氣候與環境試驗設備的特殊安全要求 (2)設備的分類、范圍、試驗與標志要

時間:2017-5-17 9:16:00 來源:本網 添加人:admin

  氣候與環境試驗設備作為重要的實驗室設備之一,其安全要求嚴重影響設備的設i:、制造、檢驗、銷售與使用。目前,有關氣候與環境試驗設備特殊安全要求的國家標準和IEC國際標準正處于標準的草案階段,充分利用標準發布以前的空隙,熟悉、理解有關要求并將安全要求貫徹于產品的設計、制造與測fit,對于提高我國氣候與環境試驗設備的安全性與可靠性具有深遠的意義e "氣與境試驗鄧備的特殊安全要求主講人簡介:徐月明(1962-),男,碩士,畢業于浙江大學。1990年開始從事恒溫技術研究,主持浙江省級科研開發項目5項。1998年獲得國家留學基金訪問美國,2000年訪問德國ULABO公司從事低溫合作研究,2000年11月成立杭州雪中炭恒溫技術有限公司,任總經理,從事實驗室恒溫設備的設計、開發與制造,2004年主持國家創新基金項目1項。現任全國實驗室儀器及設備標準技術委員會(SAC/TC526)委員,全國測量、控制和實驗室電器設備安全標準化技術委員會(SAC/TC526)委員,國際IEC/TC66WG1、WG8、MT10專家以及WG9專家和召集人。2008年以來主持起草國家標準恒溫槽及恒溫循環裝置通用技術條件低溫恒溫槽、人工氣候環境試驗箱通用技術要求等產品標準6項;國家標準氣候與環境試驗設備的安全:低溫恒溫循環裝置的特殊安全要求等安全標準12項;國際標準丨EC 61010-2-012測量、控制和實驗室設備的安全氣候與環境試驗設備的特殊安全要求等標準新項目草案1項,2011年被中國機械聯合會授予"機械工業十一五標準化工作先進工作者"榮譽稱號。

  (2)設備的分類、范圍、試驗與標志要求徐月明1柳曉菁2郭建宇3(1.杭州雪中炭恒溫技術有限公司,杭州市310012機械工業儀器儀表綜合技術經濟研究所,北京市100055 3.中國電子技術標準化研究院,北京市100007)與環境試驗設備的基本類別、范圍、試驗以及與GB4793.1的通用要求對照相比,設備在標志與文件,電擊或電灼傷,機械危險,火焰從設備內向外蔓延,過高溫,液體和液體壓力的影響,輻射影響,包括激光源、聲壓力和超聲壓力,釋放的氣體、爆炸和內爆,化學和生物危險以及原器件等方面通常應考慮的特殊安全要求,他們將作為設備設計、制造、檢驗時確保產品安全性與可靠性的重要依據。該系列標準已經成功轉化為IEC 61010-1-012國際標準新項目草案。

  本文分為三個部分和三期介紹氣候與環境試驗設備的特殊安全要求:a)設備的分類、范圍、試驗與標志要求;(2)設備的文件、防電擊與防機械危險要求;(3)設備的防機械沖擊、防火焰蔓延、耐熱和防液體危險等要求,本期是本文的第(2)部分。

  5.2.2設備的文件要求為了確保設備在整個生命周期內的安全,除了正確的設計和合理的結構以外,制造商的隨機技術文件中應考慮設備在以下各個方面的安全:設備的安裝和投入使用;可預見的合理的非正常使用;由操作者執行的維護;由專業維修人員執行的維修;5.2.2.1設備的安裝要求制造商的技術文件應包括安裝和特定的調試說明,以及如果對安全有必要的話,還應包括設備在安裝和調試過程中可能發生危險的警告。在說明書中應說明,如果不按制造商規定的方法來安裝設備,則可能會損害設備所提供的防護。與氣候與環境試驗設備有關的安裝要求主要包括:裝配、定位和安裝要求,尤其應注意地面或工作臺強度不影響噪音,設備熱氣排放對環境的影響以及設備正常工作散熱所需的通風要求;如果有任何用于運輸保護的固定片,定位銷等應在設備安裝時拆除;使用帶鎖萬向輪或水平調節裝置的設備,應在設備就位以后將鎖扣鎖閉或設備撐高并調節水平;如果設備使用過程中可能釋放危險氣體對排放系統以及通風的要求;如果設備使用過程中因膨脹溢出或調整液位等可能排放含有化學危險或生物危險的液體,對液體收集或排放系統的要求;一保護接地是否應連接等電位端子的說明;對可能經常出現結霜、冷凝、液體漫溢或噴射等潮濕場所條件的設備,應聲明需要使用專用插座和是否需要額外裝備分斷能力匹配的剩余電流動作;對單相供電的設備是否允許相線與零線的顛倒,對三相供電的設備是否存在相序要求等進行說明;當與電源連接時,必須有必要的警告和聲明;對任何外部開關或電路斷路器和外部過流保護裝置的要求,以及將這些開關或電路斷路器設置在設備近旁的建議。

