阻火器的防爆检验、试验方法说明
不锈钢防爆管道阻火器
阻火器作为阻止可燃性气体发生燃烧或者爆炸后继续传播的安全装置，在化工矿山、煤矿运等行业中被大量采用。阻火器的应用范围非常广泛。阻火器的种类很多防爆阻火器是其中之一下面就对对阻火器防爆检验及试验依据进行分析说明。
阻火器防爆检验方法：目前国内应用于煤炭行业的阻火器，主要依据AQ1074—2009煤矿瓦斯输送管道干式阻火器通用技术条件等行业标准制造检验；应用于石油及化工行业的阻火器，主要是依据GB13347和GB5908制造并检验；另有应用于内燃机进排气系统的阻火器，其制造检验标准是GB20800.1。另外由于GB20800修改采用EN1834，二者试验方法有所不同。
阻火器有关防爆性能方面的试验主要是：
1、外壳强度试验：检验阻火器的外壳承压能力，即在阻火器外壳上制造或模拟可能出现的最大压力并施加一定的安全系数，以此证明阻火器外壳可以承受该压力。
2、内部点燃的不传爆试验：检验阻火器的阻爆性能，即在阻火器前端的封闭系统中制造一次可能出现的最严重的爆炸，并以此证明，在这些条件下阻火器的隔爆外壳能承受住爆炸，且爆炸不会通过相关部件和阻火器传到周围环境中。
阻火器壳体强度试验：下表是上述标准随针对阻火器外壳强度强度的试验方法的对比。
外壳强度试验方法对比表
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标准 |
试验压力 |
试验时间 |
判定方法 |
备注 |
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AQ1074 |
DN300以下：2.5MPa |
5min |
无裂痕或 永久变形 |
— |
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DN300以下：2.5MPa |
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GB13347 |
1.5倍设计压力 |
不小于10min |
无渗漏 |
设计压力：0.6-2.5MPa |
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GB5908 |
0.9MPa |
5min |
无渗漏、裂痕变形 |
— |
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静压法：进气阻火 器1.5np最大1.5 MPa排气阻火器1.5 p最大1.0MPa |
1min以上 |
无渗漏、无 可见变形 |
等同采用EN1834：n为压力比p为爆炸性气体混合物的最大实验测定压力 |
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GB20800.1 |
动压法：在1.5倍大气 压下通入规定的爆炸性 气体混合物并点燃 |
— |
无裂痕或 永久变形 |
修改采用EN1834，该检验方法与GB3836.2一致 |
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EN1834 |
静压法：同GB20800.1 |
该实验方法引用 自EN50018：1994 |
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动压法：试验方法同GB20800.1但增加限制压力最小 值0.35MPa |
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从上表可以看出AQ1074、GB13347和GB5908较多的考虑了阻火器外壳的使用压力（如连接石油管道后的输油压力），而EN1834和GB20800.1更多考虑的是爆炸性气体混合物的爆炸压力。所以从防爆安全角度来讲，个人认为GB20800.1和EN1834的试验方法比较科学。但是其余标准中，除GB13347在设计压力为0.6MPa时以及GB5908规定的阻火器，试验压力有可能小于GB20800和EN1834外（但是试验时间较长，所以其安全系数并不低），其它试验均比GB20800.1和N1834严酷的多。所以EN1834和GB20800.1的防爆安全性能应是合格的。
内部点燃的不传爆试验：AQ1074、GB13347、GB5908中的阻火试验以及EN1834、GB20800.1中的内部点燃不传爆试验，其试验检测目的不同，前者检测是否有火焰传出或外部气体被点燃，主要要求阻火性能；后者检测是否有火焰传出并引爆外部爆炸性气体，主要要求阻火和防爆性能（内部不传爆）。但其理论基础均是前文所述的MESG理论。所以可以对有关标准中的试验方法加以对比。
阻火试验方法：阻火器两端均联接管道形成封闭空腔，充以规定的爆炸性气体混合物。在其中一端用电火花（A）点燃爆炸性气体混合物，点火之前打开另一端的出气阀门（E），用火焰探测器检测这一端是否有火焰传出或气体被点燃。EN1834及GB20800.1中的内部点燃不传爆试验是针对往复式内燃机用阻火器的，其它用途的阻火器可据情参考借用。
试验方法对比：是有关阻火器标准对阻火及内部点燃不传爆试验方法的对比。
阻火器试验方法对比表
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标准 |
试验气体混合物及其SG |
试验 次数 |
MESG安 全系数 |
备注 |
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AQ1074 |
CH4理论当量比1） MESG=1.4mm |
13次 |
1 |
1.14/1.14 |
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GB5908 |
(4.3±0.2)%C3H8 MESG=0.92mm |
13次 |
0.98 |
0.9/0.92 |
