ГОСТ 12.1.011-78

СИСТЕМАСТАНДАРТОВ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА 

СМЕСИВЗРЫВООПАСНЫЕ

КЛАССИФИКАЦИЯИ МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

ГОСТ12.1.011-78*

ПостановлениемГосударственного комитета СССР по стандартам от 14 сентября 1978 г. №2509 срок действия установлен с 01.07.79 г.

*Переиздание(октябрь 1982 г.) с Изменением №1, утвержденным в феврале 1982г.; пост. №860 от 26.02.82 г. (ИУС 5-82).

1.Настоящий стандарт распространяется на взрывоопасные смеси горючихгазов и паров с воздухом, образующиеся в процессе производства вовзрывоопасных средах, способные взрываться от постороннего источникаподжигания, в которых применяется взрывозащищенноеэлектрооборудование.

Стандартустанавливает классификацию взрывоопасных смесей по категориям игруппам и методы определения параметров взрывоопасности, используемыхпри установлении классификации смесей.

Классификациявзрывоопасных смесей предназначена для получения исходных данных,необходимых при выборе взрывозащищенного электрооборудования согласноГОСТ 12.2.020-76.

Информационныеданные соответствия настоящего стандарта и СТ СЭВ 2775-80 приведены всправочном приложении 4.

(Измененнаяредакция, ИЗМ. №1).

2.Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на категориивзрывоопасности в зависимости от величины безопасногоэкспериментального максимального зазора (БЭМЗ)* и значениясоотношения между минимальным током воспламенения испытуемого газаили пара и минимальным током воспламенения метана (МТВ); на группы взависимости от величины температуры самовоспламенения.

*Максимальный зазор между фланцами оболочки, через который непроисходит передача взрыва из оболочки в окружающую среду при любойконцентрации горючего в воздухе.

3.Классификация по категориям взрывоопасности смесей газов и паров своздухом.

3.1.Взрывоопасные смеси подразделяются на категории:

I –метан на подземных горных работах;

II– газы и пары за исключение метана на подземных горных работах.

3.2.В зависимости от значения БЭМЗ газы и пары категории IIподразделяются согласно табл. 1.

Таблица1.

3.3.В зависимости от значений МТВ газы и пары категории II подразделяютсясогласно табл. 1а.

Таблица1а.

3.4.Для классификации большинства газов и паров достаточно примененияодного из критериев пп. 3.2 и.3.3.

Одинкритерий достаточен в следующих случаях:

длякатегории IIA – БЭМЗ больше 0,9 мм или соотношение МТВ больше0,9;

длякатегории IIB – БЭМЗ в пределах от 0,55 до 0,9 мм илисоотношение МТВ в пределах от 0,5 до 0,8;

длякатегории IIС – БЭМЗ меньше 0,5 мм или соотношение МТВ меньше0,45.

3.5.Необходимо определять как БЭМЗ, так и соотношение МТВ в следующихслучаях:

еслиопределено только соотношение МТВ и его значение находится в пределахот 0,45 до 0,5 или от 0,8 до 0,9;

еслиопределен только БЭМЗ и его значение находится в пределах от 0,5 до0,55.

3.6.Категория взрывоопасности (IIA, IIB или IIC) может быть определенаусловно (предварительно) по сходству химической структуры.

Втех случаях, когда значение БЭМЗ или соотношение МТВ неизвестны дляданного газа или пара, можно условно (предварительно) принятькатегорию этого химического соединения, принадлежащему к тому жегомологическому ряду, но с меньшим молекулярным весом.

Пп.2; 3; 3.1-3.6.  (Измененная редакция, Изм №1.).

4а.Взрывоопасные смеси газов и паров подразделяются на группы взависимости от величины температуры самовоспламенения согласно табл.2.

(Введендополнительно, Изм. №1).

4.Распределение взрывоопасных смесей по категориям и группа приведено вобязательном приложении №3.

5.Отнесение к категориям и группам смесей, не указанным в обязательномприложении №3, производится испытательными органами всоответствии с перечнем их по ГОСТ 12.2.021-76.

6.МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ

6.1.Метод определения БЭМЗ.

