防爆ボタンの機能と紹介

防爆ボタンの機能と徹底紹介

可燃性および爆発性のガスや粉塵が存在する石油、化学、石炭採掘、冶金などの危険な環境では、防爆ボタンは電気制御システムの安全な動作を確保するための中核となる制御コンポーネントです。設計と製造は国内および国際の防爆基準に厳密に従っており、ボタン操作中に発生する電気火花や高温による周囲の爆発性混合物の発火を効果的に防止します。爆発事故の発生を根本から回避します。

I. 防爆ボタンのコア機能

(1) 基本的な制御機能

防爆ボタンの中核となる基本機能は通常の工業用ボタンと同じです。これらは回路のオン/オフ制御と信号命令の送信を担当し、電気制御システムにおける「コマンド スイッチ」です。

1. 始動/停止制御: 石油掘削プラットフォームのモーター駆動システムと化学作業場にあるポンプ本体装置では、オペレーターは装置のモーター回路を接続し、防爆ボタンの始動ボタンを押すことによって駆動して動作させることができます。停止ボタンを押すと回路が遮断され、装置が停止し、生産装置の正確な起動・停止制御を実現します。

2. 信号切り替えおよび表示機能：一部の防爆ボタンには信号切り替えモジュールが統合されており、化学反応容器の撹拌速度ギアの切り替えなど、機器のモード変換要件を満たすために異なる回路ループ間で切り替えることができます。一方、表示灯付きの防爆ボタンは、回路のオン/オフ状態や機器の動作状態に関するリアルタイムのフィードバックを提供します。表示灯の色は通常、業界標準に従っています。赤は停止、障害、または警告を表し、緑は開始または通常の動作を表し、黄色はスタンバイまたは早期警告を表し、オペレーターが複雑な環境でも機器の状態を迅速に判断できるようにします。

3. 非常停止制御機能：防爆型の非常停止ボタンは、安全な生産を確保するための重要なコンポーネントです。通常は赤いキノコの頭のようなデザインで、視認性が抜群です。セルフロック機能を備えた製品もあります。押した後、時計回りに回すとリセットされます。生産現場で設備の故障や人的危険などの緊急事態が発生した場合、オペレーターは素早く非常停止ボタンを押すことで設備の電源を強制的に遮断し、事故の拡大を防ぐことができます。

(2) 防爆安全機能

防爆安全機能は、防爆ボタンを通常のボタンと区別する中心的な機能です。 「発火源の発生を抑制する」ことと「爆発範囲を制限する」ことに重点を置いて設計されており、防爆原理に応じて具体的には以下の2種類の機能に分けられます。

1. 耐圧防爆形（Ex d）安全機能：耐圧防爆ボタンは、内部の爆発性混合物の爆発により発生する圧力に耐える十分な機械的強度を備えた高強度金属ケーシング（鋳造アルミニウム合金やステンレス鋼など）を採用しています。また、ケーシングの各部品の接合面は耐圧防爆接合面を採用しています。ギャップと長さのパラメータを厳密に制御することで、内部爆発によって発生した火炎と高温ガスが接合面を通過する際に完全に冷却され、温度が周囲の爆発性混合物の発火温度よりも低くなり、火炎がケーシングから漏れて外部の危険媒体に点火するのを防ぎます。

2. 安全性向上タイプ（Ex e） 安全機能：安全性向上タイプの防爆ボタンは、内部構造設計の最適化により電装品の動作温度を低減し、電気火花の発生を低減します。ケーシングは通常、爆発性ガスや粉塵が内部に侵入しないように密閉構造を採用しています。同時に、コンポーネントの絶縁性能と機械的安定性が強化され、通常の動作および指定された障害条件下では、危険媒体を発火させるのに十分な発火源が発生しないことが保証されます。

3. 本質安全防爆（Ex ia/ib）安全機能：本質安全防爆ボタンは本質安全防爆電気機器です。内部回路は電流制限とエネルギー制限を行うように設計されています。短絡や開回路などの障害状態であっても、回路によって生成される電気火花のエネルギーと温度は爆発性混合物の最小発火エネルギーよりもはるかに低く、発火源の発生を根本的に排除します。本質安全防爆ボタンは通常、関連機器 (安全バリアなど) と組み合わせて使用​​され、ゾーン 0 やゾーン 1 などの爆発リスクの高い環境に適しています。

