防爆与宽温工况下气动执行器的选型方案

在防爆Zone1、IIB级及环境温度-30℃~80℃的复杂工况中，气动执行器的稳定性与安全性直接影响整套控制系统的可靠运行。

针对这类场景，综合考量温度适应性、防爆要求及维护周期后，活塞式执行器+铸铝防腐气缸+HNBR密封件是当前较为适宜的配置。

一、执行器类型：优先活塞式，排除薄膜式

在宽温防爆场景下，执行器结构的选择至关重要。

活塞式执行器具备以下优势：

* 适用温度范围宽，可覆盖-40℃~120℃，在-30℃~80℃环境下无需特殊改造；

* 气缸为金属腔体，能满足隔爆型（Exd）结构要求，防爆等级易达IIB；

* 输出推力大、动作稳定，适用于大口径阀门及高负载应用。

相较之下，薄膜式执行器依赖橡胶膜片密封，低温易硬化脆裂，高温又会老化变形，推力衰减明显，仅适用于低压、小口径阀门，不适合防爆工况。

选型提醒：

建议明确要求供应商提供*ExdIIBT4*认证。T4对应的zui高表面温度为135℃，可充分覆盖80℃环境温度，防止因自发热造成安全隐患。

二、气缸材质：优选铸铝并做好防腐

气缸材质直接影响执行器的防爆可靠性与使用寿命。

推荐材质：铸铝（ADC12）

* 重量轻，便于阀门安装与管线支撑；

* 成本适中，批量采购性价比高；

* 低温韧性良好，在-30℃下不会脆裂。

不过，铸铝气缸必须进行防腐处理。

可采用以下两种方式：

1.阳极氧化处理（≥10μm）：提升表面硬度与耐蚀性，适用于一般环境；

2.环氧粉末喷涂（≥60μm）：耐腐蚀性能更强，适合湿度高或有化学气体的区域。

特殊工况下的替代方案：

若防爆区域同时存在酸碱气体或高盐雾环境，可选用304或316不锈钢气缸。其防腐性能更强，但重量与成本均为铸铝的两到三倍，应谨慎评估。

三、密封件：优选HNBR，兼顾宽温与耐油

密封件是确保执行器长周期运行的关键部件。

氢化丁腈橡胶（HNBR）是当前防爆气动执行器的主流选择，原因如下：

* 脆化温度低于-35℃，能适应严寒环境；

* 可长期承受150℃，高温下仍保持弹性；

* 对气动系统常用润滑油具有优良耐受性；

* 成本适中，维护更经济。

在高温或使用特殊润滑油的场合，可考虑全氟醚橡胶（FFKM），其耐温可达260℃以上，但成本较高，仅推荐用于特殊项目。

避免选用：普通丁腈橡胶（NBR）和EPDM。前者低温易硬化，后者不耐油，都会导致早期失效。

四、防爆与低温细节：现场选型的关键

防爆选型不仅限于执行器本体，附件也必须同步满足标准。

* 电磁阀、定位器、限位开关等附件需具备同等级ExdIIB防爆认证；

* 电气接口应使用防爆密封接头，防止气体渗入；

* 气缸内部润滑脂需选用耐-40℃的低温型，防止冬季卡滞；

* 若工况潮湿，应加装防爆型自动排水器，避免冷凝水结冰堵塞气路。

这些细节往往决定了系统能否在恶劣条件下长期稳定运行。

五、结语：安全、稳定、经济的平衡方案

综合防爆等级、温度适应性与维护成本来看，“双作用活塞式+铸铝防腐气缸+HNBR密封件”是非常具有性价比的解决方案。

该组合能在-30℃至80℃环境下实现可靠动作，满足ExdIIBT4防爆要求，长期运行不失效。

作为专注气动控制技术的制造商，浙江华尔士自控仪表阀门有限公司在防爆与宽温气动执行器领域积累了丰富经验，能够为不同行业提供安全、高效、符合国际标准的自动化控制方案。