Способ испытания на фрикционную искробезопасность образцов из легких сплавов

 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для испытания на фрикционную искробезопасность образцов из легких сплавов. Для этого образец сбрасывают с определенной высоты на ржавую стальную плиту. Поверхность ее увлажняют и измеряют площадь следа, образовавшегося в результате соударения с образцом. По площади следа судят об искробезопасности.

Изобретение относится к исследованиям фрикционной искробезопасности материалов.

Известен способ испытания материалов и отдельных сборочных единиц оборудования, подвергающихся в процессе эксплуатации одиночным ударам, на фрикционную искробезопасность, заключающийся в сбрасывании испытываемого материала или оболочки изделия на стальную ржавую плиту, установленную во взврывной камере под углом к горизонту. При этом высота сбрасывания груза, определяющая относительную скорость перемещения деталей в момент соударения, равна наибольшей высоте, с которой может упасть в реальных условиях эксплуатации изделие, изготовленное из испытуемого материала. Масса груза должна быть равна удвоенной массе самого изделия. Испытания проводятся во взрывоопасной среде, содержащей 6,5-7,5% метана. Производится 32 сбрасывания образца материала или изделия так, чтобы удар о плиту каждый раз приходился на новое место на образце и на плите. Фрикционные искры, образующиеся при таких соударениях, считаются безопасными, если не произошло поджиганий взрывоопасной смеси. Такой способ проведения испытаний основан на использовании стенда с падающим грузом. Стенд состоит из взрывной камеры с копром для подъема и сбрасывания груза, главного и вспомогательного вентиляторов, газгольдера, системы трубопроводов с электромеханическими задвижками и пульта управления. В камере установлен стол, который может перемещаться в горизонтальной плоскости. На столе жестко закреплена массивная стальная плита, образующая с горизонталью угол 50^о. В верхней части взрывной камеры имеется разгрузочное окно, которое во время опытов закрывается бумажной заглушкой. При проведении испытаний груз необходимой массы с образцом испытуемого материала на конце свободно падает с заданной высоты и, прорывая бумажную заглушку, ударяется о стальную ржавую плиту. Для измерения концентрации метана во взрывной камере установлен датчик, показывающий прибор которого расположен на пульте управления. Соударение образца или оболочки изделия каждый раз в новом месте стальной ржавой плиты достигается за счет перемещения плиты внутри взрывной камеры. Если удар о плиту произошел в месте, где остался отпечаток (след) от предыдущего удара, то такое сбрасывание бракуется и не учитывается в общем числе проведенных опытов.

Данный способ успешно используется испытательными и научно-исследовательскими организациями для изучения и оценки фрикционной искробезопасности материалов. Но опасное фрикционное искрение может возникнуть при ударе стальным предметом по ржавой стальной поверхности, загрязненной алюминиевой пылью или следами от ударов с оборудованием из легких сплавов. Вероятность воспламенения метана по этой причине невелика, но она существует и ее нельзя не учитывать.

Задача изобретения заключается в создании способа испытания материалов на фрикционную искробезопасность, учитывающего возможность воспламенения взрывоопасной смеси искрами, образовав- шимися в результате удара изделия о поверхность, на которой оставлен след от первого удара.

Для этого в способе испытания на фрикционную искробезопасность образцов из легких сплавов, заключающемся в том, что испытуемый образец, соединенный с грузом заданной массы, сбрасывают с определенной высоты на ржавую стальную плиту, установленную под углом 50^оС к горизонту в метано-воздушной среде, содержащей 6,5-7,5% метана, и по реакции этой среды на выделение энергии в месте удара на указанной плите судят об искробезопасности испытуемого материала. Новым является то, что перед сбрасыванием поверхность плиты увлажняют, измеряют площадь следа, образовавшегося в результате удара образца о поверхность, при невоспламенении смеси в камере и площади следа менее 25 мм² сплав относят к искробезопасным, при площади следа более 25 мм² образец повторно сбрасывают на след, оставленный при первом сбрасывании, и при невоспламенении смеси сплав относят к искробезопасным, в противном случае к искроопасным.

Способ осуществляется следующим образом.

Испытуемый образец (цилиндрической формы) из легкого сплава крепят к грузу заданной массы и поднимают на необходимую высоту, которая определяется высотой, на которой эксплуатируется изделие в шахте. Внутри взрывной камеры на жестком фундаменте стола установлена стальная ржавая плита под углом 50^о к горизонту. Плиту увлажняют равномерным разбрызгиванием воды по всей ее поверхности. Взрывную камеру закрывают бумажной заглушкой и заполняют метано-воздушной смесью, содержащей 6,5-7,5% метана. Внутри груз, освобождаясь с помощью расцепляющего устройства на заданной высоте, свободно падает по направляющей, которой оснащен стенд, и, прорывая бумажную заглушку, ударяется о плиту. Направляющая представляет собой тонкостенную трубу, вдоль оси которой производят сбрасывание. Если происходит воспламенение метано-воздушной смеси, материал относят к искроопасным и дальнейшие испытания не проводятся. Если не произошло воспламенение метано-воздушной смеси, с помощью специального шаблона измеряют площадь отпечатка (следа), оставленного образцом легкого сплава на ржавой стальной плите. Если размеры отпечатка менее 25 мм² продолжают сбрасывание образца легкого сплава до определенного методикой необходимого числа опытов. Если размеры отпечатка более 25 мм² производят повторное сбрасывание ржавого стального образца на след, оставленный на плите в результате первого сбрасывания. Фрикционные искры считаются безопасными, если в обоих сбрасываниях не произошло воспламенение метано-воздушной смеси.

Использование данного технического решения позволяет исключить одну из возможных причин воспламенения метано-воздушной смеси, связанной с эксплуатацией изделий и легких сплавов в шахтах, опасных по газу или пыли.

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ НА ФРИКЦИОННУЮ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ ОБРАЗЦОВ ИЗ ЛЕГКИХ СПЛАВОВ, заключающийся в том, что испытуемый образец, соединенный с грузом заданной массы, сбрасывают с определенной высоты на ржавую стальную плиту, установленную под углом 50^o к горизонту в метановоздушной среде, содержащей 6,5 7,5% метана, и по реакции этой среды на выделение энергии в месте удара на указанной плите судят об искробезопасности испытуемого сплава, отличающийся тем, что поверхность плиты увлажняют, измеряют площадь следа, образовавшегося в результате удара образца о поверхность, при невоспламенении смеси в камере и площади следа менее 25 мм² сплав относят к искробезопасным, при площади следа более 25 мм² на след, оставленный при первом сбрасывании, сбрасывают ржавый стальной образец, аналогичный образцу из испытываемого сплава, и при невоспламенении смеси сплав относят к искробезопасным, в противном случае к искроопасным.