（安全技术及工程专业论文）民用航空器喷漆机库防爆区域划分的研究.pdf

a b s t r a c t t h e me x i s td i f f e r e n tk i n d so fc o m b u s t i b l e si nt h ep a i n t i n gh a n g a r ，w h e nm e e t i n g w i t he l e c t r i c ，b u r n i n go re x p l o s i o nw i l lb ec a u s e d t h ep a i n ta n ds o l v e n tu s e df o r p a i n t i n ga l ec o m b u s t i b l el i q u i dw i t hv o l a t i l i t y , w h e nt h e i rm i x t u r ew i t ha i rr e a c h e x p l o s i o nl i m i t ，i ti sp o s s i b l et oe x p l o d eo rb u mi fm e e t i n gw i t he l e c t r i ci g n i t e r s o f i r ep r o o fe x p l o s i o ne l e c t r i cf a c i l i t ys h o u l db eu s e di ne x p l o s i o na n df i r eh a z a r d o u s a r e a ，i no r d e rt ou s i n gp r o p e rt y p e s ，w em u s th a v et h eh a z a r d o u sa r e ad i v i s i o n c o n t r a s tt og e r m a ns t a n d a r da n da m e r i c a ns t a n d a r da b o u tp a i n t i n gh a n g a r ， t h e r ew i l lb eo b v i o u sd i f f e r e n c ew i t hr e g u l a t i o n si nc c a r s t a n d a r d p a i n t i n gh a n g a r d e s i g nr u l e s w en e e ds t u d yt h ed i v i s i o no fi t se x p l o s i o np r o o fa f e aa c c o r d i n gt o h a z a r dr a t i n g ，r e l a t i v ed e n s i t y ，e x p l o s i o nl o w e rl i m i ta n dv e n t i l a t i n go ft h eh a z a r d a r t i c l e si np a i n t i n gh a n g a ri no r d e rt oi t su s e f u la n dr e a s o n a b l e i n t h i sa r t i c l e f i r s ti st h ei n t r o d u c t i o na b o u tp a i n t i n gw o r k i ti n c l u d e ：s u r f a c e t r e a t m e n t ，p a i n t i n ga n dd r y n e s s ，t h en e x ti st h ee l e c t r i cf i r ea n de x p l o s i v eh a z a r d f a c t o ra n a l y s i s a n dt h e ni st h en u m e r a t i o nt ot h eh a z a r dr a t i n ga n dv e n t i l a t i n go ft h e h a z a r da r t i c l e si np a i n t i n gh a n g a r ，t h el a s ti st h es u g g e s to nt h ed i v i s i o no fp a i n t i n g h a n g a re x p l o s i o np r o o f a r e a k e yw o r d s ：a i r c r a f tp a i n t i n gh a n g e r e x p l o s i o np r o o fa r e a t h ed i v i s i o no f e x p l o s i o n p r o o f a r e a 附件1学位论文独创性声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：今所呈交的民用航空器喷漆机库防爆区域划分 的研究论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的科研成 果。