Biện pháp bảo vệ thiết yếu chống cháy nổ ở khu vực nguy hiểm có khí, bụi hoặc hơi dễ cháy làđèn LED chống cháy nổ-. Những bộ đèn chuyên dụng này được thiết kế để chống chịu tác động vật lý và ăn mòn hóa học nhờ vỏ được thiết kế cẩn thận kết hợp vật liệu chắc chắn với-công nghệ bảo vệ tiên tiến. Biết được khoa học vật liệu đằng sau sự mạnh mẽ của các hệ thống-an toàn quan trọng này là rất quan trọng vì ngày càng có nhiều doanh nghiệp, bao gồm cả các cơ sở xử lý hóa chất và nhà máy lọc dầu, áp dụng chúng. Cuộc kiểm tra này xem xét các kim loại, vật liệu tổng hợp, lớp phủ và kỹ thuật thiết kế biến các khu vực bao quanh thông thường thành thành trì không thể xuyên thủng có thể chịu được những môi trường tồi tệ nhất trên hành tinh.
Vật liệu xây dựng cơ bản: Tuyến bảo vệ đầu tiên
1. Hợp kim kim loại có độ bền cao
Kim loại được thiết kế cho các điều kiện khắc nghiệt tạo thành nền tảng củađèn LED chống cháy nổ-nhà ở:
Gang và sắt dẻo: Những vật liệu này có khả năng chống va đập và tính toàn vẹn về cấu trúc vượt trội, đồng thời được sử dụng trong các phụ kiện -nặng như dòng CEAG AB05. Trong khi các biến thể có vùi than chì dạng nốt (sắt dẻo) mang lại khả năng chống gãy tốt hơn, cấu trúc vi mô dày của chúng làm giảm lực nổ một cách tự nhiên 3.
Hợp kim nhôm có trọng lượng nhẹ và có tỷ lệ độ bền{0}}trên{1}}trọng lượng tốt bao gồm ZL102 (được sử dụng trong hộp nối BHD51). Chúng tạo ra các dạng phức tạp với độ dày thành đồng đều khi đúc khuôn, điều này rất cần thiết để bảo toàn đường dẫn lửa. Khả năng chống ăn mòn cơ bản được cung cấp bởi lớp oxit vốn có của nhôm, được tăng cường thêm bằng lớp phủ 9.
Các ốc vít quan trọng, đai ốc đệm và thiết bị lắp đặt được làm bằng thép không gỉ (thường là loại 304 hoặc 316) vì khả năng chống clorua, rất quan trọng trong môi trường hóa chất và ngoài khơi khi thép thông thường 13 bị muối hoặc khói axit tấn công.
Thứ hai, thiết kế nhựa nhiệt dẻo
Đối với khung bezel và các bộ phận không{0}}chịu tải{1}}:
Vật liệu tổng hợp được gia cố bằng sợi-: Các polyamit chứa đầy thủy tinh-, còn được gọi là polyphthalamit (PPA), chống lại sự phân hủy của tia cực tím và dung môi hydrocarbon đồng thời mang lại sự ổn định về kích thước ở nhiệt độ cao (lên đến +75 độ ).
Lợi ích của sự an toàn vốn có: Viền nhựa trong các sản phẩm như dòng HarmAtex XLW5AV có khả năng chống ăn mòn điện hóa vốn có và loại bỏ khả năng phát ra tia lửa khi va chạm ngoài ý muốn.
Nhiều lớp bảo vệ cho hệ thống phòng chống ăn mòn
1. Lớp phủ & Kỹ thuật bề mặt
Sơn tĩnh điện: Sự kết hợp epoxy{0}}polyester này tạo thành một rào cản trơ về mặt hóa học và thường được sử dụng trên vỏ bằng gang và nhôm. Nó tạo ra một lớp liên tục bịt kín các lỗ nhỏ khi thi công ở nhiệt độ trên 200 độ. Trong hơn 1.000 giờ, lớp phủ của CEAG AB05 chống phun muối (ASTM B117) mà không bị phồng rộp 39.
PEO, hay quá trình oxy hóa điện phân plasma, là một kỹ thuật bắt nguồn từ ngành hàng không vũ trụ-được phát triển gần đây nhằm tạo thành một lớp oxit giống như gốm trực tiếp trên nền nhôm. Dung dịch đồng photphat-, như đã nghiên cứu đối với magie AZ91D, mang lại cho nó đặc tính kháng khuẩn đồng thời ngăn chặn sự xâm nhập của các ion clorua.
Graphene-Rào cản nâng cao: Cấu trúc đơn lớp của graphene được sử dụng bởi các vật liệu tổng hợp cải tiến, chẳng hạn như nguyên mẫu của Đại học Buffalo/Tata Steel. Nước bị đẩy lùi bởi tính kỵ nước của nó và các tế bào ăn mòn bị phá vỡ bởi tính dẫn điện của nó. Trong thử nghiệm phun muối 10, kết quả sơ bộ cho thấy tuổi thọ sử dụng cao hơn gấp 4 lần so với lớp phủ thông thường.
2. Ức chế ăn mòn tích cực
Cực dương hy sinh: Để bảo vệ tính toàn vẹn của vỏ, các thiết bị ngoài khơi sử dụng cực dương làm bằng kẽm hoặc magie để ưu tiên ăn mòn.
