GB T 13813-2001 煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则.pdf

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1、ICS 13. 220. 40 D 15 GB 中华人民共和国国家标准GB/T 13813-2001 煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则Testing method and judging rule of safety to friction spark of metallic material for coal mine 2001- 03 -19发布2001-10-01实施国家质量技术监督局发布. . EE-EE-IT -4, ，圈圈圈内OUUEEttnHU HHHHHHRV U川UUUUU?rEEEnu 们UUUEU-nOHHHHHHHHn MHHH 们UUUUURU山川山山山

2、山山川nu- EE- GB/T 13813-2001 前主口本标准是对GB13813-1992的修订。在保留GB13813-1992主要技术内容的基础上，对部分内容作了必要的修改，使其更加合理，更加明确。本标准与GB13813-1992的主要技术差异如下:1 本标准强调了自由落锤冲击试验的重锤表面应使用不产生摩擦火花的材料制造。2 本标准强调了试件的制备及具体要求，补充了原标准没有图示的试件图样，并将全部试件的图样集中在一起，作为附录A。3 本标准增加了对试验用可燃性气体的技术要求。4 本标准增加了试验环境条件内容。5 本标准增加了试验结果表述内容。6 将原标准表2第5列高速冲击试验中试验板材

3、料铜材改为钢材，并将该表从标准中去掉，以文字形式叙述其内容。7 本标准将金属材料摩擦火花安全性检验的有效期(检验周期)从2年改为5年。8 增加了同一厂家的同一系列产品检验结果代替性的有关规定。本标准适用于煤矿用金属材料的摩擦火花安全性试验，其他类似爆炸性危险环境中的金属材料摩擦火花安全性试验可参照本标准执行。本标准自实施之日起，代替GB13813一1992。本标准的附录A是标准的附录。本标准由国家煤炭工业局规划发展司(国家煤矿安全监察局安全技术装备保障司)提出。本标准由煤炭工业煤矿安全标准化技术委员会通风及设备分会归口。本标准起草单位:煤炭科学研究总院重庆分院。本标准主要起草人:韩官荣、张吉福

4、、朱正宪、巨广刚、周植鹏、孔令刚、金小汉。本标准由国家煤炭工业局规划发展司(国家煤矿安全监察局安全技术装备保障司)负责解释。中华人民共和国国家标准煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则GB / T 13813 - 2001 代替GB13813一1992Testing method and judging rule of safety to 1 范围本标准规定了送检要求。2 引用标准下列标准E为有效。所有版时，所示版本均能性。3 . ( 1 ) 式中:V一一旋转摩擦速度，m/s;D一一旋转试件外缘直径，m;n 旋转试件转速，r/s。3. 4 旋转撞击次数impact number of

5、times in rotation 旋转试件与固定试件相互撞击或摩擦的次数。旋转试件有撞击凸缘时，按式(2)计算;旋转试件无撞击凸缘时，旋转试件与固定试件相互连续摩擦，每滑过0.5m弧长作为一次撞击，按式(3)计算。N=K .n.t N= 2 D n t 飞，飞/叮Lqu，、J，、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 式中:N一一撞击次数，次;K-一旋转试件上撞击凸缘的数量，个;国家质量技术监督局2001-03 -19批准2001-10-01实施G/T 13813-2001 n一一旋转试件转速，r/的t一

6、一旋转撞击或摩擦的总时间，8;D一一旋转试件外缘直径，m。4 试验用可燃性气体4. 1 甲烧空气混合气体:甲烧浓度6.3%7.0%(体积比); 4.2 甲皖富氧空气混合气体:甲:皖浓度6.3%7. 0% (体积比);氧气浓度24.5%25. 5%(体积比)。4.3 气体材料应符合表1的规定。4.4 其它可燃性气体应根据其气体成分及最易引起爆炸的浓度配制。表l气体材料序号材料名称纯度1 甲烧二注99%2 氧气二注98%5 试验仪器试验仪器应符合表2的规定。表2试验仪器序号名称测量范围准确度数量1 甲烧分析仪(0-10) % 2.5级1 2 氧气分析仪(0-30) % 2.5级1 3 时间测定仪(

