На главную
На главную

ГОСТ Р 51330.2-99 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1. Взрывозащита вида \взрывонепроницаемая оболочка\. Дополнение 1. Приложение D. Метод определения безопасного экспериментального максимального зазора»

ГОСТ Р51330.2-90

(МЭК60079-1А-75)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудование взрывозащищенное

Часть 1

ВЗРЫВОЗАЩИТА ВИДА
«ВЗРЫВОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА»

Дополнение 1

Приложение D

Методопределения безопасного экспериментального
максимального зазора

ГОССТАНДАРТРОССИИ

Москва

Предисловие

1РАЗРАБОТАН Некоммерческой автономной научно-исследовательской организацией«Центр по сертификации взрывозащищенного и рудничного электрооборудования ИГД»(НАНИО «ЦС ВЭ ИГД»)

ВНЕСЕНТехническим комитетом по стандартизации ТК 403 «Взрывозащищенное и рудничноеэлектрооборудование»

2ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 9 декабря1999 г. № 493-ст

3Настоящий стандарт, за исключением пунктов 4.3, 4.5, 5.1, 5.5, 5.6, 6.5 и рисунка 2, представляет собой аутентичный текст международногостандарта МЭК 60079-1А-75 «Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 1.Взрывозащита вида «взрывонепроницаемая оболочка». Дополнение 1. Приложение D. Метод определения безопасного экспериментальногомаксимального зазора»

4ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ.Апрель 2001 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Настоящийстандарт входит в комплекс государственных стандартов на взрывозащищенноеэлектрооборудование, разрабатываемых Техническим комитетом ТК 403«Взрывозащищенное и рудничное электрооборудование» на основе применениямеждународных стандартов на взрывозащищенное электрооборудование.

В стандарт,дополнительно к требованиям международного стандарта МЭК 60079- 1А- 75,включены положения, конкретизирующие отдельные пункты МЭК 60079-1А-75 с учетомсложившейся национальной практики, норм и требований государственныхстандартов.

В разделах 2 - 6и таблице 1 в описании метода, аппаратуры, методики испытаний по определениюБЭМЗ и в названиях взрывоопасных смесей использована терминология, принятая вгосударственных стандартах.

Указанныедополнения в стандарте выделены курсивом.

В стандартесохранена нумерация основного текста разделов и нумерация химическихсоединений, приведенных в таблице A.1 приложения А, установленная в МЭК 60079-1А-75.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Электрооборудованиевзрывозащищенное

Часть 1

ВЗРЫВОЗАЩИТАВИДА «ВЗРЫВОНЕПРОНИЦАЕМАЯ ОБОЛОЧКА»

Дополнение 1.Приложение D

Методопределения безопасного экспериментального максимального зазора

Electrical apparatus for explosivegas atmospheres. Part 1. Construction and verification test
of flameproof enclosures of electrical apparatus. First supplement. Appendix D.Method of
test for ascertainment of maximum experimental safe gap

Дата введения2001-01-01

1 Область применения

Настоящийстандарт устанавливает технические требования к средствам и методу определения безопасногоэкспериментального максимального зазора (далее - БЭМЗ), предназначенного дляклассификации взрывоопасных смесей по категориям взрывоопасности.

Методопределения БЭМЗ для смесей газов и паров с воздухом при нормальнойтемпературе* и давлении окружающей среды позволяет установить категориювзрывоопасности взрывоопасных смесей в соответствии с ГОСТ Р51330.0 или ГОСТР 51330.11.

*Исключение сделано для веществ,упругость пара которых недостаточна, чтобы получить смесь заданной концентрациипри температуре окружающей среды. Допускается нагрев на 5 °Свыше температуры, необходимой для образования заданной упругости пара.

