阻火器阻爆性能检测方法与流程

本发明涉及阻火器阻爆性能的检测与评价技术领域，特别是一种阻火器阻爆性能检测方法。

背景技术：

阻火器可用来阻止可燃易爆气体和液体蒸气火焰传播，近年来在石油化工、天然气等行业广泛使用。随着现代社会的发展，安全生产越来越受重视，改善输送、储运环节的本质安全化程度，保证阻火器阻燃阻爆性能，提高使用过程中的可靠性对安全化生产有重要意义。因此阻火器性能检测与评价尤为关键。

工业发达国家已建立较为完善的阻火器的检测技术，相对完整的理论体系和技术规范。国内相关技术研究起步较晚，虽然建立了相关技术规范，但与国际领先技术仍有一定差距。目前国内阻火器性能测试的专业型式试验机构和测试系统还有空缺，相关的性能测试方法还不完善。目前大部分测试方法将火焰通过阻火器后是否有火焰信号来判断该阻火器的阻火抑爆性能。火焰信号来自于光敏传感器或火焰传感器，很容易发生误判或是响应不及时的情况。而且，仅靠火焰信号有无来判断，缺乏定量的数据，对阻火器的阻燃阻爆性能优劣不能加以区分。而且大部分检测装置或者方法都忽略了阻火器内部对燃烧火焰与爆炸冲击波的衰减与阻碍作用，对阻火器阻爆性能的检测缺乏说服力。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种阻火器阻爆性能的检测方法，通过高速摄像机获得的火焰传播图像以及压力传感器获得的压力分布，定性定量地对阻火器性能进行检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种阻火器阻爆性能检测方法，包括以下步骤：

步骤1、在阻火器的外表面，沿着轴向均匀设置四个压力传感器；

步骤2、将阻火器以法兰连接的方式接入前管和后管之间，形成密闭的管道系统；

步骤3、在所述管道系统内填充可燃气体混合物，确定点火电极的点火方式，对管道系统内的可燃气体混合物进行点火；

步骤4、高速摄像机采集后管与泄压罐相接位置处视窗的图像；各个压力传感器采集阻火器内部的压力信息，并通过信号调理仪输入至数据处理系统；

步骤5、根据高速摄像机采集到的图像以及数据处理系统获取的压力信息，对阻火器进行性能分级，并判断阻火器的阻爆性能。

进一步地，步骤1所述压力传感器的测试面与阻火器的内表面共平面设置。

进一步地，步骤1所述所述压力传感器为美国PCB公司的113B型传感器，灵敏度为5mv/psi，响应频率大于500kHz。

进一步地，步骤5中所述根据高速摄像机采集到的图像以及数据处理系统获取的压力信息，对阻火器进行性能分级，并判断阻火器的阻爆性能，性能分级具体如下表：

表中，△P为平均燃爆增压，且ΔP＝(P1十P2十…十Pi)/i；P1、P2、…、Pi为阻火器表面各个压力传感器所检测的压力值；i为压力传感器的数目；P_A、P_B与P_C为不同可燃气体与点火条件下的阈值；A表示阻燃，B表示阻爆燃，C表示阻爆轰；0表示无阻碍效果，1表示阻碍效果一般，2表示阻碍效果较好，3表示能完全阻隔。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)在阻火器上设置压力传感器，可以获得阻火器内部压力衰减变化，对其阻爆性能有了直观的检测，同时检测结果更具说服力；(2)根据高速摄像拍摄的图片以及阻火器内压力分布情况，定性定量地对阻火器阻燃、阻爆燃与阻爆轰性能进行检测。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是阻火器阻爆性能检测装置图，其中(a)是传统阻火器阻爆性能检测装置结构图，(b)是本发明阻火器阻爆性能检测装置结构图。

图2是本发明阻火器阻爆性能检测装置中压力传感器分布示意图。

具体实施方式

本发明阻火器阻爆性能检测方法的原理为：通过使检测系统内可燃气体混合物达到燃烧、爆燃或爆轰状态，以此检测阻火器阻燃、阻爆燃或阻爆轰性能。有别与传统检测装置，传统检测装置通过火焰传感器或压力传感器判断管道内是否存在火焰，只是定性判断，本发明装置通过高速摄像机获得的火焰传播图像、以及压力传感器获得的压力分布，定性定量地对阻火器性能进行检测。

