Диссертация (1172924), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Отсюда находим цену деления вакуумметра:d = xn / n = 0,00025МПа = 0,25 кПа.Так как размер деления вакуумметра не превышает 1 мм, то примем отсч = d = 0,00025 МПа. Далее, следуя методике, изложенной выше, находимhвак = xn /100 = 0,00025МПа = 0,25 кПа,  показ ≈ h/3 = 8,3*10-5 МПа = 0,083 кПа.В качестве окончательной оценки приборной погрешности выберем ту из величин(  показ или  отсч ), которая наибольшая:  приб  max( отсч , показ ) = 2,5*10-5 МПа == 0,25 кПа.Определение погрешности измерения концентрации флегматизатора.В связи с тем, что зависимости определяемых характеристик горениягорючих газовых смесей сложного состава обычно строят в координатахF (значение определяемой характеристики горения) – Сd (концентрация флегматизатора), а размерность этих величин в указанной координатной плоскости есть1 %(об.), то следует привести погрешности, даваемые образцовым вакуумметром,к этой единице. Как было показано, погрешность  приб , даваемая вакуумметром,составляет  приб = 0,25 кПа.

Так как все опыты проводились при атмосферномдавлении,топримем0,1МПа=100%(об.).Отсюдаследует,что приб = 0,25 % (об.), то есть погрешность задания концентрации одногокомпонента составляет Сi = 0,25 %(об.).Поскольку величины Pmax и (P / t ) max оцениваются с помощью величиныотносительной концентрации флегматизатора, которая вычисляется по формуле:87Crel Cd, то необходимо определить погрешность этой величины.

В нашемCdiслучае Cd – текущая концентрация флегматизатора, и ее среднеквадратическаяпогрешность  Сd = 0,25 %(об.), а Cdi – концентрация ингибитора в точкефлегматизации и ее среднеквадратичное отклонение  Сdi = 0,25 %(об.).Таким образом:Crel CdCРезультирующая=rel Cdi10, 25%Crel;*  Cd =*  Cd =CdiCdiCdСCrel*  Cdi = d2 * 0,25% .CdiCdi=среднеквадратическаяпогрешностьвеличиныC relнаходится по формуле:Crel0,25Сd 2=(1  2 ) .CdiСdiОценка погрешности определения величины (P / t ) max .Величина (P / t ) max определяется по наиболее крутому участку кривойзависимости развиваемого давления при сгорании газовой смеси в реакционномсосуде от времени.

В результате аналого-цифрового преобразования выходногосигнала датчика давления с помощью АЦП мы получаем зависимость давления отвремени в виде точек, которые были получены посредством фиксациинапряжения АЦП через промежуток времени t  tд . Количество точек т  100 .Такое большое количество точек выбирается из соображений минимизациипогрешностей, даваемых АЦП. Однако для описания самой зависимости вполнедостаточно значительно меньшего числа точек. Характерный вид кривой показанна рисунке 2.5.88Рисунок 2.5 – Характерная зависимость развиваемого давленияпри сгорании в бомбе от времениИз рисунка 2.5 видно, что для описания такой зависимости вполнедостаточно m  10 точек.

Точки выбираются таким образом, чтобы шаг по давлению между ними был P  ( Pmax  Pmin ) / m . Таким образом, для определения(P / t ) max выбираются две точки, отвечающие наиболее крутому участку наклонакривой. Например, точки с координатами ( p1; t1 ) и ( p2 ; t2 ) . Тогда (P / t ) maxопределяется, как (P / t ) max  ( p2  p1 ) /(t2  t1 ) . Таким образом: (P / t )max p2 (P / t ) (P / t )max p1max t2 (P / t )max t1(P / t )max1*  p2 *  p2 ;p2t2  t1(P / t )max1*  p1 *  p1 ;p1t2  t1(P / t )maxp  p1*  t2  2*  t2 ;t2(t2  t1 )2(P / t )maxp  p1*  t1  2*  t1 .t1(t2  t1 )289Погрешность определения времени  t1 =  t2 примем равной  t =  tд .

В итогеимеем: ( P / t )max1( p2  p1 )222 p2   p1 * 2tд 2 .2(t2  t1 )(t2  t1 )Методика определения  p была изложена ранее. Однако следует отметить,что в формуле для (P / t ) max  ( p2  p1 ) /(t2  t1 ) фигурируют члены p2  p1иt2  t1 . Величины, входящие в эти выражения, имеют одни и тежесистематические погрешности, а так как мы рассматриваем разность p2  p1и t2  t1 , то не имеет смысла учитывать погрешности  p2 и  p1 ,  t1 и  t2 по отдельности.

Таким образом, в формуле для  ( P / t )maxследует взять только один раз  pи  t , то есть окончательно: ( P / t )max1( p2  p1 )22p * tд 2 .2(t2  t1 )(t2  t1 )90ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТИКОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ3.1 Анализ нормативных документов, регламентирующих требованияпожарной безопасности к методам испытаний конструкционныхматериалов на искробезопасностьКак показал анализ, представленный в первой главе настоящей работы,одним из распространенных источников зажигания горючих смесей во взрывоопасных средах являются фрикционные частицы, которые образуются притрении или соударении рабочих органов технологических машин, механизмов,а также при выполнении обслуживающим персоналом некоторых технологических и ремонтных операций. Фрикционные частицы, образующиесяв результате относительного перемещения двух контактирующих поверхностей,в зависимости от дисперсности, начальной температуры, наличия окислителяи других факторов могут разогреваться до температуры видимого свечения.Частицы вещества, образующиеся в результате трения и соударения и раскаленныедо температуры видимого свечения, принято называть фрикционными искрами.В силу этого нормативные документы содержат требование на применениеискробезопасных материалов для производства многих видов работ.