2Нормативные ссылки

В настоящемстандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ12.1.044-89 Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасностьвеществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения

ГОСТ Р51330.0-99 (МЭК 60079-0-98) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть 0.Общие требования

ГОСТР 51330.11- 99 (МЭК 60079-12-78) Электрооборудование взрывозащищенное. Часть12. Классификация смесей газов или паров с воздухом по безопаснымэкспериментальным максимальным зазорам и минимальным воспламеняющим токам

3 Описание метода

БЭМЗпредставляет собой максимальный зазор между двумя частями камеры, состоящей изполусфер с фланцами длиной 25 мм, исключающий воспламенение внешней смеси газаили пара в воздухе при воспламенении этой смеси внутри камеры.

Испытательнаяустановка состоит из внутренней и внешней камер. Внешняя камера оборудованасмотровыми окнами. Внутренняя камера состоит из двух полусфер с кольцевымзазором между ними, устанавливаемым с высокой точностью. Обе камеры заполняютиспытуемой смесью газа или пара с воздухом при нормальном давлении 0,1 МПаи температуре 20 °С. Воспламеняютсмесь во внутренней камере, и о наличии или отсутствии воспламенения во внешнейкамере судят на основании наблюдения через смотровые окна.

БЭМЗ определяютпутем постепенного уменьшения кольцевого зазора до такого значения, при которомне происходит воспламенения смеси во внешней камере для любой концентрации газаили пара в воздухе.

4 Испытательная установка

Схемыиспытательной установки для определения БЭМЗ приведены на рисунках 1 и 2.

4.1 Механическая прочность

Испытательнаяустановка рассчитана на максимальное давление 1,5 МПа, что обеспечиваетсохранение установленного зазора с требуемой точностью.

4.2 Внутренняя камера

Внутренняякамера испытательной установки (рисунки 1и 2) представляет собой сферическуюоболочку объемом (20±1) см3, состоящую из двух полусфер с фланцамидлиной 25 мм: нижняя полусфера неподвижная, верхняя прижата пружиной к микрометрическомувинту.

1 - внутренняя камера; 2 -внешняя камера; 3 - микрометрический винт; 4 - насос; 5 -смотровые окна; 6 - верхняя подвижная часть внутренней камеры; 7- нижняя неподвижная часть внутренней камеры; 8 - электроды, междукоторыми возникает искровой разряд; 9 - краны; 10 -огнепреградитель

Рисунок 1 -Установка для определения БЭМЗ

1 - электроды; 2 - камера; 3- краны вакуумные; 4 - смотровое окно; 5 - блок автоматическоготерморегулирования; 6 - датчик температуры; 7 - устройство для перемешиваниясмеси; 8 - микрометрический винт; 9 - головка винта; 10 -крышка; 11 - индуктор высоковольтный; 12 - лабораторныйавтотрансформатор; 13 - вакуумметр; 12 - вакуум-насос; 15- нагревательные элементы; 16 - запальная свеча; 17 -сферическая оболочка

Рисунок 2 - Установка для определения БЭМЗ

4.3Внешняя камера

Внешняя камераиспытательной установки (рисунки 1 и2) представляет собой цилиндрическуюкамеру объемом от 2,3 до 4,0 дм3, оборудованную смотровыми окнами,запальной свечой и кранами.

4.4 Регулировка зазора

Изменениевеличины зазора между фланцами двух полусфер производят вращением головкимикрометрического винта. Микрометрический винт должен быть с шагом резьбы 0,5мм и диаметром 16 мм со шкалой, выгравированной на микрометрической головке.

4.5Введение смеси

Внутреннююкамеру (рисунок 1) заполняют газо-или паровоздушной смесью через отверстие диаметром 3 мм. Объем входных каналов5 см3. Вход во внешнюю камеру состоит из семи отверстий диаметром 2мм. Входные и выходные отверстия для взрывоопасной смеси защищеныогнепреградитетами.

В испытательнойустановке (рисунок 2) внутреннюю ивнешнюю камеры вакууммируют, заполняют горючей компонентой и воздухом илиотдельно приготовленной взрывоопасной смесью.