  對設備發生傾斜、顛倒或者運輸、儲存過程中受潮以后的預期后果、操作進行說明;如果適用,分體式制冷劑冷凝機組與設備連接的安裝要求;對冷卻水的要求,如冷卻水的水質,過濾器的安裝,冷卻入口的溫度、壓力與流量要求;發出聲響的設備產生的大聲功率等級,以及與降低或消除聲壓等級有關的說明;固定安裝的設備與應用系統的連接說明;當輻照用光源預定要在使用現場進行安裝時,應對光源的現場安裝提出明確的要求:加濕器的種類,大加濕量的要求以及加濕器的連接或加濕蒸汽管道的安裝;與空氣壓縮機、真空泵等設備的連接與安裝要求。

  5.2.2.2設備的操作要求制造商的技術文件應包括設備的正確操作和使用的說明,以及如果對安全有必要的話,還應包括設備正常操作和合理的可預見的非正常使用可能發生危險的警告。在說明書中應說明,如果不按制造商規定的方法來使用設備,則可能會損害設備所提供的防護。

  使用說明書應包括操作控制件及其用于各種操作方式的標識進行詳細說明;設備使用中可能釋放的任何潛在的有毒或有害的氣體及其可能的釋放量以及應采取的安全措施等;關于被冷卻或加熱的材料產生的爆炸、內爆、有毒氣體或可燃氣體釋放所引起的任何可能危險的警告以及必要的清洗和消毒的說明。與恒溫槽與循環裝置有關的文件要求包括:預定由操作者使用中連接應用系統的設備,應規定正確的連接方式并警告操作者所有潛在的危險;一一對可移動的浸入式循環裝置,應詳細說明適用的容器容量、制冷量的大小以及使用中的操作要求;應明確警告在沒有液體傳熱介質或液位低于某個規定限值的情況下嚴禁啟動設備;嚴禁盛裝液體傳熱介質的容器在充滿液體以后隨意移動設備;對設備在操作溫度范圍內液位或壓力變化的安全影響予以警告并提供安全操作規范;如果通過不斷補充液體使應用系統充滿液體,應對循環軟管的斷開提出漫溢的危險的警告;對正常操作過程中,允許投入的大樣品容積或重量進行規定;一一液體傳熱介質更換的說明,包括適用的液體傳熱介質的技術規范,并警告如何避免燙傷或凍傷危險;如果更換液體傳熱介質對循環泵的正常工作存在影響,應對更換液體傳熱介質的操作步驟進行說明;如果不同性質的液體傳熱介質的混合使用存在安全影響,應警告嚴禁隨意混合不同性質的液體傳熱介質;提供關于減小可燃液體傳熱介質危險的程序的詳細說明;設備及其組成的應用系統在處理爆炸物、可燃物、易燃物、有毒物或在規定的溫度范圍內試驗時能夠釋放巨大能量、危險氣體、液體或固體物的試品進行試驗時,應嚴格遵守相應化學品試驗的安全規范;設備在規定溫度下可以處理應用系統熱量的能力,警告操作者,如果應用系統產生的熱量超過設備設計可以處理的能力,可能造成過熱、燃燒、爆炸和引起應用系統與設備損毀等嚴重后果;對閉口恒溫循環裝置附近所用的標志進行解釋并警告:閉口循環裝置的密閉循環可能造成系統內部壓力過高引起高壓、高低溫液體噴射的危險;警告說明:啟動設備的循環以后,應立即檢查循環管道是否密封無泄漏,循環壓力和液體傳熱介質的循環流動是否正常,液體傳熱介質的液位是否符合要求;警告說明:關閉設備以前,應將液體傳熱介質的溫度大限度地恢復到與環境接近的溫度,應用系統不允許這樣操作的情況除外;間歇工作限值的規范,如確保安全的電動機-壓縮機開啟與關閉時間間隔;允許設備的制冷裝置連續安全工作的ACC溫度范圍。