Chất thay thế crôm: Các chất ức chế mới như hợp chất pha tạp xeri-hoặc chất độn Al(OH)₃ (được sử dụng trong chất cách điện) loại bỏ các ion ăn mòn thông qua quá trình trao đổi ion-610 vì crom hóa trị sáu (CrVI) bị cấm theo RoHS.
Chống va đập: Cơ chế sinh tồn
1. Những đổi mới trong thiết kế kết cấu
Vỏ bọc có gân: Các gân gia cố bên trong trong vỏ bằng gang phân tán năng lượng va chạm trên toàn bộ hình học để tránh vỡ cục bộ.
Kính-chống va đập: Độ giãn nở nhiệt thấp và độ bền nứt vỡ cao được kết hợp trong thủy tinh borosilicate dày 5–8 mm (như trong CEAG AB05). Nó thể hiện khả năng "kính an ninh" chống lại các mảnh vụn bay khi được gắn vào các lớp xen kẽ polycarbonate.
-Hình dạng chống nghiền: Sử dụng hình dạng cong để làm chệch tác động, vỏ hình trụ hoặc hình cầu (chẳng hạn như hộp nối chống cháy) làm giảm bề mặt phẳng.
2. Chiến lược nâng cao vật chất
Vật liệu tổng hợp ma trận kim loại: Hạt nano silicon cacbua (SiC)-nhôm được gia cố giúp tăng độ cứng thêm 40% mà không làm giảm khả năng chống ăn mòn.
Áo giáp phun nhiệt: Nghiên cứu lớp phủ plasma FeCrAlRE chứng minh độ bám dính luyện kim với các chất nền, tạo ra các bề mặt có cấu trúc lai nano{0}}tinh thể/vô định hình có khả năng chống mài mòn cao hơn 3 lần so với kim loại cơ bản 8.
Bảo vệ hiệp đồng: Chứng nhận & Kết quả thực tế
1. Theo EN 60529., đèn chống cháy nổ-liên tục nhận được chứng nhận IP66/IP67 bằng Hệ thống xếp hạng IP:
IP66: Được bảo vệ chống lại sự xâm nhập của bụi và tia nước mạnh (vòi phun 12,5mm ở 100kPa).
IP67: Chịu được ngâm trong 30 phút ở độ sâu 1 m.
Các miếng đệm silicon được ép giữa các bề mặt được gia công và có các rãnh ngăn chặn sự đùn ra khi va chạm 35 giúp thực hiện được điều này.
2. Để được chứng nhận, người ta phải vượt qua Kiểm tra môi trường khắc nghiệt:
Kiểm tra sốc nhiệt: đạp xe mà không bị hỏng phốt trong khoảng từ -55 độ đến +55 độ (cấp CEAG AB05).
Thử nghiệm kéo dài 720 giờ trong các buồng SO₂/H₂S tái tạo môi trường của nhà máy lọc dầu đã được sử dụng để kiểm tra khả năng tiếp xúc với môi trường ăn mòn.
Chịu được lực va đập 20 jun (khối lượng 5 kg từ 400mm) mà không bị biến dạng ảnh hưởng đến đường dẫn lửa 35 được gọi là Khả năng chống va đập IK10.
3. Chứng nhận quốc tế
Các quyết định quan trọng trực tiếp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tuân thủ:
Nhãn Ex db eb IIC Gb là bắt buộc đối với môi trường khí (tối đa Nhóm IIC-axetylen/hydro) theo ATEX/IECEx.
UL 844: Yêu cầu hồ sơ ăn mòn đối với các địa điểm Loại I Phân khu 1.
Ở áp suất định mức 1,5×, vỏ được đưa vào thử nghiệm ngăn chặn chất nổ trước khi bị tác động bởi các bề mặt bị hư hỏng.
Biên giới sắp tới: Tính bền vững và Vật liệu thông minh
1. Polyme tự chữa lành
Hiện đang được nghiên cứu và phát triển cho các miếng đệm LED, lớp phủ epoxy-dựa trên vi nang giải phóng chất ức chế ăn mòn (chẳng hạn như ion xeri) khi chúng bị trầy xước.
2. Thêm sản xuất
Cấu trúc liên kết-có thể thực hiện được các thiết kế được tối ưu hóa nhằm duy trì độ bền ngăn chặn chất nổ đồng thời giảm 30% trọng lượng nhờ vỏ Inconel được in 3D-.
3. Động lực kinh tế tuần hoàn Các thiết kế nhôm có thể tái chế (theo CZ0274/30) và lớp phủ tuân thủ RoHS-(loại bỏ Cr, Cd và Pb) đang nhanh chóng trở thành tiêu chuẩn của ngành.
Vỏ đèn LED có thể chịu được vụ nổ là đỉnh cao của kỹ thuật vật liệu. Những lớp vỏ bảo vệ này sử dụng các chiến thuật-quy mô đa dạng để chống lại sự ăn mòn và làm chệch hướng các tác động, từ lớp giáp gang của các thiết bị cố định truyền thống đến lớp phủ nano-được tẩm graphene-trong tương lai. Nhà ở trong tương lai có thể sẽ được tích hợp các cảm biến để theo dõi sự ăn mòn và khả năng tự phục hồi khi khoa học vật liệu phát triển, biến thùng chứa thụ động thành vật bảo vệ chủ động. Sự đổi mới không ngừng nghỉ về kim loại, polyme và lớp phủ này đảm bảo rằng đèn vẫn sáng một cách an toàn trong những thời điểm khó khăn nhất đối với các lĩnh vực mà thất bại đồng nghĩa với thảm họa.
