阻隔防爆材料抑爆性能檢測設備及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及阻隔防爆材料檢測領域，特別是涉及一種對儲存運輸易燃易爆液體具有阻隔防爆功能材料抑爆性能檢測設備及方法。
【背景技術】
[0002]阻隔防爆材料是防止易燃易爆化學品燃燒爆炸的重要防護技術措施，其中最具有代表性的就是鋁合金阻隔防爆材料，阻隔防爆材料具有壽命長、重量輕、占用體積小、散熱性能好的特點，再將該產(chǎn)品按規(guī)定密度、方法裝填到儲運易燃、易爆液(氣)體的容器中，即可有效防止該容器內部發(fā)生爆炸事故。經(jīng)過阻隔防爆技術改造的儲油罐、運油罐車、橇裝加油裝置等裝有易燃易爆化學品的容器，即使遇到靜電、明火、焊接、槍擊、雷擊、碰撞、誤操作等意外事故也不會發(fā)生爆炸，從而到達保障容器使用安全的目的。
[0003]國外應用阻隔防爆材料要追溯到二次世界大戰(zhàn)期間，目前對金屬材料方面的研究主要有加拿大Valcan工業(yè)包裝公司成功研制了 explosafe網(wǎng)狀防爆材料。目前國際上存在的金屬多孔阻隔防爆產(chǎn)品包括奧地利的exess、EXC0、加拿大的explosafe，美國的deto-stop、Firexx等。應用對象包括汽車、卡車、機車、飛機的油箱，化工精制或存儲裝置的浮盤式浮頂，油氣產(chǎn)品儲存罐，加油站或地下儲罐的操作井，LNG儲罐及運油槽車等。
[0004]我國對阻隔防爆材料研究起步較晚，但在民用領域得到了快速推廣和應用。1992年，原兵器工業(yè)第五二研究所研發(fā)的網(wǎng)狀鋁合金抑爆材料主要指標均符合美國軍用標準要求，達到國際同類產(chǎn)品的先進水平。2005年，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局批準了《汽車加油(氣)站、輕質燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲罐技術要求(AQ3001-2005)》和《阻隔防爆撬裝式汽車加油(氣)裝置技術要求(AQ3002-2005)》，對進一步推動我國阻隔防爆技術發(fā)展和阻隔防爆材料深入研究產(chǎn)生了深遠影響。
[0005]近年來由于我國在易燃易爆危險化學品儲運環(huán)節(jié)中大力推行阻隔防爆技術已在我國軍民領域得到廣泛應用，《汽車加油(氣)站、輕質燃油和液化石油氣汽車罐車用阻隔防爆儲罐技術要求(AQ3001-2005)》中給出了鋁合金阻隔防爆材料的抑爆性能檢測的方法原理和設備示意圖。
[0006]行業(yè)標準AQ3001-2005還給出的測試條件包括:材料的外觀質量和結構尺寸的要求、壓力傳感器、壓力表精度要求以及測試溫度的要求。例如:材料外觀質量要求阻隔防爆材料應當網(wǎng)格大小均勻，不均勻性小于或等于25% ;邊緣不展開寬度小于或等于10_，阻隔防爆材料網(wǎng)格每平方米破損不超過5處；且每處破損面積小于或等于60mmX50mm。材料成品端面不平整度小于或等于60mm。壓力傳感器應該符合量程為0?lOMPa ;靈敏度為140pC/MPa。壓力表應符合量程為0?lOMPa ;精度等級為1.6。
[0007]利用符合上述要求的長度1000mm，直徑70mm的管道式端面點火測定裝置，對不同密度的鋁合金阻隔防爆材料的抑爆性能進行了測試。阻隔防爆材料填充密度分別為25kg/m3、30kg/m3、35kg/m3時，得到的爆炸超壓值分別對應為48.82kpa(附圖5) ,40.77kPa(附圖6)、36.97kPa(附圖 7)。
[0008]但是可燃混合氣體爆炸特性參數(shù)易受到容器的容積和形狀的影響而改變。根據(jù)本實驗室實驗和文獻報道，利用其它真實壓力容器測試結果表明，阻隔防爆材料填充密度較小(例如為25kg/m3)時，其真實抑爆性能可能達不到行業(yè)標準小于140kPa的技術要求。賀洪文、程進遠發(fā)表的學術論文《鋁合金網(wǎng)狀材料的抑爆性能試驗驗證》也證實了這一點，該文實驗數(shù)據(jù)和結果表明:19.7L容器內填裝阻隔防爆材料的密度為30.8kg/m3時，測定的爆炸超壓值為188kPa和176kPa(實驗進行兩次);將容器內材料填裝密度提升為43.lkg/m3后，測定的爆炸超壓值為8kPa和8kPa。
[0009]另外，行業(yè)標準AQ3001-2005中的管道式檢測設備不能對阻隔防爆材料的一個相對完整的基礎單元(如:整卷材料)進行抑爆性能檢測的遺憾之處。其次，受管道直徑和長度限制，填充材料時需要從原材料剪下固定質量的材料，重新卷起來再人工裝入管道，阻隔防爆材料手工填裝和非自熱分布狀態(tài)的測量結果未必能夠反映阻隔防爆材料在儲罐內的真實抑爆情況。
