Система стандартов безопасности труда пожаровзрывоопасность веществ и материалов номенклатура показателей и методы их определения

ПРИЛОЖЕНИЕ 12
(рекомендуемое)

МЕТОДЫ РАСЧЕТА СКОРОСТИ НАРСТАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВЗРЫВА ГАЗО - И ПАРОВОЗДУШНЫХ СМЕСЕЙ

1 Метод заключается в определении верхних границ для максимальной и средней скорости нарастания давления взрыва газо- и паровоздушных смесей в сферическом реакционном сосуде постоянного объема.

Верхнюю границу для максимальной скорости нарастания давления в кПа·с^-1 вычисляют по формуле

, (97)

где p_i - начальное давление, кПа;

S_и.i - нормальная скорость распространения пламени при начальных давлении и температуре, м·с^-1;

a - радиус сферического реакционного сосуда, м;

- безразмерное максимальное давление взрыва;

р_e - максимальное абсолютное давление взрыва, кПа;

g_и - показатель адиабаты для исследуемой смеси;

e - термокинетический показатель степени в зависимости нормальной скорости распространения пламени от давления и температуры. Если значение e неизвестно, его принимают равным 0,4.

Верхнюю границу для средней скорости нарастания давления в кПа·с^-1 вычисляют по формуле

, (98)

где - функция от параметров p_е, g_и, e, значения которой находят с помощью номограмм, приведенных на черт. 26 и 27.

Черт. 26.

Значения p_е и g_и находят термодинамическим расчетом или, в случае невозможности расчета, принимают равным соответственно 9,0 и 1,4.

Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формулам (97) и (98) не превышает 20 %.

Черт. 27.

2. Максимальную скорость нарастания давления взрыва газо- и паровоздушных смесей для веществ, состоящих из атомов C, H, O, N, S, F, Cl вычисляют по формуле

, (99)

где V - объем реакционного сосуда, м³.

Относительная средняя квадратическая погрешность расчета по формуле (99) не превышает 30 %.

ПРИЛОЖЕНИЕ 13
(рекомендуемое)

МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСЛОВИЙ ТЕПЛОВОГО САМОВОЗГОРАНИЯ ТВЕРДЫХ ВЕЩЕСТВ И МАТЕРИАЛОВ

1. Аппаратура.

Аппаратура для определения условий теплового самовозгорания включает в себя следующие элементы.

1.1. Термостат вместимостью рабочей камеры не менее 40 дм³ с терморегулятором, позволяющим поддерживать постоянную температуру от 60 до 250°С с погрешностью не более 3 °С.

1.2. Корзиночки из коррозионно-стойкого металла кубической или цилиндрической формы высотой 35, 50, 70, 100, 140 и 200 мм (по 10 шт. каждого размера) с крышками. Диаметр цилиндрической корзиночки должен быть равен ее высоте. Толщина стенки корзиночки - (1,0±0,1) мм.

1.3. Термоэлектрические преобразователи (не менее 3) максимальным диаметром рабочего спая не более 0,8 мм.

2. Подготовка к испытанию.

2.1. Проводят тарировочное испытание с целью определения поправки (Dt_T) к показаниям термоэлектрических преобразователей 2 и 3. Для этого в термостат, нагретый до заданной температуры, помещают корзиночку с негорючим веществом (например, прокаленным песком). Устанавливают термоэлектрические преобразователи (черт. 2) таким образом, чтобы рабочий спай одного термоэлектрического преобразователя контактировал с образцом и располагался в его центре, второго - соприкасался с внешней стороной корзиночки, третьего - находился на расстоянии (30±1) мм от стенки корзиночки. Рабочие спаи всех трех термоэлектрических преобразователей должны располагаться на одном горизонтальном уровне, соответствующем средней линии термостата.

Черт. 28.

1, 2, 3 - рабочие спаи термоэлектрических преобразователей.

Корзиночку с негорючим веществом выдерживают в термостате до установления стационарного режима, при котором показания всех термоэлектрических

преобразователей в течение 10 мин остаются неизменными или колеблются с постоянной амплитудой около средних температур t₁, t₂, t₃. Поправку Dt_T вычисляют по формуле

, (100)

2.2. Образцы для испытания должны характеризовать средние свойства исследуемого вещества (материала). При испытании листового материала его набирают в стопку, соответствующую внутренним размерам корзиночки. В образцах монолитных материалов предварительно высверливают до центра отверстие диаметром (7,0±0,5) мм для термоэлектрического преобразователя.

3. Проведение испытаний.

3.1. Заполняют корзиночку исследуемым образцом. Устанавливают термоэлектрические преобразователи в соответствии с 2.1. Корзиночку запрещают крышкой и помещают ее в центр термостата, нагретого до заданной температуры испытания (например, 200 °С).

За температуру испытания принимают среднее арифметическое показаний термоэлектрических преобразователей 2 и 3 за вычетом поправки Dt_T.

3.2. Образец выдерживают в термостате до самовозгорания или (при отсутствии самовозгорания) в течение времени. указанного в табл. 33.

Таблица 33

Высота корзиночки, мм	Продолжительность испытания на самовозгорание, ч
35	6
50	12
70	24
100	48
140	96
200	192

За самовозгорание принимают повышение температуры образца (по показаниям термоэлектрического преобразователя 1) до (450±50) °С.

3.3. Если при первом испытании самовозгорание не произошло в течение времени, указанного в табл. 33, тo следующее испытание с новым образцом данного объема проводят при большей температуре.

3.4. Если при первом испытании произошло самовозгорание, то следующее испытание с новым образцом данного объема проводят при меньшей температуре (например, на 20 °С меньше).

3.5. Испытания повторяют при различных температурах с образцами данного объема до достижения минимальной температуры, при которой происходит самовозгорание, а при температуре на 10 °С меньше минимальной самовозгорание не происходит. Среднее арифметическое значение этих температур принимают за температуру самовозгорания образца данного объема.

Аналогичные испытания проводят с образцами исследуемого вещества в корзиночках других размеров.

4. Оценка результатов.

4.1. На основании полученных результатов испытаний строят графики зависимости логарифма температуры самовозгорания от логарифма удельной поверхности и логарифма времени до самовозгорания (черт. 29), которые описываются уравнениями

прямой линии:

; (101)

, (102)

Черт. 29

где t_c - температура самовозгорания, °С;

A_p, n_p, A_n, n_n - коэффициенты, определяемые по опытным данным;

t - продолжительность испытания от момента выравнивания температур образца исследуемого вещества и термостата до момента самовозгорания, ч;

S - удельная поверхность образца, в м^-1 вычисляемая по формуле

, (103)

где F - полная наружная поверхность образца, м²;

V - объем образца, м².

4.2. Условия и результаты испытаний регистрируют в протоколе, форма которого приведена в приложении 1.

5. Требования безопасности.

Из-за выделения токсичных продуктов термического разложения термостат следует устанавливать в отдельном помещении с приточно-вытяжной вентиляцией, обеспечивающей кратность обмена воздуха не менее восьми. Рабочее место оператора должно удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005.