GB 12476.8-2010 可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備 第8部分：試驗(yàn)方法 確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的方法

可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的方法中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局 I Ⅱ 2 5附錄A(規(guī)范性附錄)方法A:受熱表面的結(jié)構(gòu)和表面上溫度分布的測(cè)量 7 圖A.1加熱板簡(jiǎn)圖(方法A)(未按比例繪制) 8 圖A.3受熱表面上粉塵層點(diǎn)燃的典型溫度/時(shí)間曲線(方法A) 圖A.4表面溫度的測(cè)量(附錄A的方法A) 圖A.5典型的表面溫度分布(方法A) 圖B.1恒溫爐裝置組件(方法B) 圖B.2石英管(方法B) 圖B.3玻璃導(dǎo)管和粉塵座(方法B) 圖B.5頂蓋和底蓋(方法B) 圖B.7 圖B.8 20圖B.9爐架底座 圖B.10粉塵噴撒系統(tǒng)(方法B) 22表B.1裝置的組件(方法B) I 第5部分：外殼保護(hù)型“tD” 第6部分：澆封保護(hù)型“mD” 第7部分：正壓保護(hù)型“pD” 第9部分：試驗(yàn)方法粉塵層電阻率的測(cè)定方法 第10部分：試驗(yàn)方法粉塵與空氣混合物最小點(diǎn)燃能量的測(cè)定方法本部分是GB12476的第8部分，等同采用IEC61241-2-1:1994《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第2部分：試驗(yàn)方法第1節(jié)：確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的方法》(英文版)。本部分對(duì)IEC61241-2-1:1994進(jìn)行了下列編輯性修改： ⅡGB12476的本部分規(guī)定了確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的方法： 方法A:受熱表面上恒溫時(shí)的粉塵層(第4章): 方法B:爐內(nèi)恒溫時(shí)的粉塵云(第5章)。方法A確定的是規(guī)定受熱表面上粉塵層的最低點(diǎn)燃溫度。方法B確定的是規(guī)定受熱恒溫爐內(nèi)粉塵云的最低點(diǎn)燃溫度。確定最低點(diǎn)燃溫度的方法不適用于公認(rèn)的火炸藥，例如，黑火藥、黃色炸藥或在某些環(huán)境下可能具有類似特性的混合物。如果因爆炸特性而懷疑危險(xiǎn)存在，可將少量上述粉塵放到設(shè)備的表面上，溫度加熱到400℃或更高1可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備第8部分：試驗(yàn)方法確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的方法GB12476的本部分規(guī)定了兩種確定粉塵最低點(diǎn)燃溫度的試驗(yàn)方法。本方法不適用于具有火炸藥特性的物質(zhì)。方法A(第4章)適用于確定會(huì)導(dǎo)致沉積在規(guī)定熱表面上、規(guī)定粉塵層厚度的分解最低溫度和/或點(diǎn)燃最低溫度。本方法特別適合暴露于環(huán)境中的工業(yè)設(shè)備的熱表面上以薄粉塵層形式存在的粉塵。方法B(第5章)適用于確定會(huì)導(dǎo)致規(guī)定樣品的粉塵云或其他固體顆粒樣品點(diǎn)燃的最低溫度。本試驗(yàn)為在采用本部分方法A確定的粉塵層的最低點(diǎn)燃溫度之后進(jìn)行的附加試驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過(guò)GB12476的本部分的引用而成為本部分的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本部分，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本部分達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本GB/T6005—2008試驗(yàn)篩金屬絲編織網(wǎng)、穿孔板和電成型薄板篩孔的基本尺寸(ISO565:3術(shù)語(yǔ)和定義GB12476的本部分使用下列術(shù)語(yǔ)和定義。