防爆外殼爆炸測試面面觀系列 | (三) UL 674 爆炸測試
本文作者//UL 工程部 Sara Chu 
為回應產業客戶的需求，我們接連分享因不同標準而異的「爆炸測試」要求，分別為在危險場所防爆領域中一樣關鍵的 UL 1203 與 IEC 60079-1 標準系統，主要鎖定展開爆炸測試的首重步驟：樣品準備與測試流程等相關說明。本期我們則走進 UL 674 標準針對 Class I 防爆馬達的世界！
爆炸測試基本概念
首先要釐清的是 UL 674 標準中的爆炸測試可包含兩個部分：
- 一為馬達框架 (Frame) 本體；
- 另一個為是配線盒部分。
通常這兩部分皆會使用灌膠 (cement or sealing compound) 封住，以形成兩個隔離的空間。這也是為何進行 UL 674 標準的爆炸測試，會需要同時考慮這兩個空間。 其中配線盒部分，可完全遵循過去曾說明的 UL 1203 測試方法與樣品準備。所以本文重點就專注於馬達框架 (Frame) 本體的測試介紹。
最新版 UL 674 標準的爆炸測試整合了 IEC 60079-1 與 UL 1203 的測試方式，測試與 IEC 60079-1 一樣分為兩個部分：1) 爆炸壓力測試 (explosion pressure test)；以及 2) 內部引燃非傳導性試驗 (flame propagation test)；而其在測試氣體部分的要求則與 IEC 60079-1 以及 UL 1203 雷同，在此製造商需要特別注意的是 ── UL 674 的防爆馬達認證在氣體的分級僅至 Group B、C、D，並無 Group A。 UL 674 的爆炸壓力測試原理與曾經介紹的 IEC 60079-1 要求相同：正是將馬達內部的空間，皆先依照其欲使用的環境類別填充爆炸性氣體後 (如下表所示的對應氣體與爆炸次數)，使用火星塞點火，在引燃爆炸內部測試氣體時，測試外殼必須要能承受爆炸壓力，不能出現永久性變形或損壞；與此同時並記錄爆炸壓力，接著選擇最大的一個爆炸壓力當作後續測試的參考壓力。
而在考慮馬達測試時，尚須特別考慮以下幾種情況的壓力效應 (可參照以上的列表)：
- 轉動與不轉動
- 前端 (Drive End) 與後端 (Non-Drive End) 點火
除此之外，UL 674 所要求的內部引燃非傳導性試驗原理亦與 IEC 60079-1 要求相同，皆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。
該測試會將馬達內部與外部的空間，先依產品欲使用環境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，在引燃爆炸內部測試氣體時，測試外殼不能將內部的點燃火焰傳導到外部的爆炸性環境中，而馬達要額外考慮在前端 (Drive End) 與後端 (Non-Drive End) 點火的壓力效應 (亦如下方列表所示)。
依產品結構所需準備的內部引燃非傳導性試驗用特殊樣品
對於一般馬達金屬外殼，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下幾種使用環境所要求的特殊測試樣品製作，其對應的原則與 UL 1203 相同：
依產品使用環溫所需增加考慮的爆炸測試評估項目
UL 674 標準中並沒有特別提到當產品宣告周圍溫度若是低於 -20°C、或高於 60°C 時的特殊測試條件。若申請本標準認證的廠商真有此一需求，通常可以考慮參考 UL 1203 對於超出此範圍的高低環溫所需評估項目條件。
產品標示設計尺寸與樣品尺寸的對應
那麼爆炸測試樣品應該如何準備呢？讓我們針對這個問題來討論一下吧！
一般來說，爆炸測試就是要用最嚴苛的標準來檢測接頭寬度與間隙是否牢靠，換句話說，通過測試的接頭寬度與間隙就必須是製造所容許的最小寬度與最大間隙。
因此在測試前必須量測樣品尺寸是否符合製造商圖紙上所標示的最小寬度與最大結構間隙，此數值必須包含圖面上的公差值。 我們就以下圖的圓柱接面為例進行說明：接合面寬度 L 的測試樣品要求寬度不得大於 L-0.1 mm，間隙不得小於 (ID+0.2) – (OD-0.1)mm，也就是圓柱間隙內徑最小外徑最大的情形。
若是使用在 Group B，則測試樣品的接合面寬度要是 L-0.1 mm 並且還要再乘以 0.75 的係數，間隙 (ID+0.2) – (OD-0.1)mm則要再乘以 1.5。 由此可知 Group B 的 UL 674 防爆馬達內部點燃不傳爆試驗要求是相當嚴苛的。
此外必須一提的是，外殼最小厚度 (min. thickness, t) 與 UL 1203 和 IEC 60079-1 一樣也是重要標示/量測尺寸；同樣地，當標示厚度尺寸為 t (+/-0.1)mm 時，提供的測試樣品厚度在外殼最小厚度位置的量測值將不能大於 t-0.1mm。
結語
透過連續幾篇文章分別針對不同爆炸外殼測試標準文本所要求的爆炸測試進行比較介紹後，相信製造商或多或少已經能夠對爆炸測試的測試方法、樣品準備有一個梗概。
在此總結，因為性質，適用於危險場所的機械設備是必須採用更高的安全評估要求，以確保在此環境中所有工作人員的人身安全與廠房機具設備的價值。這也是為何 UL 始終堅持致力於確保安全的工作使命，持續為同時具備高品質與安全保證的設備評估測試而努力。
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