ГОСТ 12.1.011-78* «ССБТ. Смеси взрывоопасные. Классификация и методы испытаний»

Система стандартов безопасности труда

СМЕСИ ВЗРЫВООПАСНЫЕ

Классификация и методы испытаний

ГОСТ 12.1.011-78*

(СТ СЭВ 2775-80)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙСТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14сентября 1978 г. № 2509 срок введения установлен

с 01.07.79

1. Настоящий стандартраспространяется на взрывоопасные смеси горючих газов и паров с воздухом,образующиеся в процессе производства во взрывоопасных средах, способныевзрываться от постороннего источника поджигания, в которых применяетсявзрывозащищенное электрооборудование.

Стандарт устанавливаетклассификацию взрывоопасных смесей по категориям и группам и методы определенияпараметров взрывоопасности, используемых при установлении классификации смесей.

Классификация взрывоопасныхсмесей предназначена для получения исходных данных, необходимых при выборкевзрывозащищенного электрооборудования согласно ГОСТ 12.2.020-76.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

2. Взрывоопасные смеси газови паров подразделяются на категории взрывоопасности в зависимости от величиныбезопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ)* и значениясоотношения между минимальным током воспламенения испытуемого газа или пара иминимальным током воспламенения метана (МТВ); на группы в зависимости от величинытемпературы самовоспламенения.

_______________

* Максимальный зазор междуфланцами оболочки, через который не происходит передача взрыва из оболочки вокружающую среду при любой концентрации горючего в воздухе.

3. Классификация покатегориям взрывоопасности смесей газов и паров с воздухом.

3.1. Взрывоопасные смесиподразделяются на категории:

I - метан на подземныхгорных работах,

II - газы и пары заисключением метана на подземных горных работах.

3.2. В зависимости отзначения БЭМЗ газы и пары категории II подразделяются согласно табл. 1.

Таблица 1

3.3. В зависимости от значений МТВ газы ипары категории II подразделяются согласно табл. 1а.

Таблица1а

Категория взрывоопасности взрывоопасных смесей	Величина МТВ
II A	Более 0,8
II B	От 0,4 до 0,8 включ.
II C	Менее 0,45

3.4. Для классификациибольшинства газов и паров достаточно применения одного из критериев пп. 3.2 и 3.3.

Один критерий достаточен вследующих случаях:

для категории II A - БЭМЗбольше 0,9 мм или соотношение МТВ больше 0,9;

для категории II B - БЭМЗ впределах от 0,55 до 0,9 мм или соотношение МТВ в пределах от 0,5 до 0,8;

для категории II C - БЭМЗменьше 0,5 мм или соотношение МТВ меньше 0,45;

3.5. Необходимо определятькак БЭМЗ, так и соотношение МТВ в следующих случаях:

если определено толькосоотношение МТВ и его значение находится в пределах от 0,45 до 0,5 или от 0,8до 0,9;

если определен только БЭМЗ иего значение находится в пределах 0,5 до 0,55.

3.6. Категориявзрывоопасности (II A, II B или II C) может быть определена условно(предварительно) по сходству химической структуры.

В тех случаях, когдазначение БЭМЗ или соотношение МТВ неизвестны для данного газа или пара, можноусловно (предварительно) принять категорию этого химического соединения,принадлежащего к тому же гомологическому ряду, но с меньшим молекулярным весом.

2; 3; 3.1-3.6. (Измененная редакция, Изм.№ 1).

4а. Взрывоопасные смесигазов и паров подразделяются на группы в зависимости от величины температурысамовоспламенения согласно табл. 2.

Таблица 2

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4. Распределениевзрывоопасных смесей по категориям и группам приведено в приложении 3.

5. Отнесение к категориям игруппам смесей, не указанным в приложении 3, производится испытательнымиорганизациями в соответствии с перечнем их по ГОСТ 12.2.021-76.