粉塵dust在大氣中依靠自身重量可沉淀下來(lái)，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時(shí)間的固體微小顆粒(包括GB/T6919中定義的粉塵和顆粒)。粉塵層的點(diǎn)燃ignitionofadustlayer如果物料開(kāi)始無(wú)焰燃燒或有焰燃燒，或在試驗(yàn)中測(cè)得的溫度為450℃或以上，或溫度高于規(guī)定的熱表面溫升的250K或更高，則應(yīng)視為發(fā)生了點(diǎn)燃。規(guī)定厚度的粉塵層在熱表面上發(fā)生點(diǎn)燃的熱表面的最低溫度。2GB12476.8—2010/IEC61241-2-1粉塵云的點(diǎn)燃ignitionofadustcloud能量向空氣中粉塵云轉(zhuǎn)移的初始爆炸。粉塵云的點(diǎn)燃溫度ignitiontemperatureofadustcloud爐內(nèi)空氣中所含粉塵云發(fā)生點(diǎn)燃時(shí)爐子內(nèi)壁的最低溫度。4方法A:溫度恒定受熱表面上的粉塵層4.1粉塵樣品的制備樣品應(yīng)經(jīng)過(guò)制備，目的是將均勻的有代表性的粉塵用于試驗(yàn)。通常，被試的粉塵樣品應(yīng)能夠通過(guò)標(biāo)稱尺寸為200gm孔的金屬絲編織網(wǎng)篩或方孔孔心試驗(yàn)篩(附加尺寸見(jiàn)GB/T6005)。如有必要對(duì)通過(guò)孔的標(biāo)稱尺寸為500μm的試驗(yàn)篩的較粗粉塵進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)報(bào)告中應(yīng)說(shuō)明實(shí)際情況。樣品制備期間粉塵有關(guān)特性的任何明顯變化，如采用的篩子或溫度或粉塵的含水量，均應(yīng)在試驗(yàn)報(bào)告中說(shuō)明。4.2試驗(yàn)裝置試驗(yàn)裝置的示意圖見(jiàn)圖A.1,其主要的細(xì)部特征和性能要求在下文的分條款中給出。能夠滿足這些要求的制作方法在附錄A中規(guī)定。受熱表面應(yīng)由一圓形金屬板構(gòu)成，并且應(yīng)能提供直徑至少為200mm和厚度至少為20mm的工作區(qū)。金屬板應(yīng)被電加熱，金屬板的溫度應(yīng)通過(guò)一個(gè)敏感元件為熱電偶的裝置來(lái)控制，熱電偶固定在金屬板上靠近中心的部位，其接點(diǎn)在金屬板的上表面1mm±0.5mm范圍內(nèi)并與金屬板有良好的熱接觸。類似的熱電偶應(yīng)以類似的方式固定在溫控?zé)犭娕几浇?yīng)與溫度記錄儀相連，記錄試驗(yàn)期間金屬板表面的溫度。受熱表面及其控制裝置應(yīng)滿足下列性能要求：a)受熱表面在無(wú)粉塵層形成的情況下應(yīng)能夠達(dá)到400℃的最高溫度；b)在整個(gè)試驗(yàn)期間，受熱表面的溫度波動(dòng)應(yīng)穩(wěn)定在±5K范圍內(nèi)；c)當(dāng)受熱表面達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，用附錄B中規(guī)定的程序通過(guò)直角上的兩個(gè)直徑測(cè)量時(shí)，通過(guò)該表面的溫度波動(dòng)應(yīng)始終在±5K的范圍內(nèi)。應(yīng)滿足標(biāo)稱表面溫度為200℃和350℃時(shí)的要求；d)應(yīng)進(jìn)行溫度控制，以便在粉塵層形成期間記錄的表面溫度波動(dòng)不超過(guò)士5K,且在形成5mm粉塵層時(shí)表面溫度的波動(dòng)應(yīng)能恢復(fù)到上述數(shù)值±2K的范圍內(nèi)；e)溫度控制和測(cè)量設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)，偏差限制在士3K的范圍內(nèi)。4.2.2粉塵層熱電偶鉻鋁合金或其他合適材料制成的靈敏熱電偶(直徑為0.20mm～0.25mm)應(yīng)穿過(guò)受熱表面被拉緊，并與受熱表面平行，高度在距離受熱表面2mm～3mm之間，接點(diǎn)在板的中心上方。