  與試驗箱、干燥箱和恒溫箱有關的文件要求包括:設備內嚴禁使用爆炸物、可燃物、易燃易爆有毒物或含有這些物質或在規定的溫濕度范圍內試驗時能夠釋放危險氣體、液體或固體物的試品進行試驗;放置樣品時,應確保設備內部的物品擺放不影響正常的通風循環;用于試樣或設備內輔助裝置通電的電源只能來自設備本身,無論是設備直接供電或通過設備的控制而供電,并且提醒操作者違規操作可能引起樣品過熱、燃燒、爆炸和設備損壞的嚴重后果;設備在規定溫度下可以處理樣品熱量的能力,如果樣品產生的熱量超過設備設計可以處理的熱量,可能造成過熱、燃燒、爆炸和引起樣品與設備損毀等嚴重后果;試驗結束開啟門或蓋以前,應大限度將設備的工作溫度恢復到環境溫度條件,試驗嚴格限制這樣操作的除外;步入式設備禁止非專業人員進入,進入強輻照的設備應佩帶防護眼睛,進入空氣污濁或經過危險化學品處理的設備應啟動新風裝置或佩帶防護面罩,進入過高溫或過低溫的設備應穿戴防寒防熱服飾,應防止地面濕滑而跌倒或摔跤;操作控制件及其用于各種操作方式的標識的相關說明,通風孔或排放口的位置以及對通風空間或排放的要求,尤其是位于步入式設備內部用于逃生的門或蓋的開啟裝置的位置和操作方法;與附件和其他設備互連的說明,包括指出適用的附件、可拆卸的零部件和任何專用的材料。與循環水或水源、蒸汽、壓縮空氣的連接應密封不泄漏并提出警告:與循環水或水源、蒸汽或壓縮空氣等連接的走向應使管道在正常操作條件下不受到任何機械應力而引起危險等;間歇工作限值的規范,如確保安全的電動機-壓縮機開啟與關閉時間間隔;允許設備制冷裝置連續安全工作的ACC溫度范圍。

