ГОСТ IEC 61241-2-1-2011
Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытаний. Раздел 1. Методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли.

межгосударственный стандарт

ГОСТ IEC 61241-2-1-2011

Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению

горючей пыли Часть 2

МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

Раздел 1

Методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли

Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust.

Part 2.

Test methods.

Section 1.

Methods for determining the minimum ignition temperatures of dust МКС 29.260.20

Дата введения 2013-02-15

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой национальной организацией "Ex-стандарт" (АННО "Ex-стандарт")

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) (ТК 403)

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 48 от 22 декабря 2011 г.)

За принятие проголосовали:

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 декабря 2011 г. N 1647-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61241-2-1-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 15 февраля 2013 г.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61241-2-1:1994* Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust - Part 2. Test methods - Section 1. Methods for determining the minimum ignition temperatures of dust (Электрооборудование, применяемое в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли. Часть 2. Методы испытаний. Раздел 1. Методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли).

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов ссылочным межгосударственным* стандартам приведено в дополнительном приложении ДА.

* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.

Степень соответствия - идентичная (IDT).

Стандарт подготовлен на основе применения ГОСТ Р МЭК 61241-2-1-99

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта публикуется в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты".

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра или отмены настоящего стандарта

соответствующая информация будет опубликована в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты"

Введение

Настоящий стандарт является частным стандартом в составе государственных стандартов, разработанных на основе применения требований комплекса международных стандартов IEC 61241 к электрооборудованию, применяемому в зонах, опасных по воспламенению горючей пыли, подготовленных и принятых ТК 31 МЭК "Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред".

Стандарт не распространяется на методы испытания пыли взрывчатых и радиоактивных веществ.

Номера разделов, пунктов, таблиц, рисунков соответствуют приведенным в IEC 61241-2-1-94.

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает следующие методы определения температуры самовоспламенения горючей пыли:

A - определение температуры самовоспламенения слоя горючей пыли на поверхности с заданной температурой. Следует применять для определения минимальной температуры заданной нагретой поверхности, при которой происходит разложение и (или) воспламенение слоя пыли заданной толщины, осажденной на этой поверхности. Метод рекомендуется применять к промышленному оборудованию, в котором пыль присутствует на горячих поверхностях в виде тонких слоев и контактирует с окружающим газом;

B - определение температуры самовоспламенения пылевоздушной смеси в печи с заданной температурой. Следует применять для определения минимальной температуры заданной горячей поверхности, при которой происходит воспламенение пылевоздушной смеси заданного состава или других твердых взвешенных частиц. Это испытание является дополнительным к методу A.

Примечания

1 Метод B допускается применять в промышленных условиях, где пыль присутствует во взвешенном состоянии в течение короткого промежутка времени. Метод рекомендуется применять для ограниченных условий и его результаты не обязательно представительны для всех практических случаев.

2 Метод B не следует применять к пылевоздушным смесям, которые могут образовываться из газов, при пиролизе или медленном горении в течение промежутков времени превышающих время испытания по данному методу.

Методы испытаний по настоящему стандарту имеют общий характер и их, как правило, применяют для целей сравнения при определении температуры самовоспламенения горючей пыли, однако на практике могут встречаться случаи, требующие дополнительных испытаний.

Методы A и B не допускается применять для испытания общепризнанных взрывчатых веществ, например пороха, динамита или веществ и смесей веществ, которые могут при определенных условиях проявлять свойства взрывчатых веществ.

Для обеспечения минимального риска из-за взрывчатых свойств вещества, должны быть проведены испытания на взрываемость малого количества горючей пыли на поверхности температурой 400 °C или выше, находящейся на безопасном удалении от оператора.

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного документа.

ISO 565:1990 Test sieves - Metal wire cloth, perforated metal plate and electroformed sheet - Nominal sizes of openings (Сита контрольные. Проволочная ткань, перфорированные пластины и листы, изготовленные гальваническим методом. Номинальные размеры отверстий)

ISO 4225:1980 Air quality - General aspects - Vocabulary (Качество воздуха. Общие положения. Словарь)

3 Определения

В настоящем стандарте применяют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 пыль: Диспергированные твердые вещества и материалы с размером частиц менее 850 мкм¹.

* См. ГОСТ 12.1.044 (ИСО 4589-84) "Система стандартов безопасности труда. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения".

3.2 самовоспламенение слоя горючей пыли: Процесс, при котором в материале начинается тление или горение или во время которого зафиксирована температура 450 °C и выше, или зафиксирован подъем температуры на 250 °C и более по отношению к температуре заданной горячей поверхности.

