阻火器型式试验性能测试方法研究.doc

阻火器型式试验性能测试方法研究刘刚沈阳特种设备检测研究院摘要:阻火器作为一类安全设备,其特种设备生产许可证申领需要阻火器型式试验合格判定作为依据。由于我国在阻火器型式试验研究方向起步较晚,致使在相关的测试试验中存在一些问题,这些问题直接影响阻火器的性能合格判定。针对以上问题,结合相关试验过程提出包括:阻爆测试、耐烧测试、流量测试的三个方面测试问题及解决办法,以提高我国在这一领域的检测水平,推动国内阻火器性能完整检测技术的完善。关键词:阻火器、型式试验、阻爆测试、耐烧测试、流量测试1介绍阻火器是用来阻止在装置运行过程中发生火灾等意外情况下火焰向源头传播而引起爆炸的安全装置。因此阻火器广泛应用于储存石油及石油产品的储罐;储存化工原料及化工产品的储罐;输送可燃气体的管道等。作为可燃油气输送管线及生产装置的重要安全部件,目前国内阻火器性能测试方法也不完善,降低了阻火器在使用过程中的可靠性。2国内外阻火器性能测试国外阻火器研究开展的较早,理论与检测方法也很完善。上个世纪60年代开始,Palmer和Tonkin[1]较早研究了丙烷-空气爆燃火焰通过波纹板阻火器时的淬熄规律,并给出了火焰传播速度与阻火芯厚度及三角形孔径关系的计算公式。Palmer和Rogowski[2]对石油贮罐用的呼吸阀阻火器的安全阻火性能作了实验研究。Rogowski和Ames[3,4]研究了波纹板阻火器表面的驻定火焰燃烧现象,即阻火器的耐烧实验,[5]对各类阻火器及其测试方法、测试程序作了较好的综述。Thomas和Oakley[6]对于应用英国标准BS7244来测试阻火器方面遇到的技术上和理论上的困难作了研究,并提出了测试方法上的改进意见。欧洲标准EN12874、国际标准ISO16852对阻火器的型式试验要求更加细致准确了。国内阻火器相关研究开展得较晚。研究主要集中在一些高校和科研院所,如:中国科技大学、大连理工大学、公安部天津消防研究所等单位都对对可燃性气体爆炸特性的测试做了大量研究。但在阻火器测试标准上与国外差距很大。相对于国外标准而然,国内标准技术滞后,更新的周期长,体系不完善不配套,甚至有的还自相矛盾。国内标准多是阻爆燃或者阻爆轰的管道管端阻火器。3阻火器阻火机理分析目前阻火器阻火机理的解释主要是:传热作用和器壁效应,而实际的火焰及燃烧波(包括爆燃冲击波和爆轰波)在阻火单元上的传播是一个复杂的过程,爆炸过程伴随有火焰和冲击波(爆轰波)的传播,很多时候由于燃烧波通过阻火单元,造成火焰重燃,因此阻火器的阻火过程不单纯是阻火的问题,还包括降低燃烧波能力的过程。阻火模型如图1所示。图1阻火器阻火模型示意图4性能测试试验方法研究阻火器的性能参数包括外观检测、材料检测、腐蚀性检测、强度检测、压力测试、流量测试、泄漏测试、阻爆性测试、耐烧测试等主要测试项目。其中最重要的测试有三项:阻爆性能(阻爆燃和阻爆轰)、耐烧性能、流量测试;,比如管道的结构、形状,以及温度,压力和试验介质及浓度等等。如何判定一个阻火器是否是合格的爆燃或者爆轰阻火器,既需要有准确统一的试验约束条件,也需要考虑到实际应用的工况。在我国的相关标准中,对管道阻火器的爆炸测试是这样规定的:如果因为保护侧管段长度不够而影响阻火