尽我所知，文中除了特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写的内容及科研成果，也不包含为获得首都经 济贸易大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。 作者签名：码彩啉4 年月卫日 附件2 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本人完全了解首都经济贸易大学有关保留、使用学位论文的有关 规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅借阅 或网络索引；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采取影印、 缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 作者签名：魁j 型 导师签名：峻日期：兰坐王年五月盟日 1 1 1 绪论 近来年，民用航空器以其快速、安全、便捷成为了现代人们出行的重要交 通工具，其运载量越来越大，航程越来越长，营运频率越来越高，机型也越来 越大。民用航空器只要有飞行，就需要进行定期的维护和修理。民用航空器的 维修作业过程的安全问题也是保证民用航空器运营安全，保证旅客生命财产安 全的一个非常重要的环节。据波音公司0 6 年的统计数字，从1 9 8 7 年到2 0 0 5 年全球商用喷气机群机损事故中飞机维修作业造成的事故占到了总事故率的3 。在飞机的维修过程中一旦发生事故将可能导致飞机损伤和人员的大量伤亡， 造成较大的经济损失。 在民用航空器维修喷漆作业中由于油箱油气的挥发，清洗剂的挥发，漆料 中可燃液体的挥发，会产生大量的可燃性气体和蒸气，不可避免的存在着爆炸 性气体环境。在这样的环境中，由于某些方面的原因，例如电气设备或线路的 危险温度、电火花和电弧等会构成引发火灾爆炸的点火源，会造成重大的人身 伤亡和设备损坏事故。 据波音公司的统计数据在1 9 9 9 4 3 0 只以河出售的8 2 9 2 架波厅系列飞机 中，有1 6 2 起着火或爆炸事故的统计资料( 不合因军事及犯罪：# r # ) 。飞机火灾 和爆炸事故在维修作业事故中占有很大的比例。而且在飞机喷漆维修作业的过 程中，现场不可避免地产生爆炸性物质，形成爆炸性危险环境。在爆炸性气体 环境中，要想对电气装置危险因素进行有效控制，实现各类电气设备的安全应 用，需要对爆炸性气体环境进行合理的危险区域划分，这是正确选择防爆电气 装置的前提。 1 1 民用航空器喷漆作业防爆区域划分的研究现状 目前我国、德国、日本、美国等国关于爆炸性气体环境的分级规定基本上 采用了国际电工委员会( i e c ) 的分级标准。在分级标准一致的情况下，对民用 航空器喷漆维修作业爆炸危险区域范围如何进一步的划分就成了关键的问题。 现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范没有对飞机库这 一建筑类型的等级和范围划分的典型示例，国家标准飞机库设计防火规范 g b 5 0 2 8 4 - 9 8 第8 1 8 条有关飞机库内爆炸危险区域划分的规定等效采用了美国 1 1 绪论 国家电气规范第5 1 3 节有关飞机库的规定。飞机库设计防火规范已明确 说明鉴于喷漆机库已有行业标准，该规范不适用于喷漆机库的设计。而中国航 空工业总公司航空工业工程建设标准喷漆机库设计规定关于爆炸危险区域 的划分的规定是参照飞机库设计防火规范的条文制定的。并且对比我国和 德国及美国的有关范围划分的规定，其关于爆炸危险区域的范围划分相差较大， 而我国的规定总体偏于严格。因此对民用航空器喷漆维修作业这一工艺过程的 危险区域的划分规定尚需要进一步研究，以更合理的考虑喷漆维修作业的危险 性及作业过程中通风设施的可靠性和工作情况对区域范围划分的影响。 1 2 论文研究意义和研究内容 对喷漆机库进行防爆区域划分目的在于根据危险区域类别的不同，并综合 考虑可燃性气体的级别和温度组别，合理选择和安装危险环境的电气设备的合 适的防护等级，达到在危险环境内电气设备的安全使用。分区的原则是“要确 实地将、且仅将具有爆炸隐患或潜在爆炸隐患的环境划为危险区，并将采取措 施减轻了危险程度的环境划为低度危险区或安全区域( 不分类场所) 。”合理的 防爆区域划分可以消除喷漆机库电气引燃源带米的火灾爆炸事故，并且避免非 危险区域防爆r b 气设备的使用，为公司节约了成本。 爆炸性气体环境防爆区域划分的程序一般包括以下步骤： a 确定对象环境是否存在能够产生爆炸性气体的物质； b 判断该物质的量是否达到构成爆炸性气体环境危险的量： c 判定释放源是否存在； d 确定释放源级别： e 判定能否通过设备改进等降低释放源的危险等级； f 求出影响区域类型及范围的参数( 如泄漏速率等) ； g 确定通风级别( 包括考虑能否提高通风级别) ； h 确定通风的有效性； i 考虑场所在整个系统的重要性 i 考虑辅助防爆措施的使用情况 k 确定区域的类型； l 确定区域的范围。 本文共6 章，第一章绪论，介绍民用航空器维修作业中爆炸危险区域划分 研究现状、研究意义和研究内容。第二章研究国内外对民用航空器喷漆机库防 2 1 绪论 爆区域划分的现状，并与喷漆作业现场相结合，分析其不足之处。