劉姍姍

(煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 檢測研究分院，北京 100013)

青年論壇

難燃液壓液抗燃性能評價方法

劉姍姍

(煤炭科學(xué)技術(shù)研究院有限公司 檢測研究分院，北京 100013)

[摘要]研究了開口閃點和燃點測定法、芯式燃燒持久性試驗法、歧管燃燒試驗法及噴霧燃燒試驗法等4種抗燃性能檢測方法，初步篩選出適合液壓支架用乳化油、濃縮液、防凍液、水-乙二醇型難燃液壓液及無水全合成型難燃液壓液等產(chǎn)品的抗燃性能評價方法。

[關(guān)鍵詞]難燃液壓液；抗燃性能；試驗方法

難燃液壓液工作介質(zhì)較普通礦物油具有較好的抗燃性，在煤炭掘進(jìn)、開采、運輸?shù)染C采設(shè)備中逐漸廣泛應(yīng)用，大大減少了由于液壓油引起的著火、爆炸事故的發(fā)生。難燃液壓液的抗燃性能指標(biāo)是其安全性能的核心技術(shù)指標(biāo)，必須進(jìn)行評價、檢驗與控制。

我國歷年來對高危環(huán)境下控制事故發(fā)生極為重視，嚴(yán)格進(jìn)行安全管理。于2002年頒布《中華人民共和國安全生產(chǎn)法》，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和煤礦安全監(jiān)察局依法對煤礦實施安全管理規(guī)定?！睹旱V安全規(guī)程》在第72條、373條和438條都對井下設(shè)備規(guī)定禁止使用易燃油品改用難燃液壓液或提高易燃油品的閃點。煤礦井下使用的難燃液壓液產(chǎn)品已納入“安全標(biāo)志產(chǎn)品”管理范圍內(nèi)，但其抗燃性能的檢測方法、標(biāo)準(zhǔn)缺乏，不能全面進(jìn)行抗燃性能檢驗，由此可見抗燃性能指標(biāo)的檢驗對于難燃液壓液的重要性。

1試驗方案

本檢驗方法的研究選擇煤礦井下難燃液壓液(HFA類、HFC類和HFD類產(chǎn)品)為主要研究對象，HFB類產(chǎn)品在煤礦井下使用甚少，生產(chǎn)該類產(chǎn)品的廠家也幾乎沒有，所以該檢驗方法的研究未包含HFB類。包括液壓支架用乳化油、液壓支架用液態(tài)濃縮物、液壓支架用防凍液、水-乙二醇型難燃液壓液和無水全合成型難燃液壓液這幾類產(chǎn)品，用閃點和燃點、芯式燃燒持久性、歧管抗燃和噴霧燃燒這4種試驗測定方法為初步確定各類難燃液壓液抗燃性能所適合的檢驗方法。

根據(jù)3大類產(chǎn)品的配方特點及性能，依據(jù)添加物質(zhì)與樣品配方體系相容且毒性低、價格廉的原則，選擇添加不同的可燃物質(zhì)。HFA、HFC類添加水溶性可燃物，HFD類添加油溶性可燃物，添加量為1%～5%，10%以及15%，然后用4種試驗方法進(jìn)行試驗，并與初步確定的檢驗方法進(jìn)行對比，最終確定各類難燃液壓液抗燃性能所適合的檢驗方法，為制定難燃液產(chǎn)品煤炭行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)，對煤礦安全生產(chǎn)有重要意義。

2試驗方法

2.1開口閃點和燃點測定法

開口閃點及燃點檢驗項目采用GB/T3536-2008《石油產(chǎn)品閃點與燃點的測定 克里夫蘭開口杯法》進(jìn)行試驗，該項目針對含水較多的液壓支架用乳化油、濃縮液、防凍液，以及水-乙二醇型難燃液壓液這兩類產(chǎn)品，目的是為了檢測出蒸發(fā)水分之前的可燃物質(zhì)，待水分蒸發(fā)后，整體的產(chǎn)品配方體系被破壞，所做出的閃點并非是產(chǎn)品的閃點，而是該產(chǎn)品中某一物質(zhì)的閃點，再往下做燃點就無意義，所以方法研究只做了A，C類產(chǎn)品的閃點，D類產(chǎn)品做了閃點和燃點。從測定結(jié)果中可以看出在3類難燃液壓液中加入3%以上的可燃物質(zhì)，閃點有明顯反映。因此證明：開口閃點的測定能夠較有效判定可燃組分的存在，可作為難燃液的抗燃性能的分析手段。試驗結(jié)果見表1。

2.2歧管燃燒試驗法

歧管燃燒試驗項目采用SH/T0567- 93《難燃液壓液歧管著火試驗法》進(jìn)行試驗，該方法規(guī)定的歧管試驗溫度為704℃，但試驗結(jié)果證明：此溫度僅適用于水-乙二醇型難燃液壓液，無水全合成難燃液壓液歧管不閃火不燃燒溫度不高于400℃。對于液壓支架用濃縮液、液壓支架用乳化油及液壓支架用防凍液，歧管試驗704℃下不閃火、不燃燒。歧管抗燃試驗對于有一定黏度的無水全合成難燃液壓液及水-乙二醇型難燃液壓液能有效測試出其抗燃性能，但對于液壓支架用乳化油、液壓支架用濃縮液和液壓支架用防凍液來說，由于難燃液本身黏度較小，加上可燃物質(zhì)后，黏度更小，滴加在歧管上迅速流下，難燃性能無法測出，所以不適合這類產(chǎn)品難燃性能檢測。試驗結(jié)果見表2。