4.6 Электроды источников поджигания

Электроды должныбыть из нержавеющей стали с искровым промежутком (3±0,5) мм. Они должнырасполагаться вертикально и находиться на расстоянии не менее 14 мм отвнутренней кромки фланцев внутренней камеры.

4.7 Смотровые окна

Одно или двасмотровых окна диаметром 74 мм должны быть расположены на стенках внешнейкамеры.

4.8 Материал испытательной установки

Основныеэлементы испытательной установки и особенно стенки и фланцы внутренней камеры,а также электроды для получения искрового разряда должны изготавливаться изнержавеющей стали. При испытаниях некоторых газов и паров допускаетсяизготавливать основные элементы испытательной установки из других материалов,не вступающих в химическое взаимодействие с окружающей атмосферой в процессеэксперимента.

5 Методика испытаний

5.1 Приготовление взрывоопасных смесей

Для получениядостоверных результатов при проведении испытаний необходимо тщательно следитьза стабильностью концентрации взрывоопасной смеси. Поток взрывоопасной смесичерез внутреннюю и внешнюю камеры (рисунок 1) поддерживают до тех пор, пока концентрация смеси навходе и выходе не сравняется.

В испытательнойустановке (рисунок 2) внутреннюю ивнешнюю камеры вакууммируют, заполняют отдельно приготовленной взрывоопаснойсмесью или горючей компонентой и воздухом по методу парциальных давлений.

Парциальноедавление газа р, кПа, необходимое для одного испытания, в соответствии сзаданной концентрацией смеси рассчитывают по закону Дальтона по формуле

,                                                                 (1)

где        k - заданная концентрация, объемные доли;

             p1 - атмосферное давление, кПа.

После введениягорючего камеры заполняют воздухом до атмосферного давления. Для газов свысокой критической температурой при определении объемной концентрации следуетучитывать отклонение от состояния идеального газа по ГОСТ12.1.044.

При проведенииопытов с жидким горючим веществом количество жидкости т, мм, необходимое дляодного испытания, рассчитывают по формуле

,                                                         (2)

где        М - молекулярная масса;

             V- вместимость камеры, дм3;

             Т- температура испытания, °С;

             r - плотность, кг/м3.

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

Влажностьвоздуха, используемого для подготовки смеси, не должна быть больше 0,2 % по объему(относительная влажность 10 %).

5.2 Температура и давление

Испытанияпроводят при температуре окружающей среды (20±5) °С, за исключением испытанийпаровоздушных смесей, приготавливаемых при более высокой температуре. Давлениево внутренней камере должно быть равно атмосферному.

5.3 Нулевая установка зазора

Передиспытаниями необходимо проверить параллельность фланцев и нулевую установкузазора, при этом усилие, приложенное к головке микрометрического винта, должнобыть небольшим (например, около 10-2 Н).

5.4 Воспламенение взрывоопасной смеси

Воспламенениевзрывоопасной смеси во внутренней камере осуществляют с помощью искровогоразряда, возникающего между электродами при подаче на них высокого напряженияот катушки зажигания.

5.5Контроль за результатами испытаний

Послеприготовления (заполнения) смеси горючего с воздухом в камерах ее поджигаютискровым электрическим разрядом. О наличии взрыва во внутренней камере судят поспециальному датчику. Через смотровое окно наблюдают за результатом испытаний.Если взрыв из внутренней камеры передается через фланцевый зазор во внешнююкамеру и воспламеняет окружающую взрывоопасную смесь, считают, что произошла«передача взрыва»; если взрыв из внутренней камеры не передается через зазор вокружающую среду, то фиксируют «непередачу взрыва». При «непередаче взрыва»смесь поджигают искрой от запальной свечи во внешней камере. После испытаниякамеры продувают воздухом.

5.6Требования безопасности

При выполнениииспытаний должны быть соблюдены правила по технике безопасности при работе совзрывоопасными смесями и электрооборудованием.