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|
GB13347 |
阻爆燃型 |
(4.3±0.2)%C3H8 MESG=0.92mm |
13次 |
0.98 |
— |
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阻爆轰型 |
(7.2±0.2)%C3H8 — |
13次
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＜1 |
— |
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GB20800 .1 |
进 气 阻 火 器 |
IIA |
(55±1)% H2 MESG=0.65mm |
10次 |
1.38 |
0.9/0.65 |
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IIB |
(37±1)%H2 MESG=0.29mm |
10次 |
1.43 |
0.5/0.35 |
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IIC |
第一次（27±1)%H2 MESG=0.29 mm第二次、(7.5±1)%C2H2 MESG=0.37mm |
各10次 |
1 |
0.29/.29 0.37/0.37 |
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排气阻火器试验方法同进气阻火器，但IIA类除可以用(55±1)%H2进行试验外，亦允许使用在常压下(4.2±0.1)%C3H8(MESG=0.92mm)进行试验。 |
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EN1834 |
进 气 阻 火 器 |
IIA |
(4.2±0.1)% H2 MESG=0.92mm |
10次 |
0.98 |
— |
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IIB |
(4.5±0.5)%H2 MESG=0.49mm |
10次 |
1.02 |
0.5/0.35 |
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IIC |
第一次（27±1)%H2 MESG=0.29mm 第二次、(7.5±1)%C2H2 MESG=0.37mm |
各10次
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1 |
— |
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IIA、IIB、IIC类排气阻火器均使用常压下(4.2±0.1)%C3H8进行试验 |
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注：1、AQ1074规定：按甲烷和空气的理论当量比配入天然气。笔者尚未查出该理论当量比的具体数值。天然气中甲烷含量约为96%，在甲烷的爆炸极限(4.4%~17%)之外。此处暂以甲烷的最易传爆浓度8.2%代替。
2、查GB3836.11可知，C3H8的最易传爆浓度为4.2%。表中的浓度范围包括了该最易传爆浓度，故其最大试验安全间隙为标准MESG。下同。
3、此安全系数为针对#A类爆炸性气体混合物的安全系数。GB5908为明确规定所涉及的阻火器用于IIA环境,但石油储罐、管道及其周围存在的爆炸性气体，绝大部分可以归为IIA类。下同。
4、IIC类设备进行试验时施加安全系数的方法是加大设备的隔爆间隙或增加试验初始压力。GB20800.1并未按照GB3836.2中的相关规定加大间隙或增加初压，所以其安全系数为1。
5、IIC类电气设备除用MESG值较小的H2做第一次试验外，为了防止C2H2不完全燃烧而产生的碳，通过接合面喷出而点燃周围爆炸性混合物，需用C2H2做第二次试验。
另外在SH/3413/1999石油化工石油气管道阻火器选用、检验及验收中规定石油气管道阻火器的检验方法和GB13347一致，但该标准中明确规定仅适用于IIA级烃类爆炸性气体混合物的输送系统、气体回收系统和气体放空系统的阻火器。从上表可以看出，除GB20800.1外，大部分阻火器的试验安全系数都约为1。GB20800.1修改采用EN1834，在阻火器试验方法上，未采用EN1834，但亦未完全参照GB3836.2。如下表所示。
GB20800.1中阻火器内部点燃不传爆试验
安全系数施加情况
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阻火器种类 |
施加试验安全系数情况 |
备注 |
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进去阻火器 |
IIA |
施加 |
按照GB3836.2的试验规定，各级别的阻爆型电气设备进 行试验时均施加相应的安全系数 |
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IIB |
施加 |
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IIC |
不施加 |
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排气阻火器 |
IIA |
可以施加 |
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IIB |
施加 |
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IIC |
不施加 |
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