  與振蕩器有關的文件要求包括:只有經過培訓的專業人員才能操作與接近振蕩器;嚴禁使用振蕩器對爆炸物或反應、溶解與混合以后產生具有爆炸可能或大量危險氣體的樣品進行操作;使用包含可燃、易燃、有毒、刺激性或腐蝕性的化學品進行反應、溶解與混合可能引起附加的危險。振蕩器的操作者應充分了解振蕩過程產生的能量對這些化學品本身,反應、溶解或混合的過程以及這些物質在規定的溫濕度范圍內試驗時能夠釋放危險氣體、液體或固體物的危險程度與預防危險的措施;不均勻或不平衡的樣品裝載、振蕩器的重心偏移以及機械運動產生的異常動能可引起設備的移動引起危險,應由制造商提供的樣品裝載要求和樣品裝載與振蕩頻率對照表裝載樣品;不牢固的樣品裝載或固定可能造成樣品松脫、側翻、彈出或損壞引起危險。振蕩過程中應定期檢查樣品的固定是否存在這樣的隱患,尤其是振蕩器中止振蕩以后的再啟動;開啟振蕩器機械運動的開關以前,應確認控制機械運動的調速器在低轉速位置;提高振蕩頻率前應確認振蕩器的樣品裝載平衡且牢固;關閉振蕩器機械運動的開關以前,應首先將控制機械運動的調速器調節到低轉速位置;提示由于超載、過熱、電源意外中斷或開啟振蕩器的門或蓋而使機械運動停止時,恢復供電或故障消除、關閉門或蓋以后機械運動的再啟動的潛在危險;不要接近工作中的振蕩器的運動零部件和樣品,不當操作可能引起沖擊、劃傷、擠傷或頭發、服飾卷入振蕩器而引起危險;一一對水浴振蕩器可移動的搖板或搖籃,應警告移動搖板或搖籃可能引起的危險,包括搖板或搖籃移動以前應關閉振蕩器的運動;水浴槽液位變化的危險,液體傳熱介質尚未擦干使液體任意流淌引起的危險以及將搖板或搖籃放回水浴槽時耦合與定位的要求等;對水浴振蕩器應明確警告在沒有液體傳熱介質或低液位時嚴禁啟動振蕩器;嚴禁盛裝液體傳熱介質的容器在充滿液體以后隨意移動恒溫槽;對恒溫槽操作溫度范圍或投入、取出樣品引起液位變化的安全影響予以警告并提供安全操作規范;對正常操作過程中,允許投入的大樣品容積或重量進行規定;液體傳熱介質更換的說明,包括適用的液體傳熱介質的技術規范,并警告如何避免燙傷或凍傷危險;如果更換液體傳熱介質對循環泵的正常工作存在影響,應對更換液體傳熱介質的操作步驟進行說明;如果不同性質的液體傳熱介質的混合使用存在安全影響,應警告嚴禁隨意混合不同性質的液體傳熱介質;試驗過程執行檢查或試驗結束需要開啟門或蓋以前,應首先將控制機械運動的調速器調節到低轉速位置,然后關閉振蕩器機械運動的開關。如果樣品溫度與環境溫度存在剃度,應大限度將振蕩器的工作溫度恢復到環境溫度條件,試驗嚴格限制這樣操作的除外;操作控制件及其用于各種操作方式的標識的相關說明,通風孔或排放口的位置以及對通風空間或排放的要求;與附件和其他設備互連的說明,包括指出適用的附件、可拆卸的零部件和任何專用的材料。與循環水或水源、蒸汽、壓縮空氣的連接應密封不泄漏并提出警告:與循環水或水源、蒸汽或壓縮空氣等連接的走向應使管道在正常操作條件下不受到任何機械應力而引起危險等;間歇工作限值的規范,如確保安全的電動機-壓縮機開啟與關閉時間間隔;允許振蕩器制冷裝置連續安全工作的ACC溫度范圍,機械運動正轉或反轉的時間間隔等;是否適合無人看守操作,以及執行無人看守操作過程中的潛在危險進行警告。

  5.2.2.3設備的維護要求制造商的技術文件應包括設備曰常維護內容、方法與周期的說明,以及如果對安全有必要的話,還應包括設備曰常維護和維修可能發生危險的警告。在說明書中應說明,如果不按制造商規定的方法來維護設備,則可能會損害設備所提供的防護。

  對責任者為安全目的而需要涉及的維護和檢查應當給出足夠詳細的說明。按照適用的情況,與氣候與環境試驗設備有關的維護應包括以下方面的內容:如果連接設備和或應用系統的金屬或非金屬軟管對溫度、壓力等級以及與適用的液體傳熱介質的兼容性有定的要求,應對軟管材料提供明確的技術規范。如果軟管的使用會隨時間或溫度沖擊而老化失效引起危險,應說明檢查或更換軟管的周期和方法。

