ГОСТ Р МЭК 61241-2-1-99

Группа Е09

     

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению
горючей пыли

Часть 2

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Раздел 1

Методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли

Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust.
Part 2. Test methods. Section 1. Methods for determining the minimum ignition
temperatures of dust

     

ОКС 29.260.20
ОКСТУ 3402

Дата введения 2001-01-01

     

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН ГП "ВНИИФТРИ"

ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 403 "Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование"

2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 17 декабря 1999 г. N 537-ст

3 Настоящий стандарт содержит полный аутентичный текст международного стандарта МЭК 61241-2-1 (1994-12), издание 1.0 "Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытания. Раздел 1. Методы определения минимальной температуры воспламенения пыли"

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Введение

Настоящий стандарт является частным стандартом в составе государственных стандартов, разработанных на основе применения требований комплекса международных стандартов МЭК 61241 к электрооборудованию, применяемому в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли, подготовленных и принятых ТК 31 МЭК "Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред".

Стандарт не распространяется на методы испытания пыли взрывчатых и радиоактивных веществ.

Применение настоящего стандарта не освобождает от ответственности за несоблюдение требований безопасности, изложенных в других законодательных актах Российской Федерации.

Номера разделов, пунктов, таблиц, рисунков соответствуют приведенным в МЭК 61241-2-1-94.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли:

А - определение температуры самовоспламенения слоя горючей пыли на поверхности с заданной температурой. Следует применять для определения минимальной температуры заданной нагретой поверхности, при которой происходит разложение и (или) воспламенение слоя пыли заданной толщины, осажденной на этой поверхности. Метод рекомендуется применять к промышленному оборудованию, в котором пыль присутствует на горячих поверхностях в виде тонких слоев и контактирует с окружающим газом;

В - определение температуры самовоспламенения пылевоздушной смеси в печи с заданной температурой. Следует применять для определения минимальной температуры заданной горячей поверхности, при которой происходит воспламенение пылевоздушной смеси заданного состава или других твердых взвешенных частиц. Это испытание является дополнительным к методу А.

Примечания

1 Метод В допускается применять в промышленных условиях, где пыль присутствует во взвешенном состоянии в течение короткого промежутка времени. Метод рекомендуется применять для ограниченных условий, и его результаты не обязательно представительны для всех практических случаев.

2 Метод В не следует применять к пылевоздушным смесям, которые могут образовываться из газов, при пиролизе или медленном горении в течение промежутков времени, превышающих время испытания по данному методу.

Методы испытаний по настоящему стандарту имеют общий характер и их, как правило, применяют для целей сравнения при определении температуры самовоспламенения горючей пыли, однако на практике могут встречаться случаи, требующие дополнительных испытаний.

Методы А и В не допускается применять для испытания общепризнанных взрывчатых веществ, например пороха, динамита или веществ и смесей веществ, которые могут при определенных условиях проявлять свойства взрывчатых веществ.

Для обеспечения минимального риска из-за взрывчатых свойств вещества должны быть проведены испытания на взрываемость малого количества горючей пыли на поверхности температурой 400 °С или выше, находящейся на безопасном удалении от оператора.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на стандарты, перечень которых приведен в приложении С.

     3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 пыль: Диспергированные твердые вещества и материалы с частицами размером менее 850 мкм (по ГОСТ 12.1.044).

3.2 самовоспламенение слоя горючей пыли: Процесс, при котором в материале начинается тление или горение или во время которого зафиксирована температура 450 °С и выше, или зафиксирован подъем температуры на 250 °С и более по отношению к температуре заданной горячей поверхности.

3.3 температура самовоспламенения слоя горючей пыли: Наименьшая температура горячей поверхности, при которой происходит самовоспламенение слоя пыли заданной толщины на этой поверхности.

Примечания

1 Вследствие разнообразия технологических процессов и зависимости самовоспламенения слоев пыли от конкретных условий, рассмотренные в настоящем стандарте методы охватывают не все промышленные условия. Например, не могут быть смоделированы условия, при которых необходимо учитывать такие факторы, как наличие толстых слоев пыли и распределение температуры в окружающей среде.

2 При проведении испытаний должны быть приняты необходимые меры безопасности для охраны здоровья персонала, например меры против возникновения пожара, взрыва и/или воздействия любых токсичных продуктов горения.

3.4 самовоспламенение пылевоздушной смеси: Резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающихся пламенным горением и/или взрывом (ГОСТ 12.1.044).

3.5 температура самовоспламенения пылевоздушной смеси: Наименьшая температура горячей внутренней стенки печи, при которой происходит воспламенение находящейся в ней пылевоздушной смеси.

Примечание - При определении температуры самовоспламенения пылевоздушной смеси должны быть приняты необходимые меры безопасности для охраны здоровья персонала, например меры против возникновения пожара, взрыва и/или воздействия любых токсичных продуктов горения.

     4 Метод А. Определение температуры самовоспламенения слоя горючей пыли на поверхности, нагретой до заданной температуры

     4.1 Подготовка образца пыли к испытанию

Образец пыли должен быть однородным и представительным для пыли, подлежащей испытанию.

Пыль, подлежащая испытанию, должна проходить через тканые металлические сетки или перфорированные пластины калиброванного фильтра с квадратными отверстиями номинальным размером 200 мкм по ИСО 565. Если необходимо испытывать более грубую пыль, проходящую через сито с отверстиями номинальным размером до 500 мкм, то это должно быть указано в протоколе испытаний.

