ISO 15029-2 Определение свойств воспламенения огнестойких жидкостей при распылении — Часть 2: Испытание распылением — Метод выделения тепла при стабилизированном пламени

Стандарт ISO 15029-2 «Нефть и сопутствующие продукты — Определение воспламеняющих свойств огнестойких жидкостей в аэрозолях — Часть 2: Испытание распылением — Метод стабилизированного пламени с выделением тепла», опубликованный Международной организацией по стандартизации (ISO), описывает метод сравнения пожарной опасности распыления огнестойких жидкостей под давлением. Для воспламенения и стабилизации горения распыленной воздухом жидкости используется двухмерное пламя пропана. Измерения скорости выделения тепла, длины пламени и плотности дыма предоставляют количественную информацию о поведении жидкости при горении.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Стабилизированное пламя распыления: это точка, в которой скорость выделения энергии, длина пламени и другие характеристики горения остаются постоянными во времени, что позволяет рассчитать разумные усредненные по времени значения.
• Длина пламени: расстояние в миллиметрах от вертикальной центральной линии газовой горелки до самой дальней точки видимого пламени.
• Индекс длины пламени: функция длины пламени (скорректированная до ближайшего целого числа) и расхода пропана.
• Коэффициент воспламеняемости: функция тепловыделения при заданной скорости потока пропана, скорректированная до ближайшего целого числа.
• Плотность дыма: функция непрозрачности дыма в дымоходной трубе, измеренная до и после введения испытательной жидкости.

Реагенты и материалы, используемые в испытаниях:

• Пропан высокой чистоты (минимум 98 процентов)
• Азот, бескислородный, промышленного качества.
• Сжатый воздух.
• Вода соответствует требованиям стандарта ISO 3696, класс 3.
• Моноэтиленгликоль лабораторного качества (чистота 98%)
• Растворитель, совместимый с тестируемой жидкостью, лабораторного качества.

В принципе, предварительно подготовленный поток испытательной жидкости подается через двухжидкостный распылитель в испытательную камеру. Сжатый воздух, подаваемый в форсунку с контролируемой скоростью, используется для создания распыленной струи, которая подвергается воздействию определенного пламени газовой горелки на протяжении всего испытания. Постоянная скорость подвода тепла от газового пламени приводит к стабилизации пламени распыленной струи, обеспечивая достаточно постоянную во времени такие характеристики горения, как скорость выделения энергии, длина пламени и дымообразование, что позволяет измерять усредненные по времени значения.

Измерения температуры проводятся как на входе, так и на выходе из камеры сгорания, при этом горелка сначала работает без исследуемой жидкости, а затем с ней. Измеряются длина пламени и дымность выхлопных газов. На основе этих измерений производятся расчеты таких параметров, как индекс длины пламени, коэффициент воспламеняемости и плотность дыма. На основе этих измерений и рассчитанных показателей эффективности предлагается система ранжирования характеристик огнестойких жидкостей.

В то время как стандарт ISO 15029-1 оценивает огнестойкие жидкости с использованием метода распыления в виде полого конуса, имитирующего мелкие утечки и распыление, стандарт ISO 15029-2 рассматривает другой и зачастую более сложный сценарий из реальных условий: испытание на стабилизированное пламя с использованием форсунок с противоположным направлением потока твердых частиц. Этот стандарт отвечает на вопрос: если струя жидкости под давлением ударит по существующему пламени, будет ли пламя продолжаться или усиливаться? Стандарт ISO 15029-2 широко считается более строгим и консервативным испытанием на огнестойкость. Он часто запрашивается горнодобывающими предприятиями, металлургическими заводами, предприятиями по литью под давлением и морскими платформами.

В реальных промышленных авариях утечки гидравлической жидкости не всегда приводят к образованию мелкодисперсного тумана. Разрывы под высоким давлением часто создают связные, высокоскоростные струи (твердые потоки), которые могут напрямую воздействовать на горячие поверхности, сварочное пламя или возгорание коллекторов. Жидкость, прошедшая испытание на распыление в полом конусе (стандарт ISO 15029-1), может поддерживать горение при впрыскивании в виде струи в большое, стабильное пламя. Поэтому был разработан стандарт ISO 15029-2, точно имитирующий этот наихудший сценарий. Это испытание часто называют испытанием на стабилизированное пламя или испытанием на противоструйное распыление, поскольку струя жидкости распыляется горизонтально в большое, турбулентное пламя горелки пропана.

Для проведения тестов необходимо следующее оборудование:

• Насос высокого давления, способный создавать давление 7,0 МПа ± 0,2 МПа (70 бар).
• Форсунка с отверстием 1,2 мм и сплошным потоком (обеспечивает плотную и равномерную струю).
• Большая прямоугольная пропановая горелка (приблизительно 170 мм x 70 мм), создающая турбулентное пламя с тепловой мощностью приблизительно 25-30 кВт.
• Высокоскоростное видеооборудование и оборудование для измерения температуры.
• Взрывозащищенная испытательная камера с автоматической системой пожаротушения.

В целом, метод тестирования включает следующие этапы:

• Горелка зажигается и стабилизируется в течение как минимум 5 минут для получения стабильных характеристик пламени.
• Испытательная жидкость находится под давлением ровно 7,0 МПа и распыляется горизонтально с расстояния 1 метра непосредственно в центр пламени горелки.
• Распыление продолжается в течение 60 секунд (или до тех пор, пока не произойдет возгорание).
• После остановки насоса наблюдение продолжается еще 30 секунд.

Вкратце, стандарт ISO 15029-2 — это испытание на огнестойкость для суровых промышленных условий. Если в спецификации требуется категория А по стандарту ISO 15029-2, это, по сути, означает, что данная жидкость не будет способствовать распространению огня, даже если струя высокого давления будет введена непосредственно в большое пламя. Для инженеров по технике безопасности в горнодобывающей, металлургической и металлообрабатывающей промышленности одна строка в техническом паспорте может стать разницей между контролируемой аварией и катастрофой. Стандарт ISO 15029-2 остается одним из наиболее уважаемых доступных средств защиты.

На протяжении многих лет наша организация, располагающая компетентным и опытным персоналом, понимает потребности своих клиентов, предоставляет им необходимые передовые услуги по тестированию и помогает в создании, внедрении и совершенствовании систем управления. В рамках этой деятельности мы также предоставляем услуги по тестированию, соответствующие стандарту ISO 15029-2.