Приложение Д. Методики испытаний на горючесть конвейерных лент в модельных (лабораторных) штольнях

Приложение Д

Методики
испытаний на горючесть конвейерных лент в модельных (лабораторных) штольнях

Метод заключается в подвержении образца ленты воздействию сосредоточенного пламени мощной газовой горелки в горизонтальных модельных штольнях с принудительным движением потока воздуха, его горении (с распространением пламени по ленте) после удаления источника тепла и замере длины несгоревшего участка образца. При этом лента должна быть испытана по одной из приведенных ниже методик.

Для испытания образцов конвейерных лент шириной 90 и 120 мм предназначена модельная штольня типа А, изготовленная по германскому и польскому стандартам, для образцов шириной 230 мм - модельная штольня типа Б, изготовленная по американскому стандарту, и для образцов шириной до 800 мм - модельная штольня типа В института ВостНИИ.

Для испытания используется технический пропан (ГОСТ 20448-90) в баллонах (ГОСТ 15860-84), который подается в горелку через редукторный клапан по рукаву высокого давления (ГОСТ 18698-79) с минимальным внутренним диаметром 6,3 мм. Для штольни типа Б применяется метан.

Для измерения скорости воздушного потока в камере сгорания используется анемометр ручной крыльчатый АСО-3 (ГОСТ 6376-74). Расход газа контролируется ротаметром типа РМ (ГОСТ 13045-81).

Время поджигания и горения образца регистрируется секундомером третьего класса точности по ГОСТ 5072-89 Е или по ТУ 25-1894.003-90.

Для измерения температуры горелки применяют термометр термоэлектрический градуировки ХА с пределом измерения от 0 до 1100°С.

Размеры образцов измеряют металлической рулеткой с ценой деления 1 мм, толщину - штангенциркулем.

Средства испытания, подготовка образцов и проведение испытаний

1. Модельная штольня типа А

Установка состоит из следующих конструктивных узлов:

а) модельная штольня с вытяжной вентиляционной трубой и дроссельным шибером, габаритные размеры которых указаны на рис. 1, 2 и 3. Не указанные на рисунках размеры выбираются произвольно. Корпус штольни длиной 2,1 м с поперечным квадратным сечением 350х350 мм изготовлен из стального листа толщиной 1,5 мм, а днище - из стального листа толщиной 5,0 мм. Внутренняя поверхность корпуса армирована теплоизоляционным материалом толщиной 25 мм. На одной из боковых стенок корпуса устроено смотровое окно, изготовленное из термостойкого стекла. Держатель образца ленты, габаритные размеры которого представлены на рис. 4, должен обладать плавной регулировкой перемещения как по высоте, так и по ширине. Высота "а" в держателе должна соответствовать толщине образца ленты;

А - место измерения Т°С до поджигания

С - отверстие для установки анемометра

б) газовая горелка (рис. 5), оснащенная керамической решеткой с 70-ю форсунками диаметром 2,5 мм для выхода газа.

Отбор и подготовка образцов. Из конвейерной ленты вырезаются в продольном направлении по 3 образца полной толщины размерами мм х мм или мм х мм. Образец не должен захватывать кромки бортов лент. Максимальное расстояние от краев ленты - 100 мм. Края должны быть гладкими, без надрезов и торчащих нитей тканевого каркаса. На одной стороне мелом наносят поперечные линии (метки), например, мелом через 100 мм друг от друга.

Образцы вырезаются из готовой ленты и перед проведением испытаний выдерживаются не менее 12 ч в прямолинейном состоянии при температуре .

Проведение испытаний. В соответствии с типом и шириной ленты выбирают режим испытаний 1 или 2 по табл. 1.

Таблица 1

Режимы испытаний

NN п/п	Технические параметры	Режим испытаний
		1	2
1.	Ширина образца, мм
2.	Температура в точке замера А, °С
3.	Температура в помещении, °С
4.	Скорость движения воздуха, м/с
5.	Горелка:
	- давление газа, кПа	40	60
	- расход газа, л/ч	150	190
	- температура пламени, °С
6.	Время воздействия пламени, мин	15	15

Перед началом испытаний модельную штольню прогревают так, чтобы в пункте замеров "А" (см. рис. 1) была достигнута температура, приведенная в табл. 1. Кроме того необходимо замерить температуру в помещении. Далее с помощью дроссельной задвижки устанавливают скорость движения воздуха в штольне, измеряемую анемометром, на м/с и не изменяют ее во время испытаний.

К горелке подают определенное количество газа (см. в табл. 1 - расход газа в зависимости от режима испытаний). Регулируют пламя горелки таким образом, чтобы исчез желтый ореол пламени, а голубой конус внутри пламени имел высоту около 10 мм. Температура пламени измеряется термопарой, установленной на высоте 40 мм от центра керамической решетки (см. табл. 1 - режим испытаний).

