喷涂工艺的火灾危险性分析

1、喷涂工艺的火灾危险性分析 近年来，国内电子产品制造业迅速发展，带动了与之相关的零部 件喷涂业的发展，喷涂业生产规模日益扩大，仅在苏州地区近两年来 生产规模能力就扩大了 2-3 倍，工艺和装备变革迅速，在消防技术方 面也面对着新的课题和任务。笔者认为，相对于传统的喷涂技术和工 艺，新工艺表现为高度的自动化和大规模的流水作业，厂房的结构、 规模向大型钢结构演变，消防装备和技术上更为先进，因此，需要在 消防设计、消防技术审批方面及时应对这些新的变化，而应对的基础 则建立在对喷涂工艺特点及火灾危险性进行科学的研究分析上，显 然，喷涂工艺的火灾危险性分析十分必要，现结合生产实例，提出几 点看法。 一、喷

2、涂车间的火灾危险性分类及其重要性 建筑设计防火规范（GBJ16-87,以下简称建规）规定, “生产的火灾危险性是按生产过程中使用或加工的物品的火灾危险性 进行分类的”，喷涂车间随着不同的生产工序，有着不同的火灾危险 性。喷漆室和油漆调配存放间使用或存放甲、乙类易燃易爆化学物 品，如有机溶剂、油漆等，为甲、乙类火灾危险性。占车间面积比例 较大的前处理等其他工序，火灾危险性较小，一般为丙、丁、戊类生 产。因此，在喷涂车间工厂设计中，有的将车间整体的生产火灾危险 性定为甲、乙类的，也有的将其定为丙、丁、戊类的。针对不同的生 产类别，消防系统选择和设施规模、配置要求差别很大，同时对厂房 耐火等级、结构

3、防火措施、防火分区面积划分乃至工艺材料的选择都 会产生很大影响。例如，将车间整体火灾危险性定为甲、乙类，根据 建规要求，厂房耐火等级必须是一、二级，而目前喷涂车间普遍 采用的轻钢结构厂房耐火性能较低，按照现行规范要求，较难达到较 高的耐火等级。因此，合理确定涂装车间整体的生产类别，是关系到 车间经济、适用和生产安全性的首要问题。 二、喷涂车间火灾危险性的确定 根据喷涂工艺的特点，其火灾危险性主要表现在使用的涂料本身 具有一定的火灾危险性。在我国现行的涂装作业安全规程 ? 涂漆工 艺安全（GB6514-95中将含各种有机溶剂的涂料分为甲类，粉末涂 料为乙类，水性涂料、乳胶涂料为丙类。参照涂料本身

4、的火灾危险 性，可以对不同的工序的火灾危险性进行定性。但如何确定涂装车间 整体的生产类别，则应参照建规的有关的规定。 在建规中，根据生产性质、操作条件、保护措施等因素的综 合影响，现有生产厂房的火灾危险性按照甲、乙、丙、丁、戊的顺序 分为 5 类，其中甲类厂房火灾危险性最高，戊类最低。 从喷涂工艺使用甲乙类物品的范围来看，其使用有机溶剂和涂料 的区域限定于厂房的局部，不可能笼统地整体定性为甲、乙类。建 规第 3.1.1 条中规定：对于丁、戊类生产厂房的油漆工段，“当采 用封闭喷漆工艺时，封闭喷漆室间内保持负压，且油漆工段设置可燃 气体浓度报警系统或自动抑爆系统，油漆工段占所在防火分区面积的 比

5、例不应超过 20”。该规定是对封闭喷漆工艺面积的规定，目前新 建的喷涂车间，多数采用了专门的喷漆设备，如水帘、水旋和文氏喷 漆室，均为钢制封闭设备，送排风系统完备，室内可通过调节保持负 压，电器设备和灯具等均按防爆要求设置，并大都配备可燃气体浓度 报警系统，具备了封闭喷漆工艺的要求，该工段占所在防火分区面积 的比例不应超过 20。所以对于丁戊类厂房整体而言，包括喷漆、封 闭流平（晾干）、封闭烘干设备和油漆调配存放间在内的面积总和不 应超过全车间面积的 20。否则，生产类别不应定性为丁戊类生产。 同时，从喷涂工艺使用甲乙类物品的数量来看，并非使用有机溶剂和 涂料的工序都属于甲乙类生产。建规第 3