第三章民用 航空器喷漆机库的清沈喷漆作业的工艺流程概述和危险有害因素的辨识。第四 章喷漆机库防爆区域划分的分析计算。第五章为喷漆机库的防爆区域划分。第 六章结论。 3 2 民用航空器喷漆机库爆炸危险区域划分的现状 国际电工委员会( i e c ) 标准把释放源按其释放频繁程度和持续时间分成三 个等级，即连续级、第l 级、第2 级释放源，并按照各级释放源及通风状态来 划定危险区等级。按照爆炸性混合物出现的频繁程度和持续时间，把危险区分 为： 0 区：爆炸性气体混合物连续出现或长时问存在的场所。 1 区：在正常情况下，可能产生爆炸性气体混合物的场所。 2 区：在正常运行时不可能产生爆炸性气体混合物，如果产生也只能短时存 在的场所。 目前我国、德国、日本等国关于爆炸性气体环境的分级规定基本上采用了 国际电工委员会( i e c ) 的分级标准。 2 1国内相关标准 2 1 1国家标准 根据现行国家标准爆炸和火灾危险环境电力装胃设计规范g b 5 0 0 5 8 1 9 9 2 第2 2 1 条的规定，爆炸性气体、可燃蒸气与空气混合形成爆炸性气体混合物 的场所，按其出现的频繁程度和持续时问分为0 级、1 级和2 级共3 个区域等级。 1 ) 0 级区域( 简称0 区) 在正常情况下，爆炸性气体混合物连续出现或长期出现的场所。 2 ) 1 级区域( 简称l 区) 在j 下常运行时可能出现爆炸性气体混合物的场所。 3 ) 2 级区域( 简称2 区) 在正常运行时不可能出现爆炸性气体混合物的环境，或即使出现也仅是短 时存在的爆炸性气体混合物的场所。 正常运行是指正常的开车、运转、停车，易燃物质产品的装卸，密闭容器 盖的开启，安全阀、排放阀以及所有工厂设备都在其设计参数范围内工作的状 念。不正常情况是指有可能发生设备故障或误操作的情况。 我国的可燃气体或蒸气爆炸性混合物的危险区域根据爆炸性混合物出现的 频繁程度和持续时间划分为0 区、1 区、2 区的规定，等效采用了国际电工委员 会( i e c ) 规定。除了封闭的空间，如密闭的容器、贮油罐等内部气体空间，很 4 2 民用航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 少存在0 区。在生产中0 区是极个别的，大多数情况属于2 区。在设计时应采 取合理措施尽量减少l 区。 爆炸危险区域划分 爆炸危险区域的等级和范围的划分应根据易燃物质的释放量、释放速度、 沸点、温度、闪点、相对密度、爆炸下限、障碍等条件并结合工程实践来综合 确定。对于民用航空器喷漆维修作业机库这种空间很大的建筑，可根据通风情 况、释放源部位、释放量和扩散情况，划定其不同等级的危险范围。 1 ) 易燃物质的泄出量：随着释放量增大，其范围可能增大； 2 ) 释放速度：当释放量恒定不变，释放速度增高到引起湍流的速度时，将 使释放的易燃物质在空气中的浓度进一步稀释，因此其范围将缩小： 3 ) 释放的爆炸性气体温合物的浓度：随着释放处易燃物质浓度的增加，爆 炸危险区域的范围可能扩大； 4 ) 易燃液体的沸点( 液体混合物初沸点) ：易燃液体释放的蒸气浓度是与对 应的最高液体温度下的蒸气压力有关。为了比较，此浓度可以用易燃液体的沸 点来表示。沸点越低，爆炸危险区域的范围就越大； 5 ) 爆炸下限：爆炸下限越低，爆炸危险区域的范围就越大； 6 ) 闪点：如果 j 点明显高于易燃液体的最高操作温度，就玎：会形成爆炸性 气体混合物。闪点越低，爆炸危险区域的范罔可能越大。某些液体( 如i 奸弋碳氧 化合物) ，虽然它们形成爆炸性气体混合物，却没有闪点。在这种情况下，应将 在对应予爆炸下限的饱和浓度时的平衡液体温度，代替闪点与4 h 心的液体最高 温度进行比较； 7 ) 相对密度：相对密度( 以空气为1 ) 大，爆炸危险区域的水平范围也将增 大。为了划分范围，本规程将相对密度在0 7 5 以上的气体或蒸气视为比空气重 的物质； 8 ) 通风量：通风量增加，爆炸危险区域的范围就缩小，爆炸危险区域的范 围也可通过改善通风系统的布置而缩小； 9 ) 障碍：障碍物能阻碍通风，因此有可能扩大爆炸危险区域的范围。障碍 物也可能限制爆炸性气体混合物的扩散，因此也有可能缩小爆炸危险区域的范 围； 1 0 ) 液体温度：若温度在闪点以上，所加工液体的温度上升，爆炸危降区 域的范围将扩大。但应考虑，由于环境温度或其它因素( 如热表面) ，释放的液 体或蒸气的温度有可能下降。 爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范第2 2 5 条的规定，爆炸危险 5 2 民用航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 区域的划分应按释放源级别和通风条件确定，并应符合下列规定。 首先应按下列释放源的级别划分区域： a 存在连续级释放源的区域可划为0 区； b 存在第一级释放源的区域可划为l 区； c 存在第二级释放源的区域可划为2 区。 其次应根据通风条件调整区域划分： a 当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级：当通风不良时应提高爆炸危 险区域等级； b 局部机械通风在降低爆炸性气体混合物浓度方面比自然通风和一般机械 通风更为有效时，可采用局部机械通风降低爆炸危险区域等级； c 在障碍物、凹坑和死角处，应局部提高爆炸危险区域等级； d 利用堤或墙等障碍物，限制比空气重的爆炸性气体混合物的扩散，可缩 小爆炸危险区域的范围。 