Способ определения минимальнойэНЕРгии зАжигАНия ТВЕРдыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N25/52 

. -1 . ; Изобретение относится к обеспече,. нию пожарной безопасности объектов наiродного хозяйства и может быть исполь:эовано для определения минимальной энергии зажигания металлов и других злёктропроводных материалов и веществ в различных средах, поддерживающих горение. Для определения возможности врзникновения пожара сравнивают минимальную энергию зажигания материала или вещест ва с величиной энергии возможных источ ников зажигания. В последнее время возникла необходимость в определении минимальной эне гии зажигания металлов. Это обусловлено широким использованием газовых сред с высоким содержанием кислорода, в которых возникают пожары, при этом основным горючим материалом являются металлические детали. Нередко происходит воспламенение деталей из магниевых сплавов в воздушной среде. Известен способ.определения минимальной энергии зажигания газов, жидкостей, пылевоздзтнных смесей, твердых и Ж1едких взрь1вча1ых веществ, заювочающийся в воздействии электрического разряда конденсаторов на испытуемый материал, находящийся между электрода-, ми. Однако этим способом не удается обеспечить зажигание металлических образцов. Известен способ для определения минимальных энергий зажигания металлических образцов, заключающийся в использовании в качестве источника зажигания навески из легковоспламеняющегося в данной среде вещества . Недостатком данного способа является низкая TO4HocTt определения минимальной энергии зажигания. Прэтому определенное этим способом значение минимальной энергш зажигания Мржет оказаться намного выше действительного. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому .является сп соб определения минимальной энергии зажигания твердых материалов, заключшощийся в создании высоковольтного разряда между двумя электродами измерении времени до момента зажигания образца. тепловой мощности разряда, по которым судят о величине минималь ной зажигания |д. Однако данный способ не обеспечив ет высокую точность измерения минимальной энергии зажигания металпов, так как при размещении металлическо.го образца ы&кду электродами он, являясь токопроводящим, изменяет меж:электродное расстояние, йри этом B03f i KaioT два разряда - между .образщж и каждым из электродов, что ведет к существенному и неконтрсхлируемому из MeHeifflH мощности, а это к ошибке в определении энергии зажиганняс. Кроме того, согласно, теоретическим расчета и экспериментальным д(нным, полученным в организации-заявителе, от 60 д 80% трепловой энергии, вьщеляемой в разряде, уходит в электроды и не уча вует в .зажигании образца. Эти потери не учитываются, поэтому измеряемое данным способом значение энергии зажигания в несколько раз преклпает дейсГтвнтельное. изобретения - повышение точности определения минимальной энергяи зажигания металлических изделий. Поставленная цель достигается тем что в известном способе определения минимальной энергии зажигания твердых материалов, образец включают в ; разрядную цепь в качестве одного из электродов. На фиг. 1 схематически представле но устройство для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - график значений минимальной энергии зажигания листа. Устройство содержит образец 1 (фиг/ ),. закрепленный на штанге 2, конец которой выводят из камерй и соедияяют с высоковольтным источником перемеяного тока. Для цзмерешш тепло передачи при разряде в з лектроде 3 его выполняют таким образом, чтобы он .составлял с калориметром 4 единую калориметрическую систему. В калориметре 4 устанавливают датчик 5 температуры, например термопару. Калориметр с помощью проводника 6 из матери 04 ала с низкой теплопроводностью соединяют с электропроводящей штангой 7. При необходимости воздействия разрядом- на плоскость, образец материала ра.