7、09 999)s 士1s1 4 干湿温度计(26十51)C 土0.2C 1 5 转速表(50 11 999)r /min 士1r/min 1 6 秒表(0-1 000)5 土0.15 1 7 天平(0.1200)g 土0.1g 1 L一一一6 试验环境条件6. 1 试验室环境温度:040C;相对湿度RH:90%;仪器供电电源:电压220V士22V;频率50Hz 土1Hz 。6.2 仪器不应直接受到太阳照射或雨淋，周围应避免强烈电磁场的干扰，试验仪器的安装地点应有良好的接地，无腐蚀性介质。6. 3 进入试验仪器的气样应无液滴、灰尘等杂质。7 试验方法7. 1 高速冲击试验7. 1. 1 试验原理

8、将受试金属材料按规定制作成试验弹丸和高速冲击试验板，在高速冲击试验装置上，使试验弹丸以规定的冲击速度(等于或接近实际工况条件下可能发生危险的最大值)撞击具有最容易产生摩擦火花的危险角度的高速冲击试验板，来模拟高速冲击工况下受试金属材料摩擦火花产生的过程，在规定的试验2 GB/T 13813-2001 次数内，按引燃试验气体的次数来判定受试金属材料摩擦火花安全性是否合格。7. .2 试验装置高速冲击试验装置如图1所示。其中爆炸槽容积为O.5 m30 2 3 4 5 6 1一空气压缩机;2弹丸发射装置;3一工作台儿一挡风器;5一试验弹丸;7 6 高速冲击试验板;7一爆炸槽，8一倾斜支承架一搅拌风扇

9、;10火焰逸出口图1高速冲击试验装置示意图7.1.3 试件试件的形状和尺寸应符合附录A的要求。1)弹丸尾部结构尺寸应满足试验装置的要求。2)高速冲击试验板应能方便地安装在试验装置上。7.1.4 试验步骤7.1.4.1 检查试验装置各部件及系统工作是否正常，校准试验仪器。7. 1. 4.2 将高速冲击试验板倾角调节至规定的试验角度。8 10 7. 1. 4.3 密封爆炸槽火焰逸出口，启动搅拌风扇，向爆炸槽内充入试验气体直至爆炸槽内气体浓度符合试验规定。7. 1. 4. 4 调节弹丸发射装置，使弹丸以规定的速度撞击高速冲击试验板，试验中应移动高速冲击试验板，避免弹丸在高速冲击试验板上的冲击点重合。

10、7. 1.4.5 共进行40次试验。7. 1. 5 结果表述应记录和计算下列试验结果:1)弹丸和高速冲击试验板的材料、数量，高速冲击试验板倾角;2)弹丸高速冲击试验板前后爆炸槽内试验气体的浓度;3)弹丸飞行时间和飞行距离，依此计算弹丸冲击速度，并判别其是否在规定的试验速度范围内;4)试验是否产生火花，是否引燃爆炸槽内的试验气体。7. 2 自由落锤试验方法7.2.1 试验原理将受试金属材料制成试验试件，在自由落锤试验装置上，根据受试材料所代表的仪器或设备的实际工况参数，将安装有落锤试件的重锤，在规定的高度自由下落，冲击在具有最容易产生摩擦火花的危险角度的落锤试验板上，来模拟自由下落工况下受试材料

11、摩擦火花发生的过程，在规定的试验次数内，按引燃试验气体的次数来判定受试金属材料摩擦火花安全性是否合格。7. 2. 2 试验装置自由落锤试验装置如图2所示。其中爆炸槽容积为1.0 m30 3 GB / T 13813 - 2001 12 7. 2. 3重示意图2)试件:试件的形状和尺寸应符合附录A的要求。口;锤释放机构a)落锤试件允许采用紧固、粘结等方法将受试部分连接在与锈钢不产生摩擦火花的材料制成的母体上。此时，母体外缘直径应比受试部分直径小5lOmm，并且能方便地安装在重锤下端。母体的形状和尺寸应符合附录A中图A3的要求。b)落锤试验板应能方便地安装在试验装置上。7. 2. 4 试验步骤7.

