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文档简介
一、工作简况 (一)任务来源 1(二)制定背景 1(三)起草工作过程 2(四)起草小组人员组成及所在单位(报批稿必须) 4二、国家标准编制原则、主要技术要求的依据及理由 (一)编制原则 5(二)主要技术要求的确定依据 5三、与法律法规及其他强制性标准的关系,配套推荐性标准的制定情况 (一)与法律法规及其他强制性标准的关系 24(二)配套推荐性标准的制定情况 24四、与国际标准化组织、其他国家或地区有关法律法规和标准的对比分析 (一)与国际、国外同类标准技术内容的对比情况 24(二)以国际标准为基础的起草情况 27五、重大分歧意见的处理过程、处理意见和依据 六、标准实施过渡期建议 七、实施国家标准的有关政策措施 八、对外通报的建议及理由 九、废止现行有关标准的建议 十、涉及专利的有关说明 十一、国家标准所涉及产品、过程或服务的目录 十二、其他应予说明的事项 1一、工作简况(一)任务来源根据国家标准化管理委员会《关于下达2024年第六批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》(国标委发〔2024〕35号)的要求,推荐性国家标准《空气中可燃气体爆炸指数测定方法》修订项目由应急管理部归口,计划编号为20242404-T-906。应急管理部委托全国消防标准化技术委员会基础标准分技术委员会(SAC/TC113/SC1)承担组织起草和技术审查任务。(二)制定背景经济社会的发展、工业化进步使得安全的重要性日益增长。近年来,新能源行业的发展带来了新的安全问题,储能电池和系统大规模热失控带来的火灾问题,需要开展电池热失控释放气体发生爆炸的压力及其压力上升速率等爆炸指数测试研究。此外,业内公认MethodforEvaluatingThermalRunawayFirePropagationinBatteryEnergyStorageSystems),也对热失控气体最大爆炸压力和爆炸压力上升速率的测定提出要求。可燃气体爆炸指数是评价可燃气体火灾危险性的重要参数,爆炸压力、爆炸压力上升速率用于表征可燃粉尘、可燃气体或粉尘-气体混合物的爆炸强度。现行国家标准“空气中可燃气体爆炸指数测定方法”GB/T803-2008等同采用国际标准ISO6184-2:1985《爆炸防护系统——第二部分:空气中可燃气体爆炸指数的测定》(至今尚未修订实施至今已经15年。国内外研究气体、粉尘爆炸强度等爆炸指数的设备大多采用20L球形爆炸容器,而GB/T803-2008标准中的装置为1m3球形爆炸容器,且试验步骤等技术内容不够详实,制约了该标准的实际应用。UL9540A“评估电池储能系统中热失控火传播的测试方法”,引用了欧盟标准EN15967测试热失控气体的最大爆炸压力pmax。欧盟标准现行版本为EN15967-2022,规定了环境温度和压力条件下静态易燃气体/空气/惰性气体混合物的(最大)爆炸压力、(最大)爆炸压力上升速率的测定方法,技术内容成熟,本标准修订参照其补充完善GB/T803中试验步骤等相关技术内容,提高测试方法的可操作性,以适应新兴行业及社会发展的需求。(三)起草工作过程1.初稿编制阶段(1)标准立项及启动(2024.09)年第六批推荐性国家标准计划及相关标准外文版计划的通知》,正目编号20242404-T-906)。2024年9月上、中旬,组织筹备标准修订项目组参编单位及参编人员,确定组织架构。主编单位技术骨干根据立项编写的标准草案拟定任务清单,编写《空气中可燃气体爆炸指数测定方法》标准修订项目实施方案讨论稿,开展项目启动筹备工作。32024年9月26日标准修订项目主编单位应急管理部天津消防研究所在天津组织召开标准立项启动会。