连续级释放源是指预计长期释放或短时频繁释放的释放源。类似下列情况 的，可划为连续级释放源： a 没有用惰性气体覆盖的固定顶盖贮罐中的易燃液体的表面； b 油、水分离器等直接与空问接触的易燃液体的表面； c 经常或长期向空削释放易燃气体或易燃液体的蒸e 的自由排气孔和j 它 孔口。 爆炸危险区域内的通风，其空气流量能使易燃物质很快稀释到爆炸下限值 的2 5 以下时，可定为通风良好。采用机械通风在下列情况之一时，可不计机 械通风故障的影响： a 对封闭式或半封闭式的建筑物应设置备用的独立通风系统： b 在通风设备发生故障时，设置自动报警或停止工艺流程等确保能阻止易 燃物质释放的预防措施，或使电气设备断电的预防措施。 2 1 2 行业标准 中国航空工业总公司航空工业工程建设标准喷漆机库设计规定h b j l 2 9 5 的第4 1 节规定，按爆炸和火灾环境电力装置设计规范有关爆炸危险程 度和对电气防爆防火要求的区域划分规定，喷漆机库内进行准备、喷漆、干燥 的工位内相应的区域划分如下： 1 区一地面至地面上高度0 5 m 处： 2 区一地面上高度0 5 m 处至进风管布风口，但不低于被喷漆飞机最高点上 6 2 民用航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 部1 5 m 处： 正常区一l 区和2 区以外的区域。 注：如喷漆机库内装有自动检测仪器，能在爆炸性气体最易集聚的地方， 气体浓度达到爆炸下限的2 5 时可靠发出信号，并自动有效启动通风装置时， 上列区域的级别均可降低一级。 2 2国外相关标准 2 2 1德国 德国标准v d e0 1 6 5 爆炸危险场所电气设备安装中规定爆炸危险场所的 划分是按危险性爆炸气氛出现的或然率来划分爆炸危险区的。对存在易燃蒸气 和薄雾的场所分为： 0 区：指危险性易爆气体经常或长时间存在的场所。 1 区：指危险性易爆气体偶然出现的场所。 2 区：指危险性易爆气体很少且短时间出现的场所。、 德国汉莎航空技术有限公司对于喷漆作业中的危险区域的划分为 在通风良好的情况下： 1 ) 喷枪喷射流中有一等级为0 的爆炸危险区的存在。围绕喷剁枪口半径为 一米的区域为第一等级爆炸危险区。没有第二等级的爆炸危险区； 2 ) 漆料容器和搅拌稀释漆料容器半径为一米的区域被认为是第一等级的爆 炸危险区。 2 2 2 日本 日本新工厂电气设备防爆指针) ) r h s t r 一8 5 一l 对于蒸气防爆危险场所划分， 逐步与国际电工委员会趋向一致。新工厂电气设备防爆指针根据爆炸性环境 生成的频率和时间按危险程度分为0 种场所、1 种场所和2 种场所，且危险场所 不只是平面还包括空问： 0 种场所：指在正常状态下，连续地、长期地形成有爆炸性环境的场所。所 谓“长期”是指长期连续的，另外也包括短期但经常反复出现的情况。 1 种场所：指在正常情况下，周期性地、经常地形成有爆炸环境的场所。 2 种场所：指在不正常情况下，有可能形成爆炸性环境的场所。 此处所谓正常情况是指正常运行和操作的频繁程度，它不是就理想的或完 好的状态而言，而是表示在现实生产操作中发生危险混合气体频率的一种概念。 7 2 民用航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 “不正常情况”则是相对“正常情况”而言。 2 2 3美国 按在正常情况下是否能形成爆炸性混合物来划分，美国国家电气规范 第5 0 0 节对危险场所划分如下： 根据可燃物质的类型分成三级 1 级场所：有可燃气体或蒸气类场所。 2 级场所：有可燃粉尘类场所。 3 级场所：有易燃纤维或飞絮类场所。 每级场所又根据危险程度不同分为第一类和第二类。 为了检验和审定选用设备，不同物料与空气混合物分成组，其中a 组( 乙 炔) 、b 组( 可燃气体、易燃液体蒸气或可燃液体蒸气与空气的爆炸性混合物的 最大实验安全间隙小于等于0 4 5 r a m 或最小发火能量小于等于0 4 0 m j ，例如氢 气) 、c 组( 可燃气体、易燃液体蒸气或可燃液体蒸气与空气的爆炸性混合物的 最大实验安全问隙大于0 4 5 m m 小于等于0 7 5 m m 或最小发火能量大于0 4 0 m j 小 于等于0 8 0 m j 例如乙烯) 、d 组( 可燃气体、易燃液体蒸气或可燃液体蒸气与空 气的爆炸性混合物的最大实验安全问隙大于0 7 5 5 m m 或最小发火能量大于 0 8 0 m j 例如丙烷) ；e 组( 余属粉尘) f 组( 碳黑、煤或焦炭粉尘) 为粉尘。 l 级l 类场所 1 ) 在形常运行条件下，连续地、f e j j 断地或周j l f j 地存在易燃气体或蒸气并达 到危险浓渡的场所。 2 ) 由于检修、维护运行或泄漏而可能经常存在易燃气体或蒸气并达到危险 浓度的场所。 3 ) 由于设备或生产过程中的故障或误操作，可能释放出易燃气体或蒸气并 达到危险程度而同时也可能导致电气设备损坏的场所。 1 级2 类场所： 1 ) 处理、加工或使用挥发性易燃液体和气体的场所。但在正常情况下这些 危险液体、蒸气或气体被限制在密闭容器或系统中，而仅在这些容器或系统偶 然破裂或发生故障时，或设备异常运行时才能释放出来。 