12、 2. 4. 1 检查试验装置各部件及系统工作是否正常，校准试验仪器。7.2. 4.2 确定试验用重锤质量、重锤下落高度，将落锤试验板倾角调节至规定的试验角度。7.2. 4.3 密封爆炸槽火焰逸出口，启动搅拌风扇，向爆炸槽内充入试验气体直至爆炸槽内气体浓度符4 G/ T 13813 - 2001 合试验规定。7. 2. 4. 4 将重锤提升至试验规定高度，通过释放系统使装有落锤试件的重锤自由落下，冲击在爆炸槽内的落锤试验板上。? 2. 4. 5 落锤试件每冲击一次落锤试验板，应移动落锤试验板，避免冲击点重合。7. 2. 4. 6 共进行32次试验。7. 2. 5 结果表述应记录下列试验结果:3

13、)试验是否产生火花，7. 3 旋转摩擦试验方法7. 3. 1 试验原理将受试金属材料与具有规定旋转速规定的旋转撞击定试件以规定的压紧力? 3. 3 试件1)旋转态，允许采用多1一火焰逸出口;2爆炸槽;3一重锤加载机构;4一固定试件;5一旋转试件;6 旋转圆盘;7 主轴;8转速转矩传感器;9 电动机图4旋转摩擦试验装置示意图的零部件实际状7. 3. 4. 2 密封试验爆炸槽火焰逸出口，启动搅拌风扇，向爆炸槽内充入试验气体直至爆炸槽内气体浓度符合试验的规定。p a GB/T 13813- 2001 7.3.4.3 调节旋转试件的旋转速度至试验规定值，通过重锤加载机构使固定试件以规定的压紧力压紧在旋

14、转试件上。7. 3. 4.4 旋转撞击总次数应注16000次。若旋转撞击次数未达到试验规定值时，已点燃试验气体，则按上述试验步骤，继续进行试验。直至达到旋转撞击次数或摩擦火花引燃爆炸槽内试验气体的次数超过规定值时为止。7.3.5 结果表述应记录和计算下列试验结果:1)固定试件和旋转试件的材料、数量、厚度，机械压紧力大小pD试验前后爆炸槽内试验气体的浓度;3)旋转试件的转速范围、平均转速;4)旋转摩擦撞击时间、有效撞击次数、旋转撞击总次数;5)试验是否产生火花，是否引燃爆炸槽内试验气体，累计引燃次数。8 判定规则8. 1 高速冲击试验摩擦火花安全性判定规则40次试验中，若未引燃试验气体，则判定受

15、试金属材料高速冲击试验摩擦火花安全性合格，否则为不合格。8. 2 自由落锤试验摩擦火花安全性判定规则32次试验中，若未引燃试验气体，则判定受试金属材料自由落锤冲击试验摩擦火花安全性合格，否则为不合格。8.3 旋转摩擦试验摩擦火花安全性判定规则不小于16000次试验中，引燃试验气体次数8次，则判定受试金属材料旋转摩擦试验摩擦火花安全性合格，否则为不合格。9 叶轮(转子)和外壳(保护圈)配对金属材料摩擦火花安全性试验9. 1 本章适用于煤矿用抽出式局部通风机、小型煤矿地面用抽出式通风机和排放瓦斯泵等设备的叶轮(转子)和外壳(保护圈)配对金属材料的摩擦火花安全性试验。9.2 试验内容9.2.1 配对

16、金属材料的高速冲击试验。9.2.2 配对金属材料的旋转摩擦试验。9. 2. 3 若外壳为轻合金，还应增加轻合金材料与Q235A锈钢的自由落锤冲击试验。9. 3 试验条件9. 3. 1 用配对金属材料中硬度较小的一种制作高速冲击弹丸，硬度较大的一种制作高速冲击试验板。但是，若配对金属材料中有一种为轻合金或均为轻合金，则用轻合金材料制作高速冲击弹丸，用Q235A锈钢制作高速冲击试验板。9.3.2 弹丸冲击速度为叶轮(转子)外缘最大线速度的2倍，允许偏差土5m/s;高速冲击试验板的倾角为40。土20。9. 3. 3 用配对金属材料中硬度较小的一种制作旋转摩擦试验的固定试件，硬度较大的一种制作旋转试件

