CNS 3376-4-2002 Electrical apparatus for explosive gas atmospheres-Part 4 Method of test for ignition temperature《爆炸性气体环境用电机设备－第4部：引燃温度测试方法》.pdf

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1、1 爆炸性氣體環境用電機設備 第 4 部：引燃溫度測試方法 印行年月 94 年 10 月 本標準非經本局同意不得翻印 中華民國國家標準 CNS總號 類號 ICS 29.260.20 3376-4 C1038-4 經濟部標準檢驗局印行 公布日期 修訂公布日期 91 年 10 月 30 日 年月日(共 10 頁) Electrical apparatus for explosive gas atmospheres Part 4： Method of test for ignition temperatures 1. 適用範圍 本測試方法適用於大氣壓力條件下，決定化學性蒸氣或氣體於空氣中的引燃溫度(

2、Ignition temperature)。 2. 用語釋義 2.1 引燃溫度 (Ignition temperature)： 依循本標準所述方法，可發生引燃的最低溫度。 2.2 引燃 (Ignition)： 在測試用燒瓶 (flask)中發生的一種反應，這種反應具備了足資佐證的可感知火燄或爆炸，或兩者兼備，並且延遲引燃時間 (Ignition lag)不超過 5 分鐘。 2.3 延遲引燃時間 (Ignition lag)： 試件完全注入到引燃的時間間隔。 3. 測試方法概要 於暗室內，將固定體積量的測試樣品注入含有空氣且體積為 200ml 的開口艾倫麥爾(Erlenmeyer)燒瓶，觀察燒瓶

3、的內容物，直到引燃現象發生。變更燒瓶的溫度與不同的注入量持續進行試驗，在這些試驗中，燒瓶的最低溫度即為大氣壓力下該可燃性氣體的引燃溫度。 4. 裝置 測試裝置描述如下： 4.1 測試用燒瓶 測試用燒瓶應為矽硼 (borosilicate)玻璃材質的 200ml 艾倫麥爾燒瓶，每次的測試都要使用潔淨的測試用燒瓶，如果最低引燃溫度高於矽硼玻璃的軟化溫度，或造成化學性侵蝕惡化的溫度時，才可以改用石英或金屬材質的燒瓶進行測試，當然必須詳述於測試報告。 4.2 加熱爐 (furnace) 應使用熱風式的加熱爐，均勻地加熱並控制測試用燒瓶的溫度，附錄 A 列有適合本標準使用的加熱爐範例。 以表 1 所列化

4、學物質，而且濃度不低於 99.9%，對測試用燒瓶進行引燃溫度量測，如果測試樣品之引燃溫度在第 7 節所規定誤差範圍內與所規定之數值相符時，測試用燒瓶才可以被認定是被均勻的加熱，並且各選擇測試溫度的位置是符合需求的。 2 CNS 3376-4 , C 1038-4 表 1 測試樣品 引燃溫度 ( ) 正庚烷 (n-Heptane) 220 乙烯 (Ethylene) 435 苯 (Benzene) 560 4.3 熱電偶 (thermocouples) 燒瓶的溫度應以一個以上經校正，而且直徑不超過 0.8mm (0.032in)的熱電耦量測，熱電偶安置於符合第 4.2 節所規定位置，並且必須與燒

5、瓶外表面緊 密契合。 4.4 樣品注射器或吸量管 (Sampling syringes or pipettes) 液態樣品應以下列二者其一注入燒瓶： a) 容量為 0.25 或 1 ml 的皮下注射用針筒 (hypodermic syringe)，校正的單位誤差不得超過 0.01ml，針頭需為不銹鋼材質，最大內徑為不得大於 0.15mm (0.006in)。 b) 經校正容量為 1ml 的吸量管，此吸量管如填以 1ml 蒸餾水，將以 35-40 顆水滴狀釋出。 氣態樣品則應以附有三向活栓開關及連接管，容量為 200ml，且經校正的氣密針筒注入燒瓶。 備考：要避免發生回火，圖 6 表示預防方法之

6、一例。 4.5 計時器 延遲引燃時間的量測應使用經過校正以秒為單位之計時器。 4.6 反射鏡 建議在燒瓶上方大約 250mm 的位置，以適當的角度擺放一面反射鏡，以便觀察燒瓶內部的行為。 5. 步驟 5.1 首先調整加熱爐的溫度，令燒瓶可以均勻地達到測試溫度。 5.2 注入樣品 如果測試樣品的沸點接近室溫，要非常小心地保持樣品注射系統的溫度，確保測試樣品在注入測試燒瓶之前的狀態不變。 5.2.1 液態測試樣品 測試樣品依所需數量適當地以皮下注射用針筒或吸量管注入測試燒瓶，以水滴狀儘快注入到燒瓶的中心，使得注入的動作可以在 2 秒鐘內完成，之後注射器或吸量管要儘速退出。注入時，要注意不要弄濕燒瓶

7、的瓶壁。 5.2.2 氣態測試樣品 首先將氣密的注射器及其管路填滿測試樣品，在填充之前，要以測試樣品數次沖洗注射器及其管路，以確保測試樣品於注射系統內的純度。所需數量的測試樣品應穩定地以每秒 25ml 的速率注入測試燒瓶，之後注射用導管要儘速退出。 3 CNS 3376-4 , C 1038-4 5.2.3 初始測試樣品所需數量 液態測試樣品於首次測試所需數量以 0.07ml 為宜，氣態者則以 20ml 為宜。 5.3 觀測 計時以測試樣品完全注入測試用燒瓶之瞬間開始，至火焰被觀測到為止。記錄溫度與延遲引燃時間，如果未有火燄產生，持續觀查，以 5 分鐘為限，才停止該測試。 5.4 接續測試 應