(3) 環境適応機能

防爆ボタンは、腐食性が強く、湿気が多く、粉塵が多い過酷な産業環境で長時間使用されるため、環境適応性に優れています。

1.耐食性：シェルの材質は主に鋳造アルミニウム合金とステンレス鋼で、表面溶射と不動態化処理が施されています。酸、アルカリ、塩水噴霧などの腐食性媒体の侵食に耐えることができ、化学プラントや海上プラットフォームなどの環境に適しています。

2.防塵・防水性：防爆ボタンの保護等級は通常IP65以上で、一部の製品はIP67に達し、粉塵が内部に侵入するのを効果的に防ぐことができます。同時に、短期間の水没にも耐えることができ、屋外や湿気の多い作業場での使用要件を満たします。

3.耐衝撃・振動機能：内部部品は耐衝撃固定構造を採用しており、シェルは優れた耐衝撃性能を備えており、生産プロセス中の機械的振動や衝突に耐えることができ、鉱山や冶金などの強い振動環境でも安定した動作を保証します。

いいですね。防爆ボタンの構造構成

防爆ボタンの構造設計は「安全性・信頼性」を重視しており、主に以下の部品で構成されています。

1. ハウジングアセンブリ: ハウジングは防爆ボタンの中核となる保護部品であり、シェルとカバーの 2 つの部分で構成されます。材質には、鋳造アルミニウム合金、ステンレス鋼、エンジニアリングプラスチックなどが含まれます。さまざまな環境や防爆グレードに適した材質が異なります。耐圧防爆製品のエンクロージャの接合面は耐圧防爆ギャップ要件に厳密に準拠する必要がありますが、安全性を高めた製品や本質安全防爆製品のエンクロージャはシール性能を重視します。

2. 操作コンポーネント: ボタン ヘッド、操作ロッド、リセット スプリング、その他の部品が含まれます。ボタンヘッドの形状は丸型、角型、キノコ型などさまざまです。通常、表面は滑りにくく耐摩耗性の素材でできており、オペレーターの押し操作が容易になります。非常停止ボタンのキノコ型のデザインにより、押下面積が広くなり、緊急時の素早い操作が容易になります。

3. 電気部品: 接点システム、表示灯モジュール、端子台などを含む防爆ボタンの中核機能部品です。接点システムは銀合金材料で作られており、良好な導電性と耐アーク性を備え、頻繁なオン/オフ操作に耐えることができます。インジケータライトモジュールはLED光源を採用しており、低消費電力、長寿命、高輝度が特徴です。端子台は回路の確実な接続を確保し、振動による接触不良を防ぐ緩み止め構造を採用しています。

4. 防爆シール部品: シールリング、シールガスケット、その他の部品を含む、材料のほとんどは耐油性と耐老化性のゴムです。ケーシングと操作ロッドの隙間や配線口を埋めて爆発性ガスや粉塵の内部への侵入を防ぐとともに、防水・防塵の役割を果たします。

Ⅲ．防爆ボタンの分類

(1) 防爆原理による分類

1. 耐圧防爆タイプ (Ex d) : 最も広く使用されている防爆タイプで、ゾーン 1 およびゾーン 2 の爆発性危険環境に適しています。高いエンクロージャ強度と強力な防爆能力を備えており、石油産業や化学産業などのほとんどの危険場所で使用できます。

2. 安全性向上タイプ（Ex e）：部品温度の低減と絶縁性能の向上により防爆を実現します。ゾーン 2 の爆発危険環境に適しており、主に制御回路、信号回路など、急激なオンオフ動作が行われない用途に使用されます。

3. 本質安全防爆型（Ex ia/ib）：ゾーン0、ゾーン1、ゾーン2の爆発危険環境に適した最も安全性の高い本質安全防爆型です。安全バリアと組み合わせて使用​​する必要があり、地下鉱山のガス環境など、可燃性ガスや爆発性ガスが高濃度で存在する危険性の高い場所でよく使用されます。

4. 封止型 (Ex m) : 電気部品はエポキシ樹脂などの絶縁材料で封止され、外部の危険媒体との接触を遮断します。ゾーン 1 およびゾーン 2 の爆発性危険環境に適しており、強力な耐食性を備えています。