17、。9.3.4 旋转摩擦试验中，固定试件对旋转试件的压紧力应为50N士5N;旋转速度应等于叶轮(转子)外缘最大线速度，允许偏差土5%。9. 3. 5 用受试轻合金材料制作蔼锤试件，用Q235A钢制作落锤试验板。9.3.6 落锤试验板的倾角为550土2飞试验重锤质量为20kg土1kg;重锤下落高度为2.0m土0.1mo G/T 13813-2001 9. 3. 7 钢试件应在室外放置42d以上，使其受试面在自然条件下生锈。9. 3. 8 Q235A钢的材质应符合GB/T700的规定，表面粗糙度应为矿9. 3. 9 试验用可燃性气体应符合4.2的规定。9.4 试验步骤9.4.1 高速冲击试验按7.1

18、. 4的规定进行。9.4.2 自由落锤冲击试验按7.2.4的规定进行。9.4.3 旋转摩擦试验按7.3.4的规定进行。9. 5 判定规则规定的试验项目按第8章判定均合格，则判定受试金属材料摩擦火花安全性合格，否则为不合格。10 轻合金支柱材料摩擦火花安全性试验10. 1 本章适用于煤矿用轻合金支柱材料的摩擦火花安全性试验。10.2 试验内容第一组自由落锤冲击试验:以轻合金支柱质量的1/2为重锤质量(允许偏差:I:1. 0 kg)，以轻含金支柱最大工作高度为重锤下落高度(允许偏差土0.1m); 第二组自由落锤冲击试验:以轻含金支柱的质量为重锤质量(允许偏差士1.0 kg)，重锤下落高度为2.0

19、m :I: O. 1 m。10.3 试验条件10. 3. 1 按7.2.3的规定，用受试的轻合金材料按附录A图A3制成落锤试件。用Q345铜板制成落锤试验板。10. 3. 2 Q阳钢的材质应符合GB/T1591的规定，表面粗糙度应为矿井符合9.3.7的要求。10. 3- 3 落锤试验板水平倾角为450:I:20。10.3.4 试验用可燃性气体应符合4.1的规定。10.4 试验步骤按7.2.4的规定进行。10.5 判定规则若两组自由落锤冲击试验(每组32次)均未引燃试验气体，则判定受试的轻合金材料摩擦火花安全性合格，否则为不合格。11 轻合金提升容器材料摩擦火花安全性试验11. 1 本章适用于煤

20、矿用轻合金冀斗、轻合金罐笼、轻合金人车等提升容器用材料的摩擦火花安全性试验。11. 2 试验内容11.2. 1 受试轻合金材料的高速冲击试验。1,. 2. 2 受试轻合金材料的旋转摩擦试验。1,. 3 试验条件11. 3. 1 试验条件应符合表3和表4的规定。11.3.2 试验用的Q235A钢应符合9.3.7的规定。1,. 4 试验步骤11.4. 1 高速冲击试验按7.1.4的规定进行。11.4.2 旋转摩擦试验按7.3.4的规定进行。1,. 5 判定规则7 G/ T 13813 - 2001 按8.1和8.3判定均合格，则判定受试轻合金材料摩擦火花安全性试验合格，否则为不合格。项目要求项目1

21、2 12. 1 验。要求12. 3. 1 12. 3. 2 12. 3. 3 12.4 试验步骤材料按7.2.4的规定12.5 判定规则按8.2判定。13 送检要求表3轻合金提升容器材料的高速冲击试验条件高速冲击试验板表4轻合金提升容器材料的旋转摩擦试验条件试验气体类型按4.1 机械压紧力，I 试验气体N I 类型50士5按4.2 料的摩擦火花安全性试m二三27.560 13. 1 凡在煤矿使用的、涉及金属材料摩擦火花安全性的新产品或批量产品，均须由国家授权的金属材料摩擦火花安全性检验单位(以下简称检验单位)进行检验。对己取得金属材料摩擦火花安全性合格证的产品，转厂时应重新送检。13.2 送检