  如果液體循環管道和應用系統在恒溫循環時的低溫和/或高溫能夠引起危險,應對循環管道和應用系統的保溫材料和保溫措施提出警告與要求。

  連接水源的軟管、管道接頭應牢固而不泄漏,盛裝液體的容器,包括冷凝液收集器不漫溢或灑落。

  連接蒸汽的管道密封而不泄漏,冷凝水不阻塞管道引起漫溢或液體噴射。

  超聲波加濕器的換能器應定期清洗的周期與方法。電極式加濕器不能使用直流電供電,注水與清潔時應斷開電源。濕球溫度計水槽、紗布、沙袋的定期清潔與更換。

  如果更換不符合要求的光源能夠引起危險,應對光源的類型與功率提供明確的技術規范,并且警告,如果使用不符合要求的光源可能引起嚴重的后果。

  由于光源工作以后產生的熱量可能造成光源及其周圍環境的溫度超過規定的限值,應提醒操作者在充分冷卻以后,或使用專用的防護工具執行光源的更換。

  如果光源長期工作因老化而引起危險,應在技術文件中明確規定曰常檢查與更換的周期。

  門封條或蓋板的密封有效。

  如果機械運動的傳動、任何調節螺絲、固定螺絲的松動能夠引起危險,應對可能存在的危險和檢查的周期提出警告。

  剩余電流斷路器(RCD)的檢查周期與方法。

  設備長期閑置不用,甚至可能經受低溫時,將設備在高溫下運行烘干以及排放容器或管道中的水,斷開電源開關等提供方法。

  如果電源線使用耐高溫或其他專用電纜,則說明書中應聲明只能用等效電纜替換。

  只能使用與設備標識一致的制冷劑,并且警告隨意更換或過量充灌對設備造成的安全隱患。

  對冷凝器、空氣過濾網的清潔,冷卻液的過濾器或軟水器濾芯,加熱器的除垢等提出要求。尤其應明確規定使用板式換熱器作為水冷式冷凝器時的維護周期與方法。

  壓縮機高壓側和低壓側的限壓器件、泄壓器件和安全閥的壓力正常而有效;壓縮機的油位和油壓正常。

  液體傳熱介質循環管道或容器的限壓器件、泄壓器件和安全閥的壓力正常而有效。

  任何需要使用工具才能進行的設備維護應由制造商認可的專業技術人員進行,對冷凝器的清潔、冷卻液的過濾和加熱器的除垢除外。維護以前應將設備的電源插頭拔離插座或斷開供電電路的斷路器。

  說明書應為責任者規定方法,以檢查為安全目的所必需的過熱保護、液位保護的裝置或系統,限壓器件,為安全而設置的從內部開啟的門或蓋的鎖閉機構與聯鎖機構的有效運行,并應說明實施檢查的周期。

  5.3設備防電擊要求設備在正常條件和單一故障條件下均應當保持防電擊。除非由于功能原因而特別許可,設備可觸及導電零部件不應危險帶電。

  防電擊措施應考慮正常使用條件下絕緣可能承受的電氣的、機械的、熱的、化學的和物理的應力。

  設備提供的防電擊保護應特別考慮以下方面的危險:電擊;5.3.1電氣間隙和爬電距離電氣間隙被規定成要承受可能在電路中出現的,由外部事件(例如雷擊或開關過渡過程)引起的,或者由設備運行引起的大瞬態過電壓。如果瞬態過電壓不可能發生,則電氣間隙按大工作電壓來規定。

  絕緣類型(基本絕緣,加強絕緣等);電氣間隙的微環境污染等級。

  在所有情況下,污染等級2的小電氣間隙為0.2mm,污染等級3的小電氣間隙為0.8mm.如果設備被規定成能在高于2000m的海拔高度上工作,則其電氣間隙要乘以從GB4793.1-2007表3查得的系數。

  對于兩電路之間的爬電距離,要使用施加在兩個電路之間的絕緣上的實際工作電壓。爬電距離采用線性內插值是允許的。爬電距離始終應當至少等于電氣間隙的規定值,如果計算所得的爬電距離小于電氣間隙,則爬電距離應當加大到電氣間隙的數值。

  60664-3的A類涂層要求的印制線路板,使用污染等級1的數值。

  對加強絕緣,爬電距離應當是基本絕緣規定值的兩倍。

  (相比漏電起痕指數)值被分為四個組別,如下:如果對所涉及的材料CTI組別不清晰或無法分組,采用材料組別I對應的數值。

  上面的CTI值是指按GB/T4207的規定,在為此目的專門制備的樣品上,用溶液A來試驗所獲得的數對玻璃、陶瓷或其他不產生漏電起痕的無機絕緣材料,爬電距離無需大于其相關的電氣間隙。