6. Методы испытаний

6.1. Метод определения БЭМЗ

6.1.1. Аппаратура

6.1.1.1. Прибор (черт. 1),применяемый для определения БЭМЗ, должен изготовляться из химически стойкогометалла и иметь:

цилиндрическую герметичнуюкамеру объемом 4,0 дм³, оборудованную смотровым окном, запальнойсвечой, вакуумными кранами, нагревательными элементами. Камера должнагерметически закрываться крышкой;

сферическую оболочку объемом0,02 дм³, укрепленную на крышке, и состоящую из полусфер с фланцамидлиной 25 мм; нижняя полусфера неподвижная, верхняя прижата пружиной кмикрометрическому винту;

микрометрический винт сшагом резьбы 0,5 мм, с головкой, на которой нанесены деления;

зазор между фланцамиоболочки, который можно менять вращением головки микрометрического винта;

электроды из нержавеющейстали с искровым промежутком (3 ± 0,5) мм, которые должнырасполагаться вертикально и находиться в 14 мм от внутренней кромки фланцевоболочки;

устройства дляперемешивания смеси.

1 -электроды; 2 - камера; 3 - краны вакуумные; 4 - смотровое окно; 5 - блокавтоматического терморегулирования; 6 - датчик температур; 7 - устройство дляперемешивания смеси; 8 - микрометрический винт; 9 - головка винта; 10 - крышка;11 - индуктор высоковольтный; 12 - лабораторный автотрансформатор; 13 -вакуумметр; 14 - вакуум-насос; 15 - нагревательные элементы; 16 - запальнаясвеча; 17 - сферическая оболочка

Черт. 1

Прибор для определения БЭМЗсконструирован таким образом, что он способен выдерживать максимальное давление15×10⁵ Н/м²,при этом в момент взрыва не должно происходить увеличения зазора в оболочке.

6.1.1.2. В комплект приборадолжны входить:

вакуум-насос;

вакуумметр;

индуктор высоковольтный;

лабораторныйавтотрансформатор;

блок автоматическоготерморегулирования нагрева прибора с датчиком температуры;

барометр метеорологический;

набор мерных пипетоквместимостью 1-5 мл.

6.1.1.3. При исследованиитоксичного вещества или вещества, которое выделяет токсичные компоненты приразложении и горении, испытание проводят при соблюдении санитарных правил иправил по технике безопасности, принятых для работы с токсичными веществами. Вэтом случае прибор устанавливают в вытяжном шкафу, применяют соответствующийпротивогаз и дегазационные средства.

6.1.2. Подготовка к испытанию

6.1.2.1. Проверяютпараллельность фланцев и нулевую установку зазора, при этом величина усилия,приложенного к головке микрометрического винта, должна быть небольшой(например, около 10^-2 H).

Проверяют работу системыискрового зажигания: подают переменное напряжение 35-50 В черезавтотрансформатор и проверяют наличие искры при включении индуктора на 2-3 с.

6.1.2.2. Проведение расчетов

Парциальное давление газа p, кПа, необходимое для одного испытания, в соответствии сзаданной концентрацией рассчитывается по закону Дальтона о парциальныхдавлениях

,                                            (1)

где k - заданнаяконцентрация в объемных долях;

p₁ - атмосферноедавление, кПа.

Для газов с высокойкритической температурой при определении объемной концентрации следуетучитывать отклонение от состояния идеального газа по ГОСТ 12.1.044-84.

Для проведения опытов сжидким горючим веществом следует задаться концентрацией этого вещества ввоздухе.

Количество жидкости m в миллилитрах,необходимое для одного испытания в соответствии с заданной концентрацией притемпературе испытания, рассчитывают по формуле

,                                      (2)

где M - молекулярная масса;

V - вместимость камеры, дм³;

T - температура испытания,K;

v -плотность, кг/м³

6.1.2.3. Для проведенияиспытаний при нагревании включают блок терморегулирования, установив его натемпературу испытания.

6.1.3. Проведение испытаний

Испытания проводят принормальном атмосферном давлении и температуре окружающей cредысогласно ГОСТ 15150-69. Влажность воздуха, используемого для подготовки смеси,не должна быть больше 0,2% по объему (относительная влажность 10%).

Примечание. Для веществ, упругость паракоторых недостаточна, чтобы получить смесь заданной концентрации притемпературе окружающей среды, допускается нагрев на 10 °С выше температуры, необходимой дляобразования заданной упругости пара.

6.1.3.1. Устанавливаетсязаданная ширина зазора между фланцами.