3.3 температура самовоспламенения слоя горючей пыли: Наименьшая

температура горячей поверхности, при которой происходит самовоспламенение слоя пыли заданной толщины на этой поверхности.

Примечания

1 Вследствие разнообразия технологических процессов и зависимости самовоспламенения слоев пыли от конкретных условий, рассмотренные в настоящем стандарте методы охватывают не все промышленные условия. Например, не могут быть смоделированы условия, при которых необходимо учитывать такие факторы, как наличие толстых слоев пыли и распределение температуры в окружающей среде.

2 При проведении испытаний должны быть приняты необходимые меры безопасности для охраны здоровья персонала, например меры против возникновения пожара, взрыва, и/или воздействия любых токсичных продуктов горения.

3.4 самовоспламенение пылевоздушной смеси: Резкое увеличение скорости экзотермических объемных реакций, сопровождающихся пламенным горением и/или взрывом¹.

4 Метод A. Определение температуры самовоспламенения слоя горючей пыли на поверхности, нагретой до заданной температуры

4.1 Подготовка образца пыли к испытанию

Образец пыли должен быть однородным и представительным для пыли, подлежащей испытанию.

Пыль, подлежащая испытанию, должна проходить через тканые металлические сетки или перфорированные пластины калиброванного фильтра с квадратными отверстиями номинальным размером 200 мкм по ISO 565. Если необходимо испытывать более грубую пыль, проходящую через сито с отверстиями номинальным размером до 500 мкм, то это должно быть указано в протоколе испытаний.

Любые изменения, отмеченные в свойствах пыли при подготовке образца, например при просеивании, изменении температурных условий или влажности, должны быть отражены в протоколе испытаний.

4.2 Установка для испытания и порядок подготовки к испытаниям

Установка схематично представлена на рисунке A.1. Основные сведения и рабочие характеристики установки приведены в 4.2.1-4.2.6. Конструктивные особенности установки, обеспечивающие получение заданных характеристик, приведены в приложении А.

4.2.1 Нагреваемая поверхность

Нагреваемая поверхность, как правило, представляет собой круглую металлическую пластину диаметром рабочего участка не менее 200 мм и толщиной не менее 20 мм. Пластину нагревают электрическим током, а ее температуру контролируют устройством, чувствительным элементом которого является термопара (контрольная термопара), установленная вблизи центра пластины так, что ее спай находится внутри пластины на расстоянии (1±0,5) мм от ее верхней поверхности и имеет с ней хороший тепловой контакт.

Вблизи контрольной термопары аналогичным образом установлена регистрирующая термопара, подключенная к прибору для записи температуры поверхности во время испытаний. Нагреваемая поверхность и контрольное устройство должны удовлетворять следующим требованиям:

a) максимальная температура нагреваемой поверхности в отсутствии слоя пыли на ее рабочем участке должна быть не менее 400 °C;

b) температура нагретой поверхности должна поддерживаться постоянной в пределах ±5 °С от заданного значения в течение всего времени испытаний;

c) после достижения установившегося состояния температура нагретой поверхности, измеренная по методике, изложенной в приложении A, вдоль двух взаимно перпендикулярных диаметров, не должна изменяться более чем на ±5 °C. Настоящее требование должно выполняться при номинальных температурах поверхности 200 °C и 350 °C;

d) контрольное устройство должно обеспечивать стабильность температуры поверхности при нанесении слоя пыли в пределах ±5 °C от заданного значения и восстановление ее температуры до начального значения в пределах ±2 °С в течение 5 мин после завершения нанесения слоя пыли;

е) устройства контроля и измерения температуры должны быть отградуированы с погрешностью не более ±3 °C.

4.2.2 Регистрирующая термопара в слое пыли

Термопара диаметром от 0,20 до 0,25 мм из хромель-алюмеля или другого подходящего материала должна быть протянута над нагреваемой поверхностью параллельно ей на высоте от 2 до 3 мм, а ее спай должен находиться над центром пластины. Термопара должна быть подключена к прибору, записывающему изменения температуры в слое пыли во время испытаний.

4.2.3 Измерение температуры

Температуру измеряют с помощью термопар либо относительно фиксированного опорного спая, либо с автоматической компенсацией охлаждаемого спая. В любом случае градуировка должна удовлетворять требованиям 4.2.1, перечисление e).