  GB4793.1的附錄E規定了能用于減小污染等級的方法。

  電網電源電路的電氣間隙和爬電距離應滿足GB4793.1表4的規定值。

  4793.1附錄C的規定測量。

  4793.1中6.8規定的程序進行,需要干燥處理的設備不進行6.8.2規定的潮濕預處理。基本絕緣的試驗電壓按GB4793.1表9與電氣間隙對應的規定值,雙重絕緣或加強絕緣的試驗電壓是表9中基本絕緣試驗電壓的1.6倍。如果試驗地點的海拔高度不是2000m,則試驗電壓需要乘以表10規定的相應的海拔高度調整系數。

  5.3.2影響氣候與環境試驗設備電氣安全的因素影響氣候與環境試驗設備電氣安全的因素主要包括:高、低溫操作的熱應力對電氣絕緣的影響;使用危險化學品的腐蝕性氣體或液體泄漏等的化學應力對設備電氣絕緣的影響;液體傳熱介質的導電性以及可能的溢出、滲漏、灑落或高濕度等對循環泵、攪拌器等電氣絕緣的影響;由于加濕、噴淋、灌溉、噴霧或高濕度運行對循環風扇、加熱器和照明燈等電氣絕緣的影響;使用易燃制冷劑和可能的泄漏或易燃液體傳熱介質的揮發等對設備電氣安全的影響;液體傳熱介質揮發在空氣中高濃度聚集對設備電氣安全的影響;連接水源或循環水以及可能的滲漏和高濕度等對設備電氣絕緣的影響;空氣中水分的冷凝或液體傳熱介質的冷凝對設備電氣絕緣的影響;潮濕場所的應用環境,操作者因操作需要經常接觸水等導電液體,由于導電液體濕潤了人體與設備或人體與環境之間的接觸,可能導致人體電阻的降低;由于高溫尤其是進一步的污染使加熱器的絕緣體絕緣性能下降;使用裸露的電熱加熱裝置或使用電極式加濕器等使可觸及零部件危險帶電或泄漏電流增加。

  各種機械運動的機械應力對電氣絕緣的影響;振蕩過程產生的能量對化學品本身,對樣品反應、溶解或混合的過程以及這些物質在規定的溫濕度范圍內試驗時能夠釋放危險氣體或液體的化學應力對設備電氣絕緣的影響;由于加濕或高濕度運行對機械運動的電動機、循環風扇、加熱器和照明燈等電氣絕緣的影響。5.4設備防機械危險要求設備在正常條件下或單故障條件下操作不得導致機械危險。

  設備外殼上所有易于接觸到的邊緣、凸起物、拐角、開孔、擋板、把手等應當光滑圓潤,避免在正常使用設備時造成傷害。

  機械危險可能來自設備本身,外力對設備的作用或者特別由于以下可能的方面:操作過程中的解體,尤其是受高低溫操作熱應力的影響;不良的表面,邊緣或外角;運動零部件,尤其是速度可變的運動零部件;振動,尤其是不平衡的樣品裝載或安裝在不穩定的地面或桌面上引起的諧振;不怡當的零部件固定。

  影響氣候與環境試驗設備機械安全的因素主要包括:構成外殼部分的觀察窗、玻璃隔板等受機械的、熱的應力后可能的爆裂或破碎;步入式試驗箱、恒溫箱或干燥箱的門或蓋機構可能造成的夾傷;地板濕滑跌倒造成的傷害;循環風扇、冷卻風扇、攪拌裝置、旋轉的樣品裝置等可能造成的機械傷害;速度控制器失控產生的異常動能、運動中斷以后的再啟動造成的零部件或樣品的脫落或飛散;使用萬向滑輪、門或蓋的開啟或關閉等造成的設備不穩定、側滑、傾覆等危險;使用不牢固的提起或搬運裝置、不可靠或牢固的固定方式、不牢固的支撐裝置或擱板,或者使用容易引起誤解為提起與搬運裝置的裝飾性零部件等造成危險;振蕩器機械運動或樣品脫落、飛散造成的沖撞、夾傷、擠傷、扭傷或劃傷;不均勻或不平衡的樣品裝載、振蕩器的重心偏移以及機械運動產生的異常動能可引起設備的移動;振蕩器工作過程中,如果機械運動過速,由于過大的運動能量可能引起設備移動或造成樣品松脫、側翻、彈出或損壞引起危險。

  (待續)口‘哪老齜與計星,11:

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