6.1.3.2. Прибор вакуумируют и в нем составляют взрывоопасную смесь горючегос воздухом. Рассчитанное по формуле (1) количество горючего газа впускают вкамеру по вакуумметру; при работе с жидким горючим веществом необходимое дляопыта количество его, в миллилитрах, рассчитанное по формуле (2), вводят вкамеру мерной пипеткой. После введения горючего камеру заполняют воздухом доатмосферного давления.

Испытуемая взрывоопаснаясмесь может составляться отдельно в газгольдере с последующим перепуском ее в вакуумированную камеру.

6.1.3.3. Включают устройстводля перемешивания смеси горючего с воздухом. После перемешивания приготовленнуюсмесь горючего с воздухом поджигают искрой в оболочке и через смотровое окнонаблюдают за результатом опыта. Если взрыв из оболочки передается черезфланцевый зазор в камеру и воспламеняет окружающую взрывоопасную, смесь считают,что произошла «передача взрыва»; если взрыв из оболочки не передается череззазор в окружающую среду, то фиксируют «непередачу взрыва». При «непередачевзрыва» смесь поджигают искрой от запальной свечи в камере. После проведенияопыта камеру продувают воздухом.

6.1.3.4. Определениевеличины БЭМЗ проводят в два этапа: предварительные и подтверждающие испытания.

6.1.3.5. При предварительныхиспытаниях на определенной (заданной) концентрации горючего газа или пара ввоздухе проводят не менее двух испытаний на воспламенение смеси в оболочки накаждом из большого количества зазоров, значения которых находятся междубезопасным и опасным зазорами с интервалами 0,02 мм, с целью нахождениянаименьшего зазора S₁₀₀, при котором вероятность передачи взрыва изоболочки в камеру равна 100%, и наибольшего зазора S₀, при которомвероятность передачи равна 0. В последующем зазоры S₁₀₀ и S₀определяют для других концентраций горючего в смеси с воздухом, лежащих выше иниже взятой первоначально. По полученным результатам строят график зависимостивеличины зазора от концентрации.

Из полученных данныхвыделяют смесь такой концентрации, для которой величины S₁₀₀ и S₀имеют наименьшее значение.

6.1.3.6. При подтверждающихиспытаниях результаты проверяют повторением испытаний на каждой установкезазора по 10 опытов на концентрациях, близких к наиболее опасной по передачевзрыва, найденной в предварительных испытаниях. По полученным результатамопределяют минимальные значения (S₀)_min.

6.1.4. Обработка результатов

6.1.4.1. Максимальнаяразность между величинами (S₀)_min,полученная при двух сериях испытаний, не должна превышать 0,04 мм. Еслиполученные величины лежат в указанном диапазоне, то за величину БЭМЗ дляданного исследуемого вещества принимается такая величина, для которой разность(S₁₀₀)_min- (S₀)_minнаименьшая.

6.1.4.2. Если разность междувеличинами (S₀)_min,получаемая при различных сериях испытаний превышает 0,04 мм, необходимопровести контрольные испытания прибора по методу, изложенному в п.6.1, т.е.воспроизвести табличное значение БЭМЗ для водорода*.

____________

*ВеличинаБЭМЗ должна быть 0,29 мм при объемной доле водорода в смеси, составляющей 0,27.

Затем следует повторитьиспытания с исследуемым веществом.

6.1.4.3. После проведенияопытов в протоколе испытаний фиксируют наиболее опасную концентрацию горючеговещества по передаче взрыва через зазор, значение БЭМЗ, категориювзрывоопасности согласно табл. 1 и разность(S₁₀₀)_min - (S₀)_min.

Концентрация с наибольшейопасностью воспламенения и значения БЭМЗ для различных газов и паров даны вобязательном приложении 1.

6.1.4.4. Условия ирезультаты испытаний должны регистрироваться с точностью:

температура....................до 1 °С;

величиназазора...............до 0,01 мм;

разряжения......................до1 мм рт. ст.;

время...............................до1 с;

объемвещества...............до 0,05 см³ .

