ГОСТ 12.1.011-78. Смеси взрывоопасные классификация и методы испытаний


ГОСТ 12.1.011-78

(СТ СЭВ 2775-80)

УДК 622.411.4.001.33:006.354 Группа Т58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СИСТЕМА СТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА

Смеси взрывоопасные

Классификация и методы испытаний

Occupational safety standards system.

Explosive mixtures. Classification and test methods

Дата введения 1979-07-01

Информационные данные

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством электротехнической промышленности СССР

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

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 14. 09.78 № 2509

3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 2775-80

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

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

6. Ссылочные нормативно-технические документы

Обозначение НТД, на которые дана ссылка

Номер пункта

ГОСТ 12.2.020-76

1

ГОСТ 12.2.021-76

5

ГОСТ 12.1.044-89

6.1.2.2

ГОСТ 15150-69

6.1.3

7. Переиздание (май 1991 г.) с Изменениями 1, 2, утвержденными в феврале 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)

1. Настоящий стандарт распространяется на взрывоопасные смеси горючих газов и паров с воздухом, образующиеся в процессе производства во взрывоопасных средах, способные взрываться от постороннего источника поджигания, в которых применяется взрывозащищенное электрооборудование.

Стандарт устанавливает классификацию взрывоопасных смесей по категориям и группам и методы определения параметров взрывоопасности, используемых при установлении классификации смесей.

Классификация взрывоопасных смесей предназначена для получения исходных данных, необходимых при выборке взрывозащищенного электрооборудования согласно ГОСТ 12.2.020-76.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

2. Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категории взрывоопасности в зависимости от величины безопасного экспериментального максимального зазора (БЭМЗ)* и значения соотношения между минимальным током воспламенения испытуемого газа или пара и минимальным током воспламенения метана (МТВ); на группы в зависимости от величины температуры самовоспламенения.

_______________

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

3. Классификация по категориям взрывоопасности смесей газов и паров с воздухом.

3.1. Взрывоопасные смеси подразделяются на категории:

I - метан на подземных горных работах,

II - газы и пары за исключением метана на подземных горных работах.

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

Таблица 1

Категория взрывоопасности взрывоопасных смесей

Величина БЭМЗ, мм

II A

0,9 и более

II B

Св. 0,5 но менее 0,9

II C

0,5 и менее

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

Таблица 1а

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 классификации большинства газов и паров достаточно применения одного из критериев пп.3.2 и 3.3.

Один критерий достаточен в следующих случаях:

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

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

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

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

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

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

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

В тех случаях, когда значение БЭМЗ или соотношение МТВ неизвестны для данного газа или пара, можно условно (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 смеси газов и паров подразделяются на группы в зависимости от величины температуры самовоспламенения согласно табл. 2.

Таблица 2

Группы взрывоопасных смесей

Температура самовоспламенения, град. С

Т1

Св. 450

Т2

" 300 до 450 включ.

Т3

" 200 до 300 "

Т4

" 135 до 200 "

Т5

" 100 до 135 "

Т6

" 85 до 100 "

(Введен дополнительно, Изм. № 1).

4. Распределение взрывоопасных смесей по категориям и группам приведено в приложении 3.

5. Отнесение к категориям и группам смесей, не указанным в приложении 3, производится испытательными организациями 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 стойкого металла и иметь:

цилиндрическую герметичную камеру объемом 4,0 дм3, оборудованную смотровым окном, запальной свечой, вакуумными кранами, нагревательными элементами. Камера должна герметически закрываться крышкой;

сферическую оболочку объемом 0,02 дм3, укрепленную на крышке, и состоящую из полусфер с фланцами длиной 25 мм; нижняя полусфера неподвижная, верхняя прижата пружиной к микрометрическому винту;

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

зазор между фланцами оболочки, который можно менять вращением головки микрометрического винта;

электроды из нержавеющей стали с искровым промежутком (3??0,5) мм, которые должны располагаться вертикально и находиться в 14 мм от внутренней кромки фланцев оболочки;

устройства для перемешивания смеси.

1 - электроды; 2 - камера; 3 - краны вакуумные; 4 - смотровое окно; 5 - блок автоматического терморегулирования; 6 - датчик температур; 7 - устройство для перемешивания смеси; 8 - микрометрический винт; 9 - головка винта; 10 - крышка; 11 - индуктор высоковольтный; 12 - лабораторный автотрансформатор;

13 - вакуумметр; 14 - вакуум-насос; 15 - нагревательные элементы; 16 - запальная свеча; 17 - сферическая оболочка

Черт. 1

Прибор для определения БЭМЗ сконструирован таким образом, что он способен выдерживать максимальное давление 15х105 Н/м2, при этом в момент взрыва не должно происходить увеличения зазора в оболочке.

