在可能存在爆炸性气氛的区域，选错或错误应用电气和机械设备可能引发爆炸，造成人员伤亡和设施损毁。ATEX（源自法语 Atmosphères Explosibles）是欧洲关于爆炸性环境设备的核心指令，在英国对应 DSEAR 2002（危险物质及爆炸性气氛规程）。理解 ATEX 体系对于在化工、石化、制药、仓储和食品加工环境工作的机械工程师是基本要求。
爆炸三角形
爆炸（燃爆）需要三个条件同时满足：可燃物（可燃气体、蒸汽、粉尘或纤维）；氧化剂（通常为空气中的氧气）；点火能（电弧、热表面、静电、机械摩擦火花）。ATEX 设备设计的核心策略是消除或控制点火能——因为在工业环境中，前两个条件往往已经存在。
危险区域分级
气体和蒸汽区域（依据 EN 60079-10-1 和 IEC 60079-10-1）：
- Zone 0（0区）：爆炸性气氛持续存在或长期存在（> 1000 小时/年）。典型场所：储罐内部、密闭容器液相空间上方。0区设备要求极高，实践中尽量通过工艺设计避免或最小化0区范围。
- Zone 1（1区）：正常操作中偶尔出现爆炸性气氛（10–1000 小时/年）。典型场所：储罐通风孔附近、泵密封区域、取样点周围。这是工艺工厂最常见的危险区域等级。
- Zone 2（2区）：正常操作中极少出现，即使出现也持续时间很短（< 10 小时/年）。典型场所：储罐密封良好的呼吸口附近、法兰连接处（规范维护状态下）。
粉尘区域（依据 EN 60079-10-2）：Zone 20（连续存在）、Zone 21（正常操作中可能出现）、Zone 22（偶尔出现）。粉尘区域的危险性不低于气体区域——粉尘爆炸往往比气体爆炸破坏力更强，且有初爆引发次生爆炸（二次爆炸）的特殊风险。
区域划分文件
危险区域划分须由有能力的工程师或团队进行正式的区域划分分析，产出区域划分图（Hazardous Area Classification Drawing，HACD）。HACD 须包含每个危险区域的等级（0/1/2 区）和范围（以区域边界尺寸定义）。这不是工程师个人判断的随意决定，而是需要考虑可燃物释放源（Grade of Release：连续释放源、一级释放源、二级释放源）、通风条件（好/中/差）和可燃物性质（爆炸极限、蒸汽密度）的系统化分析。
ATEX 设备分组
ATEX 设备按适用环境分为两大组：
- I 组（矿用设备）：用于地下煤矿（含有甲烷和煤尘）。I 组设备只适用于矿山，不用于地面工业。
- II 组（地面工业设备）：进一步按可燃气体的危险程度分为三个子组：
- IIA：包括丙烷、丁烷等（最小点火能较高）
- IIB：包括乙烯、环氧乙烷（比 IIA 更敏感）
- IIC：包括氢气、乙炔（最难控制，最小点火能最低，约 17 μJ）
IIC 级别设备可用于 IIA 和 IIB 的场合，但通常成本更高、体积更大。在仅有 IIA 类气体存在的区域使用 IIC 设备是允许的，但不经济。反之，在 IIC 场合使用 IIA 或 IIB 设备是错误的，会造成保护失效。
温度组别
可燃气体和蒸汽在达到足够高的表面温度时会自燃，无需明火或电弧。ATEX 设备的温度组别（T1–T6）规定了设备外表面的最高允许温度，须低于区域内存在的最危险可燃物的最低自燃温度（AIT）：
| 温度组别 | 最高表面温度 | 典型可燃物 AIT |
|---|---|---|
| T1 | 450°C | 氨（651°C） |
| T2 | 300°C | 乙醇（365°C） |
| T3 | 200°C | 汽油（247°C） |
| T4 | 135°C | 乙醛（175°C） |
| T5 | 100°C | — |
| T6 | 85°C | 二硫化碳（90°C） |
例如，二硫化碳（AIT 90°C）存在的区域须使用 T6 级别设备（最高表面温度 85°C < AIT 90°C）。这对于高温设备（电机、灯具）来说是极高的要求，T6 级别设备很少见且成本极高——更好的工程方法是在 CS₂ 存在的区域避免电气热表面。
防爆保护类型（Protection Concepts）
防爆设备通过不同的技术方法阻止内部点火能引发外部爆炸性气氛：
隔爆型（d，Flameproof Enclosure，EN 60079-1）：外壳有足够强度承受内部爆炸压力，同时外壳接缝的精密设计确保内部的火焰通过长且窄的路径时被熄灭（火焰冷却到低于外部气氛点火温度）。外壳不是密封的——气体可以进入，但产生的爆炸不能传播到外部。用于电机、接线盒和仪表外壳。标志：Ex d。
增安型（e，Increased Safety，EN 60079-7）：采用额外措施减少产生电弧、火花或高温的可能性，用于正常操作中不会产生点火的设备（如感应电机接线盒、灯具）。比隔爆型成本低，重量轻。标志：Ex e。仅适用于 1 区和 2 区（不适合 0 区）。
本质安全型（ia/ib，Intrinsically Safe，EN 60079-11）：限制电路中的电能和热能，使其在任何故障状态（包括两故障，ia 级）下均无法点燃特定爆炸性气氛。这是最基本的保护理念——从根本上消除点火能，而不是控制其影响。适用于传感器、变送器、小型控制设备。标志：Ex ia（最高防护，0区可用）或 Ex ib（1区可用）。
正压型（p，Pressurized Enclosure，EN 60079-2）：在外壳内维持高于外部大气压的正压（惰性气体或净化空气），阻止爆炸性气氛进入外壳内部。适用于大型分析仪器、控制柜和电气室。需要持续的净化气体供应和压力监测系统。标志：Ex p。
无火花型（n，Non-Sparking，EN 60079-15）：仅适用于 2 区，是限制性最低的防爆类型，仅要求在正常操作中不产生点火。
非电气设备的 ATEX 要求
ATEX 2014/34/EU 的适用范围不仅限于电气设备，也涵盖非电气设备——机械泵、换热器、风机、管道连接件等。非电气设备的潜在点火源包括：摩擦热（轴承失效后轴与壳体接触）；机械火花（金属撞击）；静电（粉末在传送带上摩擦积聚）；绝热压缩（压力容器减压阀快速开启）。
EN 13463 系列规范了非电气设备在爆炸性环境中的选型和评估方法。在危险区域安装泵、压缩机和换热器时，即使设备不带任何电气部件，也须评估其 ATEX 合规性。
总结
ATEX 合规的系统方法：① 基于区域划分文件确认每个安装位置的区域等级（0/1/2 区）；② 确认区域内存在的最危险气体的设备组别（IIA/IIB/IIC）和自燃温度（确定温度组别 T1–T6）；③ 根据区域等级和保护需求选择防爆类型（d/e/ia/ib/p/n）；④ 验证设备铭牌上的 ATEX 标志覆盖所需的区域等级、设备组别和温度组别；⑤ 保存设备的 EU 合格声明（Declaration of Conformity）、EC 型式检验证书和 ATEX 证书作为合规依据。
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