Любые изменения, отмеченные в свойствах пыли при подготовке образца, например при просеивании, изменении температурных условий или влажности, должны быть отражены в протоколе испытаний.

     4.2 Установка для испытания и порядок подготовки к испытаниям

Установка схематично представлена на рисунке А.1. Основные сведения и рабочие характеристики установки приведены в 4.2.1-4.2.6. Конструктивные особенности установки, обеспечивающие получение заданных характеристик, приведены в приложении А.

4.2.1 Нагреваемая поверхность

Нагреваемая поверхность, как правило, представляет собой круглую металлическую пластину диаметром рабочего участка не менее 200 мм и толщиной не менее 20 мм. Пластину нагревают электрическим током, а ее температуру контролируют устройством, чувствительным элементом которого является термопара (контрольная термопара), установленная вблизи центра пластины так, что ее спай находится внутри пластины на расстоянии (1±0,5) мм от ее верхней поверхности и имеет с ней хороший тепловой контакт.

Вблизи контрольной термопары аналогичным образом установлена регистрирующая термопара, подключенная к прибору для записи температуры поверхности во время испытаний. Нагреваемая поверхность и контрольное устройство должны удовлетворять следующим требованиям:

a) максимальная температура нагреваемой поверхности в отсутствии слоя пыли на ее рабочем участке должна быть не менее 400 °С;

b) температура нагретой поверхности должна поддерживаться постоянной в пределах ±5 °С от заданного значения в течение всего времени испытаний;

c) после достижения установившегося состояния температура нагретой поверхности, измеренная по методике, изложенной в приложении А, вдоль двух взаимно перпендикулярных диаметров, не должна изменяться более чем на ±5 °С. Настоящее требование должно выполняться при номинальных температурах поверхности 200 и 350 °С;

d) контрольное устройство должно обеспечивать стабильность температуры поверхности при нанесении слоя пыли в пределах ±5 °С от заданного значения и восстановление ее температуры до начального значения в пределах ±2 °С в течение 5 мин после завершения нанесения слоя пыли;

e) устройства контроля и измерения температуры должны быть отградуированы с погрешностью не более ±3 °С.

4.2.2 Регистрирующая термопара в слое пыли

Термопара диаметром от 0,20 до 0,25 мм из хромель-алюмеля или другого подходящего материала должна быть протянута над нагреваемой поверхностью параллельно ей на высоте от 2 до 3 мм, а ее спай должен находиться над центром пластины. Термопара должна быть подключена к прибору, записывающему изменения температуры в слое пыли во время испытаний.

4.2.3 Измерение температуры

Температуру измеряют с помощью термопар либо относительно фиксированного опорного спая, либо с автоматической компенсацией охлаждаемого спая. В любом случае градуировка должна удовлетворять требованиям 4.2.1, перечисление е).

4.2.4 Измерение температуры окружающей среды

Температура окружающей среды должна измеряться термометром, помещенным на расстоянии не более 1 м от нагреваемой поверхности и экранированным от тепловой конвекции и излучения поверхности. Температура окружающей среды должна находиться в пределах от 15 до 35 °С.

4.2.5 Слой пыли

Слой пыли должен формироваться заполнением полости внутри помещенного на нагреваемую поверхность металлического кольца заданной высоты до его верхнего среза с выравниванием слоя поверху. Номинальный внутренний диаметр кольца должен быть равен 100 мм. Кольцо должно иметь прорези на противоположных сторонах диаметра для пропускания регистрирующей термопары (рисунок А.2). Во время испытаний кольцо не должно сдвигаться с места. Высота кольца должна составлять (5,0±0,1) мм.

Для расчетных целей по 4.6 могут быть проведены измерения при слое пыли другой толщины. При этом необходимо использовать кольца другой высоты, например (12,5±0,1) мм или (15,0±0,1) мм.

4.2.6 Формирование слоя пыли

Слой пыли должен быть сформирован без чрезмерного сжатия. Иначе говоря, пыль нужно насыпать в кольцо и равномерно распределять боковыми движениями шпателя до тех пор, пока кольцо не станет немного переполненным. Слой нужно выровнять, проведя прямым краем шпателя по верху кольца. Избыточную пыль нужно смести.

Слой для каждого образца пыли должен быть сформирован описанным выше способом.

Помещенную в кольцо пыль необходимо предварительно взвесить на листе бумаги, масса которого точно известна.

Плотность следует рассчитать по массе пыли и объему внутренней полости кольца. Значение плотности пыли необходимо указать в протоколе испытаний.

     4.3 Порядок проведения испытания

4.3.1 Общие требования

Из-за атмосферного окисления самовоспламенению слоя пыли зернистых или пористых твердых веществ, подвергнутых воздействию высоких температур, может предшествовать продолжительный период саморазогрева. В зависимости от температуры твердых частиц, саморазогрев может привести к временному, хотя и значительному повышению температуры твердого вещества, не приводящему к возникновению горения. Период, необходимый для самовоспламенения слоя пыли при температурах, близких к температуре самовоспламенения, обычно во много раз длительнее периода, необходимого для самовоспламенения пылевоздушной смеси или газов и паров (минуты или часы, а не секунды). По этим причинам определение температуры самовоспламенения слоев пыли менее точно, чем определение температуры самовоспламенения пылевоздушной смеси или газов и паров.

Если существует сомнение, что самовоспламенение слоя пыли на поверхности, нагретой до заданной температуры, не произошло из-за преждевременного прекращения испытаний, испытания следует повторить.