结合图1(a)～(b)，本发明阻火器阻爆性能检测装置，包括点火电极1、前管2、视窗3、阻火器4、后管5、真空压力表6、泄压罐7、支架8、真空泵9、压力传感器10、信号调理仪11、数据处理系统12；其中，点火电极1以螺纹连接的方式设置在法兰片中间，法兰片与前管2连接；所述前管2、阻火器4、后管5和泄压罐7顺次以法兰形式连接；视窗3的数量为3，分别开设于前管2与点火电极1相接的位置、前管2与阻火器4相接的位置、后管5与泄压罐7相接的位置；所述真空泵9通过高压皮管与后管5连接；如图2所示，在阻火器4的外表面，沿着轴向均匀设置四个压力传感器10；各个压力传感器10分别通过同轴电缆与信号调理仪11连接，信号调理仪11通过数据线与数据处理系统12连接；整套装置放置在支架8上。

进一步地，本发明阻火器阻爆性能检测装置，还包括高速摄像机13，该高速摄像机13采集后管5与泄压罐7相接位置处视窗3的图像，用于判断该视窗3内有无火焰。

优选地，所述点火电极1的点火方式为电火花点火、电阻丝点火、8#工业雷管点火、点火药点火或8#工业雷管与黑索金药柱点火，以不同点火能量点火，使管道内可燃气体处于不同燃爆状态，并根据设置的压力传感器，获得相应点火条件下的压力分布，并根据压力分布数据，对阻火器阻燃、阻爆燃与阻爆轰性能进行检测。

优选地，所述压力传感器10为美国PCB公司的113B型传感器，灵敏度为5mv/psi，响应频率大于500kHz。

本发明阻火器阻爆性能检测方法，包括以下步骤：

步骤1、在阻火器的外表面，沿着轴向均匀设置四个压力传感器；

步骤2、将阻火器以法兰连接的方式接入前管和后管之间，形成密闭的管道系统；

步骤3、在所述管道系统内填充可燃气体混合物，确定点火电极的点火方式，对管道系统内的可燃气体混合物进行点火；

步骤4、高速摄像机采集后管与泄压罐相接位置处视窗的图像；各个压力传感器采集阻火器内部的压力信息，并通过信号调理仪输入至数据处理系统；

步骤5、根据高速摄像机采集到的图像以及数据处理系统获取的压力信息，对阻火器进行性能分级，并判断阻火器的阻爆性能。

进一步地，步骤1所述压力传感器的测试面与阻火器的内表面共平面设置。

进一步地，步骤1所述所述压力传感器为美国PCB公司的113B型传感器，灵敏度为5mv/psi，响应频率大于500kHz。

进一步地，步骤5中所述根据高速摄像机采集到的图像以及数据处理系统获取的压力信息，对阻火器进行性能分级，并判断阻火器的阻爆性能，性能分级具体如下表：

表1阻火器性能分级

表中，△P为平均燃爆增压，且ΔP＝(P1十P2十…十Pi)/i；P1、P2、…、Pi为阻火器表面各个压力传感器所检测的压力值；i为压力传感器的数目；P_A、P_B与P_C为不同可燃气体与点火条件下的阈值；A表示阻燃，B表示阻爆燃，C表示阻爆轰；0表示无阻碍效果，1表示阻碍效果一般，2表示阻碍效果较好，3表示能完全阻隔。

实施例1

对某阻火器4进行阻爆性能检测，通过压力传感器10获得管道内压力分布数据。通过视窗5观察管道内是否有火焰，通过高速摄像机13获取相应火焰传播图像。具体检测步骤如下：

步骤1、将阻火器4进行改装，在其表面安装传感器10，传感器测试面与阻火器内表面齐平，保持密闭性；

步骤2、将阻火器4以法兰连接的方式接入管道2和管道5之间，管道系统密闭；

步骤3、在管道系统内填充可燃气体混合物，这里选择ⅡB可燃气体乙烯，以体积比为6.5％±0.1乙烯-空气混合物为检测气体；

步骤4、在管道2末端，选择合适的点火方式点火，这里选择点火药点火，使管道内可燃气体混合物达到爆燃；

步骤5、根据测试系统采集到的高速摄像照片与压力分布情况，按照阻火器性能分级，计算ΔP，判断阻火器4的阻爆性能优劣程度。

检测发现后管无火焰，各测点压力值分别为：100.5kPa，88.1kPa，62.2kPa，50.3kPa。则ΔP＝75.3kPa，其中P_B＝160kPa，则阻火器阻爆性能等级为B2，具有较好阻爆燃效果。