【發(fā)明內容】
[0010]基于上述現(xiàn)有技術所存在的問題，本發(fā)明提供一種阻隔防爆材料抑爆性能檢測設備及方法，能檢測整卷阻隔防爆材料抑爆性能，操作方便且檢測準確性高。
[0011]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種阻隔防爆材料抑爆性能檢測設備，包括:
[0012]壓力容器主體、法蘭蓋、留空空間、若干壓力傳感器、壓力表、點火頭、防爆片、燃料加入系統(tǒng)和支撐座；其中，
[0013]所述壓力容器主體為上部設有突起作為留空空間的圓柱形結構密閉容器，該壓力容器主體一端設有入口，入口上設有法蘭蓋；
[0014]所述壓力容器主體上分布設有連通至該壓力容器主體內的若干壓力傳感器；
[0015]所述壓力容器主體上設有壓力表和防爆口，所述防爆口上設有防爆片；
[0016]所述壓力容器主體上突起的留空空間上設有燃爆介質入口和點火頭，壓力容器主體的底部設有空氣入口；
[0017]所述燃料加入系統(tǒng)，設有燃料輸出管和空氣輸出管，所述燃料輸出管與所述壓力容器主體上突起的留空空間上的所述燃爆介質入口連接，所述空氣輸出管與所述壓力容器主體底部的空氣入口連接；
[0018]所述壓力容器主體底部設置支撐座。
[0019]上述檢測設備中，壓力容器主體的內徑不小于300mm，長度不小于350mm。
[0020]上述檢測設備中，燃爆介質加入系統(tǒng)的構成如下:
[0021]進氣口經(jīng)針型閥一、三通部件一分別與燃爆介質進氣管前端和空氣進氣管前端連接;
[0022]所述燃爆介質進氣管上從前端至后端依次設有針型閥二、三通部件二、氣動式防爆氣體循環(huán)栗和針型閥三，該燃爆介質進氣管的后端與所述壓力容器主體的燃爆介質入口連接；
[0023]所述空氣進氣管上從前端至后端依次設有針型閥四、三通部件三、針型閥五，該空氣進氣管的后端與所述壓力容器主體的空氣入口連接；
[0024]液體燃爆介質循環(huán)管道的中間設有液體燃爆介質容器接口，兩端分別設有兩個針型閥六、七，該液體燃爆介質循環(huán)管道的一端連接于所述燃爆介質進氣管上的三通部件二，另一端連接于所述空氣進氣管上的三通部件三。
[0025]上述燃爆介質加入系統(tǒng)中，進氣口上連接供氣的氣體鋼瓶；
[0026]或者，所述液體燃爆介質容器接口上連接液體燃爆介質容器；所述液體燃爆介質容器為圓柱體或長方體的鋼制的壓力容器，兩側分別設有進、出口與所述液體燃爆介質循環(huán)管道的液體燃爆介質容器接口連接，該液體燃爆介質容器的頂部設有能打開和閉合密封用于添加液體燃爆介質的塞子。
[0027]本發(fā)明實施例還提供一種阻隔防爆材料抑爆性能檢測方法，采用本發(fā)明所述的檢測設備，包括以下步驟:
[0028]步驟1、選取整卷待測試樣:選取網(wǎng)格大小均勻、邊緣整齊及無明顯破損的整卷阻隔防爆材料作為待測試樣；
[0029]步驟2、填裝待測試樣:使所述步驟1選取的待測試樣的外形尺寸與所述檢測設備的壓力容器主體內部尺寸相匹配，將整卷待測試樣直接填裝到壓力容器主體內，填裝后待測試樣在壓力容器主體內的填裝密度為25kg/m3?40kg/m3，壓力容器主體內一側留有不填裝待測試樣的留空空間，留空空間的容積為整個壓力容器主體內容積的3%?5% ;
[0030]步驟3、加入燃料:向步驟2填裝待測試樣的壓力容器主體內加入燃料；
[0031]步驟4、加入燃料后關閉各閥門，記錄監(jiān)測壓力容器主體內壓力的各壓力傳感器的初始壓力值；
[0032]步驟5、選取恒定點火能量進行點火；
[0033]步驟6、點火后，記錄各壓力傳感器的峰值壓力值；
[0034]步驟7、根據(jù)記錄的各壓力傳感器的初始壓力值和各壓力傳感器的峰值壓力值計算確定整卷待測試樣的抑爆性能。
[0035]上述檢測方法中，在步驟2的填裝待測試樣之前，還包括:對檢測設備的氣密性進行檢查的步驟，并在測試前對壓力容器主體進行抽一定負壓，檢查壓力容器主體的氣密性與耐壓性。
[0036]上述檢測方法中，步驟4的加入燃爆介質步驟中，若燃爆介質為氣體介質，打開爆燃介質加入系統(tǒng)的裝有氣體介質的氣體鋼瓶，由氣體流量計控制，將定量的氣體介質經(jīng)進氣口充入壓力容器主體內，關閉進氣口上的針型閥一；拆掉連接的氣體鋼瓶，再打開針型閥一經(jīng)進氣口由爆燃介質加入系統(tǒng)的空氣進氣管向壓力容器主體內自動吸入空氣至常壓后，再關閉各閥門，即完成加入燃爆介質步驟；