6.1.1.Аппаратура

6.1.1.1.Прибор (черт 1.), применяемый для определения БЭМЗ, долженизготовляться из химически стойкого металла и иметь:

цилиндрическуюгерметичную камеру объемом 4, 0 дм³, оборудованнуюсмотровым окном, запальной свечой, вакуумными кранами,нагревательными элементами. Камер должна герметически закрыватьсякрышкой;

сферическуюоболочку объемом 0,02 дм3, укрепленную на крышке и состоящую изполусфер с фланцами длиной 0,25 мм; нижняя полусфера неподвижная,верхняя прижата пружиной к микрометрическому винту;

микрометрическийвинт с шагом резьбы 0,5 мм, с головкой, на которой нанесены деления;

зазормежду фланцами оболочки, который можно менять вращением головкимикрометрического винта;

электродыиз нержавеющей стали с искровым промежутком (3+0,5) мм,которые должны располагаться вертикально и находиться в 14 мм отвнутренней кромки фланцев оболочки;

устройствадля перемешивания смесей.

Прибордля определения БЭМЗ сконструирован таким образом, что он способенвыдерживать максимальное давление 1510⁵Н/м², при этом в момент взрыва не должно происходитьувеличения зазора в оболочке.

Черт.1.

1 –электроды; 2 – камера; 3 – краны вакуумные; 4 –смотровое окно; 5 – блок автоматического терморегулирования; 6– датчик температур; 7 – устройство для перемешиваниясмеси, 8 – микрометрический винт; 9 – головка винта; 10 –крышка; 11 – индуктор высоковольтный; 12 лабораторныйавтотрансформатор; 13 – вакууметр; 14 – вакуум-насос; 15– нагревательные элементы; 16 – запальная свеча; 17 –сферическая оболочка

6.1.1.2.В комплект прибора должны входить:

вакуум-насос;

вакуумметр;

индукторвысоковольтный;

лабораторныйавтотрансформатор;

блокавтоматического терморегулирования нагрева прибора с датчикомтемпературы;

барометрметеорологический;

набормерных пипеток вместимостью 1-5мл.

6.1.1.3.При исследовании токсичного вещества или вещества, которое выделяеттоксичные компоненты при разложении и горении, испытание проводят присоблюдении санитарных правил и правил по технике безопасности,принятых для работы с токсичными веществами. В этом случае приборустанавливают в вытяжном шкафу, применяют соответствующий противогази дегазационные устройства.

6.1.2.Подготовка к испытанию.

6.1.2.1.Проверяют параллельность фланцев и нулевую установку зазора, при этомвеличина усилия, приложенного к головке микрометрического винта,должна быть небольшой (например, около 10^-2Н).

Проверяютработу системы искрового зажигания: подают переменное напряжение35-50 В через автотрансформатор и проверяют наличие искры привключении индуктора на 2-3 с.

6.1.2.2.Проведение расчетов.

Парциальноедавление газа р, мм рт. ст., необходимое для одного испытания,в соответствии с заданной концентрацией рассчитывается по законуДальтона о парциальных давлениях:

,         (1)

где    k – заданная концентрация в объемных долях;

р₁– атмосферное давление, мм рт. ст.

Длягазов с высокой критической температурой при определении объемнойконцентрации следует учитывать отклонение от состояния идеальногогаза по ГОСТ 13919-68.

Дляпроведения опытов с жидким горючим веществом следует задатьсяконцентрацией этого вещества в воздухе.

Количествожидкости m в миллиметрах, необходимое для одного испытания всоответствии с заданной концентрацией при температуре испытания,рассчитывают по формуле.

,         (2)

где    М – молекулярная масса;

V– вместимость камеры

Т– температура испытания, К;

v– плотность, кг/м³.

6.1.2.3.Для проведения испытаний при нагревании включают блоктерморегулирования, установив его на температуру испытания.

6.1.3.Проведение испытаний.

Испытанияпроводят при нормальном атмосферном давлении и температуре окружающейсреды согласно ГОСТ 15150-69. Влажность воздуха, используемого длясмеси, не должна быть больше 0,2% по объему (относительная влажность10%).

