防爆热电偶在石油化工行业中的Ex认证要求与选型指南

一、引言

　　石油化工行业因其生产环境涉及易燃易爆气体、蒸汽及粉尘，对温度测量设备的安全性要求很高。防爆热电偶作为关键测温元件，需通过国际或国内防爆认证(Ex认证)，确保其在爆炸性环境中安全运行。防爆热电偶凭借其隔爆结构设计和多重安全防护，广泛应用于石油化工领域。本文将从Ex认证标准、防爆分区适配性及选型核心参数三方面展开分析，为行业用户提供技术参考。

二、Ex认证标准与石油化工行业合规性

　　1. 国际认证体系：IECEx与ATEX

　　IECEx认证：由国际电工委员会(IEC)建立，覆盖全球25个成员国，包括中国、美国、欧盟等主要经济体。其核心标准IEC
60079系列规定了爆炸性环境用电气设备的防爆设计、测试及认证要求，适用于石油化工装置中的0区、1区和2区。

　　ATEX认证：欧盟强制认证，标准为EN
60079系列，与IECEx互认。在欧盟市场销售的防爆热电偶需同时满足ATEX指令2014/34/EU和IECEx要求。

　　2. 国内认证体系：GB 3836与CCC强制认证

　　GB 3836标准：中国国家标准，等效采用IEC
60079系列，涵盖防爆电气设备的型式试验、生产许可及使用规范。石油化工企业采购的防爆热电偶必须通过GB 3836认证，并标注“Ex"标志及防爆等级(如Ex d
IIB T4)。

　　CCC强制认证：中国强制性产品认证制度，防爆电气产品需同时获得GB 3836认证和CCC标志方可合法销售。

　　3. 行业合规案例：防爆热电偶的认证实践

　　隔爆热电偶通过IECEx和GB 3836双重认证，其防爆结构符合IEC 60079-1和GB
3836.2标准，接线盒采用间隙隔爆原理，内部爆炸压力被限制在1.5倍参考压力以内，确保火焰无法外泄。该产品已应用于中石化镇海炼化、中石油长庆油田等项目，验证了其合规性与可靠性。

三、石油化工防爆分区与热电偶适配性

　　1. 爆炸性环境分区标准

　　根据GB/T 3836.1-2021和IEC 60079-10-1，石油化工场所划分为三类区域：

　　0区：连续或长期存在爆炸性气体混合物的环境(如氢气压缩机厂房)。

　　1区：在正常运行时可能出现爆炸性气体混合物的环境(如反应釜顶部空间)。

　　2区：在异常情况下短暂出现爆炸性气体混合物的环境(如储罐区通风口)。

　　2. 不同分区的防爆热电偶选型

　　0区适用型：

　　本安型(Ex
ia)：通过限制电路能量(电压≤24V、电流≤100mA)确保无火花产生，适用于化工仪表、传感器等低功率设备。本安型热电偶采用双重化设计，故障时自动切断电源，符合GB
3836.4标准。

　　浇封型(Ex ma)：将电气元件浇封在环氧树脂等化合物中，隔绝爆炸性气体与点火源，适用于温度传感器等低功率设备。

　　1区和2区适用型：

　　隔爆型(Ex
d)：通过坚固外壳承受内部爆炸压力，并利用法兰间隙(≤0.2mm)阻止火焰传播，是石油化工常用的防爆形式。WRNK-191S型隔爆热电偶采用不锈钢外壳，耐压强度达1.5MPa，适用于乙烯裂解炉、催化裂化装置等高温高压场景。

　　增安型(Ex e)：通过增强设备绝缘和密封性降低爆炸风险，但不允许内部发生爆炸，适用于电机、照明等设备，较少用于热电偶。

四、防爆热电偶选型核心参数与技术要点

　　1. 防爆等级与温度组别

　　防爆等级：由“Ex"后缀字母表示，如Ex d(隔爆型)、Ex ia(本安型)。石油化工装置中，1区和2区优先选用Ex d，0区必须选用Ex ia或Ex
ma。

　　温度组别：根据设备表面最高温度与爆炸性气体引燃温度的匹配关系划分(T1-T6)。例如，氢气(引燃温度500℃)需选用T4组别(设备表面温度≤135℃)或更低。

　　2. 材质与耐腐蚀性

　　保护管材质：

　　不锈钢(316L)：适用于大多数化工介质，耐氯离子腐蚀。

　　哈氏合金(C-276)：适用于强酸、强碱环境，如硫酸、盐酸生产装置。

　　钛合金：适用于海水淡化、氯碱工业等含氯环境。

　　接线盒材质：采用铝合金或不锈钢，密封等级需达到IP66，防止粉尘和液体侵入。

　　3. 安装方式与机械强度

　　安装结构：

　　固定法兰式：适用于设备壁或管道安装，法兰尺寸需符合ASME B16.5或GB/T 9119标准。

　　活动螺纹式：适用于需要频繁拆卸的场景，如催化剂装填口。

　　抗振性能：压簧式感温元件可吸收振动能量，避免热电偶丝断裂。连仪产品通过GB/T
2423.10-2019振动试验，振动频率10-55Hz时位移幅值≤0.35mm。

　　4. 信号传输与干扰抑制

　　补偿导线：需与热电偶分度号匹配(如K型配KC型补偿导线)，长度不超过100米，避免信号衰减。

　　电磁屏蔽：采用铠装电缆或双绞线，减少工业电磁场干扰。连仪产品提供一体化温度变送器选项，将热电偶信号转换为4-20mA标准信号，传输距离可达1000米。

五、行业应用案例与选型建议

　　1. 乙烯裂解炉温度监测

　　场景特点：炉膛温度高达850℃，介质为烃类蒸汽，属于1区环境。

　　选型方案：

　　保护管：哈氏合金C-276，直径Φ16mm

　　安装方式：固定法兰式，法兰压力等级PN40

　　信号输出：一体化温度变送器(4-20mA)

　　2. 储罐区液位温度测量

　　场景特点：储罐顶部空间为2区环境，介质为原油，需防腐蚀。

　　选型方案：

　　保护管：316L不锈钢，直径Φ12mm

　　安装方式：活动螺纹式，螺纹规格M20×1.5

　　防护等级：IP67

3836双重认证，其隔爆结构、高精度测温及抗震性能可满足复杂工况需求。用户选型时应优先选择通过国际认证的产品，并依据具体场景匹配防爆等级与材质，以确保设备安全运行。