Závazný postup č. 50
Ochrana zařízení proti vzniku mechanických zážehových jisker
Všeobecně
1. Ochrana povrchu zařízení proti vzniku mechanických zážehových jisker se provádí použitím:
- bezpečných materiálů
- ochranných vrstev,
- ochranných pouzder nebo mechanických krytů z bezpečných materiálů.
2. Požaduje se, aby bezpečné materiály, používané k výrobě vnějších povrchových dílů zařízení, vyhovovaly nárazovým nebo rotačním zkouškám odolnosti proti vzniku mechanických zážehových jisker ve výbušné směsi metanu se vzduchem.
Nárazovou zkouškou se zkouší materiály, určené pro výrobu všech vnějších součástí včetně rotačních součástí zařízení. Rotační zkouškou se zkouší pouze materiály určené pro výrobu vnějších rotačních součástí zařízení.
3. Materiály, které nevyhovují zkouškám čl.2 nebo požadavkům čl.19, smí být použity k výrobě vnějších součástí zařízení pouze při použití doplňující ochrany povrchu, jako je ochranná vrstva, ochranné pouzdro nebo mechanický kryt, vyrobený z bezpečných materiálů.
4. Je nutno, aby ochranná vrstva byla odolná proti vzniku mechanických zážehových jisker, vyhovovala nárazové zkoušce ve výbušné e metanovzdušné směsi a vyhovovala zkouškám mechanické pevnosti a přilnavosti.
Jako ochranné vrstvy se nesmí používat nitrokombinační a nitrocelulózové nátěrové hmoty, nátěrové hmoty s obsahem kovových pigmentů, ani povlaků z hliníku, hořčíku, titanu a jiných zažehujících materiálů.
5. Je nepřípustné expedovat z výroby zařízení s poškozenou ochrannou vrstvou. Dovolená mezní plocha jednotlivých míst poškození ochranné vrstvy v provozu je nejvíce 25 mm2 a mezní celková plocha poškození ochranné vrstvy činí 15% z celkové plochy povrchu příslušné součásti zařízení.
Nárazová zkouška ve výbušné metanovzdušné směsi
Podstata zkoušky
6. Metoda spočívá ve stanovení odolnosti materiálů proti vzniku mechanických zážehových jisker při nárazu zkoušeného vzorku na zkorodovanou ocelovou desku.
Postup při zkoušce
7. Zkušebním prostředím je výbušná metanovzdušná směs s koncentrací metanu 6,5% obj. a o teplotě od 20 do 40°C.
8. Zkoušky se provádějí na zkušebním zařízení podle schematu na obr.1. Na tuhé podložce 4 je upevněna zkorodovaná ocelová deska 2, svírající s vodorovnou plochou úhel α = 50o. Nad deskou, ve všech h, je zavěšen vzorek zkušebního materiálu 1 se závažím 3 tak, aby hrana volně padajícího vzorku zasáhla povrch desky. Zkouší se nejméně 6 vzorků v prostředí podle čl.7. Vzorek je tvaru kruhové desky o průměru 140 ± 10 mm a tloušťce nejméně 20 mm.
9. Výška pádu h v m a celková hmotnost vzorku se závažím m v kg se volí tak, aby energie rázového styku E se rovnala 588,7 J, např. H = 3 a m = 20 kg, nebo h = 2 m a m = 30 kg, apod. Energie rázového styku se určuje podle vztahu:
E = m . g . h,
kde g = 9,81 m . s-1 je tíhové zrychlení.
10. Materiál se považuje za vyhovující z hlediska ochrany proti vzniku mechanických zážehových jiker, když při zkoušení každého vzorku při 10 pádech ve zkušebním prostředí nedošlo k žádnému zážehu výbušné směsi.
Obrázek č. 1
1 - zkušební vzorek, 2 - ocelová zkorodovaná deska, 3 - závaží, 4 - pevná podložka
Rotační zkouška ve výbušné metanovzdušné směsi
Podstata zkoušky
11. Metoda spočívá ve stanovení odolnosti materiálů proti vzniku mechanických zážehových jisker při tření mezi zkoušeným vzorkem a zkorodovaným ocelovým povrchem na rotačním zařízení.
Postup při zkoušce
12. Zkouší se nejméně 6 vzorků zařízení v prostředí podle čl.7.
13. Rotační zkouška se provádí na zařízení s rotujícím diskem podle schematu na obr.2. Ve svěráku 4 je uchycen pevný vzorek 3. Na zkušebním disku 1 je upevněn rotující vzorek 2. Přitom se užívají dvě základní metody zkoušení třením:
a) nepřerušované tření mezi rotujícím zkušebním diskem 1 a pevným vzorkem 3, který je přitlačován k disku stálou silou F,
b) rázové tření mezi zkušebním vzorkem 2, upevněným na rotujícím disku a pevným vzorkem ve svěráku. Přítlačná síla F se nastavuje při vzájemném kontaktu vzorků před zkouškou - poloha vzorků podle obr. 2.
