?阻火器型式試驗指的是在阻火器設(shè)計完成后,對試制出來的新產(chǎn)品進(jìn)行的定型試驗,其試驗項目比例行試驗項目多,而且更加嚴(yán)格和苛刻,用戶對剛出廠的阻火器新產(chǎn)品也可以要求制造廠進(jìn)行出廠試驗時增加一些型式試驗項目(一般這些項目是事先甲乙雙方協(xié)商后寫進(jìn)技術(shù)協(xié)議中)。
阻火器型式試驗性能測試參數(shù)包括外觀檢測、材料檢測、腐蝕性檢測、強(qiáng)度檢測、壓力測試、流量測試、泄漏測試、阻爆性測試、耐燒測試等主要測試項目。其中最重要的測試有三項:阻爆性能(阻爆燃和阻爆轟)、耐燒性能、流量測試。
1、阻爆性測試
由于管道內(nèi)爆炸受環(huán)境因素影響很大,比如管道的結(jié)構(gòu)、形狀,以及溫度,壓力和試驗介質(zhì)及濃度等等。如何判定一個阻火器是否是合格的爆燃或者爆轟阻火器,既需要有準(zhǔn)確統(tǒng)一的試驗約束條件,也需要考慮到實際應(yīng)用的工況。
在我國的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中,對管道阻火器的爆炸測試是這樣規(guī)定的:如果因為保護(hù)側(cè)管段長度不夠而影響阻火速度的提高,可以將尾端打開再點火起爆。為了增大火焰加速度,允許在火焰引爆側(cè)設(shè)置擾動裝置。這里面就出現(xiàn)了一個問題,管道阻火器通常是連接在密閉的管路里的,很少有一端直接接觸外部環(huán)境的,同時由于密閉管路爆炸,火焰?zhèn)鞑ナ前殡S著壓力的變化。所以不能單單僅追求火焰速度而舍棄壓力波在火焰?zhèn)鞑ブ械淖饔?。尤其是對于爆轟測試,對于爆轟而言不僅是一個流體動力學(xué)過程,還包括復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)過程。對燃料/空氣混合物,典型的最大爆轟壓力為初始壓力的15-19倍,對燃料/氧氣混合物,為初始壓力的25-30倍。湍流能使這些壓力升高非常大。很多時候,爆轟阻火器可以阻止火焰通過阻火單元,但壓力波很快傳播過去,同樣能把受保護(hù)段的燃?xì)饣旌蠚怏w引燃。這說明壓力測試在阻爆測試中十分的重要,所以準(zhǔn)確的實驗條件應(yīng)該是密閉管道。
另外增加擾動裝置實際上就是增大湍流形成的條件,這樣做可以提高火焰?zhèn)鞑サ乃俣取S捎诨鹧婕铀偈苋萜鲙缀翁卣骱椭貜?fù)布置的障礙物的存在影響非常大,因而使該問題變得非常復(fù)雜。建議謹(jǐn)慎使用擾動裝置,如果需要增加火焰的速度可以適當(dāng)?shù)脑黾庸艿篱L度。
經(jīng)過我們長時間的試驗,結(jié)合我國現(xiàn)行的檢測標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)為,只要管道規(guī)格與阻火器規(guī)格匹配;試驗介質(zhì)滿足標(biāo)準(zhǔn)要求,如丙烷-空氣混合氣體的濃度為4.2±0.2%;管道長度在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi),阻火器阻爆性能試驗就可以實現(xiàn)其爆燃或爆轟的合格判定。這里不必?fù)?dān)心阻火速度是否低于試驗介質(zhì)中的聲速問題。
2、耐燒試驗
根據(jù)ISO 16852-2008的規(guī)定,并不是所有的阻火器(包括管道阻火器)都需要進(jìn)行耐燒試驗。耐燒測試就是在阻火器的一端點燃可燃混合氣體,由于阻火器的存在,阻止回火的發(fā)生。但是并不是所有的阻火器都需要進(jìn)行耐燒測試。原因很簡單,就是很多阻火器并不是耐燒用途的,如果強(qiáng)行對不具備耐燒條件的阻火器進(jìn)行耐燒測試,結(jié)果只能是回火的發(fā)生。所謂的耐燒阻火器,結(jié)構(gòu)上與一般的阻火器基本相同,只是在阻火單元間隙增加了一定厚度的隔熱墊片,這種墊片增加了阻火器的流阻,因此對不需要考慮耐燒性能的阻火器不適宜選用。
根據(jù)我國GB/T 13347-2010和ISO 16852-2008中對耐燒試驗的規(guī)定,都是在最快升溫流量下,進(jìn)行2個小時的燃燒試驗。在耐燒試驗中,受保護(hù)側(cè)與未受保護(hù)側(cè)都有溫度傳感器,以檢測耐燒試驗過程中阻火單元的耐燒性。對于一般的管道阻火器如果火焰直接接觸到阻火單元,那么幾分鐘的時間里就會過火因此,有必要區(qū)分阻火器是否具有耐燒的性質(zhì),而不是所有的阻火器都需要進(jìn)行2小時的耐燒試驗,即使經(jīng)過認(rèn)證的管道爆轟型阻火器也不耐燒,試驗證明很短時間內(nèi)阻火器就會被擊穿。如果管道阻火器安非??拷鹪?焚燒爐,火炬)建議安裝溫度探頭。
3、流量試驗
阻火器內(nèi)裝有致密的阻火芯它會對通過的氣流產(chǎn)生一定的壓降。阻火器的壓降大小和它的結(jié)構(gòu)及氣體流量有關(guān)。因此有必要測試阻火器阻火性能的同時,也要進(jìn)行流量的測試。目前,國內(nèi)進(jìn)行流量—壓力損失方法僅對樣品阻火器進(jìn)行一定流量下的靜壓測試。由于國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)里沒有合格判定的依據(jù),因此此項試驗沒有實現(xiàn)檢測的意義。另外,阻火器進(jìn)行了阻火試驗后,其結(jié)構(gòu)空間可能發(fā)生變化,該阻火單元的介質(zhì)流通能力變化情況同樣需要測試。目前國外的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定阻火試驗前后流量—壓力損失變化不能超過20%,我國也應(yīng)有自己的合格判定依據(jù)。
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