8、以不同的溫度與不同的測試樣品所需數量接續進行測試，直到獲得最低引燃溫度為止，不同的測試之間，需以潔淨的乾燥空氣清洗測試燒瓶，在清洗完畢與下次測試樣品注入之前，應保留足夠時間讓測試燒瓶達到穩定的設定溫度。接續的測試，應以每隔 2為之，直到獲得最低引燃溫度。 5.5 符合性測試 (Confirmatory tests) 做為判定最低引燃溫度的測試應重複執行 5 次以確認。 6.引燃溫度 按第 5 節中所述觀察，並且符合第 7 節的原則，所得到火燄產生的最低溫度，即為引燃溫度，相對地其引燃延遲時間與大氣壓力都應予以記錄。 7.測試結果的有效性 7.1 測試結果的重複性 同一操作者所做同樣的重複測試結

9、果，如果測試結果相差 2%以上，該測試結果將被認為不可採信。 7.2 測試結果的再現性 (reproducibility) 如果不同實驗室進行重複性測試的平均結果，相差 5%以上，該測試結果不能被採信的。 備考 :上述的容許誤差是為了要收集更多資料而暫定的。 8.數據 測試紀錄應包括測試編號、測試日期、周圍溫度、壓力、測試樣品量、引燃溫度、延遲引燃時間，以及該可燃性物質的名稱、來源與物理特性等。 4 CNS 3376-4 , C 1038-4 附錄 A 加熱爐 依據如下的第 A1 節與第 A2 節所建構的加熱爐適用於本標準所述之測試。 A1 圖 16 概要性的圖解加熱爐範例 加熱爐包括了長度

10、127mm(5in)，內徑 127mm(5in)，周圍均勻纏繞以 1200W 的電熱絲耐熱的圓柱體；亦包括耐熱絕緣材料板做的環蓋和瓶頸引導環； 300W 的頸端加熱器； 300W 的底板加熱器。 有三個熱電偶、兩個分別置於頸端加熱器下方 25mm(1in)與 50mm(2in)的位置，另一個位於燒瓶底部中央。 每個熱電偶量測到的溫度，應可以調整到所需溫度的 1以內，可使用三個加熱器之個別控制達成。 A2 圖 79 概要性的圖解加熱爐範例，該範例包括了 1300W 電阻加熱式加熱爐，最大加熱電流為 6A。 加熱絲為直徑 1.2mm，長 35.8m 之 (Cr/Al 30/5)合金環繞在一陶瓷圓柱

11、之全長周圍，其繞組間隙為 1.2mm。加熱器使用高溫膠泥固定其位置，且使用 20mm 厚之氧化鋁熱絕緣將其密封。陶瓷體內儘可能最小間隙插入一不銹鋼圓柱體。整個加熱爐蓋亦為不銹鋼，將燒瓶固定於加熱爐內。為了此目的，爐蓋包含上部、分隔絕緣墊片和下部隔離墊片。燒瓶頸部使用熱絕緣墊片裝入蓋內，且由分隔墊片和爐蓋下部使用兩個環狀螺母經壓縮固定於上圓盤。 加熱器可使用交流或直流之適當電壓控制操作。初期測試時應使用最大加熱電流6A。如果使用自動溫度控制，加熱和冷却時間應一樣長，如可能時只有一部份加熱電流應如此控制。 量測之熱電偶應位於燒瓶之外側表面。由基座上面 252mm，以及基座下表面之中央位置。 5 C

12、NS 3376-4 , C 1038-4 圖 1 測試機具組合 圖 2 A-A 截面 配線和熱電偶入口空間 耐熱板材 200ml 艾倫麥爾燒瓶陶瓷支撐 保持圓柱 電子崁鍋爐 基座加熱器 熱電偶 主加熱器 環蓋 至 可變電阻器頸端加熱器 10(3/8 ln)6 CNS 3376-4 , C 1038-4 圖 3 基座加熱器 (耐熱絕緣板 ) 圖 4 燒瓶導環 (耐熱絕緣板 ) 虛線表示配線方法 溝槽切口大約 1.5mm(1/16in)寬x 1.5mm (1/16in)深於圓盤直徑外面。鎳鉻線長約 2.5m(8ft)，直徑 0.4mm(0.016in) 3 個 7.5mm(19/64in)貫穿孔

13、截面 7 CNS 3376-4 , C 1038-4 圖 5 頸端加熱器 (耐熱絕緣板 ) 圖 6 氣體樣品注入 溝槽切口大約 1.5mm(1/16in)寬 x1.5mm (1/16in) 深於圓盤內外直徑。鎳鉻線長約4.5m(15ft)，直徑 0.4mm(0.016in) 虛線表示配線方法 燒結玻璃圓盤約 10 x 3mm1mm 厚塑膠薄膜火燄捕抓可充氣橡皮儲存器 氣密注射器 8 CNS 3376-4 , C 1038-4 圖 7 加熱爐 熱電耦 爐蓋上部 絕緣環 爐蓋下部 隔熱 加熱器 陶瓷管 鋼柱 耐高溫膠泥 測試點 加熱器電源 220V絕緣盤 金屬底部 熱電偶 筒夾 熱絕緣 熱電偶 單位： mm 9 CNS 3376-4 , C 1038-4 圖 8 不銹鋼圓柱爐蓋 上蓋部分 熱電偶套管單位 :mm 10 CNS 3376-4 , C 1038-4 圖 9 不銹鋼圓柱爐蓋 單位 :mm 下蓋兩片部分 抛光