表1　添加可燃物質(zhì)前后閃點測定結(jié)果

表2　難燃液壓液歧管著火試驗比較

注：表中“√”表示不閃火、不燃燒，即為“通過”；“×”表示閃火或燃燒，即為“不通過”。

2.3芯式燃燒持久性試驗法

芯式燃燒持久性試驗項目采用SH/T 0785-2006《難燃液芯式燃燒持久性測定法》進(jìn)行，試驗結(jié)果表明：無水全合成型難燃液壓液在點火10s時火焰燃至夾子并且一直燃燒，直到液體燃燒盡為止，說明該方法不適合無水全合成型難燃液壓液產(chǎn)品的檢測。該標(biāo)準(zhǔn)試驗方法的范圍中也明確說明不適用于某些不能粘附到試驗板上的含水液或乳化液，對于黏度較小的液壓支架用濃縮液和液壓支架用防凍液不適用于此方法，但對于液壓支架用乳化油來說，黏度范圍比較廣，現(xiàn)在的產(chǎn)品含水量都比較高，黏度相對比較小，也不適用此方法。對于有一定黏度的水-乙二醇型難燃液壓液，可燃物質(zhì)加入前后，芯式燃燒持久性試驗有明顯差異，因此芯式燃燒持久性試驗?zāi)苡行y試出水-乙二醇型難燃液壓液抗燃性能。試驗結(jié)果見表3。

表3　難燃液芯式燃燒持久性試驗比較

2.4噴霧燃燒試驗法

噴霧燃燒試驗國內(nèi)尚無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，本試驗參照安標(biāo)國家礦用產(chǎn)品安全標(biāo)志中心文件，安標(biāo)字【2011】2號附件1，試驗結(jié)果見表4。考慮到試驗人員安全問題，未做添加可燃物質(zhì)后試驗，而是采用了礦物油型液壓油進(jìn)行試驗比對。試驗表明：礦物油型液壓油和無水全合成型難燃液壓液的噴霧燃燒持久性能具有明顯差異。

3試驗結(jié)果及討論

從試驗結(jié)果中可以看出：適合于檢測A類液壓支架用乳化油、液壓支架用濃縮液及液壓支架用防凍液也就是A類液壓液的抗燃性能檢測方法只有開口閃點和燃點測定法，此方法可以很好地檢測出A類液壓液中是否添加可燃物質(zhì)。對于C類和D類水-乙二醇型難燃液壓液和無水全合成型難燃液壓液的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定抗燃性能檢測方法只有芯式燃燒持久性、歧管燃燒試驗及噴霧燃燒試驗。但通過試驗發(fā)現(xiàn)開口閃點和燃點測定法能夠很好地檢測出這兩類產(chǎn)品是否添加了可燃物質(zhì)。

通過試驗方法研究及難燃液壓液抗燃性能試驗探討，初步選出了適合各類產(chǎn)品抗燃性能檢測的方

表4　噴霧燃燒試驗比較

法：液壓支架用乳化油、液壓支架用防凍液、液壓支架用濃縮液采用開口閃點測定；水-乙二醇型難燃液壓液采用開口閃點測定、芯式燃燒持久性測定、歧管燃燒試驗(704℃)及噴霧燃燒試驗；無水全合成型難燃液壓液采用開口閃點和燃點測定、歧管燃燒試驗(400℃)及噴霧燃燒試驗。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王繼勇，王萍，劉姍姍，等.煤礦設(shè)備用液壓液的著火分析及安全評估管理[J].煤炭工程，2010，42(7)：49-51.

[2]ISO12922-2012，《Lubricants, industrial oils and related products (class L) — Family H (Hydraulic systems) — Specifications for hydraulic fluids in categories HFAE，HFAS，HFB，HFC，HFDR and HFDU》[S].

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB/T3536-2008石油產(chǎn)品閃點和燃點的測定 克利夫蘭開口杯法[S].2008-08-25.

[4]中華人民共和國國家發(fā)展和改革委員會.SH/T 0785-2006難燃液芯式燃燒持久性測定法[S].2006-05-12.

[5]中國石油化工總公司.SH/T 0567-1993難燃液壓液歧管著火試驗法[S].1993-08-19.

[6]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB/T7631.2-2003《潤滑劑、工業(yè)用油和相關(guān)產(chǎn)品(L類)的分類 第2部分：H組(液壓系統(tǒng))》[S].2003-05-23.

[7]國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局，國家煤礦安全監(jiān)察局.煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2012.

[責(zé)任編輯：鄒正立]

Evaluation Method of Fire Resistance Characters of Fire-retardant Hydraulic Fluid

[收稿日期]2015-10-09[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.03.039

[作者簡介]劉姍姍(1981-)，女，北京人，工程師，注冊安全工程師，從事礦用油品檢測及標(biāo)準(zhǔn)化研究。

[中圖分類號]TE626.3 8

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1006-6225(2016)03-0147-03

[引用格式]劉姍姍.難燃液壓液抗燃性能評價方法[J].煤礦開采，2016，21(3)：147-149.