2 ) 正常时由可靠的机械通风来防止气体或蒸气达到危险浓度，但因为通风 设备故障或异常运行，可能形成危险的场所。 3 ) 与1 级l 类场所相邻的，达到危险浓度的气体或蒸气可能偶尔侵入的场 所。 8 2 民用航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 此外，国家电气规范第5 0 5 节等效采用了国际电工委员会( i e c ) 关于 可燃气体或蒸气的爆炸危险区域的分级规定，也分为0 区、l 区、2 区。其有关 飞机库的第5 1 3 节第5 1 3 3 条规定的区域范围划分如下： 1 ) 飞机停放地面以下的地沟、地坑到地面的区域为1 区； 2 ) 飞机停放的整个区域，包括与其相通而没有隔断的区域，其空问高度到 地面以上0 4 5 m 为2 区； 3 ) 飞机停放区域内距飞机发动机、油箱水平距离1 5 m ，并从地面向上延伸 到机翼和发动机外壳表面上方1 5 m 处为2 区； 4 ) 不释放可燃液体或蒸气的区域，如储藏间、电气控制室以及其它有良好 通风和用分隔墙与机库有效分隔的区域可以不用分区。 另外，美国n f p a 3 3 易燃可燃物喷雾设备的应用标准对喷漆操作的危险 区域划分有如下规定： 第6 5 1 条规定，在开敞的喷漆区域水平6 1 0 m ，垂直3 0 5 m 的范围内为l 区。 第6 5 2 1 条规定，在通风设施与喷漆设备联动的情况下，开敝喷漆区域 水平1 5 2 5 m ，垂直9 1 5 m 的范幽内为2 区。如果没有联动，则2 区的范围为喷 漆区域水平3 0 5 m ，垂直9 1 5 m 。联动的含义是指，只有在通风殴施按照设计的 功能工作良好的情况下，喷漆设备i 能使用。如果通风设备发生故障，则喷漆 设备自动停止工作。 第6 5 5 条规定，装有i 类液体的开口容器、补给容器、废物容器和使用 i 类液体的喷枪清洗、溶剂蒸馏挥发设备应设有良好的通风，其危险区域范围 划分如下： 1 ) 这些容器或设备9 1 5 m 范围内并延伸到地面的区域为1 区； 2 ) 在1 区以外6 1 0 m 的范围内为2 区； 3 ) 在上述2 区范围以外1 5 2 5 m ，地面以上0 4 6 m 的范围内也为2 区； 4 ) 上述任何储、容器的内部为o 区。 2 3小结 目前关于民用航空器喷漆机库的防爆区域划分国内标准中没有涉及机库的 地沟、地坑的划分。因为在喷漆和清洗作业中产生的可燃性气体和蒸气大多数 都比空气重，容易在地沟和地坑等处积聚，因此地沟和地坑的区域划分是非常 重要的。在国外的标准中，日本没有给出具体喷漆机库的防爆区域的划分。德 9 2 民川航空器喷漆机库防爆区域划分的现状 国汉莎航空技术有限公司的喷漆机库防爆区域划分中没有给出2 区，直接由l 区过渡到到非爆炸危险区域。根据喷漆作业现场近二十年的可燃性气体浓度的 数据测量结果，美凼关f 防爆区域划分的方案与我幽喷漆机库作业现场的实际 防爆区域有些差异。由于以上原因，本文结合我嗣喷漆机库的作业现场条 ，l ：， 地理位置等因素综合考虑，给出了防爆区域划分建议。 1 0 3 喷漆机库防爆区域的划分 3 1喷漆作业工艺流程概述 在喷漆机厍里，i 邑：c | l 的喷漆作业基本上是在高空平台和看地移动提升工作平 台上进行的。在高空平台上固定着搅拌容器，用来装漆料并稀释漆料，供给喷 射枪。溶剂用3 0 l 的塑料容器装运来。着地提升工作平台上没有任何固定装置。 在提升工作平台上使用的喷射枪与地面上供漆料的设备用长软管连接，出地面 设备供给漆料。 在给飞机涂漆之前，要将飞机整个表面用溶剂进行清洁。清洁用的溶剂稀释 液用纸浆布擦布手抹到飞机表面上，然后在稀释剂凝固后马上用于净的纸浆布 擦净。不断重复这个过程，直至尘埃和油脂残留物消失为止。 飞机喷漆的i 艺流程图“”见图3 1 和图3 2 。 区固1 巫互 h 巫互r 匦歪寸咂亟至巫匾口 + 山壁笙塑堕h 塑堡i 一匝因一匡五d 区困 + 匝画歪 匡互寸区亟歪卜困一圈 图3 1e 机打磨一喷漆i ：艺流程 怔巫习 图3 2 飞机化学褪漆一喷漆工艺流程 飞机油漆层的结构基本由底漆1 ( 增附剂) 、底漆2 ( 中间底漆) 、覆盖漆三 层组成。喷漆维修作业时采用静电空气喷枪进行涂漆。每一个工序喷涂一层底 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 漆。两道工序之间约有2 h 的时间问隔晾干，喷涂完覆盖漆之后，约需l o h 的时 间来晾干。 3 2案例喷漆机库环境条件 喷漆机库设计了采暖、通风及空调系统。维修喷漆大厅采用散热器对流采暖 系统，为补充排风带走的热量，实现风、热平衡，设计了进风加热系统。机库 大厅的室内设计参数见表3 1 。 表3 1 机库大厅的室内设计参数 夏季冬季 房间名称 t n ( )中n ( ) t n ( x 7 ) 巾n ( ) 3 5 ( 喷漆)1 5 ( 喷漆) 机库大厅3 5 ( 喷漆)3 5 ( 喷漆) 2 5 ( 干燥)2 5 ( 干燥) 通风系统按飞机喷漆、干燥的工艺要求分成喷漆时的通风系统和干燥时的热 风循环系统，设计巾根据机型组织局部气流来控制悬浮漆雾流向，把飞机的机 身、机翼、尾翼分为三大部分，分别采用上送下排的垂直气流组织，风口的布 置根据飞机的外形而设，上送下排的气流在飞机表面形成覆盖，将喷漆时遇到 飞机表衙飞溅的漆雾压下，由排风地沟经干式净化排至室外。