工厂泄爆墙的泄爆性能主要通过标准化的试验进行验证,这些试验旨在模拟实际可能发生的场景,并量化评估泄爆墙的关键性能指标。以下是验证方法:
1. 试验依据与标准:
* 试验严格遵循国际或的标准,如 ISO 26873:2010 (泄放保护系统)、NFPA 68 (爆燃泄放标准)、VDI 3673 (压力泄放) 或特定的类似标准(如中国的GB标准)。这些标准规定了试验装置、测量方法、数据采集要求以及性能评判准则。
2. 试验装置搭建:
* 测试墙段: 在实际尺寸或代表性缩比尺寸的泄爆墙样品上安装待测试的泄爆装置(如泄爆板、泄爆门、泄爆窗)。该墙段被牢固地安装在一个的测试仓的一面。
* 密闭空间: 测试仓构成一个相对密闭的环境(模拟工厂房间或设备内部)。
* 传感器布置:
* 压力传感器: 关键!在测试仓内部(靠近点火点、远离点火点)、泄爆口外部(测量泄爆流)、以及测试仓其他位置布置高动态响应压力传感器(如压电式),测量压力峰值、压力上升速率和压力-时间曲线。
* 高速摄像机: 泄爆装置开启瞬间(时间、模式)、碎片飞散情况、泄爆火焰形态、墙体整体及局部变形动态过程。
* 位移/应变传感器: (可选)监测墙体支撑结构或关键连接点的变形和应变。
* 点火系统: 使用可控的点火源(如电火花塞)在测试仓内预定的位置引发。点火位置通常选择不利位置(如远离泄爆口)。
3. 模拟与数据采集:
* 燃料-空气混合物: 在测试仓内充入规定浓度和体积的可燃气体(如丙烷、)或粉尘(如玉米淀粉、煤粉)与空气的均匀混合物。浓度通常选择接近化学计量比或特定危险值。
* 点火引爆: 控制点火时间和位置。
* 同步采集: 在点火瞬间,同步触发所有传感器和高速摄像机,完整记录整个泄放过程(从点火到压力稳定)。
4. 关键性能指标验证:
* 泄爆效率/压力降低程度: 这是指标。通过比较测试仓内部压力 (Pmax_actual) 与在相同容积、相同燃料浓度但没有泄爆口条件下计算或实测得到的理论压力 (Pmax_theoretical) 来评估。泄爆效率 = (Pmax_theoretical - Pmax_actual) / Pmax_theoretical * 百%。泄爆墙应显著降低内部峰值压力(通常要求降低五十%以上甚至更多)。
* 泄爆装置开启压力与时间: 通过压力曲线和高速影像,测定泄爆装置的实际开启压力是否在设计/标定范围内,以及从压力达到开启阈值到装置完全开启的响应时间(要求短,通常在几十毫秒内)。
* 泄爆装置开启模式: 观察装置是否按预期方式(如铰链翻转、整体弹出、成无害碎片)快速、完全开启,形成有效泄放通道。
* 碎片控制: 验证泄爆装置本身或墙体在泄爆过程中是否产生危险的飞射碎片(高速摄像机是关键),确保周边安全。
* 结构完整性: 泄爆后检查泄爆墙支撑结构、连接件、相邻墙体是否有不可接受的变形、开裂或失效。泄爆装置本身不应导致墙体结构破坏。
* 二次效应控制: (间接评估)高速影像可观察泄爆火焰长度和方向,评估对外部的影响。
5. 结果分析与认证:
* 对多次试验(不同浓度、点火位置)采集的数据进行统计分析,评估性能的可靠性和一致性。
* 将结果与标准要求及设计目标进行对比。
* 出具详细的试验报告,包含所有测试条件、原始数据、分析结果、高速影像截图/视频以及是否符合标准的结论。
* 成功的试验是泄爆墙产品获得第三方认证(如FM Global, VdS, LPCB, CNAS等)的依据,证明其在实际应用中能提供可靠保护。
总结: 通过严格遵循标准化的试验程序,在可控的实验室环境中模拟载荷,并利用精密的传感器和高速影像技术测量泄爆墙开启前后的压力变化、开启动态、碎片情况和结构响应,可以定量和定性地验证其泄爆性能(泄压效率、快速响应、安全开启、结构稳固)。这是确保泄爆墙在真实事故中发挥保护作用的科学且必要的验证手段。