сполагают в соответствии со схемой (фиг. 1, вариант 1). Энергию зажигания испытуемого материала определяют следукщим образом: устанавливают электрод 3 относительно образца 1 на определенном расстоянии и создают в экспериментальной камере необходимую газовую среду. При заданных параметрах газовой среды воздействуют на образец материала высоковольтным разрядом известной мощности. Определяют время задержки зажигания образца 1 и соответствукнций ему подъем температуры калориметра 4. Рассчитнюают тепловые потери в Электроде 3 по формуле ЕГ( H,uTg, где Н - постоянная калориметрической ; системы; &Т|. - подъем температуры калориметра за время от начала воздействия разряда до момента зажигания. Энергию зажигания образца испытываемого материЬ1а определяют по формуле Е Efj. За минимальную энергию зажигания принимают наименьшее значение, ползгчаемое при различных мощностях разряда и расстояниях между образцом 1 и электродом 3. При определении энергии зажигания используется высоковольтный электрический разряд мощностью от 9 до 27 Вт. Мощность разряда определяется калориметрическим методом при межэлектродном расстоянии от 2 до 6 мм. Минимальную энергию зажигания определяют для листа из нержавекяцей стали Х18Н9Т, , толщиной 0,1 мм. Измерение проводится в среде газообразнего кислорода при давлении от 1 до 5,5 кГс/см. Значения минимальной энергии зажигания листа из нержавекщей стали Х18Н9Т толщиной 0,1 мм, полученные при различных давлениях предлагаемым способом (кривая 1) и известным способом с навеской смазки ЦИАТИМ-205 (кривые 2 и З) приведены на фиг. 2. Данные для сравнения взяты из источника (1). Кривые 2 и 3 определены соответственна при двухстороннем и одностороннем нанесении смазки на лист. Кривая 1 определена при воздействии ствии разряда на плоскость листа (фиг. 1, вариант 1). Сравнение графиков I и 2 показывает, что минимальная энергия зажигания листа, определяемая предлагаемым способом (кривая О, знaчиfeльнo ниже . соответствующего значения, определяемого известным способом (кривая 2): при давлении 1 кГс/см - в 130 раз, при давлении 5 кГс/см - в 95 раз. Столь большая разница в измеренных значениях объясняется большими и неконтролируе1« 1ми теплопотерями от горя щей навески в окружающую среду. Поэтому значение энергии зажигания, полученное с помощью навески, не может быть использовано, как надежшлй параметр для оценки пожарной опасности ме таллов . Для сравнения значений минимальной энергии зажигания, получаемых предлагаемым способом, со значениями полу ченными способом, выбранным нами в качестве известного, были проведены эксперименты с образцами из стали Х18Н9Т, тогациной 0,1 мм. Зажигание материала осуществлялось на срезе лис та при давлениях кислорода 1,0 и 1,3 кГс/см. i Энергия зажигания материала, опред ляемая предлагаемым способом, при давлениях 1,0 кГс/см и 1,3 кГс/см равна 14,88 Дж и Ю,14 Дж соответственно. При испытании материалов способом, принятым нами в качестве известного значение энергий зажигания при давлении 1 ,3 КГС/СМ равно 101,72 Дж. С уч том тепловых потерь в электроды, составляющий 82,39 Дж, значение минимальной энергии равно 19j33 Дж. При давлении кислорода 1,0 кГс/см залшг ния образца не происходит. . . Как видно из полученных результат тов, определение минимальной энергш зажигания способом, выбранным нами в качестве известного, дает завышенное значение. Использование предлагаемого способ определения минимальной энергии зажигания металлов имеет несомненные преимзпцества по сравнению с известнымй. Включение образца в разрядную цепь и использбвание его в качестве одного из электродов позволяет применять для зажигания металлов высоковольтный электрический разряд - источник, обладающий стабильными и воспроизводимыми характеристиками, что способствует повышению точности определения минимальной энергии зажигания. Способ предусматривает измерение и учет доли тепла,.не участвукшей в зажига1даи, что так же позволяет значительно повышать точность измерения энергии зажигания. Кроме того, применение предлагаемого способа обеспечивает возможность определения минимальной энергии зажигания металлических изделий любой конфигурации, так как второй электрод подводится к любой точке изделия. Формула изобретения Способ опредедения минимальной энергии зажигания твердых материалов, заключающийся в создании высоковольтного разряда меязду двумя электродами, .измерении времени до момента зажигания образца и тепловой мощности разряда,по которым судят о величине минимальной энергии заяшгания, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения точности определения минимальной энергии зажигания металлических образцов, образец включают в разрядную цепь в качестве одного из электродов.. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Иванов Б. А. Безопасность примейения материалов в контакте с кислородом. М., Химия, 1974, с, 78-96, 147-152. 2 Вопросы горения и тушения мате риалов в обогащенных кислородом средах. 96. М., 1977, с. 39-46 (прототип)