6.2. Метод определения температуры самовоспламенения газов и паров в воздухе

6.2.1. Аппаратура

6.2.1.1. Для определениятемпературы самовоспламенения применяют прибор, который состоит из следующихчастей (черт. 2):

1- огнеупорный цилиндр; 2 - колба; 3 - крышка; 4 - металлический цилиндр; 5 -вставка

Черт.2

нагревательной печи,включающей цилиндр высотой 135-145 мм из огнеупорного материала снагревательным элементом мощностью 1300 Вт, теплоизоляционную и защитнуюоболочки. Внутри печи находится металлический цилиндр из стали внутреннимдиаметром 100-110 мм; внутри цилиндра располагают металлическую вставку;

реакционного сосуда (черт.3), представляющего собой коническую колбу объемом 200 см³ изтермически устойчивого стекла.

Черт. 3

Если температурасамовоспламенения испытуемого образца превышает температуру размягчения стекла,допускается применять кварцевую или металлическую колбу при условии, что этобудет отмечено в протоколе испытаний;

крышки, в которойасбоцементными сегментами крепят колбу;

трех термопар с диаметромпроволоки не более 0,8 мм.

Одну термопару располагают вцентре дна колбы, две другие - на 25 мм выше; каждую термопару помещают вдвухканальную фарфоровую трубку и плотно прижимают к колбе.

6.2.1.2. В комплект прибороввходят:

лабораторныйавтотрансформатор;

потенциометр класса точности0,1 или более точный для измерения т. э. д. с.термопар;

набор мерных пипеток на0,1-2,0 см³ для дозировки горючих жидкостей и введения их вреакционный сосуд;

шприц типа Ш-9 объемом 150см³ для дозировки горючих газов;

шприц соединяют срезервуаром для газа и с пламяпреградителем, какпоказано на черт. 4;

1- пламяпреградитель; 2 - резервуар с газом; 3 -шприц; 4 - трехходовой кран; 5 - двухходовой кран

Черт. 4

пламяпреградитель, рассчитанный на средуПСТ6;

зеркальце укрепленное накрышке печи, для наблюдения за опытом;

секундомер;

барометр;

резиновая груша для продувкиреакционного сосуда (допускается продувка сжатым воздухом).

6.2.1.3. При исследованиитоксичного вещества или вещества, которое выделяет токсичные компоненты приразложении и горении, испытание проводят при соблюдении санитарных правил иправил по технике безопасности, принятых для работы с токсичными веществами. Вэтом случае прибор устанавливают в вытяжном шкафу, применяют соответствующийпротивогаз и дегазационные средства.

6.2.2. Подготовка к испытаниям

6.2.2.1. Чистую реакционнуюколбу укрепляют на крышке печи, боковые термопары прижимают к колбе и фиксируютих в таком положении; колбу с термопарами помещают в печь; после этогоустанавливают нижнюю термопару, прижимают ее к дну колбы и также фиксируют.

6.2.2.2. Проверяютправильность сборки термометрической схемы.

6.2.2.3. Электрическую схемупроверяют на отсутствие короткого замыкания в местах присоединения проводов изамыкания токоведущих частей на корпус прибора.

6.2.2.4. Перед испытаниемвязкие и твердые продукты нагревают, а легкокипящие охлаждают до температур,при которых можно легко набрать в пипетку требуемое количество вещества.

6.2.2.5. Проверка правильнойработы нагревательной печи может осуществляться путем определения температурсамовоспламенения веществ в соответствии с методикой настоящего стандарта,температура самовоспламенения которых известна: n-гептана - 220 °С, этилена - 435 °С, бензола - 560 °С; их чистота должна быть не менее 99,9 %.

6.2.3. Проведение испытаний

6.2.3.1. Печь нагревают дозаданной температуры и регулируют нагрев так, чтобы показания трех термопаротличались не более чем на 1 °С, а заданная температура втечение 5 мин не изменялась.

6.2.3.2. Заданное количествогорючего вещества (рекомендуемыми количествами для первоначальных испытаниймогут быть 0,07 см³ для жидкостей и 20 см³ для газов)набирают в пипетку (или в шприц) и быстро вводят в колбу, включают секундомер ис помощью зеркальца наблюдают за образовавшейся смесью горючего (пара или газа)с воздухом.

Если во время опыта в колбепоявляется пламя, секундомер останавливают, считают, что заданное количествовещества самовоспламенилось; если в течение 5 мин пламя в колбе не появляется,то считают, что не произошло самовоспламенение заданного количестваисследуемого вещества.

6.2.3.3. После проведениякаждого испытания колбу продувают чистым воздухом в течение 1-2 мин.

