淺談自升式鉆井平臺危險區(qū)域電氣檢驗(yàn)

王俊濤

摘 要： 針對自升式鉆井平臺危險區(qū)域電氣防爆的重要性，本文以海恒#6 CJ46型自升式鉆井平臺為例，對自升式鉆井平臺危險區(qū)域劃分的兩種標(biāo)準(zhǔn)（IEC和NEC）進(jìn)行比較，并對自升式鉆井平臺上危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備的類型和防爆電氣設(shè)備安裝檢驗(yàn)的常見問題進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞： 自升式鉆井平臺;危險區(qū)域;防爆;電氣設(shè)備;電氣檢驗(yàn)

引言

自升式鉆井平臺屬于海上移動式平臺，以下簡稱平臺。由于其定位能力強(qiáng)和作業(yè)穩(wěn)定性好，在大陸架的勘探開發(fā)中居主力軍地位，是當(dāng)前國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的鉆井平臺。我司為天津海恒船舶海洋工程服務(wù)有限公司建造的CJ46型自升式鉆井平臺入ABS船級社，設(shè)計要滿足ABS MODU的要求，同時還需遵循IEC標(biāo)準(zhǔn)以及海恒#6的建造規(guī)格書。危險區(qū)域電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量及防爆性能是平臺安全的重要保證，因此危險區(qū)域的電氣檢驗(yàn)極為重要，是平臺電氣檢驗(yàn)工作中的重點(diǎn)。

一、平臺危險區(qū)域劃分的兩種標(biāo)準(zhǔn)

通常針對平臺特定的危險區(qū)域，選擇相應(yīng)的防爆電氣設(shè)備，這是使用防爆電氣設(shè)備的基本原則。要做到這一點(diǎn)，就必須了解平臺危險區(qū)域是如何劃分的。

世界各國對平臺危險區(qū)域劃分不同，但大致分為兩大派系：我國和大多數(shù)歐洲國家采用國際電工委員會（IEC）的劃分方法，而以美國和加拿大為主要代表的北美國家則采用美國電氣規(guī)范（NEC）的劃分方法。平臺危險區(qū)域主要以爆炸性氣體環(huán)境出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間為劃分依據(jù)的。中國與IEC標(biāo)準(zhǔn)一樣，將平臺危險區(qū)域劃分為三個，即0區(qū)（Zone0）、1區(qū)（Zone1）和2區(qū)（Zone2）。它們對應(yīng)的定義如下：

0區(qū)：爆炸性氣體環(huán)境連續(xù)出現(xiàn)或長時間存在的場所。

1區(qū)：在正常運(yùn)行時可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境的場所。

2區(qū)：在正常運(yùn)行時不可能出現(xiàn)爆炸性氣體環(huán)境，如果出現(xiàn)也是偶爾發(fā)生并且僅是短時間存在的場所。

北美國家將平臺危險區(qū)域劃分為兩個：

Division 1（1區(qū)）：在正常工作條件下，可能存在爆炸性或可燃性氣體混合物的場所。

Division 2（2區(qū)）：僅僅在故障條件下或其他異常情況下，偶爾地或短時間地存在爆炸性或可燃性氣體混合物的場所。

從定義可以看出兩個區(qū)域（Zone和Division）劃分的方法存在很大的差異，它們之間的近似對應(yīng)關(guān)系見下表：

從表中可以看出，0區(qū)危險程度最高，1區(qū)其次，2區(qū)危險程度相對較低。本平臺采用IEC標(biāo)準(zhǔn)，危險區(qū)域沒有0區(qū)，只有1區(qū)和2區(qū)。本平臺的危險區(qū)域主要集中在懸臂梁區(qū)域和鉆臺面區(qū)域。1區(qū)主要有懸臂梁區(qū)域的泥漿處理間和月池。2區(qū)主要有鉆臺面區(qū)域。

二、平臺危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備的類型

根據(jù)燃燒和爆炸條件的三要素即可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和點(diǎn)燃源，可以采取不同的防爆措施，避免電氣設(shè)備成為點(diǎn)燃源。電氣設(shè)備要達(dá)到防爆的目的，可以制成不同的防爆型式。平臺上危險區(qū)域常見的防爆電氣設(shè)備類型主要有：隔爆型、增安型和本安型。

隔爆型電氣設(shè)備是指具有隔爆外殼的電氣設(shè)備。隔爆外殼是指能承受內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，并阻止內(nèi)部的爆炸向外殼周圍爆炸性混合物傳播的電氣設(shè)備外殼，其防爆標(biāo)志為“Ex d”。平臺上常見的隔爆型電氣設(shè)備有隔爆型控制箱、隔爆型壓差開關(guān)、隔爆型氣體探測器等。隔爆型電氣設(shè)備適用于平臺上1區(qū)和2區(qū)安裝使用。