排风系统采用地 沟排风的形式，地沟的前i 置是根据飞机的外形而敷设的。飞机的通风系统图见 图3 3 。 图3 3 飞机喷漆机库的通风系统示意图 干式净化是将含有漆雾的空气经三级过滤，一、二级为专门用于过滤漆雾的 玻璃纤维过滤器，三级为成形的活性炭纤维过滤器，主要负担苯系物的过滤。 1 2 3 民用航空器喷漆机厍防爆区域的划分 送、排风系统的风口布置按飞机的机头、机身前部和后部、两侧机翼及尾 翼，共分为六个区域。当不同区域工作时，通过调节送、排风机的台数和各支 路风管上的电动调节阀门，以满足设计风量，同时关闭无关区域的送、排风阀。 飞机干燥时，排风系统在一定时间内全部关闭，送风系统新风阀也全部关闭， 开启2 套进风加热系统，见图3 4 。进风加热系统对大厅进行循环加热，由回风 口上的温度传感器，根据室温要求通过空气加热器供热管上的电动双通阀，调 节蒸汽热水量。 图：；4e 机喷漆机库的进风加热系统示意图 飞机维修时，对油箱设置了防爆型的机械排风系统。 3 3 现有安全管理措施概况 1 ) 严禁在机库、变电室、药品库和化验室等重点部位使用明火和电热设 备取暖。生产区易燃易爆物品作业场所，应有明显防火防爆标志，严禁吸烟和 携带各种火种； 2 ) 定期对机库的防火防爆系统、火灾报警系统、消防设施及其控制系统的 可靠性进行检查，确保系统的有效性； 3 ) 严禁在消防通道处堆放物品，保持机库内外消防通道的畅通； 4 ) 加强职工的操作技能训练和安全知识教育，各工作场所制定防火防爆责 任制。 5 ) 使用防爆电源插座。如额外使用灯具进行照明，应使用防爆灯具。 6 ) 为防止静电火花的产生，应选用有效的防静电排风管，并随时做好风管 1 3 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 的修补及风机位置的调整工作。 7 ) 对机库内的固定电气设施进行安全检查，对非防爆电器采取封闭措施。 8 ) 喷漆期间飞机、梯架及设备应正确接地，并设置喷漆区域警戒线，以防 止无关人员进入喷漆区域。接地线应使用多股软铜导线制作。 9 ) 喷漆期间未经现场指挥批准，不得操纵电气设备。喷漆作业人员须正确 使用个人防护用品。注意滤毒盒的更换。 1 0 ) 为确保可燃气体的排放，通风系统应在喷漆结束两个小时以后，方可 关机。 1 1 ) 喷漆期间机库大厅及与其相连的房间门应关闭。封闭机库大门前应将 与喷漆无关、其它部门可能使用的设备提前移出机库。在机库外排风口周围设 置危险气体控制区。控制无关人员及车辆进入机库。 1 2 ) 为防止电气火花，喷漆期间，飞机和梯架必须诈确接地，任何人不能 操纵电器设备，不能携带b p ，手机，步话机等进入喷漆区域。 1 3 ) 喷漆时气源泵不能放在机库大厅等。 3 4火灾和爆炸危险因素分析 根据现场调查，并结合对项目相关资料的分析，将该项f 1 的火灾和爆炸危 险因素进行如下分析。 3 4 1作业所涉及危险物质的性质 主要使用的基料、稀释剂、清洗剂以及工艺过程中产生的危险物质的燃爆 特性见表3 2 。 表3 2民_ q j 航空器维修喷漆作业中产生的危险物质的燃爆特性 工艺单元物质名称主要理化特性火灾爆炸特性灭火方法 维修工艺航空煤油闪点：3 8 c ；蒸气能与空易燃。遇高热、明火、 c 0 2 、干粉、砂二i j ( 飞机燃气形成爆炸性混合物；氧化剂可发生火灾爆 等 油和自身 爆炸极限0 ，7 - 5 炸 可燃材料)钛合金 在一般条件下不易燃粉末遇各种火源易燃滑石粉，氯化钠和 烧，熔点1 5 0 0 1 7 0 0 ，石墨等特殊灭火 一旦发生燃烧，火势异 剂 常猛 1 4 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 续表3 2 工艺单元物质名称主要理化特性火灾爆炸特性灭火方法 镁合金一种可燃金属合金，遇水后易燃易爆滑石粉、石墨等 维修工艺燃烧猛烈，会发生爆炸特殊灭火剂 ( 飞机燃 塑料、橡胶制品常温稳定，可燃可燃 油和自身和纺织品等非 可燃材料) 金属材料c 0 2 ：干粉：泡 液压油闪点：1 6 0 着火点：1 7 6 可燃沫灭火剂 机件清洗剂易挥发有机物可燃易燃 甲苯易挥发、易燃。闪点：4 c ； 爆炸极限1 7 ( 体积) ；自 燃点：5 3 6 蒸气与空气形成爆 表面褪漆二甲苯 易挥发、易燃。闪点：3 2 ； 炸性混合物：二氯 清洗过程 爆炸极限1 1 一7 ( 体积) ： 甲烷剌三氯乙烯燃 白燃点：4 6 3 c 烧产物有毒 _ 二氯甲烷无色易扦发液体。易燃。爆 炸极限：1 2 一1 9 ( 体积) 二氯乙烯易扦发、易燃。 爆炸极限：78 一5 2 0 ( 体 积) c 0 2 ；千粉：泡 j 酮( m e k )易挥发、易燃。闪点：3 2 ； 沫灭火剂 喷漆过程爆炸极限1 8 一1 1 5 0 5 ( 体 积) 2 一庚酮无色液体；易燃：闪点：3 9 ： 爆炸极限：卜5 5 乙酸丁酯闪点：2 8 c ；爆炸极限1 7 易燃，与空气形成 喷漆过程 一1 5 ( 体积) ：蒸气比空气 爆炸性混合物 重 乙酸甲酯 闪点：一1 3 ；爆炸极限3 1 一1 6 ( 体积) ：蒸气比空气 重 1 5 3 民j 丑航空器喷漆机库防爆区域的划分 续表3 2 异丙醇闪点：1 1 7 ；爆炸极 限2 一1 2 ( 体积) 丁基酸 闪点：7 l ；爆炸极限 2 2 一1 3 4 ( 体积) 甲酸闪点：5 4 ；爆炸极限 1 8 - 喵7 ( 体积) 柴油消防柴油( 4 m 3 油闪点：1 3 0 ( f ) 爆炸极 泵川油 箱) 限0 6 一7 ( 体积) 注：在表面褪漆清洗过程和喷漆过程中产生的危险物质的种类可能不全 这些危险物质在作业过程中挥发与空气形成爆炸性气体环境，遇火花会发 生燃烧爆炸现象。