Так, согласно«Инструкции Министерства Путей Сообщения» [130], все работы по мелкомуремонту элементов не дегазированной цистерны производятся неискрящиминструментом, а рабочая часть инструментов и приспособлений из черногометалла должна обильно смазываться тавотом, солидолом или другой смазкой.Применение дающих искрение электроинструментов и производство сварочныхработ запрещаются. В соответствии с [131], при снятии запорно-пломбировочныхустройств с вагонов и цистерн недопустимо возникновение искр во избежаниевозгорания или взрыва перевозимого груза, а также травмирования обслуживающего персонала.91В «Правилах противопожарного режима в Российской Федерации» [132],содержатся требования по применению искробезопасных конструкционныхматериалов и элементов технологического оборудования (п.п.

95, 128, 272, 310,318, 332, 354, 397, 428, 450, 451). В частности, в соответствии с требованиямип. 397 [1] работы в помещениях, цистернах, технологических аппаратах(оборудовании), зонах (территориях), в которых возможно образование горючихпаровоздушных смесей, следует выполнять искробезопасным инструментомв одежде и обуви, не способных вызвать искру.При этом отсутствует стандартизированный метод, позволяющий проводить оценку искробезопасности материалов. В результате возникают ситуации,когда ряд сплавов на основе металлов с низкой твердостью и температуройплавления (например, сплавы цинка и алюминия, бериллия и меди) полагаютискробезопасными без достаточных на то оснований и используют их в качествеискробезопасных покрытий для рабочих частей механизмов.

При этом известно[133], что, например, инструмент, изготовленный из сплава меди и бериллия,небезопасен при ударе о ржавые детали из малоуглеродистой стали, загрязненныеалюминием.В стандарте [134] описана методика испытаний материалов на искробезопасностьдляэлектрооборудования.Даннаяметодикапредназначенадля проверки на фрикционную искробезопасность материалов и отдельныхсборочных единиц электрооборудования, при эксплуатации которого возможновозникновение фрикционных искр (например, переносное электрооборудование,применяемое в местах с опасностью удара посторонними предметами, иэлектрооборудование, имеющее подвижные и неподвижные элементы).

Экспериментальная установка может быть основана на установке с падающим грузом,либо на установке с вращающимся диском.Для установки с падающим грузом моделирование процесса искрообразования обеспечивается формой поверхности груза (цилиндр, конус, сфера),энергией и относительной скоростью перемещения деталей в момент соударения.92Для установки с вращающимся диском для заданной пары материаловмоделирование процесса искрообразования обеспечивается формой трущихсяповерхностей деталей, относительной скоростью скольжения и усилием прижатиятрущихся деталей для механизмов с амортизаторами.При испытаниях на фрикционную искробезопасность интенсивно окисляющихсяматериаловприменяютгазовоздушныесмесисоследующимсодержанием горючих компонентов: СН4 (5,5–6,5) %(об.), Н2 (10–13) %(об.).Зажигающую способность фрикционных искр, образующихся при тренииили соударении алюминия и его сплавов без защитных или с защитнымипокрытиями с ржавой сталью, а также фрикционных искр трудноокисляющихсяматериалов оболочек определяют в горючих смесях со следующим содержаниемгорючих компонентов: СН4 (6,5–7,5) %(об.); Н2(17–20) %(об.).Оценку искробезопасности в отношении зажигающей способности активноокисляющихся частиц проводят с помощью проведения испытаний в обогащенных кислородом средах (до 25±0,5) %.Вопросы оценки искробезопасности материалов затрагиваются такжев стандарте ГОСТ 32407-2013 (ISO/DIS 80079-36) «Взрывоопасные среды.

Часть36. Неэлектрическое оборудование для взрывоопасных сред. Общие требованияи методы испытаний» [135]. При этом положения стандарта неприменимык следующим источникам зажигания:– появившимся в результате дробления и трения;– единичным искрам, образующимся при соударении, а также в горномделе.Регламентируется, что нет необходимости рассматривать единичныесоударения между металлическими деталями как потенциальные источникизажигания, если выполняется одно из следующих условий:– скорость соударения менее 1 м/с и значение максимальной энергиисоударения менее 500 Дж:– алюминий, титан и магний не используются в сочетании с ферритнойсталью;93– алюминий в сочетании с нержавеющей сталью (более 16,5 % хрома)может быть использован только в том случае, если сталь не подвергаетсякоррозии;– твердую сталь не используют в сочетании с твердой сталью;– не используют твердую сталь в тех случаях, когда возможно ее соударение с гранитом;– если при сочетании металлов, не дающих искр, скорость соударенияменьше или равна 15 м/с, а максимальная потенциальная энергия меньше60 Дж для сред с газом или паром.К металлам, не вызывающим искрение, относят, например, медь, цинк,олово, свинец, некоторые медные сплавы, в том числе бронзу.Нет необходимости рассматривать источники зажигания, возникающие присоударении, если скорость соударения менее 15 м/с, и значение максимальновозможной потенциальной энергии ниже регламентированных этим стандартомвеличин.Положения ГОСТ 32407-2013 могут использоваться только для предварительной оценки искробезопасности материалов, при этом в нем не содержитсякакой-либо методики испытаний на фрикционную искробезопасность.Технический регламент Таможенного союза 012/2011 «О безопасностиоборудования для работы во взрывоопасных средах» [136] вводит понятие«конструктивнаяискробезопасностьдлянеэлектрическогооборудования».Согласно требований этого документа, конструкционная искробезопасность – видвзрывозащиты, при котором принимаются дополнительные меры защиты,исключающие возможность воспламенения окружающей взрывоопасной среды отнагретых поверхностей, искр и адиабатического сжатия, создаваемых подвижными частями оборудования.

Характеристики

Список файлов диссертации