各参编单位参编人员以线下、线上(/dm/gOixwlvhTNBO,#腾讯会议:218-189-018)方式参加会议。经过充分讨论,编制组讨论通过《项目实施方案》,确定了标准修订具体任务、任务分工和下一步工作计划。(2)文献调研阶段(2024.09-2024.12)项目组收集了与可燃气体/粉尘爆炸特性测试方法相关的国际美国UL9540A等与可燃气体爆炸指数直接相关的测试方法标准,等可燃粉尘爆炸指数相关试验方法标准,以及EN14460、EN13445-3、EN13480-3等试验装置相关标准。项目组翻译并研究了上述国际先进标准,重点分析了EN15967与本项目标准技术内容(3)标准研讨、试验验证阶段(2024.11-2025.2)按照《项目实施方案》,项目组内部分组开展了标准讨论稿技术条款与ISO标准原文翻译的核校,确定需要进一步讨论的技术条款。项目技术骨干针对相关条款召开会议集中讨论并达成一致。参编单位实验室按标准要求开展比对试验。比对试验选取典型可燃气体甲烷、氢气开展测试。参加试验的单位有应急管理部天津消防研究所、中石化安全工程研究院有限公司、吉林市宏源科学仪4器有限公司。(4)形成标准征求意见稿阶段2025年1月至3月,主编单位参编人员召开多次标准征求意见稿草案讨论会,商定标准中推荐爆炸反应容器规格、点火装置要求、待测样品制备、爆炸指数确定步骤等关键技术内容;同时依据标准编制过程中开展文献调研、试验研究的成果撰写征求意见稿编制说明。2025年3月14日,主编单位就征求意见稿向参编单位专家征求意见,各参编单位专家于3月28日前向主编单位反馈了修改意见建议。主编单位依据专家意见对标准征求意见稿进行再次修改完善,同时完成标准征求意见稿编制说明的修改。2.征求意见阶段3月31日标准编制组向全国消防标准化委员会提交标准征求意见稿及其编制说明。(四)起草小组人员组成及所在单位(报批稿必须)根据立项计划,2024年9月成立标准起草工作组,应急管理部天津消防研究所牵头负责本文件的修订工作,中石化安全工程研究院有限公司、中国安全生产科学研究院、吉林市宏源科学仪器有限公司、中国计量大学参加标准的修订工作,见表1。本文件修订主要起草人员及分工见表2。序号单位名称统一社会信用代码1应急管理部天津消防研究所12100000401232339X52中国安全生产科学研究院12100000H52629621E3中石化安全工程研究院有限公司91370212MA94DUJR1B4中国计量大学1233000047000906985吉林市宏源科学仪器有限公司912202147593191722序号姓名单位身份证号主要工作二、国家标准编制原则、主要技术要求的依据及理由(一)编制原则为了适应国家标准化管理工作的需要,本标准的工作组遵循GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和标准化文件为基础的标准化文件起草规则》、GB/T20001.4-2015完成本标准的制定工作。GB/T803-2008等同采用ISO6184-2:1985,该国际标准至今尚未修订,最近一次审查和确认的时间为2021年,标龄已达40年。该6标准试验步骤等技术内容不够详实、实验容器为1m3爆炸容器。我国相关科研院所研究爆炸特性的主要采用20L球形爆炸容器,导致转化为我国国家标准后,实际实验研究操作和应用困难。为了提高标准在国内的推广应用,本次修订将参照相关国际标准完善标准的主要技术内容,与采标标准ISO6184-2:1985技术内容的一致性程度为“非等效”。(二)主要技术要求的确定依据1.爆炸反应容器GB/T803-2008中用来测定空气中可燃气体爆炸指数的通用爆炸反应装置为长度与直径之比1:1的1m3圆柱形容器。