因此整机喷漆维修作业时需要划分电气防爆区域，并采取相 应的防爆技术措施。 3 4 2喷漆作业过程中火灾、爆炸危险性分析 对民用航空器进行喷漆作业主要流程是进行表而处理、喷漆和干燥i 道工 序，下而对备工序进行火灾、爆炸危险性分析。 3 4 2 1 表面处理 表嘶处理就是要消除被漆物表面的铁锈、油污、旧漆膜和其它杂质，去除 或减轻表面缺陷，以提供适用涂漆要求的良好基底。 有机溶剂处理中使用的物质包括汽油、甲苯、二甲苯、丁酮、2 一戊酮、2 一 庚酮、脱漆剂和石油溶剂等。由于这些有机溶剂大都属于易燃液体，且易挥发， 闪点低，爆炸下限低，使用时一旦遇明火和火花，便有可能引发火灾和爆炸。 3 4 2 ，2 喷漆 喷漆采用静电喷涂法，由于喷漆过程中使用的各种溶剂的闪点低、挥发性 强和爆炸下限低( 喷漆工况时主要危险介质为二甲苯、环己酮、酮类、酯类、 醇类等) ，以及喷涂过程强行雾化，因此，可燃液体蒸气一旦达到爆炸极限浓度， 遇火源可引发火灾爆炸事故。 3 4 2 3 干燥 油漆的干燥是指油漆由液态或粘稠状薄膜变成固态的化学和物理过程。喷 1 6 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 漆飞机无论是自然干燥，还是加热干燥，涂层中的溶剂会大量挥发，这些溶剂 蒸气与空气可形成爆炸性火灾混合物，遇火源可引发火灾爆炸事故。 从燃烧三要素的理论可知，如果一旦可燃物、氧或氧化剂、点火源这三要 素同时存在，它们相互作用，就会发生燃烧和爆炸。由于工作现场不可能处于 真空状态，而当飞机维修作业中发生油气的泄漏、飞机清洗中清洗剂、喷漆时 漆料中的可燃液体挥发形成可燃性气体或蒸气，一旦工作现场产生火花，就由 可能会引发燃烧和爆炸。 作为三要素之一的点火源，在飞机喷漆维修作业的生产工艺过程中，主要 体现在： ( 1 ) 明火及高温表面( 火焰、火星、灼热) 作业场所内部或外部带入的烟火，灯具破裂时的明火，照明灯具灼热表面， 机械轴承发热，电机、电器故障产生的过高温度等。 ( 2 ) 摩擦冲击火花 车问内工件、钢铁工具、手推车等碰撞；通风除尘系统内风机叶轮与外壳 或脱落零件相互碰撞。 ( 3 ) 电器火花 电器开启与切断、短路、过载，线路电位差引起的熔融金属，保险丝熔断， 外露的灼热丝等；f t i 线接头因人为碰撞、机器振动等发生松动打火。 ( 4 ) 静电火花 喷漆过程的静电、通风系统管道静电积累、干燥气候人体静电积累等。干 燥气候易使工作人员或外来人员穿著的化纤、皮毛服装产生静电积累，引起静 电火花等。 ( 5 ) 雷电火花 主要是引雷器放电以及通风系统室外部分管道的金属构架放电引起。 3 5喷漆机库的分级 爆炸危险场所的分级原则是按爆炸性物质的爆炸危险性及其出现的频度、 持续时间和发生爆炸后可能产生的危害程度来划分为不同危险等级。 根据劳动部1 9 9 5 年发布的爆炸危险场所安全规定，爆炸危险场所是指存 在由于爆炸性混合物出现爆炸事故危险而必须对其生产、使用、储存和装卸采 取预防措施的场所，分为特别危险场所、高度危险场所和一般危险场所。其中， 高度危险场所是指物质的危险性较大，储存的数量较大，工艺条件较为特殊， 1 7 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 一旦发生爆炸事故将会造成较大的经济损失、较为严重的人员伤亡，具有一定 危害的危险场所。 民用航空器喷漆机库在喷漆维修作业过程中，使用的物质的危险性较大， 但使用的数量较小、工艺条件为常规作业条件。虽然如此，一旦发生火灾或爆 炸事故仍将可能导致飞机损伤和人员伤亡，造成较大的经济损失。因此，根据 爆炸危险场所安全规定的划分条件，民用航空器喷漆机库在喷漆维修作业 时应视为高度危险场所。 3 6 民用航空器喷漆机库释放等级的划分 确定环境的危险区域类型的根本因素是鉴别释放源和确定释放源的等级。 释放源按其释放可燃物质的频率、持续时间和数量等划为三个基本等级， 即连续级、第一级、第二级释放源。其中： 连续级释放源预计长期释放或短时频繁释放的释放源； 第一级释放源预计在j 下常运行时周期或偶尔释放的释放源；类似“币 常运行时会释放易燃物质的泵、压缩机和阀门的密封处”、“讵常运行时会向空 间释放易燃物质的取样点”等情况可划为第一级释放源。 第二级释放源预汁在正常运行时不可能释放，即使释放u 三仅仅足偶尔 短时释放的释放源。类似“f 常运行时不能出现释放易燃物质的泵、u i 缩机和 阀门的密封处”、“下常运行时不能释放易燃易爆物质的法兰、连接件和管道接 头”、“j 下常运行时不能向空间释放易燃物质的安全阀、排气孔和其他孔口处” 等情况可划为第二级释放源。 现场实际情况可能同时具有连续级、第一级、第二级三个基本等级中的两 个或三个释放源，即所谓多级释放源。它指的是那些基本上已经被定为连续级 或第一级的释放源，它们同时又以比基本等级频率小，或者释放时间短，且能 形成更大范围危险场所而释放的释放源。 