6、.1.1 条中规定：“在生 产过程中，如使用或产生易燃物质的量较少，不足以构成爆炸或火灾 危险时，可以按实际情况确定其火灾危险性的类别”。在实际应用 中，应考虑在极端条件下，少量使用的易燃易爆（甲乙类）危险物品 是否构成爆炸或火灾危险。对易燃液体而言，应考虑其全部挥发后弥 漫在该车间时，同空气的体积混合比是否低于其爆炸下限，达到爆炸 下限，则存在爆炸危险，应按照甲乙类火灾危险性确定，若低于爆炸 下限，还应考虑一个合理的安全系数，也就是说，仅仅低于爆炸下 限，显然不足以完全排除其火灾爆炸危险，应该明确一个适宜的危险 “尺度”，以最大限度地降低火灾爆炸几率。建规该条中还规 定：“一座厂房内或防火分

7、区内有不同性质的生产时，其分类应按照 火灾危险性较大的部分确定，但火灾危险性大的部分占本层或本防火 分区面积的比例小于 5%（丁、戊类生产的油漆工段小于 10%），且发 生事故时不足以蔓延到其它部位，或采取防火措施能防止火灾蔓延 时，可按火灾危险性较小的确定”。参照该规定，将这个安全系数规 定为 5%比较适宜，即同空气的体积混合比应至少低于爆炸下限的5%， 才可以按照火灾危险性较小的确定。这样，我们就能够从使用易燃物 品的数量方面来确定生产类别。 以国内目前喷漆工艺最常用的溶剂二甲苯为例，其闪点低于 28 C,火灾危险性为甲类，蒸汽爆炸下限为1%,蒸汽密度为 3.68kg/m3。根据计算，达到

8、爆炸下限的5%时，空气中含二甲苯气体 的质量浓度为1840mg/m3也就是说，根据上述条件规定，只有当厂房 内空气中的二甲苯质量浓度低于1840mg/m3寸，该厂房的火灾危险性 才可以不按照甲乙类确定。 三、火灾危险性分析在生产中的应用 位于苏州高新技术开发区的某喷涂企业是专业表面处理厂商，该 公司 1 号、2 号厂房原为丙类生产车间，使用水性涂料，后来因业务发 展需要，调整了使用涂料的类别，在喷房和油漆调配间限量使用油性 涂料和有机溶剂，其封闭喷房和油漆调配间的面积之和占各车间总面 积的比例均在 5%以下，（机器人喷涂线原为 6.6%，改造后也达到了 5% 以内），采用专门喷漆设备，如水帘柜

9、和干式喷房，均为钢质封闭设 备，送排风系统完备，室内可通过调节保持负压，电器设备和灯具均 按防爆要求设置，全部配备了可燃气体浓度报警装置。有机溶剂的主 要成分为二甲苯、醋酸丁酯和异丙醇。甲乙类液体溶剂生产使用量按 照该公司提供的数据如下： 1号厂房：产能69000件/天，油漆和稀释剂的最大用量 40L/天； 2号厂房：产能8000件/天，油漆和稀释剂的最大用量 35L/天。 通过计算： 1 号厂房按照喷涂线占用的厂房容积为 23000立方 米，考虑甲乙类溶剂全部挥发，每立方米厂房容积溶剂量为 0.0017 升 /立方米0.002 升/立方米的额定要求（该数值参照二甲苯，其相对密 度为 870mg/ml）； 2 号厂房按照喷涂线占用的厂房容积为 20000立方 米，每立方米厂房容积溶剂量为 0.0018 升/立方米 0.002 升/立方米 的额定要求，上述主要成分的生产用量符合“全部挥发后与空气的混 合比低于