国内涉及爆炸参数测试试验方法的国家标准使用的装置情况见表3。经调研发现,目前国内开展气体爆炸测试及研究工作的装置有管式爆炸极限测试装置(GB/T12474)、非常温爆炸极限12L或5L短环颈瓶测试装置(GB/T21844)、20L球形不锈钢爆炸罐。其中采用20L球形爆炸装置测试可燃气体的爆炸压力和爆炸压力上升速率等参数使用更为广泛,且该装置也广泛应用于可燃粉尘爆炸试验研究(如GB/T16425国内开展爆炸相关技术研究的机构中仅有个别实验室拥有1m3圆柱形容器,且利用该装置开展有偿测试服务成本高昂,公开发表文献中也未见实验室利用该装置开展相关试验研究的报道。标准修订组查询国内外典型可燃气体(氢气、甲烷、氨等)相关研究文献,也未见国外学者利用1m3圆柱形容器开展爆炸指数的试验研究的结果。76184-1985、EN15967-2022和UL9540A-2019(引用EN15967)。EN15967-2022中要求“试验容器的内部容积应等于或大于5L(0.005m3)。如果使用圆柱形容器,则长径比应等于1±0.05”。鉴于20L球形爆炸容器为国内普遍用于开展气体爆炸性能测试及研究的装置,结合国内外学者相关研究结论和安全角度考虑,本次标准修订增加20L球形爆炸容器作为推荐使用装置。2.试验步骤2008年版标准等同采用国际标准,仅笼统描述了试验步骤,缺少试验准备期间待测样品混合气制备、初始测试浓度值选取等内容,也没有详细规定试验过程、重复试验频次、参数确定精度等技术内容。本次修订总结各参编单位开展相关试验的经验,同时参考EN15967-2022,规范化爆炸指数测定程序及相关技术要求。(三)标准修订变化及依据(仅修订标准需要列出)1.新旧标准水平对比新修订标准参考“ISO6184—2:1985(E)《爆炸防护系统——第2部分:空气中可燃气体爆炸指数的测定》”起草,一致性程度为非等效,保留了该标准部分技术内容,同时参考了欧盟标准EN15967试验混合气制备、试验步骤、装置验证等部分的主要技术内容,标准水平与国际标准保持一致。2.修订变化及依据(1)装置技术要求8增加20L球形爆炸容器作为推荐使用装置。20L球形爆炸容器广泛用于可燃气体、可燃粉尘爆炸性参数的试验研究,GB/T38301-2019“可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法”中要求“球式装置可为20L的球形不锈钢爆炸罐、1m3的圆柱形容器、5L或12L短环颈瓶,分别应符合GB/T16425、GB/T803、GB/T21844相关试验装置的规定”。GB/T16425-2018“粉尘云爆炸下限浓度测定方法”中给出装置示意图(见图1同时规定了罐体设计承压≥2.0MPa。EN15967-2022“Determinationofmaximumexplosionpressureandthemaximumrateofpressureriseofgasesandvapours”中规定,容器和容器上任何部件(阀门、点火器、传感器等)能承受最大压力应不低于2MPa,同时给出设计使用的附加信息“有关试验容器设计的指南可在EN14460,EN13445-3andEN13480-3中找到”。现行EN14460-2018“Explosionresistantequipment”,现行国家标准年立项修订(征求意见阶段据该标准编制说明“主要技术内容与EN14460-2018一致”。因此,标准中关于爆炸反应容器设计附加信息用国家标准GB/T24626代替了EN14460。炸极限测定方法9直径60mm±5(2)安全防护要求增加测试试验的安全防护要求。由于可燃气体爆炸指数测试过程中会出现非常高的爆炸压力,故要求该容器及其阀门等附件应能承受系统最大爆炸压力。