該熱電偶應(yīng)與溫度記錄儀相連，以確定試驗(yàn)期間粉塵層的特性。4.2.3溫度測(cè)量使用熱電偶測(cè)量溫度，應(yīng)在固定的基準(zhǔn)接點(diǎn)上進(jìn)行或使用自動(dòng)冷端接點(diǎn)補(bǔ)償，無(wú)論哪種情況，校準(zhǔn)應(yīng)滿足4.2.1e)的要求。34.2.4環(huán)境溫度測(cè)量環(huán)境溫度應(yīng)使用安插在距受熱表面不超過(guò)1m、熱對(duì)流和熱輻射不受該表面影響的溫度計(jì)來(lái)測(cè)量。環(huán)境溫度應(yīng)在15℃~35℃范圍內(nèi)。粉塵層的制備應(yīng)通過(guò)充填安裝在受熱表面具有適當(dāng)高度的金屬環(huán)的空腔進(jìn)行，粉塵層與環(huán)的頂部高度一致。金屬環(huán)的標(biāo)稱內(nèi)徑應(yīng)為100mm,位于金屬環(huán)直徑兩端設(shè)有通過(guò)試驗(yàn)熱電偶的槽(見(jiàn)規(guī)定的粉塵應(yīng)在5.0mm±0.1mm的層厚進(jìn)行試驗(yàn)。為了進(jìn)行預(yù)測(cè)(見(jiàn)4.6),可使用第二厚度4.2.6粉塵層的形成4.3.1總則在粉塵云中或氣體和蒸氣中點(diǎn)燃時(shí)間的許多倍(分鐘或小時(shí)而不是秒)。鑒于上述這兩種原因，公認(rèn)粉塵層的最低點(diǎn)燃溫度明顯要比粉塵云或氣體和蒸氣的最低點(diǎn)燃溫度低。因此，在規(guī)定的溫度上未出現(xiàn)厚度測(cè)得的數(shù)值可用于預(yù)測(cè)(見(jiàn)4.6)。a)可視的發(fā)光或燃燒(圖A.3中3a));或b)測(cè)量到450℃的溫度；或c)測(cè)量到溫度高于加熱板溫度250K(圖A.3中3c))。便會(huì)緩慢地上升至可能超過(guò)受熱表面溫度的最大值，燃燒。如果受熱表面的溫度稍高些，則粉塵層中測(cè)得的溫度便會(huì)繼續(xù)上升而不是達(dá)到一個(gè)最高值。某些材料的自身放熱階段多于一個(gè)，因此有時(shí)可能有必要延長(zhǎng)試驗(yàn)以便充分研究這種可能性。有機(jī)粉塵的燃燒通常會(huì)呈燒焦?fàn)顟B(tài)，隨之將會(huì)出現(xiàn)通過(guò)粉塵層擴(kuò)大的并留下粉塵殘?jiān)膸Оl(fā)光的燜燃。由某些在對(duì)規(guī)定厚度粉塵層進(jìn)行最低點(diǎn)燃溫度測(cè)定時(shí)，每次使用新鮮的粉塵層進(jìn)行重下調(diào)節(jié)受熱表面的溫度直到發(fā)現(xiàn)溫度高到足以導(dǎo)致粉塵層點(diǎn)燃為止，且僅高于不能導(dǎo)致點(diǎn)燃的溫度4.3.2方法4受熱表面的溫度應(yīng)調(diào)整到要求值，并且應(yīng)使其穩(wěn)定在4.2.1b)規(guī)定的限值內(nèi)。層中發(fā)生點(diǎn)燃時(shí)的最接近10℃整倍數(shù)的最低溫度。如果根據(jù)試驗(yàn)熱電偶的讀數(shù)認(rèn)為發(fā)生了點(diǎn)燃(見(jiàn)4.3.1),則最低點(diǎn)燃溫度應(yīng)比約整至最接近10℃整倍數(shù)的最低溫度至少低10K。點(diǎn)燃溫度相差超過(guò)10K,則應(yīng)認(rèn)為不合格。被試驗(yàn)材料的密度(見(jiàn)4.2.6℃點(diǎn)燃或達(dá)到未點(diǎn)燃最高溫度值的時(shí)間5點(diǎn)燃點(diǎn)燃應(yīng)按照4.3.3的規(guī)定記錄每一粉塵層厚度的點(diǎn)燃溫度。5GB12476.8—2010/I在上表給出的示例中.5mm厚粉塵層的最低點(diǎn)燃溫度記錄為170℃。將按照本部分方法A確定的最低點(diǎn)燃溫度值施加到試驗(yàn)中所使用厚度的粉塵層上。對(duì)于某些材5方法B:爐內(nèi)恒溫時(shí)的粉塵云通常，被試的粉塵樣品應(yīng)能通過(guò)標(biāo)稱尺寸為71μm孔的金屬絲編織的篩布或方孔的多孔板試驗(yàn)篩口在恒溫爐的下端。爐的上端通過(guò)玻璃導(dǎo)管與粉塵容器連接。打開(kāi)從儲(chǔ)存器釋放壓縮空氣的電磁閥將定期校準(zhǔn)所使用的熱電偶，以便保持溫度超過(guò)500℃時(shí)測(cè)量結(jié)果偏差為士1%,低于300℃時(shí)為士3%。