Оценка результатов испытаний и классификация



Классификация пенных аэрозолей проводится в соответствии с 32.2 и с учетом полученных результатов испытаний.

Аэрозоль классифицируется как чрезвычайно легковоспламеняющийся, если хотя бы в одном испытании высота пламени составляет 20 см и более, а время, в течение которого наблюдается пламя, составляет не менее 2 с; либо высота пламени составляет 4 см и более, а время, в течение которого наблюдается пламя, составляет не менее 7 с.

Аэрозоль с теплотой сгорания менее 20 МДж/кг классифицируется как невоспламеняющийся, если во всех испытаниях пламя отсутствует либо высота пламени не превышает 4 см, а время, в течение которого наблюдается пламя, составляет менее 2 с.

Во всех остальных случаях аэрозоль классифицируется как легковоспламеняющийся.

Оформление протокола испытаний

Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе испытаний, который должен содержать:

- наименование и адрес лаборатории с указанием документа аккредитации;

- полное наименование исследуемого образца, наименование и состав основного продукта и пропеллента;

- дату и условия проведения испытаний (температура, атмосферное давление и влажность в лаборатории);

- результаты испытаний:

а) при наличии возгорания - максимальную высоту пламени в сантиметрах над основанием препаратного стекла; время, в течение которого видно пламя, в секундах; время отстаивания продукта (если проводилось); массу пробы;

б) при отсутствии возгорания - факт отсутствия возгорания, массу пробы;

- характерные особенности проведения испытаний;

- ФИО оператора и руководителя лаборатории.

Метод экспериментального определения показателей взрыва аэровзвесей - максимального давления взрыва, нижнего концентрационного предела распространения пламени, минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора

Основные положения

Метод экспериментального определения показателей взрыва аэровзвесей - максимального давления взрыва, нижнего концентрационного предела распространения пламени, минимального взрывоопасного содержания кислорода и минимальной флегматизирующей концентрации.

Значение максимальной скорости нарастания давления взрыва следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004  и ГОСТ 12.1.010 .

Значение нижнего концентрационного предела распространения пламени необходимо включать в стандарты или техническую документацию на твердые вещества, способные образовывать взрывоопасные пылевоздушные смеси (для пылей определяют только нижний концентрационный предел). Значения концентрационных пределов следует применять при определении категории помещений по взрывопожарной и пожарной опасности в соответствии с требованиями норм технологического проектирования; при расчете взрывобезопасных концентраций пылей внутри технологического оборудования и трубопроводов; при проектировании вентиляционных систем, а также при расчете предельно допустимых взрывобезопасных концентраций пылей в воздухе рабочей зоны с потенциальными источниками зажигания в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.010 ; при разработке мероприятий по обеспечению пожарной безопасности объекта в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 ; при выборе электрооборудования в соответствии с требованиями ПУЭ  [9].

Значение минимального взрывоопасного содержания кислорода следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004  и ГОСТ 12.1.010 .

Значение минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора следует применять при разработке мероприятий по обеспечению пожаровзрывобезопасности технологических процессов методом флегматизации в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004  и ГОСТ 12.1.010 .

Испытательное оборудование

Испытательное оборудование для определения показателей взрыва пылевоздушных смесей (см. рисунок 33.1) включает в себя следующие элементы.

33.2.1 Реакционный сосуд, представляющий собой цилиндр высотой (450±25) мм и внутренним диаметром (105±5) мм, выполнен из нержавеющей стали и рассчитан на рабочее давление до 1 МПа. Сосуд снабжен штуцерами для подачи газовых компонентов и подсоединения датчика давления.

Кроме металлического реакционного сосуда установка снабжена реакционным сосудом из стеклянной трубы по ГОСТ 8894  высотой (450±25) мм, внутренним диаметром 105  мм и толщиной стенки (7±1) мм.

 

 

1 - реакционный сосуд; 2 - конус распылителя; 3 - форкамера; 4 - обратный клапан; 5 - клапан с электроприводом; 6 - манометр; 7 - ресивер; 8 - газоанализатор; 9 - пульт управления; 10 - источник зажигания; 11 - регистрирующая аппаратура; 12 - датчик давления

Рисунок 33.1 - Схема испытательного оборудования для определения показателей взрыва пылевоздушных смесей

33.2.2 Система газоприготовления и распыления исследуемого вещества, рассчитанная на рабочее давление до 1 МПа, состоит из:

- конусного распылителя с углом раствора (30±5)°, который является верхней крышкой реакционного сосуда и выполнен из нержавеющей стали;

- форкамеры, в которую помещают образец исследуемого вещества (рекомендуемая конструкция форкамеры приведена на рисунке 33.2);

- обратного клапана и клапана с электроприводом; время открытия электропневмоклапана (0,3±0,1) с;

- ресивера с трубопроводами вместимостью (1,0±0,2) дм ;

- манометра класса точности 0,25.

