防爆外殼爆炸測試面面觀系列 | (二) IEC 60079-1 爆炸測試
本文作者//UL 工程部 Tony Tao 
為回應產業客戶的高度詢問，我們自上一期的電子報開始，會連續幾期鎖定爆炸測試主題，針對依照各個標準而異的爆炸測試系列進行介紹。上期我們談及了 UL 1203，本期我們則將焦點移至 IEC 60079-1 標準系統，試圖依循相同架構，展開標準裡對爆炸測試的樣品準備與測試流程等方面說明，以利讀者對於不同標準系統有所比較。
爆炸測試基本概念
基本上，IEC 60079-1 標準所闡述的爆炸測試與 UL 1203 有所不同，主要可分為兩個部分：1) 爆炸壓力測試 (determination of explosion pressure) [亦為：參考壓力 (reference pressure test)]；以及 2) 內部引燃非傳導性試驗 (test for non-transmission of an internal ignition)。 爆炸壓力測試 (參考壓力) 正是將產品內部的空間，都先依產品欲應用的環境類別填充爆炸性氣體後 (如下表所示的對應氣體)，使用火星塞點火，並在引燃爆炸內部的測試氣體時，評估外殼必須要能承受爆炸壓力，主要不能出現永久性變形或損壞，同時亦須記錄爆炸壓力，選擇最大的一個爆炸壓力來當作後續測試的參考壓力。 
內部引燃非傳導性試驗則是用來驗證外殼是否具備有效阻擋火焰傳導至外部的能力。該測試會將產品內部與外部的空間，都先依產品欲應用的環境類別填充灌滿爆炸性氣體後 (如下表所示的對應氣體)，使用火星塞點火，並在引燃爆炸內部測試氣體時，評估外殼不能將內部的點燃火焰傳導到外部的爆炸性環境中。 
依產品結構所需準備內部引燃非傳導性試驗特殊樣品
對於一般金屬外殼，客戶在準備製作內部點燃的不傳爆試驗樣品時，須依產品結構，特別注意以下幾個製作測試樣品的事項 – 如下表所示： 
若是金屬外殼上的膠合式接頭部分在水壓測試時發生漏水，和非金屬的外殼產品，在進行爆炸測試評估時，除樣品需要經過一般處理程序外，還需要額外考慮經過 50 次爆炸的火焰腐蝕試驗，以及第二次的內部引燃非傳導性試驗。
依產品使用的環溫需增加考量的爆炸測試評估項目
當產品宣告周圍溫度若低於 -20°C、或高於 60°C 時，在 IEC 60079-1 標準條文裡，將有以下幾個測試選項：
[低於-20°C]：
- 除了在原來既有宣告的低溫下，施作爆炸壓力 (參考壓力) 測定的測試方法外，
- IEC 60079-1 亦允許製造商使用提高防爆外殼內的爆炸性氣體壓力進行測試。 P=100 [293/Ta,min+273)] kPa
- 另也能選擇在室溫測試後，將得到的壓力值，按下表所列的係數加乘，做為後續水壓測試的參考壓力：
但使用試驗係數計算方法要特別注意體積限制：若外殼的體積小於 3L、且沒有壓力重疊的現象發生，則允許使用上表的係數進行 1.5 倍的水壓測試；但如果外殼的體積在 3-10L 之間，則必須使用上表的係數進行 4 倍的水壓測試。
[高於60°C]：
- 除了在原來既有宣告的高溫下，施作內部引燃非傳導性試驗之外，
- IEC 60079-1 還可允許製造商在常溫下，使用增加防爆外殼內的壓力，施作內部引燃非傳導性試驗；
- 或常溫下，增加樣品間隙下的內部引燃非傳導性試驗。承上，增加壓力值或增加間隙，需依下表所列係數加乘：
產品標示設計尺寸與樣品尺寸的對應
誠如本文多次提及許多與接頭長度與間隙的樣品要求，整體來說，IEC 60079-1 確實對樣品的要求比 UL 1203 要低。栓嘴接頭的試驗樣品、圓筒接頭和平面接頭 (凸緣式)，其接頭長度不應大於製造商規定的最小長度的 115％。除 Group IIC 的樣品，間隙在製造商圖紙規定的最大結構間隙的 90% 以上皆會判定為合格。換言之，除 Group IIC 的測試外，製造商並不需要再備特殊接頭的樣品。
另外，在IEC 60079-1 標準中，外殼最小厚度 (min. thickness, t) 與 UL1203 如出一轍，皆會被視為重要標示/量測尺寸；同樣地，當標示尺寸為 t 時，提供的測試樣品厚度在下圖的公差範例情形下，外殼最小厚度位置的量測值將不能大於 t-0.1mm。同時也因為 IEC 60079-1 對導角有尺寸要求，因此在 IECEx 審查圖面的導角標示 (如下圖) 在接合面處也是必要的。
結語
透過一連兩期的專文介紹後，相信防爆產業的客戶將能對不同標準系統所要求之爆炸測試方法及樣品準備有更多的掌握。 不過值得留意的是 IEC 標準部份，由於台灣的 TS 標誌對於防爆電器的認證，除了法定必須透由經濟部認可型式檢定機構實施型式檢定合格的產品 (防爆燈具、防爆電動機、防爆開關箱) 外，其他產品皆能接受 IECEx 證書來完成安全資訊申報網站登錄；另外，外殼防爆電器若要進行型式檢定，所使用的 CNS3376-1 標準也是依照 IEC 60079-1 所編寫，因此台灣防爆電器製造商予可特別關注外殼防爆型 IECEx 認證所使用的 IEC 60079-1 測試方法。
UL 在台灣正持續保有業界最多的 IECEx 發證量的美名。此正也彰顯 UL 所提供的服務值得業界高度信賴。 在本系列的下一篇專文，將針對 UL 674 標準要求進行說明，特別能幫助馬達製造商了解 UL申請美規防爆的爆炸測試要求。
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