При испытанияхтоксичного вещества или вещества, которое выделяет токсичные компоненты приразложении или горении, испытания проводят при соблюдении правил по техникебезопасности при работе с данными веществами. В этом случае испытательнуюустановку помещают в вытяжном шкафу, применяют соответствующие противогаз идегазационные средства.

6Определение БЭМЗ

6.1 ОпределениеБЭМЗ проводят в два этапа: предварительные и подтверждающие испытания.

6.2 Предварительные испытания

Припредварительных испытаниях с заданной концентрацией горючего газа или пара ввоздухе проводят не менее двух видов испытаний на воспламенение смеси воболочке на каждом из зазоров, значения которых находятся между безопасным иопасным зазорами с интервалами 0,02 мм, с целью нахождения наименьшего зазора S100,при котором вероятность передачи взрыва из внутренней камеры во внешнюю равна100 %, и наибольшего зазора S0, при которомвероятность передачи взрыва равна нулю. В последующем зазоры S100и S0 определяют длядругих концентраций горючего в смеси с воздухом, лежащими выше и ниже взятойпервоначально концентрации. По полученным результатам строят график зависимостивеличины зазора от концентрации взрывоопасной смеси.

Из полученныхданных определяют смесь с такой концентрацией, для которой зазоры S100и S0 имеют наименьшее значение.

6.3 Подтверждающие испытания

Приподтверждающих испытаниях результаты проверяют повторением испытаний на каждойустановленной величине зазора на основании 10 опытов при концентрациях смеси,близких к наиболее опасной по передаче взрыва, полученной в предварительныхиспытаниях. По полученным результатам определяют минимальные значения зазора S0min.

6.4 Обработка результатов испытаний

Наибольшаяразница между S0min, полученная после двух серий испытаний,не должна превышать 0,04 мм. Если полученные значения S0min лежат в указанном диапазоне, то за величину БЭМЗ для данногоисследуемого вещества принимают такую, для которой разность между S100min - S0min наименьшая.

Если разностьмежду величинами S0min, полученная при различных серияхиспытаний, превышает 0,04 мм, необходимо провести контрольные испытания послеподтверждения того, что используемая установка позволяет воспроизвеститабличное значение БЭМЗ для водорода, равное 0,29 мм при объемной доле водородав смеси 0,27. Затем следует повторить испытания с исследуемым веществом.

6.5Протоколирование результатов испытаний

После проведенияопытов в протоколе испытаний фиксируют наиболее опасную концентрацию горючеговещества по передаче взрыва через зазор, значение БЭМЗ, категориювзрывоопасности и разность между S100min - S0min.

Концентрация снаибольшей опасностью воспламенения и значения БЭМЗ для различных газов и паровприведены в приложении А.

Условия ирезультаты испытаний должны регистрироваться с погрешностью

- температура... 1 °С

- значениезазора ... 0,01 мм

- разрежение привакуумировании ... 0,1 кПа

- время ... 1с

- объем вещества... 0,05 см3

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

Наиболеелегковоспламеняемая концентрация и значения БЭМЗ для различных газов и паров

Таблица А.1

Наименование и формула газа или пара

Наиболее легковоспламеняемая концентрация, %

БЭМЗ, мм

S100min - S0min, мм

Оксид углерода

СО

40,8

0,94

0,03

Метан

СH4

8,2

1,14

0,11

Пропан

СзН8

4,2

0,92

0,03

Бутан

С4Н10

3,2

0,98

0,02

Пентан

C5H12

2,55

0,93

0,02

Гексан

С6Н14

2,5

0,93

0,02

Гептан

C7H16

2,3

0,91

0,02

Изооктан

C8H18

2,0

1,04

0,04

н-Октан

C8H18

1,94

0,94

0,02

Декан

С10Н22

120/105 (мг/л)

(1,02)