6.2.3.4. Предварительные испытания

Предварительные испытанияпроводят для нахождения наиболее легко самовоспламеняющегося количествавещества. Для этого выбирают 6-8 проб вещества, отличающихся на 0,05-0,2 см³для жидкостей (на 4-5 см³ для газов) и для каждой из них, изменяятемпературу опыта ступенями через 25, 10, 5 °С, находят минимальнуютемпературу, при которой происходит самовоспламенение, а при температуре на 5 °С ниже наблюдают «отказ». По полученнымданным строят график зависимости температуры самовоспламенения от величиныпробы. График должен иметь вид параболы (если парабола не вырисовывается,исследуют дополнительно несколько проб вещества). Величину пробы,соответствующую минимуму полученной кривой, принимают за наиболее легкосамовоспламеняющееся количество испытуемого вещества.

6.2.3.5. Основные испытания

6.2.3.5.1. Проводят 10испытаний на самовоспламенение на наиболее легко самовоспламеняющейся пробе притемпературе на 2 °С ниже минимальнойтемпературы самовоспламенения, полученной в предварительных испытаниях. Если нив одном из 10 испытаний смесь не самовоспламеняется, то повышают температуру на2 °С и проводят вторую серию из 10 испытаний насамовоспламенение с тем же количеством смеси. При получении во второй серии неменее двух опытов с самовоспламенением смеси из 10 испытаний определениетемпературы самовоспламенения вещества считают выполненным (это главное условиеиспытаний).

6.2.3.5.2. Химически чистуюколбу необходимо применять и для испытаний каждого вещества, и дляокончательной серии испытаний.

6.2.4. Обработка результатов

6.2.4.1. Условия ирезультаты испытаний должны регистрироваться со следующей точностью:

температура - до 1 °С;

объем вещества - до 0,01 см³;

время - до 1 с.

6.2.4.2. За температурусамовоспламенения данного образца вещества принимают среднее арифметическоедвух температур, удовлетворяющих условиям п. 6.2.3.5.1, при одной из которыхнаблюдается самовоспламенение наиболее легковоспламеняющейся пробы вещества, апри другой отказ.

6.2.4.3. Расхождение двухпараллельных определений температур самовоспламенения, выполненных однимоператором, не должно превышать 2 % от определяемой величины.

Средние величиныпараллельных определений, полученные в различных лабораториях, не должныразличаться более чем на 5 %.

6.2.4.4. После проведенияопытов в протоколе испытаний фиксируют значение температуры самовоспламенения,группу взрывоопасных смесей по табл. 2.

6.2.4.5. Температурасамовоспламенения некоторых горючих газов и паров приведена в приложении 2.

6 - 6.2.4.5. (Введены дополнительно, Изм. №1).

Приложение 1
Обязательное

Концентрация с наибольшей опасностьювоспламенения и значения БЭМЗ для различных газов и паров

Примечание. Значения БЭМЗ в скобках получены путем испытания наприборе, не приведенном в настоящем стандарте.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Приложение 2
Обязательное

Температура самовоспламенения некоторыхгорючих газов и паров

(Измененная редакция, Изм. № 1).

Приложение 3
Обязательное

Распределение взрывоопасных смесей покатегориям и группам

(Измененная редакция, Изм. № 2).

Приложение 4
Справочное

Информационные данные о соответствии ГОСТ 12.1.011-78 и СТ СЭВ 2775-80

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

Информационные данные

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерствомэлектротехнической промышленности СССР

РАЗРАБОТЧИКИ:

И.Г. Ширник, В.Н. Скрипник,А.С. Колендовский, М.В. Хорунжий, Е.А. Ширяев

2. УТВЕРЖДЕН ИВВЕДЕН в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартамот 14. 09.78 № 2509

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2775-80

4. Стандарт полностью соответствует международному стандарту МЭК 79-1А, 79-4

5. ВВЕДЕНВПЕРВЫЕ

6. Ссылочныенормативно-технические документы

7. Переиздание (май 1991 г.) с Изменениями 1, 2, утвержденными вфеврале 1982 г., июне 1988 г. (ИУС 5-82,10-88)

8. Проверен в 1984 г. Ограничение срока действия отменено(Постановлением Госстандарта СССР от 16.03.84 № 813)