量熱儀氧彈安全性能檢驗規范
氧彈是量熱儀中點燃樣品的燃燒室,按國家標準GB 213《煤的發熱量測定方法》規定,在測定煤炭發熱量時,氧彈內須充入氧氣至壓力約3.0MPa(30atm)。在煤樣品燃燒時氧彈內有氣體急劇膨脹使氧彈內壓力顯著增高,故氧彈安全性能關系著量熱儀是否能安全使用,因而有必要制定一種氧彈安全性能的檢驗方法以衡量氧彈的安全性能。
1.范圍
本標準規定了氧彈安全檢驗的技術要求、檢驗條件、檢驗方法和檢驗結果的處理。
本標準適用于新制造和使用中的量熱儀氧彈(以下簡稱氧彈)。
2.技術要求
氧彈結構中(以單頭氧彈為例)與安全檢驗有關的部分如圖1所示,其中氣嘴、閥門和壓蓋等由連接環固定到氧彈上,連接環與彈筒為螺紋配合。
圖1 氧彈結構示意圖
1——氣嘴；2——閥門；3——壓蓋；4——連接環；5——彈筒
2.1彈體與連接環螺紋松動度應滿足以下要求:
經向松動度不大于0.45 mm;
軸向松動度不大于0.27mm。
2.2耐壓強度和密封性應滿足以下要求:
2.2.1水壓試驗
氧彈在施加20MPa水壓下無泄漏(10min內壓力降不大于0.1MPa),泄壓后彈體1/2高度處的直徑變化和底部中心至彈體上口的高度變化均小于0.13mm,氣嘴無反向泄漏,其他零件無永久性形變。
2.2.2點火試驗
(2.0±0.2)g苯甲酸,在充氧3.0MPa的氧彈內燃燒后,氣嘴無反向泄漏,其他零件無永久性形變。
3.檢驗條件
3.1設備和材料
3.1.1壓力試驗機:介質為水,配有量程為0MPa~40 MPa,1.5級的壓力表。
3.1.2測量平臺:結構見圖2。
3.1.3試驗環:作螺紋松動度檢驗時用于移動連接環的工具,塑料制,依據氧彈型號不同應備有不同尺寸的塑料試驗環。
3.1.4防護柜:長×寬×高約為400mm×400mm×900mm,頂部厚5mm,四壁厚4mm,鋼板焊接，柜門應能牢固閉鎖。
3.1.5充氧裝置。
3.1.6點火裝置:交(或直)流12V~24V,3A~5A可調。
3.1.7氧彈固定架(圖3)。
3.1.8千分表:量程為0mm~1mm,分度值0.001mm。
3.1.9游標卡尺:量程為0mm~200mm,分度值0.02mm。
3.1.10毛刷。
3.1.11三角板。
3.1.12氧氣:99.5%純度,不含可燃成分。
3.1.13苯甲酸。
圖2 測量平臺
1——卡盤；2——彈體；3——試驗環；4——連接環；5——千分表；6——橫桿；7——立桿；8——千分表；9——磁性表座；10——平臺
3.2環境條件
3.2.1水壓試驗在室溫下進行。
3.2.2點火試驗在防護柜內進行。
3.2.3點火裝置放置在防護柜外2m遠處。
4.檢驗方法
4.1彈體與連接環松動度檢驗
4.1.1用毛刷將彈體上螺紋與連接環螺紋清劇干凈,仔細檢查有無裂紋,無裂紋方可進行試驗。
4.1.2如圖2所示,在測量平臺上安放好測景架(圖2的5-9),調節磁性表座(9),使橫桿(6)水平。
4.1.3將彈體安裝到平臺的卡盤上,卡緊。套上試驗環,再將連接環裝到彈體上,擰4~5。調整磁性表摩和橫桿的位置,使兩個千分表(5)和(8)分別與連接環頂部和側面平滑部分剛好4.1.4接觸。
4.1.5手圓試驗環(3),使其緩慢上下移動并帶動連接環也上下移動。讀取并記錄連接環沿彈體向移動的上下極限位置的千分表(5)讀數,其上、下讀數之差即為軸向松動度。重復測定10次,取平均值。
4.1.6緩慢轉動卡盤(1),使彈體帶動連接環旋轉一周,讀取并記錄連接環轉動時千分表(8)的讀數,其讀數之極差即為徑向松動度。重復測定10次,取平均值。
4.2耐壓強度和密封性檢驗
4.2.1水壓試驗
4.2.1.1用游標卡尺測進并記錄彈體1/2高度處直徑和底部中心處至彈體上口的高度。
4.2.1.2下氧彈氣嘴,將氧彈與壓力試驗機連接，用壓力試驗機將水打入氧彈至壓力為20MPa,維持10min,檢査有無泄。如無泄則泄除水壓,從壓力試驗機上卸下氧彈,重新安好氣嘴。
4.2.1.3將氧彈充滿水,擰緊彈,裝到固定架(圖3)上。用壓力試驗機將水打入氧彈,同時旋動固定架上的絲杠(2)使之下移,使進水閥與氧彈上的氣嘴逐漸壓緊,以驅除壓力試驗機至氧彈通路中的空氣。
圖3 氧彈固定架示意圖
1——接壓力試驗機；2——絲杠；3——兩通；4——進水閥；5——氧彈固定架；6——氧彈4.2.1.4維續向氧彈打水至壓力為20 MPa,維持10 min,觀察是否泄。
4.2.1.5港壓后,卸下氧彈,按4.2.1.1條進行測最和記錄。
4.2.1.6檢查各零件有無永久性形變，
4.2.2點火試驗
4.2.2.1在坩堝內稱取(2.0±0.1)g苯甲酸,放入氧彈,擰緊彈蓋,充入3.0MPa氧氣。將氧彈放入防護拒里的冷卻水槽內,并使氧彈全都浸沒在水中,僅電極引出端露出水面。
4.2.2.2檢査確認不氣后方可點火:否則應重新安裝氧彈或更換損壞零件再行試驗。
4.2.2.3點火10min后,觀察是否泄。
4.2.2.4取出氧彈,泄壓,按4.2.1.6進行檢査。
5.檢驗結果的處理
5.1彈體與連接環螺紋松動度不合格的氧彈為不合格。
5.2耐壓強度和密封性檢驗兩項試驗中有一項不合格的氧彈為不合格。
5.3發生永久性形變的零件應更換或修理，并重作有關檢驗。
5.4經檢驗合格的氧彈,應在壓蓋、連接環和彈體上用鋼字碼打上印記,并發給檢驗合格證。
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2025-06-03
