難燃液壓液抗燃性能評(píng)價(jià)方法

劉姍姍

(煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 檢測(cè)研究分院，北京 100013)

青年論壇

難燃液壓液抗燃性能評(píng)價(jià)方法

劉姍姍

(煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 檢測(cè)研究分院，北京 100013)

[摘要]研究了開(kāi)口閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定法、芯式燃燒持久性試驗(yàn)法、歧管燃燒試驗(yàn)法及噴霧燃燒試驗(yàn)法等4種抗燃性能檢測(cè)方法，初步篩選出適合液壓支架用乳化油、濃縮液、防凍液、水-乙二醇型難燃液壓液及無(wú)水全合成型難燃液壓液等產(chǎn)品的抗燃性能評(píng)價(jià)方法。

[關(guān)鍵詞]難燃液壓液；抗燃性能；試驗(yàn)方法

難燃液壓液工作介質(zhì)較普通礦物油具有較好的抗燃性，在煤炭掘進(jìn)、開(kāi)采、運(yùn)輸?shù)染C采設(shè)備中逐漸廣泛應(yīng)用，大大減少了由于液壓油引起的著火、爆炸事故的發(fā)生。難燃液壓液的抗燃性能指標(biāo)是其安全性能的核心技術(shù)指標(biāo)，必須進(jìn)行評(píng)價(jià)、檢驗(yàn)與控制。

我國(guó)歷年來(lái)對(duì)高危環(huán)境下控制事故發(fā)生極為重視，嚴(yán)格進(jìn)行安全管理。于2002年頒布《中華人民共和國(guó)安全生產(chǎn)法》，國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和煤礦安全監(jiān)察局依法對(duì)煤礦實(shí)施安全管理規(guī)定。《煤礦安全規(guī)程》在第72條、373條和438條都對(duì)井下設(shè)備規(guī)定禁止使用易燃油品改用難燃液壓液或提高易燃油品的閃點(diǎn)。煤礦井下使用的難燃液壓液產(chǎn)品已納入“安全標(biāo)志產(chǎn)品”管理范圍內(nèi)，但其抗燃性能的檢測(cè)方法、標(biāo)準(zhǔn)缺乏，不能全面進(jìn)行抗燃性能檢驗(yàn)，由此可見(jiàn)抗燃性能指標(biāo)的檢驗(yàn)對(duì)于難燃液壓液的重要性。

1試驗(yàn)方案

本檢驗(yàn)方法的研究選擇煤礦井下難燃液壓液(HFA類(lèi)、HFC類(lèi)和HFD類(lèi)產(chǎn)品)為主要研究對(duì)象，HFB類(lèi)產(chǎn)品在煤礦井下使用甚少，生產(chǎn)該類(lèi)產(chǎn)品的廠家也幾乎沒(méi)有，所以該檢驗(yàn)方法的研究未包含HFB類(lèi)。包括液壓支架用乳化油、液壓支架用液態(tài)濃縮物、液壓支架用防凍液、水-乙二醇型難燃液壓液和無(wú)水全合成型難燃液壓液這幾類(lèi)產(chǎn)品，用閃點(diǎn)和燃點(diǎn)、芯式燃燒持久性、歧管抗燃和噴霧燃燒這4種試驗(yàn)測(cè)定方法為初步確定各類(lèi)難燃液壓液抗燃性能所適合的檢驗(yàn)方法。

根據(jù)3大類(lèi)產(chǎn)品的配方特點(diǎn)及性能，依據(jù)添加物質(zhì)與樣品配方體系相容且毒性低、價(jià)格廉的原則，選擇添加不同的可燃物質(zhì)。HFA、HFC類(lèi)添加水溶性可燃物，HFD類(lèi)添加油溶性可燃物，添加量為1%～5%，10%以及15%，然后用4種試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)，并與初步確定的檢驗(yàn)方法進(jìn)行對(duì)比，最終確定各類(lèi)難燃液壓液抗燃性能所適合的檢驗(yàn)方法，為制定難燃液產(chǎn)品煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)有重要意義。

2試驗(yàn)方法

2.1開(kāi)口閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定法

開(kāi)口閃點(diǎn)及燃點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目采用GB/T3536-2008《石油產(chǎn)品閃點(diǎn)與燃點(diǎn)的測(cè)定 克里夫蘭開(kāi)口杯法》進(jìn)行試驗(yàn)，該項(xiàng)目針對(duì)含水較多的液壓支架用乳化油、濃縮液、防凍液，以及水-乙二醇型難燃液壓液這兩類(lèi)產(chǎn)品，目的是為了檢測(cè)出蒸發(fā)水分之前的可燃物質(zhì)，待水分蒸發(fā)后，整體的產(chǎn)品配方體系被破壞，所做出的閃點(diǎn)并非是產(chǎn)品的閃點(diǎn)，而是該產(chǎn)品中某一物質(zhì)的閃點(diǎn)，再往下做燃點(diǎn)就無(wú)意義，所以方法研究只做了A，C類(lèi)產(chǎn)品的閃點(diǎn)，D類(lèi)產(chǎn)品做了閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。從測(cè)定結(jié)果中可以看出在3類(lèi)難燃液壓液中加入3%以上的可燃物質(zhì)，閃點(diǎn)有明顯反映。因此證明：開(kāi)口閃點(diǎn)的測(cè)定能夠較有效判定可燃組分的存在，可作為難燃液的抗燃性能的分析手段。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