增安型電氣設(shè)備是指對正常條件下不會產(chǎn)生電弧或電火花的電氣設(shè)備，進(jìn)一步采取措施，提高其安全程度，防止電氣設(shè)備產(chǎn)生電弧、電火花及危險高溫的電氣設(shè)備，其防爆標(biāo)志為“Ex e”。平臺上常見的增安型電氣設(shè)備有增安型接線箱、增安型聲光報警器、增安型自動電話等。增安型電氣設(shè)備適用于平臺上1區(qū)和2區(qū)安裝使用。

本安型電氣設(shè)備是指內(nèi)部所有的電路都是本安電路的電氣設(shè)備。本安電路是指在正常工作和規(guī)定的故障條件下，產(chǎn)生的任何電火花或任何熱效應(yīng)均不能點(diǎn)燃規(guī)定的爆炸性氣體環(huán)境的電路，其防爆標(biāo)志為“Ex i”。平臺上常見的本安型電氣設(shè)備有本安型感溫探測器、本安型手動報警按鈕、本安型限位開關(guān)等。本安型電氣設(shè)備適用于平臺上1區(qū)和2區(qū)安裝使用。

三、平臺危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備安裝檢驗(yàn)的常見問題

對于維護(hù)危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備的整體性能而言，平臺上危險區(qū)域電氣安裝檢驗(yàn)環(huán)節(jié)非常重要。很多自升式鉆井平臺危險區(qū)域電氣設(shè)備出現(xiàn)防爆性能失效的主要原因就在于危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備安裝不規(guī)范。通過對平臺上危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備的安裝檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)主要存在以下一些常見問題：

1.錯誤的認(rèn)為防爆電氣設(shè)備一定就能滿足防水防塵等級要求，不考慮具體使用的環(huán)境條件。例如露天區(qū)域防爆電氣設(shè)備的IP等級不能滿足露天區(qū)域環(huán)境條件IP56的要求。

2.防爆電氣設(shè)備的銘牌缺失或被油漆等其他污染物覆蓋，無法核實(shí)電氣設(shè)備的防爆性能。

3.防爆電氣設(shè)備銘牌上的標(biāo)志與廠家提供的防爆證書上的標(biāo)志不完全一致。例如溫度組別、設(shè)備型號、證書編號等。

4.防爆電氣設(shè)備因其局部損壞或某部位使用了不防爆的元件，而使其防爆性能失效。例如防爆接線盒外殼破損;防爆接線盒未使用的孔使用了不符合防爆要求的元件封堵;防爆接線盒使用了非防爆填料函。

5.防爆電氣設(shè)備接地不完整或不滿足防爆要求。例如防爆電氣設(shè)備接地未做;接地柱上缺少平彈墊;接地柱和接地線的接觸面被油漆污染。

6.防爆電氣設(shè)備上防爆填料函與電纜不匹配，造成防爆失效。例如防爆插座、防爆揚(yáng)聲器等。

7.防爆電氣設(shè)備上填料函的IP墊片缺失或損壞。例如防爆感溫探測器、防爆手動報警按鈕等。

8.包含內(nèi)部點(diǎn)燃源，安裝在危險區(qū)域的1區(qū)且容積超過兩升的防爆電氣設(shè)備未使用堵泥填料函，不滿足IEC60079標(biāo)準(zhǔn)的要求。例如振動篩控制箱、刮泥器控制箱、除氣真空單元接線盒等。

9.錯誤的將防爆變徑和防爆堵頭一起使用，不滿足IEC60079標(biāo)準(zhǔn)的要求。例如防爆照明燈具、防爆自動電話等。

結(jié)語

綜上所述，自升式鉆井平臺危險區(qū)域較多，防爆電氣設(shè)備也較多，應(yīng)選用合適類型的防爆電氣設(shè)備，使防爆電氣設(shè)備的安全性能滿足危險區(qū)域要求。危險區(qū)域防爆電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量事關(guān)平臺設(shè)施和人員的生命安全。進(jìn)行平臺危險區(qū)域電氣檢驗(yàn)時，應(yīng)嚴(yán)格按照IEC60079系列相關(guān)防爆標(biāo)準(zhǔn)，逐一檢查核實(shí)，確保防爆電氣設(shè)備的安裝滿足相關(guān)要求。

參考文獻(xiàn)

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