ISO 15029-2 耐火液體噴霧點火性能的測定 - 第2部分：噴霧測試 - 穩定火焰熱釋放法

國際標準化組織 (ISO) 發布的 ISO 15029-2 標準「石油及相關產品——耐火液體噴霧點火性能的測定——第 2 部分：噴霧試驗——穩定火焰放熱法」描述了一種比較耐火液體加壓噴霧火災危險性的方法。此方法使用二維丙烷火焰點燃並穩定空氣霧化液體的燃燒。透過測量放熱速率、火焰長度和煙密度，可以定量了解液體的燃燒行為。

就本標準而言，適用以下術語和定義：

• 穩定噴霧火焰：這是能量釋放率、火焰長度和其他燃燒特性隨時間保持不變的點，因此可以計算出合理的平均時間值。
• 火焰長度：從瓦斯燃燒器的垂直中心線到可見火焰到達的最遠輸出點的距離（以毫米為單位）。
• 火焰長度指數：火焰長度（修正到最接近的整數）和丙烷流量的函數。
• 可燃性係數：在給定丙烷流量下釋放熱量的函數，修正為最接近的整數。
• 煙氣密度：煙道內煙氣不透明度的函數，在引入測試流體之前和之後進行測量。

試驗所用試劑及材料為：

• 高純度丙烷（最低純度98%）
• 無氮、無氧、商業級。
• 壓縮空氣。
• 水質符合 ISO 3696 標準 3 級要求。
• 實驗室級單乙二醇（純度98%）
• 與被測液體相容的實驗室級溶劑。

原理上，預處理後的測試流體流經雙流體霧化器進入測試腔。壓縮空氣以可控速率供應至噴嘴，產生霧化噴霧，該噴霧暴露於測試過程中始終存在的燃氣燃燒器的特定火焰上。燃氣火焰恆定的熱輸入速率可使噴霧火焰保持穩定，從而確保能量釋放速率、火焰長度和煙霧產生量等燃燒特性隨時間推移保持足夠穩定，進而可以測量時間平均值。

在燃燒室的入口和出口處分別測量溫度，燃燒器先在無測試流體的情況下運行，然後再在有測試流體的情況下運行。可以測量火焰長度和排氣煙霧不透明度。根據這些測量結果，計算火焰長度指數、可燃性因子和煙霧密度等函數。基於這些測量結果和計算所得到的性能指標，提出了一種耐火液體性能排序系統。

ISO 15029-1採用空心錐形噴霧法評估耐火流體，該方法模擬細微洩漏和霧化過程；而ISO 15029-2則針對一種不同的、通常更具挑戰性的實際應用場景：採用相對噴射的實心流體噴嘴進行穩定火焰測試。標準旨在解答以下問題：當一股高壓流體噴射衝擊現有火焰時，火焰會繼續燃燒還是加劇？ ISO 15029-2被廣泛認為是一種較為嚴格和保守的耐火測試方法，常被礦業管理部門、鋼鐵廠、壓鑄企業和海上平台等機構採用。

在實際的工業事故中，液壓洩漏並非總是產生細霧。高壓破裂通常會形成連貫的高速噴射（固體流），這些噴流可直接衝擊高溫表面、焊接火焰或歧管火源。透過空心錐形噴霧試驗（ISO 15029-1 標準）的流體，在以噴射形式註入大型穩定火焰時，能夠助燃。因此，ISO 15029-2 標準應運而生，旨在精確模擬這種最壞情況。該試驗通常被稱為穩定火焰試驗或逆射流試驗，因為流體射流是水平噴射到大型湍流丙烷燃燒器火焰中的。

測試需要以下設備：

• 高壓泵，能夠提供 7,0 MPa +/- 0,2 MPa (70 bar) 的壓力。
• 1,2 毫米孔徑固體流噴嘴（產生緊密且穩定的噴射）。
• 大型矩形丙烷燃燒器（尺寸約 170 毫米 x 70 毫米），產生湍流火焰，熱輸出約 25-30 千瓦。
• 高速視訊和溫度測量設備。
• 配備自動滅火系統的防爆試驗箱。

一般來說，測試方法包括以下步驟：

• 燃燒器點燃並穩定運作至少 5 分鐘，以獲得穩定的火焰特性。
• 將測試流體加壓至精確的 7,0 MPa，並從 1 公尺的距離水平噴射到燃燒器火焰的中心。
• 噴霧持續60秒（或直至發生燃燒）。
• 水泵停止後，繼續觀察 30 秒。

簡而言之，ISO 15029-2 標準是針對嚴苛工業環境的耐火測試標準。當規範要求達到 ISO 15029-2 A 類時，表示即使將高壓噴流直接注入熊熊烈焰，液體也不會助燃。對於採礦、鋼鐵和熱金屬加工產業的安全工程師而言，資料表中的一行資料可能決定著事故的成敗。 ISO 15029-2 標準至今仍是最受認可的安全保障措施之一。

多年來，憑藉我們經驗豐富的專業團隊，我們始終專注於客戶需求，提供先進的測試服務，並協助客戶建立、實施和改進管理系統。在此框架下，我們也提供符合 ISO 15029-2 標準的測試服務。