-

Циклогексанон

СбН10О

3,0

0,95

0,03

Ацетон

С3НбО

5,9/4,5

(1,02)

-

Этилметилкетон

С4Н8О

4,8

0,92

0,02

Метилацетат

С3НбО2

208/152 (мг/л)

(0,99)

-

Этилацетат

C4H8О2

4,7

0,99

0,04

Пропилацетат

С5Н10O2

135 (мг/л)

(1,04)

-

Циклогексан

СбН12

90 (мг/л)

(0,94)

-

Амилацетат

C7H14O2

110 (мг/л)

(0,99)

-

Бутилацетат

СбН12O2

130 (мг/л)

(1,02)

-

Хлорвинил

С2Н3Сl

7,3

0,99

0,04

Метиловый спирт

СН3ОН

11,0

0,92

0,03

Этиловый спирт

С2Н5OН

6,5

0,89

0,02

Винилиденхлорид

С2Н2С12

10,5

3,91

0,08

Бензотрифторид

СбН5СF3

19,3 °С

1,40

0,05

Изобутанол

С4Н10О

105/125 (мг/л)

(0,96)

-

н-Бутанол

С4Н10О

115/125 (мг/л)

(0,94)

-

Пентанол

С5Н11 ОН

100/100 (мг/л)

(0,99)

-

Этилнитрит

C2H5ONO

270/270 (мг/л)

(0,96)

-

Аммиак

NН3

24,5/17,0

(3,17)

-

1,3-Бутадиен

С4Нб

3,9

0,79

0,02

Этилен

С2Н4

6,5

0,65

0,02

Диэтиловый эфир

С4Н10О

3,47

0,87

0,01

Оксид этилена

С2Н4O

8,0

0,59

0,02

Городской газ (H2 = 57 %, СО = 16 %)

21/21

0,53

-

Ацетилен

С2Н2

3

0,37

0,01

Водород

Н2

27,0

0,29

0,01

Сероуглерод

CS2

8,5

0,34

0,02

Диоксан

C4H8O2

4,75

0,70

0,02

Изопентан

C5H12

2,45

0,98

0,02

Хлорбутан

С4Н9С1

3,9

1,06

0,04

Ди-н-бутиловый эфир

C8H18O

2,6

0,86

0,02

Диметиловый эфир

С2НбО

7,0

0,84

0,06

Пропилен

С3Н6

4,8

0,91

0,02

Ацетонитрил

C2H3N

7,2

1,50

0,05

Диизопропиловый эфир

СбН14O

2,6

0,94

0,06

1,2-Дихлорэтан

С2Н4Сl

9,5

1,8

0,05

Оксид пропилена

С3НбО

4,55

0,70

0,03

Этан

С2Нб.

5,9

0,91

0,02

Метилизобутилкетон

С6Н12O

3,0

0,98

0,03

Акрилонитрил

CH2=CHCN

7,1

0,87

0,02

Метилакрилат

С4НбO2

5,6

0,85

0,02

Бутилгликоль

СбН12O3

4,2

0,88

0,02

Ацетилацетон

С5Н8O2

3,3

0,95

0,15

Этилацетоацетат

С6Н10О3

2,4

0,90±0,05

0,05

Гексанол

СбН13ОН

3,0

0,94

0,06

Изопропанал

С3Н7ОН

5,1

0,99

0,02

Этилкрилат

C5H8O2

4,3

0,86

0,04

Цианистый водород

HCN

18,4

0,80

0,02

Винилацетат

С4НбO2

4,75

0,94

0,02

Примечание - Значения БЭМЗ, приведенные в скобках, получены путем испытания на испытательной установке, отличной от приведенной в настоящем стандарте.

Ключевые слова:электрооборудование взрывозащищенное, взрывоопасная смесь, концентрация снаибольшей опасностью воспламенения, классификация взрывоопасных смесей,категория взрывоопасности, безопасный экспериментальный максимальный зазор,испытательная установка, камера