Počet třecích styků z při zkouškách s rotujícím vzorkem upevněným na disku se určuje podle vztahu:
z = n . t,
kde n úhlová rychlost zkušebního disku v s-1, vypočtená
podle vztahu:
V
n = -------- ,
. π . d
kde V obvodová rychlost třecího styku vzorků, V = 25 m.s-1,
d průměr zkušebního disku, (m)
t celková doba zkoušky, (s).
Při nepřerušovaném styku podle čl.13a) se za jeden třecí styk považuje délka vzájemného styku 0,5 m.
Obrázek č. 2
1 - zkušební disk, 2 - rotující vzorek, 3 - pevný vzorek, 4 - svěrák
14. Nepřerušovaným třením se zkoušejí kovy, pracující s abrazivními materiály nebo s horninami. Pevným vzorkem je vzorek kovu a rotujícím diskem je abrazivní kruh nebo naopak, kovový disk a pevný vzorek abrazivního materiálu.
15. Rázovým třením se zkoušejí kovy,pracují ve styku s jinými kovy. Pevným vzorkem je ocelový vzorek se zkorodovaným povrchem a vzorek upevněný na disku je ze zkoušeného kovu nebo naopak, pevný kovový vzorek a ocelový zkorodovaný vzorek na disku.
16. Rotační zkouška se provádí při obvodové rychlosti třecího styku vzorků V = 25 m.s-1.
Při zkouškách podle čl.13a) se úhlová rychlost otáčení disku určuje podle čl.13. Při zkouškách podle čl.13b) se úhlová rychlost otáčení disku určuje podle vztahu:
V
n = -------- ,
. π . D
kde D průměr kruhu, který vytváří při otáčení povrch třecího
styku vzorku upevněného na disku (m)
17. Přítlačná síla mezi pevným vzorkem a diskem je:
a) F = 12 N při zkoušení materiálů, určených k výrobě vnějších
součástí ručních přenosných zařízení
b) F = 25 N při zkoušení materiálů, určených k výrobě vnějších
součástí stacionárních zařízení.
18. Rozměry zkušebního disku: průměr 450 ± 50mm, tloušťka 20 ± 1mm
19. Materiál se považuje za vyhovující z hlediska ochrany proti vzniku mechanických zážehových jisker, když při zkoušení každého vzorku v průběhu 16 000 třecích styků ve zkušebním prostředí podle čl.7 nedošlo k žádnému zážehu výbušné směsi.
Zkoušky ochranných vrstev
20. Odolnost ochranné vrstvy proti vzniku mechanických zážehových jisker se zkouší a vyhodnocuje podle čl.6 - 10. Při zkoušení je nutno zajistit dopad vzorku na dosud nepoškozené místo jeho povrchu.
21. Zkoušení mechanické odolnosti ochranné vrstvy u ručních přenosných zařízení se provádí pádem zařízení z výšky 0,5 m na betonový podklad. Výsledek se považuje za vyhovující, pokud nedošlo k poškození ochranné vrstvy. Zkoušejí se nejméně 2 vzorky zařízení. Zkouška se opakuje nejméně 3krát s každým vzorkem tak, aby zařízení dopadlo při každém pádu na jiné místo svého povrchu.
22. Zkoušení mechanické odolnosti ochranné vrstvy u stacionárních zařízení se provádí pádem závaží na zařízení nebo na díl zařízení. Závaží o hmotnosti 1 kg, zakončené ocelovou kulovou plochou o průměru 25 mm, působí volným pádem z výšky 1 m na ochrannou vrstvu. Výsledek se považuje za vyhovující, pokud nedošlo k poškození ochranné vrstvy. Zkouška se opakuje nejméně 6krát tak, aby při každém pádu byl zajištěn dopad závaží na jiné místo zkoušeného povrchu.
23. Zkoušení přilnavosti ochranné vrstvy k základnímu materiálu se provádí na zkušebním vzorku ve tvaru trubky o vnějším průměru 95 ± 5 mm, o délce 15 ± 1 mm a s tloušťkou stěny 3,5 ± 0,5 mm. Je nutno, aby zkušební vzorky byly zhotoveny ze stejného materiálu jako díly zařízení.
Zkušební vzorek se stlačuje v osovém směru o 5 mm. Ochranná vrstva je vyhovující, když po odlehčení napětí na povrchu vzorku nedojde k viditelnému poškození ochranné vrstvy. Zkoušejí se nejméně 3 vzorky.
24. Nejkratší doba ověření odolnosti ochranné vrstvy proti vlivu technologického prostředí v provozních podmínkách je nejméně 3 měsíce. Po tomto ověření se ochranná vrstva kontroluje podle čl.6.
25. Ochranná vrstva se považuje za vyhovující, pokud vyhovuje všem zkouškám v čl.20 - 26.