 

 

1 - конус;

2 - гайка накидная; 3 - патрубок; 4 - форкамера; 5 - донышко; 15,0±0,5

Рисунок 33.2 - Форкамера

Форкамера состоит из корпуса 4 и донышка 5, образующих внутреннюю сферу диаметром (40±1) мм. Образец исследуемого вещества, помещенный на донышко форкамеры, взвихривается при кратковременной подаче сжатого воздуха и через патрубок 3, соединенный с конусом распылителя накидной гайкой 2, увлекается в реакционный сосуд.

Условный диаметр прохода трубопроводов должен быть (10,0±0,5) мм, элементов системы газоприготовления и распыления - не менее 10 мм, вентилей - не менее 4 мм. Длина трубопроводов между ресивером и распылителем должна составлять (0,9±0,1) м.

33.2.3 Источник зажигания, представляющий собой нагреваемую электрическим током до температуры (1050±50)°С спираль из проволоки марки Х80Н20-Н (ГОСТ 12766.1 ) диаметром 0,8 мм. Длина спирали (50±1) мм, внутренний диаметр спирали (8,0±0,5) мм; число витков 30; потребляемая мощность при токе (13,0±0,5) А составляет (475±25) Вт, время выхода на рабочую температуру (8±1) с. Спираль расположена горизонтально на оси цилиндра на расстоянии (150±5) мм от нижнего фланца.

33.2.4 Система регистрации давления, состоящая из датчика давления и вторичных приборов, должна обеспечивать непрерывную или дискретную запись изменения давления во времени в частотном диапазоне от 0 до 300 Гц с верхним пределом измерения не менее 1 МПа. За начало отсчета времени принимают момент срабатывания клапана распыления образца исследуемого вещества.

33.2.5 Контроль содержания кислорода в реакционном сосуде и ресивере осуществляют газоанализатором с диапазоном измерения от 0 до 21% об. и пределом допускаемой погрешности показаний не более ±2,5%.

33.2.6 Пульт управления, обеспечивающий электропитание и синхронизацию в заданной последовательности работы системы распыления, источника зажигания и системы регистрации.

Образцы для испытаний

Подготовка к испытаниям

33.3.1 Устанавливают соответствие исследуемого вещества паспортным данным по внешнему виду, влажности, зольности, а для плавящихся веществ - дополнительно по температуре плавления.

33.3.2 Исследуемые вещества рассеивают; при испытании используют образцы с размерами частиц менее 50 мкм - для металлов и менее 100 мкм - для других веществ.

33.3.3 Проверяют стальной реакционный сосуд на герметичность.

33.3.4 Тарируют систему регистрации давления.

33.3.5 Пригодность установки к работе проверяют по ликоподию (ГОСТ 22226 ), показатели взрыва которого должны быть равны: максимальное давление взрыва (620±85) кПа, нижний концентрационный предел (34±8) г/м , минимальное взрывоопасное содержание кислорода (10,2±1,0)% об.

 

Проведение испытания

33.4.1 Готовят газовую смесь заданного состава отдельно в реакционном сосуде и в ресивере по парциальным давлениям компонентов ( ), вычисляемым по формуле

, (33.1)

где - задаваемая концентрация компонента смеси, % об.;

- общее давление газовой смеси, кПа.

В реакционном сосуде готовят газовую смесь с таким расчетом, чтобы общее давление газовой смеси превышало атмосферное не менее чем на 50 кПа. Затем сбрасывают избыточное давление через газоанализатор, определяя при этом содержание кислорода в реакционном сосуде.

В ресивере готовят газовую смесь с таким расчетом, чтобы общее давление газовой смеси превышало атмосферное не менее чем на 350 кПа. Затем сбрасывают избыточное давление через газоанализатор до начального давления распыления , равного (300±10) кПа, определяя при этом содержание кислорода в ресивере. Различие концентрации кислорода в реакционном сосуде и ресивере не должно превышать 0,5% об.