Образец ленты вставляют в держатель. Газовая горелка устанавливается на расстоянии 170 м от края образца, как показано на рисунке, и в течение 15 мин производится зажигание ленты. По истечении 15 мин убирают горелку и наблюдают за горением образца до момента его сгорания или затухания пламени и тления. Производится замер времени, за которое фронт пламени проходит контрольные отметки. Затем остаток образца вынимается из штольни и производится замер несгоревшего участка ленты с точностью до 10 мм. Замеряется отрезок полной ширины, на котором нет следов повреждений (спекание, образование трещин, вздутие поверхности ленты, обугливание), полученных от воздействия пламени.

Результаты испытаний образцов лент заносятся в протокол.

Результатом испытания считается средняя арифметическая длина участков 3 образцов, на которых отсутствуют следы повреждений вследствие воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если оставшаяся длина образцов не менее нормируемых значений.

2. Модельная штольня типа Б

Принципиальная схема модельной штольни приведена на рис. 6.

Установка включает в себя следующие элементы: 1 - камера сгорания; 2 - опорный стол; 3 - вытяжная труба с колпаком; 4 - газовая горелка; 5 - подставка для закрепления образца; 6 - металлический поддон; 7 - рукав высокого давления для подвода газа; 8 - крестовина для подвода горелки; 9 - образец ленты.

Установка монтируется на опорном столе длиной 1620 мм, шириной 850 мм и высотой 600 мм. Огневая камера, выполненная из листовой стали, монтируется на столе. Внутренняя поверхность камеры размером 460х420 мм облицована огнеупорным материалом толщиной 50 мм. На боковой стороне камеры имеется смотровое окно, оснащенное термостойким стеклом.

U-образная газовая горелка изготовлена из металлической трубы с 12-ю форсунками - в верхнем и нижнем рядах по 6 форсунок. Горелка крепится на металлической откидной крестовине перед передним торцом образца ленты на расстоянии 15 мм. Причем горелка имеет возможность смещаться как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Горелка поджигает образец ленты в течение мин. Расход газа метана составляет или 1900 л/час. Расход газа контролируется ротаметром, температура пламени термоэлектрическим термометром.

Скорость движения потока воздуха должна быть постоянной и равняться м/с. Регулировка скорости движения потока воздуха осуществляется посредством дроссельной заслонки.

Подставка предназначена для укладки и крепления образца. Образец закрепляется посредством специальных штифтов с шайбами, расположенных на определенном расстоянии друг от друга.

Подготовка образцов. Испытание проводится на 3 образцах полной толщины длиной мм, шириной мм.

Образцы вырезаются из готовой ленты, отступая от борта не менее, чем на 100 мм и от конца ленты не менее, чем на 1 м. Перед проведением испытаний выдерживаются не менее 12 ч в прямолинейном состоянии при температуре .

Проведение испытаний. Перед испытанием первого образца камера должна быть разогрета сжиганием пробного образца любой конвейерной ленты. Подготовленный образец укладывают и закрепляют на подставке.

Включают вентилятор. На входе в камеру сгорания у торца образца измеряют скорость воздушного потока. При необходимости проводят ее регулировку.

Перед проведением испытаний выставляют необходимый расход газа ротаметром и регулируют пламя горелки так, чтобы исчез желтый ореол пламени, а голубой конус внутри пламени имел высоту около 10 мм.

Газовая горелка посредством крестовины подводится к торцу образца. После поджигания горелка удаляется от образца и гасится. При этом фиксируется время поджигания, время распространения пламени по поверхности образца и его затухания.

Обработка результатов. После удаления горелки и самозатухания образца его извлекают вместе с подставкой из камеры сгорания. Уточняют границу сгорания части образца по характеру разрушения и твердости образца в местах обгорания. Определяют длину сгоревшей части образца при самостоятельном горении и время самостоятельного горения. Замеряется длина участка полной ширины, не имеющего следов повреждений. К повреждениям образца относят: полное разрушение образца, набухание и образование пузырей на его поверхности, а также обугливание и изменение значения величины твердости обкладки.

Результаты испытаний заносятся в протокол. За результат измерений принимается средняя арифметическая длина участков трех образцов, на которых отсутствуют следы повреждений от воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если оставшаяся длина образцов не менее нормируемых значений.

3. Модельная штольня типа В

Принципиальная схема установки представлена на рис. 7, где: 1 - камера сгорания; 2 - опорная рама; 3 - вентилятор; 4 - газоход; 5 - дверцы; 6 - высокоинтенсивная газовая горелка; 7 - металлическая решетка; 8 - образец ленты; 9 - подставка. Имеется 2 вида горелок.

Горелка для узких образцов представляет собой форсунку с расходом газа 3,5 л/мин. Для широких образцов используется три горелки с общим расходом газа 18 л/мин. Второй тип горелки для широких образцов (рис. 8) представляет собой квадрат со стороной 470 мм, изготовлен из труб диаметром 20 мм и имеет 52 отверстия (форсунки) диаметром 1,5 мм, размещенных равномерно с шагом 50 мм.

Решетка предназначена для укладки и крепления образца. Ширина решетки должна быть на 10 мм меньше ширины камеры сгорания, длина - 2000 мм. Решетка изготовлена из уголков и стержней диаметром от 10 до 16 мм, размещенных на расстоянии 15 мм друг от друга. На решетке имеются приспособления для крепления образца.

