而这个密闭系统是一个无释放的系统。这个系统能够预见到气体的最大释放速度的有限以及无限性，对于气体的无限释放的情况下，这个系统能够利用惰性气体形成的过压阻止氧气进入设备的外壳中，使设备无法形成爆炸所需的环境。

三、总结

石油钻采使用的防爆电气设备要从经济以及通用角度考虑。在电气内部如果会产生电弧或是火花，而且周围环境为1区或是2区的气体环境中，要采用隔爆型的防爆箱，如果电气内部不会产生电弧或是火花，而且所处的也为1区或是2区的气体中，要使用防爆电机。面对着科技的发展日新月异的情况下，各种石油钻采使用的设备也应该不断地完善。

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