6.1.1.2. В комплект прибора должны входить:

вакуум-насос;

вакуумметр;

индуктор высоковольтный;

лабораторный автотрансформатор;

блок автоматического терморегулирования нагрева прибора с датчиком температуры;

барометр метеорологический;

набор мерных пипеток вместимостью 1-5 мл.

6.1.1.3. При исследовании токсичного вещества или вещества, которое выделяет токсичные компоненты при разложении и горении, испытание проводят при соблюдении санитарных правил и правил по технике безопасности, принятых для работы с токсичными веществами. В этом случае прибор устанавливают в вытяжном шкафу, применяют соответствующий противогаз и дегазационные средства.

6.1.2. Подготовка к испытанию

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

Проверяют работу системы искрового зажигания: подают переменное напряжение 35-50 В через автотрансформатор и проверяют наличие искры при включении индуктора на 2-3 с.

6-6.1.2.1. (Введены дополнительно, Изм. № 1).

6.1.2.2. Проведение расчетов

Парциальное давление газа p, кПа, необходимое для одного испытания, в соответствии с заданной концентрацией рассчитывается по закону Дальтона о парциальных давлениях

где k - заданная концентрация в объемных долях;

p1 - атмосферное давление, кПа.

Для газов с высокой критической температурой при определении объемной концентрации следует учитывать отклонение от состояния идеального газа по ГОСТ 12.1.044-89.

Для проведения опытов с жидким горючим веществом следует задаться концентрацией этого вещества в воздухе.

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

где M - молекулярная масса;

V - вместимость камеры, дм3;

T - температура испытания, K;

v - плотность, кг/м3.

(Измененная редакция, Изм. № 2).

6.1.2.3. Для проведения испытаний при нагревании включают блок терморегулирования, установив его на температуру испытания.

6.1.3. Проведение испытаний

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

Примечание. Для веществ, упругость пара которых недостаточна, чтобы получить смесь заданной концентрации при температуре окружающей среды, допускается нагрев на 10 град. С выше температуры, необходимой для образования заданной упругости пара.

6.1.3.1. Устанавливается заданная ширина зазора между фланцами.

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

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

6.1.3.3. Включают устройство для перемешивания смеси горючего с воздухом. После перемешивания приготовленную смесь горючего с воздухом поджигают искрой в оболочке и через смотровое окно наблюдают за результатом опыта. Если взрыв из оболочки передается через фланцевый зазор в камеру и воспламеняет окружающую взрывоопасную, смесь считают, что произошла "передача взрыва"; если взрыв из оболочки не передается через зазор в окружающую среду, то фиксируют "непередачу взрыва". При "непередаче взрыва" смесь поджигают искрой от запальной свечи в камере. После проведения опыта камеру продувают воздухом.

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

6.1.3.5. При предварительных испытаниях на определенной (заданной) концентрации горючего газа или пара в воздухе проводят не менее двух испытаний на воспламенение смеси в оболочки на каждом из большого количества зазоров, значения которых находятся между безопасным и опасным зазорами с интервалами 0,02 мм, с целью нахождения наименьшего зазора S100, при котором вероятность передачи взрыва из оболочки в камеру равна 100%, и наибольшего зазора S0, при котором вероятность передачи равна 0. В последующем зазоры S100 и S0 определяют для других концентраций горючего в смеси с воздухом, лежащих выше и ниже взятой первоначально. По полученным результатам строят график зависимости величины зазора от концентрации.

Из полученных данных выделяют смесь такой концентрации, для которой величины S100 и S0 имеют наименьшее значение.

6.1.3.6. При подтверждающих испытаниях результаты проверяют повторением испытаний на каждой установке зазора по 10 опытов на концентрациях, близких к наиболее опасной по передаче взрыва, найденной в предварительных испытаниях. По полученным результатам определяют минимальные значения (S0)min.

6.1.4. Обработка результатов

6.1.4.1. Максимальная разность между величинами (S0)min полученная при двух сериях испытаний, не должна превышать 0,04 мм. Если полученные величины лежат в указанном диапазоне, то за величину БЭМЗ для данного исследуемого вещества принимается такая величина, для которой разность (S100)min-(S0)min наименьшая.

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

_________________

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

Затем следует повторить испытания с исследуемым веществом.

6.1.4.3. После проведения опытов в протоколе испытаний фиксируют наиболее опасную концентрацию горючего вещества по передаче взрыва через зазор, значение БЭМЗ, категорию взрывоопасности согласно табл. 1 и разность (S100)min-(S0)min

Концентрация с наибольшей опасностью воспламенения и значения БЭМЗ для различных газов и паров даны в обязательном приложении 1.