Примечание.Для веществ, упругость пара которых недостаточна, чтобы получитьсмесь заданной концентрации при температуре окружающей среды,допускается нагрев на 10Свыше температуры, необходимой для образования заданной упругостигаза.

6.1.3.1.Устанавливается заданная ширина зазора между фланцами.

6.1.3.2.Прибор вакуумируют и в нем оставляют взрывоопасную смесь горючего своздухом. Рассчитанное по формуле (1) количество горючего газавпускают в камеру по вакуумметру; при работе с жидким горючимвеществом, необходимое для опыта количество его в миллилитрах,рассчитанное по формуле (2). вводят в камеру мерной пипеткой. Послевведения горючего камеру заполняют воздухом до атмосферного давления.

Испытуемаявзрывоопасная смесь может составляться отдельно в газгольдере споследующим перепуском ее в вакуумированную камеру.

6.1.3.3.Включают устройство для перемешивания смеси горючего с воздухом.После перемешивания приготовленную смесь горючего с воздухомподжигают искрой в оболочке и через смотровое окно наблюдают зарезультатом опыта. Если взрыв из оболочки передается через фланцевыйзазор в камеру и воспламеняет окружающую взрывоопасную смесь,считают, что произошла “передача взрыва”; если взрыв изоболочки не передается через зазор в окружающую среду, то фиксируют“непередачу взрыва”. При “непередаче взрыва”смесь поджигают искрой от запальной свечи в камере. При проведенииопыта камеру продувают воздухом.

6.1.3.4.Определение величины БЭМЗ проводят в два этапа: предварительные иподтверждающие испытания.

6.1.3.5.При предварительных испытаниях на определенной (заданной)концентрации горючего газа или пара в воздухе проводят не менее двухиспытаний на воспламенение смеси в оболочке на каждом из большегоколичества зазоров, значения которых находятся между безопасными иопасными зазорами с интервалами 0,02 мм с целью нахождениянаименьшего зазора S₁₀₀, при котором вероятность передачивзрыва из оболочки в камеру равна 100%, и наибольшего зазора S₀,при котором вероятность передачи равна 0. В последующем зазоры S₁₀₀и S₀ определяют для других концентраций горючего в смеси своздухом, лежащих выше и ниже взятых первоначально. По полученнымрезультатам строят график зависимости величины зазора отконцентрации.

Изполученных данных выделяют смесь такой концентрации, для которойвеличины S₁₀₀ и S₀ имеют наименьшее значение.

6.1.3.6.При подтверждающих испытаниях результаты проверяют повторениемиспытаний на каждой установке зазора по 10 опытов на концентрациях,близких к наиболее опасной по передаче взрыва, найденной впредварительных испытаниях. По полученным результатам определяютминимальные значения (S₀)_min.

6.1.4.Обработка результатов.

6.1.4.1.Максимальная разность между величинами (S₀)_min,полученная при двух сериях испытаний, не должна превышать 0,04 мм.Если полученные величины лежат в указанном диапазоне, то за величинуБЭМЗ для данного исследуемого вещества принимается такая величина,для которой разность (S₁₀₀)_min-(S₀)_minнаименьшая.

6.1.4.2.Если разность между величинами (S₀)_min,получаемая при различных сериях испытаний, превышает 0,04 мм,необходимо провести контрольные испытания прибора по методу,изложенному в п 6.1., т.е. воспроизвести табличное значение БЭМЗ дляводорода *.

*Величина БЭМЗ должна быть 0,29 мм при объемной доле водорода в смеси,составляющей 0.27.

6.1.4.3.После произведения опытов в протоколе испытаний фиксируют наиболееопасную концентрацию горючего вещества по передаче взрыва череззазор, значение БЭМЗ, категорию взрывоопасности согласно табл. 1 иразность (S₁₀₀)_min-(S₀)_min.

Концентрацияс наибольшей опасностью воспламенения и значения БЭМЗ для различныхгазов и паров даны в обязательном приложении 1.

6.1.4.4.Условия и результаты испытаний должны регистрироваться с точностью:

температура... до 1С;

величиназазора ... до 0,01мм;

разряжения... до 1 мм рт. ст.;

время... до 1 с;

объемвещества ... до 0,05 см³.