待测可燃气体混合物一旦发生泄漏爆炸容易导致测试人员伤亡,为此要求实验室内应保持良好通风,防止因装置清洗、充气吹扫、泄漏或真空泵废气排放而形成爆炸性气体环境。当待测可燃气体混合物或其燃烧产物有毒时,会对操作人员造成危害,还应采取措施防止避免发生危害。点火系统发生故障时,可燃气体混合物浓度处于爆炸极限范围内,一旦遇火源会发生燃烧爆炸,因此要求试验结束后应进行充分吹扫和稀释。同时要求试验装置与操作人员之间应设置防爆屏障,防止飞散的碎片对操作员造成伤害。(3)试验准备技术要求增加了待测样品制备技术要求。GB/T803-2008在试验步骤中仅以列举方式原则性规定“在1m3容器内配置混合气,例如采用分压配置法,使该混合气的压力达到大气压力。应保证该混合气浓度的准确性和均匀性”(见GB/T803-2008的4.3.1)。新修订标准增加了在爆炸反应容器外部预混气体的制备程序和要求,7.1.1条规定“采用分压法或在容器内部或外部混合的方法制备待测样品”,参考欧盟标准要求混合气制备的分压测量系统精度应至少为±0.2kPa。增加了待测样品初始测试浓度技术要求。适当选取初始测试浓度,可以减少试验频次提高试验效率。项目组已开展研究表明,丙烷、氨气等典型可燃气体在封闭空间内引燃后最大爆炸压力pmax出现在化学当量浓度附近(见图2);学者相关研究表明,最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率在当量比为1.1时达到峰值(见图2、图3CuiG,WangS,LiuJ,etal.Explosioncharacteristicsofamethane/airmixtureatlowinitialtemperatures[J].Fuel,2018,234(DEC.15):886-893.DOI:10.1016/j.fuel.2018.07.139.因此对于已知可燃气体规定“计算可燃气体与氧气反应的化学当量比,初始测试浓度参考值取化学当量比的1.1倍”。爆炸下限(LEL)是可燃气体在空气中能够燃烧的最低浓度,而化学当量浓度是指可燃气体与空气完全燃烧时的浓度。基于燃烧丙烷等化学当量浓度约为LEL的2倍。开展相关研究的学者已经通过试验验证:LEL的2倍与化学当量浓度具有较好的一致性,尤其是对于碳氢类的单一组分或简单混合气体。在工业安全评估中,LEL的2倍作为化学当量浓度是一种快速、简便的估算方法,可用于爆炸风险评估和通风系统设计。因此,对于未知组成的过程样品初始测试浓度参考值确定,建议将爆炸下限的2倍作为爆炸指数实验时的初始测试浓度。(4)测试浓度序列标准方法要逐步改变可燃气体/空气混合物中可燃气体的浓度,确定最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率,为了减少试验次数,提高测试效率,增加了测试浓度序列要求。已有研究表明爆炸压力和爆炸压力上升速率的峰值通常在接近化学当量比的浓度附近达到,为了快速、准确测得爆炸指数按7.1.5确定了初始测试可燃气体浓度参考值(化学当量比的1.1倍)后,选定参考值的0.8倍、1.0倍、1.2倍和1.4倍为测试浓度序列开展试验。(5)装置验证测定装置系统组件直接影响爆炸参数的准确性和可靠性。装置的容积和形状会影响爆炸压力的分布和传播。点火能量和点火位置对爆炸参数的测定也有显著影响,高点火能量可能导致更高的爆炸压力,而点火位置的不同会影响压力波的传播路径。因此增加了对装置性能验证的要求。从查阅的大量文献资料发现,不同学者利用不同容积、形状的试验装置获得的数据存在不同程度的差异(见表6),为了提高测定结果的准确性、可靠性和可比性,应每年或当装置的部件更改或更新时验证装置的性能,装置验证包括最大爆炸压力和最大压力上升速率测试值的验证,附录B和附录C给出了典型可燃气体最大爆炸压力和最大压力上升速率参考测试值。