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煤矿井下用高聚物制品增订氧指数试验的必要性
来源:中华阻燃剂网  |  日期: 2008-3-13

由于高聚物材料及其制品具有优良的综合性能,在国内外煤矿井下得到越来越广泛的应用,但与此同时,大多数高聚物及其制品都易燃烧,并且具有在燃烧时发热量大、火焰传播速度快以及释放出大量的烟尘或刺激性、腐蚀性、毒害性气体,给井下救生和消防带来困难。因此,井下用高聚物制品的阻燃以及低烟、低毒等问题,成为世界各国着力研究、制订阻燃法规及标准的课题。

在研究、开发井下用阻燃高聚物制品时,燃烧性试验是评价阻燃效果的极重要手段,通常的步骤是:首先对高聚物材料本身的阻燃性能进行试验并作出评价,主要以测定材料的物理和化学的燃烧特性为主,如分解温度、闪点、自燃点、燃烧热、临界氧指数、燃烧速度、燃烧时间、发烟性、产生的气体及其毒性等,然后,再对所选材料构成的制品进行试验和评价,主要以使用上的安全性为目标。对用户而言,关注的是后者,人们希望这种试验最好能使实际火灾所生的效果再现,所以,国内外井下用高聚物制品的标准都是测定制品在模拟使用条件下的燃烧特性。以井下用输送带为例,其安全性试验主要是:

1.酒精喷灯燃烧试验:也称为小范围火焰试验,试验是模拟输送带在带覆盖层和磨去覆盖层的状况下是否容易被点燃,着火后是否延燃

2.巷道丙烷燃烧试验:也称大范围火焰试验,输送带除要求不易被点燃、着火后不延燃外,试验模拟如果输送机周围起火,输送带应具有不扩展或不助长外部火源的性能

3.滚筒摩擦试验:也有称为转鼓试验,试验是模拟井下输送带被堵转时,旋转的滚筒磨断输送带的时间、滚筒表面的温升是否危及安全及摩擦是否产生火星等,发生此故障时,井下输送带最可能引发火灾

4.表面电阻值试验:也称导电性试验,由于塑料和橡胶等高聚物都是绝缘材料,用这些材料制成的输送带在井下运行时与损伤不转的托辊等摩擦表面会积聚电荷,达到一定值时,会对接地体放电,如井下有瓦斯就会引发事故。试验测制品的表面电阻值以此衡量表面电荷传导能力

然而,上述所谓在模拟使用条件下的燃烧特性试验,都是在有限的条件下对输送带的相对阻燃性进行评价的试验,也就是说采用标准规定的试验方法所得到的燃烧性试验结果,只能用于说明供试验的制品在可控的实验条件下对热和火焰的反应特性,而井下产生火灾的因素错综复杂,仅对制品的试验不能完全用来说明或估价在实际火灾条件下的着火危险性和燃烧程度。因此,首先对制造高聚物制品的高聚物材料本身的阻燃性能进行试验并作出评价就十分重要,特别是根据一个特定的标准或阻燃试验来使材料的阻燃程度量化是非常必要的。

国内外高聚物材料的燃烧试验方法的分类及试验项目的内容列表如下:

试验类别

试验内容

着火性

闪点、自燃点、氧指数

表面燃烧性

火焰传播速度、炭化长度、炭化面积、熔融等

延燃性

燃烧时间、残焰或残烬时间等

发热量

燃烧热、温升等

发烟性

发烟量、发烟速度等

毒性

燃烧生成气体分析、动物试验等

在众多的高聚物材料燃烧试验方法标准中,最具代表性并且应用最广泛的是氧指数试验法,此法可以从测得的氧指数数值的大小来评定材料阻燃性能的高低,其值越大阻燃性越高,一般高阻燃性的高聚物材料的氧指数至少应在27~28以上。

氧指数试验法是1966年由美国通用电气公司的菲尼莫(Fenimore C.P.)和马丁(Martin J.J.)首先提出来的。1970年,美国材料与试验协会以其为基础,制订了第一个有关氧指数测定方法的标准即ASTM D2863-1970,由于该方法作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效,并可用来给材料的燃烧性分级,因此,得到世界各国的重视,许多主要工业国家、国际电工委员会和国际标准化组织都制订了相关的标准,我国目前已发布GB/T2406-93塑料燃烧性能试验方法 氧指数法和GB10707-89橡胶燃烧性能测定氧指数法等国家标准。

所谓氧指数,就是在规定的条件下,试样在氧气和氮气的混合气流中,维持稳定燃烧所需的最低氧气浓度。用混合气流中氧所占的体积百分数的数值表示。

然而,应该指出的是氧指数试验的结果不能用于评定材料在实际使用条件下着火的危险性。但完全可评定材料的起燃敏感性,将构成制品的材料的阻燃性用氧指数进行量化,再与制品在模拟使用条件下的燃烧特性(判断制品是“自熄的”或“可燃的”,并测定“火焰的表面扩展”,以评定制品阻止火焰传播的能力)结合起来,那么制品在煤矿井下的阻燃性就有了保证。

当前,在我国经济快速发展的拉动下,煤矿井下用高聚物制品的制造和使用都得到了空前的发展,煤矿用阻燃输送带生产厂已达103家,煤矿用阻燃电缆生产厂有230家,其他煤矿用高聚物制品如管材、假顶、导风筒等等生产厂更多。为了煤矿的安全,煤炭行业实行煤矿矿用产品安全标志管理制度,以确保煤矿井下用高聚物制品的安全性能持续稳定地符合国家或行业标准及有关规定,其效果是明显的,以阻燃输送带为例,自实行安全标志管理以来,煤矿没有发生过因阻燃输送带引发的燃烧事故。但由于生产厂多,产能严重过剩,有些问题应引起重视,仍以煤矿用阻燃输送带为例:

1.价格:由于供大于求,市场竞争激烈,有些煤矿用户招标时就采用最低价中标,有些生产厂就以特低价投标,但根据用户投诉反映,交货产品有降低级别的,也有造假的,如阻燃钢丝绳芯输送带应符合MT668标准,但交货产品却是根本不存在的所谓MT147标准来生产,或是为了应敷煤矿抽查,仅头、尾符合MT668标准,中间段不阻燃。作为行业我们不能规定产品价格,应该鼓励生产厂技术进步生产价廉物美的产品,但我们要从严打击造假危害煤矿安全的行为

2.原材料:根据用户反映,有些生产厂为了追求高额利润,他们一贯采用最低价材料,他们也养着不少设备简陋、质量低劣的原材料生产厂。因此,这些阻燃输送带生产厂的产品质量很不稳定,出厂合格率很低,用户投诉率很高,每当“安标”检查或产品进矿抽检都像“闯关”一样

3.生产技术:目前生产厂很多,各种所有制和规模都有,但生产技术不是由所有制和规模决定的,现实是不少国有大企业有很强的开发力量,先进的生产技术和稳定的产品质量。而有些企业重市场重订单,轻生产技术十分严重

以上种种问题对煤矿来说都是安全隐患,从标准角度去引导或规范只有在现有标准的基础上增加检测项目,而材料的氧指数试验就十分必要。对生产厂增加了氧指数检测项目,可对混合后的材料的阻燃性进行量化评定,防止不合格半成品进入下道工序。对用户来说,当对产品有疑问时取样方便,首先可对产品的材料的阻燃性作出评价。同时,对监管部门或用户到工厂考察也增加了一项简便的、量化的评判方法。

所以,根据我国现状,对煤矿井下用高聚物制品的标准增加材料的氧指数试验是十分必要的。

 

                                                                      

                          

 

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