4.2.4 Измерение температуры окружающей среды

Температура окружающей среды должна измеряться термометром, помещенным на расстоянии не более 1 м от нагреваемой поверхности и экранированным от тепловой конвекции и излучения поверхности. Температура окружающей среды должна находиться в пределах от 15 °C до 35 °C.

4.2.5 Слой пыли

Слой пыли должен формироваться заполнением полости внутри помещенного на нагреваемую поверхность металлического кольца заданной высоты до его верхнего среза с выравниванием слоя поверху. Номинальный внутренний диаметр кольца должен быть равен 100 мм. Кольцо должно иметь прорези на противоположных сторонах диаметра для пропускания регистрирующей термопары (рисунок А.2). Во время испытаний кольцо не должно сдвигаться с места. Высота кольца должна составлять (5,0±0,1) мм.

Для расчетных целей по 4.6 могут быть проведены измерения при слое пыли другой толщины. При этом необходимо использовать кольца другой высоты, например (12,5±0,1) мм или (15,0±0,1) мм.

4.2.6 Формирование слоя пыли

Слой пыли должен быть сформирован без чрезмерного сжатия. Иначе говоря, пыль нужно насыпать в кольцо и равномерно распределить боковыми движениями шпателя до тех пор, пока кольцо не станет немного переполненным. Слой нужно выровнять, проведя прямым краем шпателя по верху кольца. Избыточную пыль нужно смести.

Слой для каждого образца пыли должен быть сформирован описанным выше способом.

Помещенную в кольцо пыль необходимо предварительно взвесить на листе бумаги, масса которого точно известна.

Плотность следует рассчитать по массе пыли и объему внутренней полости кольца. Значение плотности пыли необходимо указать в протоколе испытаний.

4.3 Порядок проведения испытания

4.3.1 Общие требования

Из-за атмосферного окисления самовоспламенению слоя пыли зернистых или пористых твердых веществ, подвергнутых воздействию высоких температур, может предшествовать продолжительный период саморазогрева. В зависимости от температуры твердых частиц, саморазогрев может привести к временному, хотя и значительному повышению температуры твердого вещества, не приводящему к возникновению горения. Период, необходимый для самовоспламенения слоя пыли при температурах, близких к температуре самовоспламенения, обычно во много раз длительнее периода, необходимого для самовоспламенения пылевоздушной смеси или газов и паров (минуты или часы, а не секунды). По этим причинам определение температуры самовоспламенения слоев пыли менее точно, чем определение температуры самовоспламенения пылевоздушной смеси или газов и паров.

Если существует сомнение, что самовоспламенение слоя пыли на поверхности, нагретой до заданной температуры, не произошло из-за преждевременного прекращения испытаний, испытания следует повторить.

Начало самовоспламенения слоя пыли на поверхности с заданной температурой зависит от баланса между скоростью тепловыделения (саморазогрева) в слое пыли и скоростью рассеяния тепла в окружающее пространство. Следовательно, температура, при которой происходит самовоспламенение пыли данного материала, зависит от толщины слоя. Значения температуры самовоспламенения пыли, определенные для более чем двух слоев разных толщин, могут быть использованы для расчетных целей, как приведено в 4.6.

Считают, что самовоспламенение произошло, если в слое пыли:

a) наблюдается видимое тление или образование пламени (рисунок A.3a), или

b) температура составляет 450 °C (рисунок A.3b), или

c) температура на 250 °C выше температуры нагретой пластины (рисунок A.3c).

Для перечислений b) и c) считают, что самовоспламенение не произошло, если повышение температуры внутри слоя пыли не вызывает тление или образование пламени. Температура должна измеряться термопарой по 4.2.2. Если при достаточно высокой температуре нагретой поверхности температура в слое медленно поднимается до максимального значения, которое может превышать температуру нагретой пластины, а потом медленно спадает до постоянного значения, которое ниже температуры нагретой пластины (рисунок A.3b), то такой характер изменения температуры свидетельствует о саморазогреве в слое пыли и может сопровождаться обесцвечиванием пыли, но без активного видимого горения слоя пыли. Если температура нагретой поверхности немного выше, то температура внутри слоя пыли будет продолжать возрастать, не достигая максимального значения. У некоторых материалов наблюдается несколько стадий саморазогрева, и иногда возникает необходимость продолжить испытания для исследования этих явлений. В случае органической пыли сгорание обычно принимает форму обугливания, вслед за которым появляется медленное горение с тлением, которое распространяется по слою, оставляя за собой пепел. В слоях пыли некоторых металлов самовоспламенение может характеризоваться довольно неожиданным появлением сильно светящегося тлеющего горения, быстро распространяющегося по слою.