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 ВостНИИ.

Для испытания используется технический пропан в баллонах, который подается в горелку через редукторный клапан по рукаву высокого давления 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. Расход газа контролируется ротаметром типа РМ.

Время поджигания и горения образца регистрируется секундомером третьего класса точности.

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 350 х 350 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;

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

Отбор и подготовка образцов. Из конвейерной ленты вырезают в продольном направлении три образца полной толщины размерами (1200 +/- 2) х (120 +/- 2) мм или (1200 +/- 2) х (90 +/- 2) 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 наносят поперечные линии (метки), например мелом через 100 мм друг от друга.

Образцы вырезают из готовой ленты и перед проведением испытаний выдерживают не менее 12 ч в прямолинейном состоянии при температуре 20 +/- 5 °С.

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

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 0,5 +/- 0,1 м/с и не изменяют ее во время испытаний.

К горелке подают определенное количество газа (см. 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).

Таблица 1

РЕЖИМЫ ИСПЫТАНИЙ

Образец ленты вставляют в держатель. Газовая горелка устанавливается на расстоянии 170 мм 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. Производят замер времени, за которое фронт пламени проходит контрольные отметки. Затем остаток образца вынимают из штольни и производят замер несгоревшего участка ленты с точностью до 10 мм. Замеряют отрезок полной ширины, на котором нет следов повреждений (спекание, образование трещин, вздутие поверхности ленты, обугливание), полученных от воздействия пламени.

Результаты испытаний образцов лент заносят в протокол. Результатом испытания считается среднеарифметическая длина участков трех образцов, на которых отсутствуют следы повреждений вследствие воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если длина оставшегося неповрежденным участка составляет не менее 30% первоначальной длины образца.

2. Модельная штольня типа Б

Принципиальная схема модельной штольни приведена на рис. 6.

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 460 х 420 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 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 плоскости. Горелка поджигает образец ленты толщиной до 15 мм в течение 5 +/- 0,1 мин., а образцы толщиной более 15 мм - 15 мин. Расход газа метана составляет 0,034 +/- 0,003 куб. м/мин. или 1900 л/ч. Расход газа контролируется ротаметром, температура пламени - термоэлектрическим термометром.

Скорость движения потока воздуха должна быть постоянной и равняться 1 +/- 0,1 м/с. Регулировка скорости движения потока воздуха осуществляется дроссельной заслонкой.

Подставка предназначена для укладки и крепления образца. Образец закрепляется специальными штифтами с шайбами, расположенными на определенном расстоянии друг от друга.

Подготовка образцов. Испытание проводят на трех образцах полной толщины длиной 1620 +/- 5 мм, шириной 230 +/- 5 мм.

Образцы вырезают 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 образцы выдерживают не менее 12 ч в прямолинейном состоянии при температуре 20 +/- 5 °С.

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 фиксируются время поджигания, время распространения пламени по поверхности образца и его затухание.

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. Замеряют длину 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 заносят в протокол. За результат измерений принимают среднеарифметическую длину участков трех образцов, на которых отсутствуют следы повреждений от воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если длина оставшегося неповрежденным участка составляет не менее 30% первоначальной длины образца.

3. Модельная штольня типа В

Принципиальная схема установки представлена на рис. 7.

Имеется 2 вида горелок.

Горелка для узких образцов представляет собой форсунку с расходом газа 3,5 л/мин. Для широких образцов используют 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, размещенные 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 три образца без кромки борта шириной 120 +/- 5 мм и длиной 1200 мм полной толщины и два образца без кромки шириной 600 +/- 50 мм.

На одной стороне образца наносят 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 ч.

Проведение испытаний. Испытания проводят при температуре окружающей среды 20 +/- 5 °С. 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 1050 +/- 50 °С, и фиксируют время начала поджигания образца. Время поджигания образца принимают пропорционально толщине ленты. На 1 мм толщины ленты - 1 мин. поджигания, но не менее 10 мин. Наблюдают за процессом распространения фронта пламени по намеченным снизу образца линиям. Расход газа во время поджигания широких образцов - 17 +/- 0,5 л/мин., узких - 3,5 +/- 0,5 л/мин.

По окончании 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 в глубь камеры сгорания, то по истечении 30 мин. 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:

Результаты испытаний заносят в протокол. Результатом испытания считается среднеарифметическая длина участков трех образцов шириной 120 мм или двух образцов шириной 600 мм, на которых отсутствуют следы повреждений вследствие воздействия пламени. Лента считается выдержавшей испытание, если длина оставшегося неповрежденным участка составляет не менее 30% первоначальной длины образца. 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.

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