在粉塵容器中放入大約0.1g的粉塵，將恒溫爐的溫度調(diào)至500℃,恒溫爐中的空氣壓力調(diào)至高于大氣壓力10kPa,將粉塵噴撒到恒溫爐內(nèi)。如果沒(méi)有出現(xiàn)點(diǎn)燃，調(diào)高爐溫，用新鮮的粉塵重復(fù)進(jìn)行試塵量和噴撒壓力進(jìn)一步試驗(yàn)，溫度以20K為一級(jí)降低直到經(jīng)過(guò)10次嘗試不出現(xiàn)點(diǎn)燃為止。如果在300℃時(shí)仍出現(xiàn)點(diǎn)燃，則溫度以10個(gè)較低溫度上再次進(jìn)行試驗(yàn)。必要時(shí)，再降低溫度直到經(jīng)過(guò)10次6記錄的最低點(diǎn)燃溫度作為在使用規(guī)定程序出現(xiàn)點(diǎn)燃時(shí)恒溫爐的最低溫度，爐溫高于300℃時(shí)減去點(diǎn)燃溫度應(yīng)按照5.5的規(guī)定做記錄。(規(guī)范性附錄)方法A:受熱表面的結(jié)構(gòu)和表面上溫度分布的測(cè)量只要滿足4.2.1的要求，受熱表面的具體構(gòu)造并不重要。例如，受熱表面可以由一個(gè)帶“側(cè)板”的合適金屬，如鋁或不銹鋼的圓形板組成(見(jiàn)圖A.1),且可以被固定在任何適宜的市場(chǎng)上買得到的電加熱有兩種方法可以通過(guò)加熱板獲得十分均勻的溫度分布，選擇哪種方法主要取決于供選擇的加熱器。如果加熱器由熾熱運(yùn)行時(shí)無(wú)保護(hù)的螺旋形電阻絲組成，則在加熱器和板之間宜形成一個(gè)大約10mm的氣隙，這樣借助于輻射和對(duì)流進(jìn)行熱傳導(dǎo)。但是，如果直接接觸加熱器，主要通過(guò)導(dǎo)熱進(jìn)行熱傳導(dǎo)，以避免出現(xiàn)熱點(diǎn)，就需要厚一點(diǎn)的板，按照4.2.1的規(guī)定板厚不少于20mm。插入加熱板中，但是，最好將它們插入距離板的邊緣徑向鉆成的螺孔中，并且按4.2.1的規(guī)定匯接點(diǎn)設(shè)在表面以下1mm±0.5mm的適宜深度處與表面平行。加熱板的底座宜設(shè)置底腳以使通過(guò)表面拉緊熱電偶的支撐物清潔。這些熱電偶固定在直立式螺紋操縱桿上由彈簧加壓的托架之間，熱電偶的高度能夠通過(guò)螺母調(diào)節(jié)。圖A.4中例舉了通過(guò)受熱表面進(jìn)行溫度分布測(cè)量用的適用裝置。測(cè)量元件由靈敏熱電偶組成，熱電偶的匯接點(diǎn)展平并釬焊到標(biāo)稱直徑為5mm的盤形的紫銅或黃銅薄片上。熱電偶被安插在測(cè)量點(diǎn)，用一片厚5mm和直徑為10mm～15mm的適當(dāng)隔熱的材料覆蓋，用一個(gè)垂直的能在管形導(dǎo)軌中自由移動(dòng)并且施加有固定負(fù)載的玻璃棒支持。溫度測(cè)量沿相隔20mm成直角的兩個(gè)直徑方向上的點(diǎn)進(jìn)行，并如圖A.5做記錄。應(yīng)使熱電偶在每個(gè)點(diǎn)上達(dá)到穩(wěn)定溫度。測(cè)得的表面溫度通常低于已安裝板的表面溫度，程度取決于熱電偶的具體構(gòu)造。這個(gè)差值不重要，可以忽略。基本的要求是對(duì)溫度變化的精確測(cè)量而非實(shí)際溫度值。8A——加熱板；B——側(cè)板；C——加熱器；D——加熱器底座；E——加熱器與電源和調(diào)節(jié)器的連接件；F——用于形成粉塵層的金屬環(huán)；G——連接調(diào)節(jié)器的板式熱電偶；H——連接記錄儀的板式熱電偶；I——連接記錄儀的粉塵層熱電偶；J——熱電偶高度調(diào)解螺釘；K——螺旋彈簧。9槽槽槽圖A.2用于形成粉塵層的金屬環(huán)(方法A)溫度溫度溫度溫度時(shí)間時(shí)間b)時(shí)間圖A.3受熱表面上粉塵層點(diǎn)燃的典型溫度/時(shí)間曲線(方法A)圖A.4表面溫度的測(cè)量(附錄A的方法A)℃圖A.5典型的表面溫度分布(方法A)(見(jiàn)圖B.1～圖B.10)1不銹鋼121314導(dǎo)管15管子簡(jiǎn)16環(huán)不銹鋼817墊圈2厚18不銹鋼19不銹鋼1不銹鋼61不銹鋼41墊圈2厚1墊圈2厚1墊圈2厚1墊圈2厚1不銹鋼164φ4外部24熱電偶1熱電偶1不銹鋼不銹鋼3墊圈不銹鋼3鋼2彈簧，壓力2不銹鋼固定環(huán)不銹鋼1不銹鋼鎳鉻合金/鍍鉻鎳鋁錳合金。b含鋁、鈷和鉻的鐵合金。11⑥④D肀4③③單位為毫米圖B.2石英管