6.2.Метод определения температуры самовоспламенения газов и паров ввоздухе.

6.2.1.Аппаратура.

6.2.1.1.Для определения температуры самовоспламенения применяют прибор,который состоит из следующих частей (черт. 2):

нагревательнойпечи, включающей цилиндр высотой 135-145 мм из огнеупорного материалас нагревательным элементом мощность 1300 Вт, термоизоляционную изащитную оболочки. Внутри печи находится металлический цилиндр изстали внутренним диаметром 100-110 мм; внутри цилиндра располагаютметаллическую вставку;

реакционногососуда (черт. 3), представляющего собой коническую колбу объемом 200см³ из термически устойчивого стекла.

Еслитемпература самовоспламенения испытуемого образца превышаеттемпературу размягчения стекла, допускается применять кварцевую илиметаллическую колбу при условии, что это будет отмечено в протоколеиспытаний;

крышки,в которой асбестоцементными сегментами крепят колбу;

трехтермопар с диаметром проволоки не более 0,8 мм.

Однутермопару располагают в центре дна колбы, две другие – на 25 ммвыше; каждую термопару помещают в двухканальную фарфоровую трубку иплотно прижимают к колбе.

Черт.2.  1 – огнеупорный цилиндр; 2 – колба; 3 –крышка; 4 – металлический цилиндр; 5-вставка

Черт.3

6.2.1.2.В комплект приборов входят:

лабораторныйавтотрансформатор;

потенциометркласса точности 0,1 или более точный для измерения т.э.д.с. термопар;

набормерных пипеток на 0,1-2,0 см³ для дозировки горючихжидкостей и введения их в реакционный сосуд;

шприцтипа Щ-9 объемом 150 см3 для дозировки горючих газов;

шприцсоединяют с резервуаром для газа и с пламяпреградителем, как показанона черт. 4.

Черт.4.  1 – пламяпреградитель; 2 – резервуар сгазом; 3 – шприц; 4 – трехходовой кран; 5 –двухходовый кран

пламяпрегадитель,рассчитанный на среду ПСТ6;

зеркальце,укрепленное на крышке печи, для наблюдения за опытом;

секундомер;

барометр;

резиноваягруша для продувки реакционного сосуда (допускается продувка сжатымвоздухом).

6.2.1.3.При исследовании токсичного вещества или вещества, которое выделяеттоксичные компоненты при разложении и горении, испытание проводят присоблюдении санитарных правил и правил по технике безопасности,принятых для работы с токсичными веществами. В этом случае приборустанавливают в вытяжном шкафу, применяют соответствующий противогази дегазационные средства.

6.2.2.Подготовка к испытаниям.

6.2.2.1.Чистую реакционную колбу укрепляют на крышке печи, боковые термопарыприжимают к колбе и фиксируют их в таком положении; колбу стермопарами помещают в печь; после этого устанавливают нижнюютермопару, прижимают ее ко дну колбы и также фиксируют.

6.2.2.2.Проверяют правильность сборки термической схемы.

6.2.2.3.Электрическую схему проверяют на отсутствие короткого замыкания вместах присоединения проводов и замыкания токоведущих частей накорпус прибора.

6.2.2.4.Перед испытанием вязкие и твердые продукты нагревают, а легкокипящиеохлаждают до температур, при которых можно легко набрать в пипеткутребуемое количество вещества.

6.2.2.5.Проверка правильной работы нагревательной печи может осуществлятьсяпутем определения температур самовоспламенения веществ в соответствиис методикой настоящего стандарта, температура самовоспламенениякоторых известна: n-гептана – 220С,этилена – 435С,бензола – 560С;их чистота должна быть не менее 99,9%.

6.2.3.Проведение испытаний.

6.2.3.1.Печь нагревают до заданной температуры и регулируют нагрев так, чтобыпоказания трех термопар отличались не более чем на 1С,а заданная температура в течение 5 мин не изменялась.

6.2.3.2.Заданное количество горючего вещества (рекомендуемыми количествамидля первоначальных испытаний могут быть 0,07 см³ дляжидкостей и 20 см³ для газов) набирают в пипетку (или вшприц) и быстро вводят в колбу, включают секундомер и помощьюзеркальца наблюдают за образовавшейся смесью горючего (пара или газа)с воздухом.