(6)试验报告由于爆炸指数是预混气在某些条件下(即在指定的初始温度和压力下)的固有特性,因此不同实验室应在相同试验条件下开展试验,对相同的预混气得到几乎相同的试验结果。密闭容器爆炸的最大压力上升速率除受燃料-空气混合物的成分、压力和温度(决定热量释放速率的因素)、点火源的大小、能量和位置预先存在或燃(ExplosionCharacteristicofHydrogen-airMixtureinConfinedSpace,2009)研究也表明爆燃指数的值将随着容器容积的增加而增加。从查阅文献资料及标准修订相关实验室结果可以看出,爆炸指数pm(pmax)具有较好的一致性,但由于不确定性来源差异,不同研究人员对同种混合气得到的爆炸指数K(Kmax)存在很大差异,例如相同的甲烷/空气混合物利用球形容器测定的Kmax范围为。因此,要求试验报告应明确试验装置爆炸反应容器形状、容积。(7)主要试验、验证结果及分析20L球形爆炸容器试验比对应急管理部天津消防研究所作为国内领先,国际知名的消防科学综合研究机构,拥有一批高素质的专业消防研究人才,技术力量雄厚。已建立易燃易爆危险化学品火灾危险性参数实验室,研究团队曾主持制定和参与制定多项危化品危险特性参数测试方法标准,拥有一批可燃气体/粉尘燃爆参数的标准测试装置,如20L球形爆炸测试装置、可燃气体爆炸极限装置(常温、非常温)、最小点火能测试装置等。各参编单位均长期从事相关技术研究,为本标准的主要使用单位,其中中国安全生产科学研究院是应急管理部直属的综合性和社会公益性科研事业单位,以开展安全领域基础性、综合性、前瞻性科学研究和解决重大事故预防、监控、预警和应急救援等重大技术关键问题为主要方向;中石化安全工程研究院有限公司是中国石化直属的HSE科学技术研究机构,已经成为我国石油化工行业安全、健康和环境(HSE)科学研究和应用技术开发的重要基地,也是国家危险化学品管理、危害预防与控制、应急救援的重要技术支撑单位;吉林市宏源科学仪器有限公司是集研发与生产于一体的技术密集型企业,系消防标准化技术委员会委员单位,分析测试领域科技装备资源企业,在粉尘/气体/液体爆炸参数试验装置技术性能方面经验丰富。条件下开展了典型可燃气体与空气的混合气爆炸参数比对试验。参与试验比对的实验室有中石化安全工程研究院有限公司的实验室、应急管理部天津消防研究所。试验对比采用了进口和国产20L球形爆炸容器实验装置,分别为捷克OZMResearchs.r.o.的20L球形爆炸测试装置和吉林市宏源科学仪器有限公司研发的20L球爆炸装置,装置实物图如图4所示。比对试验数据包括最大爆炸压力pmax和最大爆炸压力上升速率。比对试验结果与EN15967给出相关实验实验室序号气体浓度pmaxEN15967pmax相对误差EN15967相对误差%MPaMPa%MPa/sMPa/s%110.0%0.868--29.723.5±0.7426.4%10.5%0.8740.83±0.035.3%---31.0%0.8140.79±0.033.0%---35.0%0.799--294.2296.5±20.20.8%210.0%0.857--20.923.5±0.7411.3%10.5%0.8530.83±0.032.8%---31.0%0.8260.79±0.034.6%---35.0%0.792--345.1296.5±20.216.4%pmax%%%12试验数据表明,甲烷、氢气最大爆炸压力值与EN15967附录中用于装置验证的试验数据的相对误差值为2.8%~5.3%,最大爆炸压力上升速率的相对误差值为0.8%~26.4%;同一实验室相同浓度可燃气体重复试验数据中,最大爆炸压力值的相对离散度区间为0.7%~2.0%。