33.4.2 Измеряют массу образца исследуемого вещества с погрешностью не более 0,01 г и помещают его в форкамеру.

33.4.3 Устанавливают на пульте управления продолжительность распыления образца. Включают источник зажигания и по выходу последнего на режим распыляют образец, фиксируя при этом изменение давления в реакционном сосуде и конечное давление ( ) в ресивере. После распыления образца определяют массу оставшегося в форкамере нераспыленного вещества.

33.4.4 Очищают реакционный сосуд от остатков вещества и продуктов горения. Продувают реакционный сосуд, ресивер и трубопроводы воздухом.

33.4.5 Повторяют испытания с различными по массе образцами исследуемого вещества.

Примечание - Для подтверждения пламенного характера взрыва пылегазовых смесей, близких по составу к нижнепредельным, испытания проводят в стеклянном сосуде.

Оценка результатов испытаний

33.5.1 По результатам единичного испытания определяют наибольшие значения избыточного давления взрыва и концентрацию исследуемого вещества во взвеси по формулам:

, (33.2)

, (33.3)

, (33.4)

где , - соответственно значения избыточного давления взрыва и максимального изменения давления в процессе единичного испытания, кПа;

- атмосферное давление, кПа;

- размерный коэффициент, кПа;

- концентрация исследуемого вещества в реакционном сосуде для единичного испытания, кг/м ;

- масса образца в единичном испытании, кг;

, - соответственно вместимость реакционного сосуда и ресивера, м ;

, - соответственно начальное и конечное давления в ресивере в процессе единичного испытания, кПа.

Примечание - Конечное давление в ресивере измеряют спустя 15-20 с после завершения процесса горения в реакционном сосуде до продувки ресивера воздухом.

33.5.2 Для определения максимального избыточного давления взрыва исследуемого вещества строят кривую зависимости избыточного давления взрыва ( ) от концентрации вещества ( ). Массу образца, соответствующую наибольшему из полученных значений , принимают за оптимальную (типичные значения оптимальных масс образца находятся в диапазоне от 1,5 до 5,0 г). Наибольшее из полученных значений избыточного давления взрыва принимают за максимальное давление взрыва исследуемого вещества.

 

33.5.3 За величину нижнего концентрационного предела распространения пламени пылевоздушной смеси исследуемого вещества принимают значение концентрации , соответствующее давлению взрыва 50 кПа на упомянутой в 33.5.2 зависимости.

33.5.4 Минимальное взрывоопасное содержание кислорода ( ) определяют на образцах оптимальной массы , соответствующей максимальному давлению взрыва (см. 33.5.2), путем последовательного уменьшения содержания кислорода в газопылевоздушной смеси. За первое значение (1) принимают среднее арифметическое двух концентраций кислорода в смеси, различающихся не более чем на 1% об., при большем из которых наблюдается давление взрыва свыше 50 кПа, а при меньшем давление взрыва не превышает 50 кПа при шестикратном повторении испытаний.

Затем повторяют упомянутую процедуру определения на образцах уменьшенной массы: ( /21)  и получают второе значение (2).

За минимальное взрывоопасное содержание кислорода принимают наименьшее из двух величин (1) и (2).

33.5.5 Значение минимальной флегматизирующей концентрации флегматизатора в пылевоздушных смесях ( ), % об., вычисляют по формуле

, (33.5)

где - содержание водяного пара в воздухе, % об., вычисляемое по формуле

, (33.6)

где - относительная влажность воздуха, %;

- давление насыщенного водяного пара, кПа.

33.5.6 Если в процессе испытаний пылевоздушных смесей нижний концентрационный предел распространения пламени превышает 100 г/м  или максимальное давление взрыва не превышает 50 кПа рекомендуется провести испытания в укрупненной взрывной камере в соответствии с приложением 1.

33.5.7 Для определения показателей взрыва стационарных аэровзвесей рекомендуется использовать приложение 2.

33.5.8 Сходимость и воспроизводимость метода [8]  определения показателей взрыва пылевоздушных смесей при доверительной вероятности 95% не должны превышать значений, приведенных в таблице 33.1.

Таблица 33.1

     
Показатель взрыва пылевоздушных смесей

Показатель точности, %

  сходимость воспроизводимость
Максимальное давление взрыва   14   23  
Нижний концентрационный предел   12   59  
Минимальное взрывоопасное содержание кислорода   10   11  
Минимальная флегматизирующая концентрация флегматизатора 13 14

 


Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 206; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:






Мы поможем в написании ваших работ!