22、单位送检时，应提供产品技术条件、产品总图及与试验有关的部件图样、试件材料化学成分分析单。上述资料一式两份，检验单位审查合格后盖章，一份留检验单位存档，一份返还送检单位。同时，试件的图样及数量应符合附录A的要求。13. 3 样品检验合格后，囱检验单位发给金属材料摩擦火花安全性试验合格证，有效期5年。13.4 对取得金属材料摩擦火花安全性试验合格证的产品，当产品图样改变时，应将修改的图祥和有关说明一式两份送原检验单位，重新审查。8 GB/ T 13813 - 2001 13. 5 同一生产厂家，使用相同配对材料或轻合金的同系列产品，凡符合下列条件者，产品的摩擦火花安全性检验结果具有替代性。13.

23、5. 1 抽出式通风机和排放瓦斯泵的转子外缘线速度相差士5%。13. 5. 2 轻合金支柱的最大工作高度和质量相差:i:5%。13. 5. 3 轻合金提升容器的最大运行速度相差:i:5%。13. 5. 4 使用轻合金外壳的设备、仪器、仪表、工具及器具的总质量相差土5%。13. 6 被替代的产品在取证时，应提供产品技术条件、产品总图及与试验有关的部件图样，一式两份。13.7 煤矿安全监察主管部门对已发给的金属材料摩擦火花安全性试验合格证的产品，监督并督促企业到期到经国家授权的检验单位进行复查，若发且丘品占Jffi检验产品质量不符且影响安全性能时，应向制造单位提出意见，必要时撤销原发给监伊壁盲材料

24、摩擦火若要唾革试验合格证。9 GB/T 13813-2001 附录A(标准的附录)试件圄样及数量本附录规定了煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验的试件图样和数量。A1 试件固样试件的形状和尺寸应符合下列要求。A 1.1 高速冲击试验试件图样A1-1- 1 图Al、图A2所示分别为高速冲击试验弹丸和冲击试验板的图样。A1.1.2 试验弹丸的结构可为组合式，弹丸球面为受试面，可用尾部钻孔、镶嵌、粘结等结构形式控制弹丸质量，也可将受试部分连接到不产生摩擦火花材料制成的弹壳上。A 1.1.3 高速冲击试验板的表面不准涂棒、抹油脂，表面粗糙度应为铲。其厚度为受试材料的实际厚度。0.3础。其余号/四川白川由时

25、间唱-十o g 17:!:0.05 280 300 图Al试验弹丸图A2高速冲击试验板A1.2 自由落锤冲击试验试件图样图A3、图A4所示分别为自由落锤冲击试验的落锤试件和落锤试验板的图样。坐监|其余号/8=8 8 ;5080 , eCe3 q 、-一500 图A3落锤试件图A4落锤试验板10 GB/T 13813 - 2001 A1.3 旋转摩擦试验试件图样A 1. 3. 1 图A5所示为固定试件的图样，图A6、图A7所示分别为元撞击凸缘和有撞击凸缘的旋转试件图样。6=10 0c:3 2 100 图A5固定试件图A6元撞击凸缘的旋转试件图A7有撞击凸缘的旋转试件A1. 3.2 图A5的固定试

26、件允许用受试材料数块锄接，明接层厚度为10mm。哪接后试件表面应平整、光滑，无突出部分，哪钉应在四周，距试件边缘10mm以上。试件表面不准涂棒、抹油脂，表面粗糙度应字。A1. 3. 3 旋转试件的厚度为10mmo A2 试件数量试件的送检数量应符合表A1的规定。表A1试件数量高速冲击试验自由落锤试验旋转摩擦试验试件弹丸高速冲击试验板落锤试件落锤试验板固定试件旋转试件(粒)(块)(个)(块)(块)(个)数量二三601 二三6二31 FCON-已何?同阁。人民共国家标准煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则GB/T 13813一2001国和4华白 中国标准出版社出版北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045 电话:68523946中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷新华书店北京发行所发行各地新华书店经售68517548 9唔印张1字数23千字2001年8月第次印刷开本880X12301/16 2001年8月第一版印数1一2000 7G 定价10.00网址书号:155066 1-17731 * 577-589 版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533科目