由此可以看出,同一实验室测得的2个爆炸特性数据都有较好的一致性,不同装置测得的最大爆炸压力值也具有较好的一致性。在气体爆炸研究中,通过实验数据绘制出的压力-时间曲线,可以反映出爆炸过程中压力的变化情况,最大爆炸压力上升速率是该曲线的一个重要特征参数。在压力随时间变化的曲线上,最大压力上升速率附近可能出现振荡或记录的曲线上有噪点,需进行数据平滑处理,因此最大压力上升速率结果的准确度取决于数据平滑处理的数学方法。不同的装置开发商选取了不同的数据平滑处理方法,这也是最大压力上升速率差异性较大的主要原因。文献数据分析编制组查阅了国内外开展典型可燃气体爆炸特性研究的相关文献,相关研究采用了不同规格形状的爆炸反应容器,如0.52L、器。文献中报道的测定甲烷爆炸指数K的结果如表6所示。33(11.0~261)bar·m·s-1。影响爆炸指数Kmax结果的因素较多。试验研究及文献数据分析结论综合项目组已有研究成果及本项目比对试验研究、文献资料调研结果,可以得出如下结论:1)影响气体最大爆炸压力pmax的因素有爆炸反应容器的容积、容器的长径比、点火源的能量、试验初始温度、试验初始压力以及混合气体的紊流度等,但核心影响因素是可燃气体自身的特性。2)不同容器测得的最大爆炸压力pmax具有可比性。3)气体爆炸压力上升速率(dp/dt)是衡量混合气反应剧烈程度的重要参数。它反映气体燃烧速度,体现爆炸强度,与爆炸反应容器的容积密切相关。4)爆炸指数K值受爆炸反应容器容积的影响较大,实验室间比对结果应明确指出K值对应的爆炸反应容器容积。4引入国内使用更为广泛的20L球形爆的圆柱形爆炸反应容器技术要求移至验装置各组成的通爆炸指数试验装置由爆炸无详细给出试验装置无详细规定了爆炸反应容器的容积、形无给出分压法和预混方式制备待测样品的配置及设计误差设计及操作人员了点火装置独立设置可燃气体和空气混合气利电火花和电热丝是引燃可燃气体的两种主要方式,参考试验用静态混合气和紊流放电电极构成的火花间隙应在容器的几何中心,极更高的电压才能产生足够的火花能量的微小变化可能显此实验中需严格控放电时间未引燃导致待测整为(0.5±0.02)s,进行放电火花的持续时间直接影响点火能续时间火花能提供大容积容器、长持炸指数更接近实际火花放电时间参照欧盟标准取较小数无详细给出压力测试单元的组成及其安利于试验结果具有无初始温度是影响气体爆炸参数试验结于开展试验数据分5无由于可燃气体爆炸指数测试过程中会出现非常高的爆炸毒或其产物有毒都可能威胁操作人员6无试验数据比对及应74.3.1静态混合气爆炸试验4.3.2湍流的混合气爆炸确定精度等技术内利于试验数据比对无增加试验准备并明确试验前准备相关按下列方式计算或估算达其作为初始测试浓度参考a)计算可燃气体与氧气反b)用组分相似或同源系列的其他可燃气体估算参考c)对于未知组分的中间产无适当选取初始测试依据开展爆炸参数测试的已有试验经度参考值的确定要7.2静态混合气爆炸指数的详细给出试验的操紊流混合气爆炸指数的测以条款形式细化试8无给出试验验证参考或在装置发生改变时验证装置性能要96采用的试验装置及点火装置在试验报同实验室间试验数爆炸反应容器构成无压力时间曲线的平滑直接影响爆炸压指导有利于提高数无给出几种典型可燃气体最大爆炸压力无给出几种典型可燃气体最大爆炸压力三、与法律法规及其他强制性标准的关系,配套推荐性标准的制定情况(一)与法律法规及其他强制性标准的关系现行国家标准《可燃气体或蒸气极限氧浓度测定方法》(GB/T38301-2019)规定了可燃气体(蒸气)极限氧浓度的测定方法,该标准的试验装置部分规范性引用了GB/T803-2008。(二)配套推荐性标准的制定情况本标准为推荐性国家标准,无配套的推荐性标准。