(2) 機能による分類

防爆スタート・ストップボタン：最も基本的なタイプで常開接点と常閉接点に分かれており、日常の機器の起動・停止制御に使用されます。

2.防爆緊急停止ボタン：セルフロック機能を備えた赤いマッシュルームヘッドデザインで、緊急時に電源を遮断して人員と機器の安全を確保するために使用されます。

3. ライト付き防爆ボタン: インジケータライトが統合されており、制御機能とステータス表示機能の両方を備えており、オペレータは回路のステータスをリアルタイムで追跡できます。

4.防爆選択ボタン：防爆変換ボタンとも呼ばれ、複数の位置があり、機器のモード変換に適した回路切り替え制御を実現できます。

(3) 設置方法による分類

1. 壁掛け防爆ボタン：ブラケットを介して壁または機器の筐体に固定されるため、取り付けが簡単で、現場での操作に適しています。

2. パネル型防爆ボタン：制御盤や操作盤のパネルに埋め込み設置するため、見た目も美しく、集中制御シーンに適しています。

Iv.防爆ボタンの選定と使用上の注意

(1) 選定の原則

1. 爆発危険領域に基づいてタイプを選択します。ゾーン 0 では、本質安全防爆ボタンを優先する必要があります。ゾーン1は耐圧防爆タイプと本質安全防爆タイプが選択可能です。ゾーン2は安全性向上タイプと耐圧防爆タイプが選択可能です。

2. 危険媒体に基づいて選択します。さまざまな爆発性ガスや粉塵に対して、その発火温度と防爆グレードを満たす製品を選択する必要があります。例えば、水素環境では、アセチレン環境でのグレードⅡBよりも高いグレードⅡCの防爆ボタンを選択する必要があります。

3. 使用機能に応じてタイプを選択します。通常の起動と停止の場合は、共通の防爆ボタンを選択します。緊急事態の場合は、緊急停止ボタンを選択します。ステータスを表示するには、ライト付きのボタンを選択します。

4. 環境条件に基づいてタイプを選択します。腐食性環境の場合は、ステンレス鋼のエンクロージャを選択します。湿気の多い環境の場合は、保護等級 IP67 の製品を選択してください。また、振動の激しい環境では、耐衝撃性に優れた難燃性の製品を選択してください。

(Ⅱ)使用上の注意

1. 設置仕様: 設置中は、ケーシングの合わせ面がきれいで損傷がないこと、シーリング部品が無傷であること、接続端子がしっかりしていること、接地が確実であることを確認する必要があります。耐圧防爆製品の筐体ボルトは規定トルクで締め付け、むやみに分解しないでください。

2. 日常のメンテナンス：ボタンの外観、接点の状態、表示灯の明るさを定期的に点検し、表面のホコリや油汚れを速やかに取り除いてください。筐体の損傷、シール不良、接点の腐食等が認められた場合は、直ちに使用を中止し交換してください。

3. 操作手順への違反の禁止: 爆発性環境では、防爆ボタンを勝手に分解しないでください。防爆等級を満たしていないコンポーネントは交換しないでください。非常停止ボタンをリセットする前に、異常の有無を確認し、安全を確認してから操作してください。

V. 防爆ボタンの応用分野

防爆ボタンは、優れた安全性能と環境適合性を備え、爆発の危険を伴うさまざまな産業現場で幅広く使用されています。

1. 石油化学産業：製油所、化学工場、ガソリンスタンド、油槽所などで、ポンプ本体、コンプレッサー、コンベアなどの起動・停止の制御に使用され、生産工程に欠かせない制御部品です。

2. 鉱業：地下炭鉱、金属鉱山などでは、ロードヘッダー、石炭剪断機、巻上装置などを制御するために本質安全防爆ボタンが使用されており、ガス爆発を効果的に防止できます。

3. 冶金産業：製鉄所、非鉄金属精錬所などで、高温、粉塵、振動などの過酷な環境に耐える炉、ファン、搬送装置などの制御に使用されます。

4.製薬および食品産業：製薬工場の可燃性および爆発性溶剤の生産作業場、食品工場の粉塵作業場などで生産設備を制御し、生産プロセスの安全性を確保するために使用されます。