2.2歧管燃燒試驗(yàn)法

歧管燃燒試驗(yàn)項(xiàng)目采用SH/T0567- 93《難燃液壓液歧管著火試驗(yàn)法》進(jìn)行試驗(yàn)，該方法規(guī)定的歧管試驗(yàn)溫度為704℃，但試驗(yàn)結(jié)果證明：此溫度僅適用于水-乙二醇型難燃液壓液，無(wú)水全合成難燃液壓液歧管不閃火不燃燒溫度不高于400℃。對(duì)于液壓支架用濃縮液、液壓支架用乳化油及液壓支架用防凍液，歧管試驗(yàn)704℃下不閃火、不燃燒。歧管抗燃試驗(yàn)對(duì)于有一定黏度的無(wú)水全合成難燃液壓液及水-乙二醇型難燃液壓液能有效測(cè)試出其抗燃性能，但對(duì)于液壓支架用乳化油、液壓支架用濃縮液和液壓支架用防凍液來(lái)說(shuō)，由于難燃液本身黏度較小，加上可燃物質(zhì)后，黏度更小，滴加在歧管上迅速流下，難燃性能無(wú)法測(cè)出，所以不適合這類(lèi)產(chǎn)品難燃性能檢測(cè)。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1　添加可燃物質(zhì)前后閃點(diǎn)測(cè)定結(jié)果

表2　難燃液壓液歧管著火試驗(yàn)比較

注：表中“√”表示不閃火、不燃燒，即為“通過(guò)”；“×”表示閃火或燃燒，即為“不通過(guò)”。

2.3芯式燃燒持久性試驗(yàn)法

芯式燃燒持久性試驗(yàn)項(xiàng)目采用SH/T 0785-2006《難燃液芯式燃燒持久性測(cè)定法》進(jìn)行，試驗(yàn)結(jié)果表明：無(wú)水全合成型難燃液壓液在點(diǎn)火10s時(shí)火焰燃至夾子并且一直燃燒，直到液體燃燒盡為止，說(shuō)明該方法不適合無(wú)水全合成型難燃液壓液產(chǎn)品的檢測(cè)。該標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法的范圍中也明確說(shuō)明不適用于某些不能粘附到試驗(yàn)板上的含水液或乳化液，對(duì)于黏度較小的液壓支架用濃縮液和液壓支架用防凍液不適用于此方法，但對(duì)于液壓支架用乳化油來(lái)說(shuō)，黏度范圍比較廣，現(xiàn)在的產(chǎn)品含水量都比較高，黏度相對(duì)比較小，也不適用此方法。對(duì)于有一定黏度的水-乙二醇型難燃液壓液，可燃物質(zhì)加入前后，芯式燃燒持久性試驗(yàn)有明顯差異，因此芯式燃燒持久性試驗(yàn)?zāi)苡行y(cè)試出水-乙二醇型難燃液壓液抗燃性能。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3　難燃液芯式燃燒持久性試驗(yàn)比較

2.4噴霧燃燒試驗(yàn)法

噴霧燃燒試驗(yàn)國(guó)內(nèi)尚無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本試驗(yàn)參照安標(biāo)國(guó)家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心文件，安標(biāo)字【2011】2號(hào)附件1，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4?？紤]到試驗(yàn)人員安全問(wèn)題，未做添加可燃物質(zhì)后試驗(yàn)，而是采用了礦物油型液壓油進(jìn)行試驗(yàn)比對(duì)。試驗(yàn)表明：礦物油型液壓油和無(wú)水全合成型難燃液壓液的噴霧燃燒持久性能具有明顯差異。

3試驗(yàn)結(jié)果及討論

從試驗(yàn)結(jié)果中可以看出：適合于檢測(cè)A類(lèi)液壓支架用乳化油、液壓支架用濃縮液及液壓支架用防凍液也就是A類(lèi)液壓液的抗燃性能檢測(cè)方法只有開(kāi)口閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定法，此方法可以很好地檢測(cè)出A類(lèi)液壓液中是否添加可燃物質(zhì)。對(duì)于C類(lèi)和D類(lèi)水-乙二醇型難燃液壓液和無(wú)水全合成型難燃液壓液的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定抗燃性能檢測(cè)方法只有芯式燃燒持久性、歧管燃燒試驗(yàn)及噴霧燃燒試驗(yàn)。但通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)開(kāi)口閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定法能夠很好地檢測(cè)出這兩類(lèi)產(chǎn)品是否添加了可燃物質(zhì)。

通過(guò)試驗(yàn)方法研究及難燃液壓液抗燃性能試驗(yàn)探討，初步選出了適合各類(lèi)產(chǎn)品抗燃性能檢測(cè)的方

表4　噴霧燃燒試驗(yàn)比較

法：液壓支架用乳化油、液壓支架用防凍液、液壓支架用濃縮液采用開(kāi)口閃點(diǎn)測(cè)定；水-乙二醇型難燃液壓液采用開(kāi)口閃點(diǎn)測(cè)定、芯式燃燒持久性測(cè)定、歧管燃燒試驗(yàn)(704℃)及噴霧燃燒試驗(yàn)；無(wú)水全合成型難燃液壓液采用開(kāi)口閃點(diǎn)和燃點(diǎn)測(cè)定、歧管燃燒試驗(yàn)(400℃)及噴霧燃燒試驗(yàn)。

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[責(zé)任編輯：鄒正立]

Evaluation Method of Fire Resistance Characters of Fire-retardant Hydraulic Fluid

[收稿日期]2015-10-09[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.03.039

[作者簡(jiǎn)介]劉姍姍(1981-)，女，北京人，工程師，注冊(cè)安全工程師，從事礦用油品檢測(cè)及標(biāo)準(zhǔn)化研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)]TE626.3 8

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]B

[文章編號(hào)]1006-6225(2016)03-0147-03

[引用格式]劉姍姍.難燃液壓液抗燃性能評(píng)價(jià)方法[J].煤礦開(kāi)采，2016，21(3)：147-149.