Установка совмещает функции модельной (лабораторной) штольни для испытания конвейерных лент на горючесть мощным сосредоточенным источником тепла и для испытания лент на горючесть мощным рассредоточенным по площади источником тепла (пропановая решетка).

Подготовка образцов. Для испытания лент на горючесть в модельной штольне готовят 3 образца без кромки борта шириной мм и длиной 1200 мм полной толщины и 2 образца без кромки шириной мм.

На одной стороне образца наносятся поперечные линии (например, мелом) на расстоянии 100 мм от края образца и друг от друга.

Образцы вырезают из готовой ленты, выдержанной после вулканизации, а также после транспортировки при отрицательной температуре не менее 8 часов.

Проведение испытаний. Испытания проводят при температуре окружающей среды . Подготовленный образец укладывают на решетку линиями вниз. Закрепляют. Решетку в камере сгорания устанавливают так, чтобы расстояние от края образца до края камеры сгорания было от 200 до 300 мм. Горелку под образцом устанавливают по его оси на расстоянии 50 мм от образца и на 50 мм дальше края образца.

Включают вентилятор. У края образца по его оси анемометром измеряют скорость воздушного потока. Она должна быть равной 1,5 м/с. При необходимости производят регулировку дроссельной заслонкой, установленной после вентилятора. Зажигают горелку. Измеряют температуру пламени горелки, которая должна быть и фиксируют время начала поджигания образца. Время поджигания образца принимают пропорционально толщине ленты. На 1 мм толщины ленты - одна минута поджигания, но не менее 10 минут. Наблюдают за процессом распространения фронта пламени по намеченным снизу образца линиям. Расход газа во время поджигания широких образцов л/мин, узких - л/мин.

По окончании времени поджигания образца гасят горелку и фиксируют распространение пламени. Продолжают наблюдать за процессом самостоятельного горения образца. Если активность горения уменьшается и образец гаснет, то фиксируют время самостоятельного горения образца и границу пламени в момент затухания образца.

Если активность горения не снижается и фронт пламени распространяется по образцу вглубь камеры сгорания, то по истечении 30 минут самостоятельного горения образца его искусственно гасят водой или огнетушителем и на этом испытания заканчиваются.

Обработка результатов. После удаления горелки и остывания образца его извлекают из камеры сгорания. Уточняют границу сгорания части образца по характеру разрушения и твердости обкладок (можно пользоваться прибором для измерения твердости резины ТИР). Определяют длину сгоревшей части образца при самостоятельном горении и время самостоятельного горения. Рассчитывают скорость распространения пламени

и процент сгоревшей части образца

где: - длина сгоревшей части образца в процессе поджигания, мм;

- полная длина сгоревшей части образца, мм;

t - время самостоятельного горения образца, с.

Результаты испытаний заносятся в протокол. Результатом испытания считается средняя арифметическая длина участков 3 образцов шириной 120 мм или 2 образцов шириной 600 мм, на которых отсутствуют следы повреждений вследствие воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если оставшаяся длина образцов не менее нормируемых значений. Данные о длине сгоревшей части образца при самостоятельном горении, скорости и времени их горения могут быть использованы для расчета загазованности атмосферы выработки с конвейером, вследствие возможного возникновения пожара на ленте.

Требования безопасности

В испытании образцов лент на горючесть участвуют не менее двух человек, ознакомленных с инструкцией по эксплуатации установки и настоящей методикой.

Помещение для испытаний должно быть оборудовано вытяжной вентиляцией и средствами пожаротушения (пожарный трубопровод с рукавом, огнетушители).

Рабочие места операторов должны удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям по ГОСТ 12.1.005-88.

После проведения испытания образца помещение необходимо тщательно проветрить и только после этого приступать к испытанию следующего образца.

Испытательная организация

(бланк или штамп)

ПРОТОКОЛ
испытания на горючесть конвейерной ленты модельной (лабораторной) штольне

Дата                                Сведения о ленте:

____________________________        Изготовитель

Условия в помещении:                _____________________________

Температура, °С                     Дата изготовления

____________________________        _____________________________

Размеры образцов                    N партии и ленты

____________________________        _____________________________

Методика испытаний                  Конструкция ленты (ширина,

____________________________        количество прокладок,

Тип испытательной установки         толщина обкладок)

____________________________        _____________________________

Сроки аттестации установки          Условное обозначение ленты

                                    _____________________________

Номер образца	Продолжительность поджигания, с	Температура пламени горелки, °С	Длина сгоревшей части при поджигании, мм	Время самостоятельного горения, с	Длина несгоревшего участка, мм	Скорость распространения пламени, мм/c
1
2
3
Вывод: Сгоревшая часть образцов составляет % от их длины

Максимальное значение показателя Ом

Руководитель испытательного центра (лаборатории)

______________________________ Ф.И.О. ________________________

Подписи лиц, проводивших испытание

______________________________ Ф.И.О. ________________________

______________________________ Ф.И.О. ________________________