防爆熱電偶在石油化工行業(yè)中的Ex認證要求與選型指南

一、引言

　　石油化工行業(yè)因其生產(chǎn)環(huán)境涉及易燃易爆氣體、蒸汽及粉塵，對溫度測量設(shè)備的安全性要求很高。防爆熱電偶作為關(guān)鍵測溫元件，需通過國際或國內(nèi)防爆認證(Ex認證)，確保其在爆炸性環(huán)境中安全運行。防爆熱電偶憑借其隔爆結(jié)構(gòu)設(shè)計和多重安全防護，廣泛應用于石油化工領(lǐng)域。本文將從Ex認證標準、防爆分區(qū)適配性及選型核心參數(shù)三方面展開分析，為行業(yè)用戶提供技術(shù)參考。

二、Ex認證標準與石油化工行業(yè)合規(guī)性

　　1. 國際認證體系：IECEx與ATEX

　　IECEx認證：由國際電工委員會(IEC)建立，覆蓋全球25個成員國，包括中國、美國、歐盟等主要經(jīng)濟體。其核心標準IEC
60079系列規(guī)定了爆炸性環(huán)境用電氣設(shè)備的防爆設(shè)計、測試及認證要求，適用于石油化工裝置中的0區(qū)、1區(qū)和2區(qū)。

　　ATEX認證：歐盟強制認證，標準為EN
60079系列，與IECEx互認。在歐盟市場銷售的防爆熱電偶需同時滿足ATEX指令2014/34/EU和IECEx要求。

　　2. 國內(nèi)認證體系：GB 3836與CCC強制認證

　　GB 3836標準：中國國家標準，等效采用IEC
60079系列，涵蓋防爆電氣設(shè)備的型式試驗、生產(chǎn)許可及使用規(guī)范。石油化工企業(yè)采購的防爆熱電偶必須通過GB 3836認證，并標注“Ex"標志及防爆等級(如Ex d
IIB T4)。

　　CCC強制認證：中國強制性產(chǎn)品認證制度，防爆電氣產(chǎn)品需同時獲得GB 3836認證和CCC標志方可合法銷售。

　　3. 行業(yè)合規(guī)案例：防爆熱電偶的認證實踐

　　隔爆熱電偶通過IECEx和GB 3836雙重認證，其防爆結(jié)構(gòu)符合IEC 60079-1和GB
3836.2標準，接線盒采用間隙隔爆原理，內(nèi)部爆炸壓力被限制在1.5倍參考壓力以內(nèi)，確?；鹧鏌o法外泄。該產(chǎn)品已應用于中石化鎮(zhèn)海煉化、中石油長慶油田等項目，驗證了其合規(guī)性與可靠性。

三、石油化工防爆分區(qū)與熱電偶適配性

　　1. 爆炸性環(huán)境分區(qū)標準

　　根據(jù)GB/T 3836.1-2021和IEC 60079-10-1，石油化工場所劃分為三類區(qū)域：

　　0區(qū)：連續(xù)或長期存在爆炸性氣體混合物的環(huán)境(如氫氣壓縮機廠房)。

　　1區(qū)：在正常運行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境(如反應釜頂部空間)。

　　2區(qū)：在異常情況下短暫出現(xiàn)爆炸性氣體混合物的環(huán)境(如儲罐區(qū)通風口)。

　　2. 不同分區(qū)的防爆熱電偶選型

　　0區(qū)適用型：

　　本安型(Ex
ia)：通過限制電路能量(電壓≤24V、電流≤100mA)確保無火花產(chǎn)生，適用于化工儀表、傳感器等低功率設(shè)備。本安型熱電偶采用雙重化設(shè)計，故障時自動切斷電源，符合GB
3836.4標準。