四、与国际标准化组织、其他国家或地区有关法律法规和标准的对比分析(或与测试的国外样品、样机的有关数据对比情况)(一)与国际、国外同类标准技术内容的对比情况现行国际标准ISO6184-2:1985最近一次审查和确认的时间为2021年。欧盟标准EN15967(气体和蒸气最大爆炸压力和最大压力上升速率的确定)规定了环境温度和压力条件下静态易燃气体/空气/惰性气体混合物的(最大)爆炸压力、(最大)爆炸压力上升速率的测定方法。该标准技术内容较完备,被UL9540A“评估电池储能系统中热失控火传播的测试方法”引用作为测量最大爆炸压力的方法,在电池安全性能评估中发挥积极作用。考虑到国际标准ISO6184-2标龄较长,使用非主流规格的试验装置,且试验装置技术要求内容不完善,试验步骤不详实,难以满足开展相关研究及应用的技术人员需求。本次修订,增加20L球形爆炸容器作为推荐使用装置,详细规定了试验装置组成及其满足测试的技术要求,给出了详实的试验操作步骤。修订标准与ISO6184-2:1985的一致性程度为非等效,同时参照了欧盟标准EN15967-2022。表8为修订标准与国际标准对比情况。DeterminationofexplosionindicesofDeterminationofexplosionindicesofDeterminationofmaximumrateofpressureriseofgases物时间分辨率:至少无2.相关国际标准情况ISO6184“防爆系统”系列标准共4个部分。现行国际标准ISO6184-2:1985为“防爆系统”系列标准的第2部分,ISO6184系列标准对比情况见表9。尘爆炸指数测定体爆炸指数测定空气混合物外的燃料/空气混1m3柱形容器,-表10列出了爆炸特性测试相关的其他国际标准。 -(二)以国际标准为基础的起草情况1.与国际标准指标差异情况及理由本试验方法标准对应的国际标准为ISO6184-2:1985。本标准参考“ISO6184—2:1985(E)《爆炸防护系统——第2部分:空气中可燃气体爆炸指数的测定》”起草,一致性程度为非等效。本文件未采用国际标准ISO6184-2:1985的原因如下:1)结构调整。由于国际标准的试验步骤等技术内容不够详实,不能规范化、高效指导用户开展测试研究,降低了不同实验室间数据的可比性,制约了该标准的实际应用。本次标准修订,描述了组成试验装置的爆炸反应容器、配气单元、点火装置、压力测试单元、温度测量单元的技术要求;详细规定了测试程序及相关的技术内容,包括待测m的确定、pmax和(dp/dt)max的确定、K和Kmax的确定、紊流混合气爆炸指数的测定程序及装置验证。由于增加技术内容较多,无法清楚地说明这些调整。2)技术差异。增加20L球形爆炸容器作为推荐使用装置本标准的上一版GB/T803-2008/ISO6184-2:1985等同采用国际标准ISO6184-2:1985,试验装置要求与国际标准保持一致。ISO6184-2:1985中“4.2试验装置”规定“用于测定空气中可燃气体爆炸指数的通用爆炸反应装置为长度与直径之比1:1的1m3圆柱形容器”,“4.4替代试验方法”规定“可采用其他的试验设备和试验方法来测得混合气的爆炸指数。对于大多数可燃气体,采用替代试验方法测定的结果应与采用容积为1m3容器测定的结果相同”。经调研发现:a)20L球形爆炸容器广泛用于可燃气体、可燃粉尘爆炸性参数的试验研究;b)国内仅有个别实验室拥有1m3圆柱形容器,由于利用该装置开展有偿测试服务成本高昂,尚未系统开展过相关试验的研究及技术服务;c)项目组查阅公开发表文献中未见实验室利用该装置开展相关试验研究的报道;d)项目组查询国内外典型可燃气体相关研究文献,也未见国外学者利用1m3圆柱形容器开展爆炸指数的试验研究的结果。