一般情况下，连续级释放源形成0 区危险环境，第一级释放源形成1 区危 险环境，第二级释放源形成2 区危险环境。 连续级释放源定义中的“长期释放”是指持续时间在2 0 3 0h 以上；“短 时频繁释放”中的“短时”是指持续时间在2 3h 以下；“频繁”是指一年中 出现2 0 3 0 次以上。第二级释放源定义中的“偶尔短时释放”中的偶尔指的是 一年中仅发生2 3 次以下。第一级释放源定义中的“周期或偶尔释放”可以参 考连续级和第二级释放源把握。详见危险水平比较概念图， 1 r 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 图3 5 所示。 f 爆 炸 危 险 水 平 区域危险水平_ 图中：p g 爆炸性气体环境生成概率 t 0 年爆炸性气体环境存在时间 图3 5 危险水平比较概念图 案例中的喷漆机库使用情况：1 5 年完成了1 2 6 架飞机的整机喷漆作q k ，平 均一年完成8 4 架飞机的整机喷漆，年爆炸性气体环境存在时j 日j 低于1 0 0 0 , l , n , j - ， 因此民用航空器喷漆机库的释放源属于第一级释放源。 3 7通风类型的划分 通风的有效性直接影响着爆炸性环境的存在和形成。不同的通风效果将直接 影响最终划分结果。适当的通j x l 可以加速爆炸性混合物在空气中的扩散和消散， 良好的、有效的通风效果可以缩小危险环境的范围或使高一级的危险环境降为 低一级的危险环境，甚至无爆炸危险环境。相反，无通风或差的通风效果也会 扩大危险环境的范围，甚至可能使第一级的危险环境变成高一级的危险环境。 因此，通风等级的确定也是确定环境的危险区域类型的重要因素之一。 为了便于危险场所的分类，把通风主要划分为自然通风和人工通风两种类 型。 自然通风，指的是一种由风或温度的配合效果而引起的空气流动或新鲜空 气的置换。户外开放场所、户外开放式建筑物或具备良好自然通风条件的户内 环境( 如空气对流通道) 的通风都可列为自然通风。 人工通风，指的是一种利用人工方法例如排气扇等使危险环境的空气流动 1 9 3 民用航空器喷漆机库防爆区域的划分 或新鲜空气置换。人工通风是一种强制性通风，又分为对整体场所进行的普遍 性强制通风和对局部场所进行的针对性强制通风。 关于通风的有效性，一般，“良好通风”指的是通风连续地存在；“一般通 风”指的是在正常运行时，预计通风存在，允许短时，不经常的不连续通风：“差 的通风”指的是不能满足“良好”或“一般”标准的通风，但预计不会出现长 时间的不连续通风。与通风相对应的“无通风”，指的是不采取与新鲜空气置换 措施的状态。通风的有效性是与通风等级相配合来反映通风的情况，并影响危 险区域的划分。 。 i e c 6 0 0 7 9 1 0 ，e l e c t r i c a la p p a r a t u sf o re x p l o s i v eg a sa t m o s p h e r e p a r t1 0c l a s s i f i c a t i o no fh a z a r d o u sa r e a s ( 爆炸性气体环境用电气设备 第1 0 部分，危险区域分级) 将通风分为高、中、低三个等级。分别定义 为： 高级通风( v h ) 能够在释放源处瞬问降低其浓度，使其低于爆炸下限 ( l e l ) ，区域范围很小甚至可以忽略不计； 中级通风( v m ) 能够控制浓度，使得区域界限外部的浓度稳定地低于 爆炸下限，虽然释放源正在释放中，并且释放停止后，爆炸性环境持续存在时 问不会过长： 低级j 匝风( v l ) 在释放源释放过程中，不能控制其浓度，并且在释放 源停j l 释放后，也不能阻j e 爆炸性环境持续存在。 通风对各类区域的影响见表3 3 。 表3 3 通风对各类区域的影响 通风等级 释放源高 中 低 等级 通风有效性 良好一般差良好一般差良好、一般或筹 ( o 区ne )( o 区ne )( o 区ne )0 区+0 区+ 连续级0 区0 区 非危险” 2 区”1 区”2 区 l 区 ( 1 区ne )( 1 区ne )( 1 区ne )l 区+1 区+ 第一级l 区1 区或0 区。 1 f 危险”2 区”2 区”2 区2 区 心区ne )( 2 区ne )l 区甚至0 区 第二级”2 区2 区2 区2 区 1 r 危险”1 f 危险” 3 民_ 珥j 航空器喷漆机库防爆区域的划分 注：1 ) 0 区n e 、1 区n e 或2 区n e 表示在正常条件，其范围可忽略不计的理论上的区 域。 2 ) 由第二级释放源产生的2 区范围也许会超过可归为第一级或连续级释放源引起的范 围，在这种情况f ，应取较人的距离。 3 ) 若通风很弱，而且事实上释放爆炸性环境的情况实质上还连续存在( 亦即接近“无 通风”条件) ，则为0 区。 “+ ”表示被所包围。 2 l 4 1 分析方法 4案例爆炸性环境的分析计算 分别针对民用航空器喷漆作业过程中的表面褪漆清洗过程和表面喷漆过程 中清洗剂和漆料用量最大，产生可燃气体和蒸气最多的工序进行计算，利用清 洗喷漆的某个工序中挥发出的可燃气体总量的计算以及对机库内通风系统的估 算进行综合分析，进而对飞机喷漆机库的爆炸危险环境进行区域划分。 4 1 1 可燃气体释放量的计算 估算前提： 1 ) 已知喷漆机库容积为1 2 2 m 8 5 m 2 6 5 m = 2 7 4 8 0 5 m 3 2 )