　　澆封型(Ex ma)：將電氣元件澆封在環(huán)氧樹脂等化合物中，隔絕爆炸性氣體與點火源，適用于溫度傳感器等低功率設(shè)備。

　　1區(qū)和2區(qū)適用型：

　　隔爆型(Ex
d)：通過堅固外殼承受內(nèi)部爆炸壓力，并利用法蘭間隙(≤0.2mm)阻止火焰?zhèn)鞑ィ鞘突こＳ玫姆辣问?。WRNK-191S型隔爆熱電偶采用不銹鋼外殼，耐壓強度達1.5MPa，適用于乙烯裂解爐、催化裂化裝置等高溫高壓場景。

　　增安型(Ex e)：通過增強設(shè)備絕緣和密封性降低爆炸風險，但不允許內(nèi)部發(fā)生爆炸，適用于電機、照明等設(shè)備，較少用于熱電偶。

四、防爆熱電偶選型核心參數(shù)與技術(shù)要點

　　1. 防爆等級與溫度組別

　　防爆等級：由“Ex"后綴字母表示，如Ex d(隔爆型)、Ex ia(本安型)。石油化工裝置中，1區(qū)和2區(qū)優(yōu)先選用Ex d，0區(qū)必須選用Ex ia或Ex
ma。

　　溫度組別：根據(jù)設(shè)備表面最高溫度與爆炸性氣體引燃溫度的匹配關(guān)系劃分(T1-T6)。例如，氫氣(引燃溫度500℃)需選用T4組別(設(shè)備表面溫度≤135℃)或更低。

　　2. 材質(zhì)與耐腐蝕性

　　保護管材質(zhì)：

　　不銹鋼(316L)：適用于大多數(shù)化工介質(zhì)，耐氯離子腐蝕。

　　哈氏合金(C-276)：適用于強酸、強堿環(huán)境，如硫酸、鹽酸生產(chǎn)裝置。

　　鈦合金：適用于海水淡化、氯堿工業(yè)等含氯環(huán)境。

　　接線盒材質(zhì)：采用鋁合金或不銹鋼，密封等級需達到IP66，防止粉塵和液體侵入。

　　3. 安裝方式與機械強度

　　安裝結(jié)構(gòu)：

　　固定法蘭式：適用于設(shè)備壁或管道安裝，法蘭尺寸需符合ASME B16.5或GB/T 9119標準。

　　活動螺紋式：適用于需要頻繁拆卸的場景，如催化劑裝填口。

　　抗振性能：壓簧式感溫元件可吸收振動能量，避免熱電偶絲斷裂。連儀產(chǎn)品通過GB/T
2423.10-2019振動試驗，振動頻率10-55Hz時位移幅值≤0.35mm。

　　4. 信號傳輸與干擾抑制

　　補償導線：需與熱電偶分度號匹配(如K型配KC型補償導線)，長度不超過100米，避免信號衰減。

　　電磁屏蔽：采用鎧裝電纜或雙絞線，減少工業(yè)電磁場干擾。連儀產(chǎn)品提供一體化溫度變送器選項，將熱電偶信號轉(zhuǎn)換為4-20mA標準信號，傳輸距離可達1000米。

五、行業(yè)應用案例與選型建議

　　1. 乙烯裂解爐溫度監(jiān)測

　　場景特點：爐膛溫度高達850℃，介質(zhì)為烴類蒸汽，屬于1區(qū)環(huán)境。

　　選型方案：

　　保護管：哈氏合金C-276，直徑Φ16mm

　　安裝方式：固定法蘭式，法蘭壓力等級PN40

　　信號輸出：一體化溫度變送器(4-20mA)

　　2. 儲罐區(qū)液位溫度測量

　　場景特點：儲罐頂部空間為2區(qū)環(huán)境，介質(zhì)為原油，需防腐蝕。

　　選型方案：

　　保護管：316L不銹鋼，直徑Φ12mm

　　安裝方式：活動螺紋式，螺紋規(guī)格M20×1.5

　　防護等級：IP67

3836雙重認證，其隔爆結(jié)構(gòu)、高精度測溫及抗震性能可滿足復雜工況需求。用戶選型時應優(yōu)先選擇通過國際認證的產(chǎn)品，并依據(jù)具體場景匹配防爆等級與材質(zhì)，以確保設(shè)備安全運行。