Есливо время опыта в колбе появляется пламя, секундомер останавливают,считают, что заданное количество вещества самовоспламенилось; если втечение 5 мин пламя в колбе не появляется, то считают, что непроизошло самовоспламенение заданного количества исследуемоговещества.

6.2.3.3.После проведения каждого испытания колбу продувают чистым воздухом втечение 1-2 мин.

6.2.3.4.Предварительные испытания.

Предварительныеиспытания проводят для нахождения наиболее легкосамовоспламеняющегося количества вещества. Для этого выбирают 6-8проб вещества, отличающихся на 00,05-0,02 см³, дляжидкостей (на 4-5 см³ для газов) и для каждой из них,изменяя температуру опыта ступенями через 25, 10, 5С,находят минимальную температуру, при которой происходитсамовоспламенение, а при температуре на 5Сниже наблюдают “отказ”. По полученным данным строятграфик зависимости температуры самовоспламенения от величины пробы.График должен иметь вид параболы (если парабола не вырисовывается.исследуют дополнительно несколько проб вещества). Величину пробы,соответствующую минимуму полученной кривой, принимают за наиболеелегко воспламеняющееся количество испытуемого вещества.

6.2.3.5.Основные испытания.

6.2.3.5.1.Проводят 10 испытаний на самовоспламенение наиболее легковоспламеняющейся пробе смеси при температуре на 2Сниже минимальной температуры самовоспламенения, полученной впредварительных испытаниях. Если ни в одном из 10 испытаний смесь несамовоспламеняется, то повышают температуру на 2Си проводят вторую серию из 10 испытаний на самовоспламенение с тем жеколичеством смеси. При получении во второй серии не менее двух опытовс самовоспламенением смеси из 10 испытаний на самовоспламенениеопределение температуры самовоспламенения вещества считаютвыполненным (это главное условие испытаний).

6.2.3.5.2.Химически чистую колбу необходимо применять и для испытаний каждоговещества и для окончательной серии испытаний.

6.2.4.Обработка результатов.

6.2.4.1.Условия и результаты испытаний должны регистрироваться со следующейточностью:

температура– до 1С;

объемвещества – до 0,01 см³;

время– до 1 с.

6.2.4.2.За температуру самовоспламенения данного образца вещества принимаютсреднее арифметическое двух температур, удовлетворяющих условиям п.6.2.3.5.1., при одной из которых наблюдается самовоспламенениенаиболее легковоспламеняющейся пробы вещества, а при другой отказ.

6.2.4.3.Расхождение двух параллельных определений температурысамовоспламенения, выполненных одним оператором, не должно превышать2% от определяемой величины.

Средниевеличины параллельных определений, полученные в различныхлабораториях, не должны различаться более чем на 5%.

6.2.4.4.После проведения опытов в протоколе испытаний фиксируют значениетемпературы самовоспламенения, группу взрывоопасных смесей по табл.2.

6.2.4.5.Температура самовоспламенения некоторых горючих газов и паровприведена в обязательном приложении 2.

Пп.6-6.2.4.5. (Введены дополнительно, Изм. №1).

ПРИЛОЖЕНИЕ1. Обязательное. КОНЦЕНТРАЦИЯ С НАИБОЛЬШЕЙ ОПАСНОСТЬЮСАМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ И ЗНАЧЕНИЯ  БЭМЗ ДЛЯ  РАЗЛИЧНЫХ ГАЗОВ ИПАРОВ.

 ПРИЛОЖЕНИЕ2. Обязательное. ТЕМПЕРАТУРА САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ НЕКОТОРЫХГОРЮЧИХ ПАРОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ3. Обязательное. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗРЫВООПАСНЫХ СМЕСЕЙ ПОКАТЕГОРИЯМ И ГРУППАМ

ПРИЛОЖЕНИЕ4. Справочное. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ О СООТВЕТСТВИИ ГОСТ12.1.011-78 И СТ СЭВ 2775-80

Изменение№2 ГОСТ 12.1.011-78