因此为了可燃气体爆炸指数试验方法更好地服务于工业安全及新能源行业安全研究,将20L球形爆炸容器作为推荐使用的试验增加试验装置技术要求为了提高不同实验室可燃气体爆炸指数试验数据的精准性、可比性,同时确保试验过程的安全,修订标准分别对爆炸反应容器、与国际标准产生了如下技术差异:a)增加了爆炸反应容器材质要求,增加了爆炸反应容器及其部件承压要求。b)增加了采用分压法和预混方式的配气单元配置要求,增加了配气单元设计误差要求。c)增加了压力测试单元技术要求。增加了压力测试单元数据采集系统分辨率、采样频率,压力测d)增加了温度测量的技术要求。根据可燃气体状态方程,在爆炸容器容积和初始压力不变的情况下,初始温度越高,则爆炸容器内所含可燃气体物质的量越少,这导致化学反应放出的总热量减少,从而使得最大爆炸压力降低。初始温度对最大爆炸压力上升速率的影响相对复杂。为了便于不同实验室结果对比,有必要增加温度测量,标准修订提出选用适当的热电偶记录混合气的初始温度。e)更改了点火装置的技术要求。增加电热丝引燃方式。国际标准规定混合气采用电火花点燃。电火花和电热丝是引燃可燃气体的两种主要方式。采用电火花引燃可燃气体时,电火花能量应大于试验用混合气的最小点火能,但如果点火能量过大,得出的结果将与低能量条件下的结果不同。电热丝具有耐高温性能,在高温环境下不易变形可确保稳定工作,电热15967-2022,规定“可采用电热丝引燃”。更改了电火花高压变压器的技术要求。国际标准推荐使用300VA电压互感器作为点火电源,产生高压为15kV、持续时间为0.5s的感应火花。该电火花产生装置的参数要求是基于1m3爆炸容器提出的。本次修订参考了EN15967-2022具体规定了电火花产生装置参数要求,即变压器均方根电压为13kV~16kV,火花放电时间为(0.2±0.02)s,当无法引燃待测样品时,放电时间调整为(0.5±0.02)s。这一要求适用于2种推荐规格的爆炸反应容器,有利于试验方法的推广应用。增加了试验安全防护技术要求可燃气体爆炸性试验具有一定的火灾爆炸风险。在试验过程泄漏的可燃气体与空气混合后,可能形成爆炸性混合物,一旦遇到火源或高温,就可能引发火灾或爆炸。试验设备可能存在故障或损坏,如阀门泄漏、管道破裂等,这些故障可能导致可燃气体泄漏或压力失控,从而引发火灾或爆炸。试验人员可能因操作不当或疏忽大意而引发火灾或爆炸。例如,误操作阀门、未按规定进行安全检查等。因此有必要在试验过程种加强安全防护。增加了待测样品技术要求影响可燃气体爆炸性参数的因素有爆炸反应容器的容积、容器的长径比、点火源的能量、试验初始温度、试验初始压力以及混合气体的紊流度等,但核心影响因素是可燃气体自身的特性。因此对试验用混合气中的空气、惰性气体及可燃气体成分及其纯度提出要求,当待测样品为成分未知的混合物时也应尽可能确定其工艺条件、爆炸下限等情况,以提高试验结果的准确性。此外,试验人员掌握待测样品组成、纯度等信息,有利于了解待测样品特性,合理谨慎地设计试验方案,更加准确地预测试验结果,减少不必要试验次数,有利于识别试验风险,做好安全防范措施。增加了装置验证技术要求为了提高测定结果的准确性、可靠性和可比性,应每年或当装置的部件更改或更新时验证装置的性能,装置验证包括最大爆炸压力和最大压力上升速率测试值的验证,资料性附录B和附录C给出了典型可燃气体最大爆炸压力和最大压力上升速率参考测试值。试验报告需明确爆炸反应容器形状、容积国际标准规定可采用其他的试验设备和试验方法来测定混合气的爆炸指数,同时要求“对于大多数可燃气体,采用替代试验方法测定的结果应与采用容积为1m3容器测定的结果相同”。试验研究及国内外文献调研结果表明,不同实验室测得同种可燃气体的最大爆炸压力
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