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GB/T 16425-2025 可燃性粉尘爆炸风险评估及特性参数测定方法

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资料介绍

　　ICS 13.230 CCS C 67

　　中华人民共和国国家标准

　　GB/T 16425—2025

　　代替 GB/T 16425—2018,GB/T 16427—2018,GB/T 16430—2018

　　可燃性粉尘爆炸风险评估及特性参数

　　测定方法

　　Risk assessmentand characteristicparameterdetermination methodsof

　　combustibledustexplosion

　　2025-12-02发布 2027-01-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 16425—2025

　　前言 Ⅲ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 可燃性粉尘爆炸风险评估 3

　　4. 1 总体要求 3

　　4. 2 评估程序 3

　　4. 3 计划与准备 4

　　4. 4 风险辨识 4

　　4. 5 风险分析及分级 5

　　4. 6 风险管控 5

　　4. 7 评估报告 5

　　5 可燃性粉尘判定方法 5

　　5. 1 试样 5

　　5. 2 试验装置 6

　　5. 3 试验程序 6

　　5. 4 试验方法 7

　　5. 5 安全措施 8

　　5. 6 试验报告 9

　　6 粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法 9

　　6. 1 试样 9

　　6. 2 试验装置 9

　　6. 3 试验程序 10

　　6. 4 试验数据处理 12

　　6. 5 安全措施 12

　　6. 6 试验报告 13

　　7 粉尘云爆炸下限浓度测定方法 13

　　7. 1 试样 13

　　7. 2 试验装置 13

　　7. 3 试验程序 14

　　7. 4 安全措施 14

　　7. 5 试验报告 14

　　8 粉尘层电阻率测定方法 15

　　Ⅰ

　　GB/T 16425—2025

　　8. 1 试样 15

　　8. 2 试验装置 15

　　8. 3 试验程序 15

　　8. 4 安全防护 16

　　8. 5 试验报告 16

　　9 粉尘层最低着火温度测定方法 16

　　9. 1 试样 16

　　9. 2 试验装置 16

　　9. 3 试验程序 16

　　9. 4 试验数据处理 17

　　9. 5 安全措施 18

　　9. 6 试验报告 18

　　10 粉尘云极限氧浓度测定方法 18

　　10. 1 试样 18

　　10. 2 不同氧气浓度的 “惰化气体/空气 ”混合气体的配制及标定 19

　　10. 3 试验装置 19

　　10. 4 试验程序 20

　　10. 5 安全措施 21

　　10. 6 试验报告 21

　　11 堆积粉尘自燃温度测定方法 22

　　11. 1 试样 22

　　11. 2 试验装置 22

　　11. 3 试验方法 22

　　11. 4 试验数据处理 24

　　11. 5 安全措施 25

　　11. 6 试验报告 25

　　附录 A (资料性) 作业场所可能产生爆炸性粉尘环境的工艺、设备清单 26

　　附录 B (资料性) 可燃性粉尘爆炸风险分级方法 27

　　B. 1 粉尘爆炸可能性指标(P)计算 27

　　B. 2 粉尘爆炸后果严重指标(C)计算 28

　　B. 3 可燃性粉尘爆炸固有风险值(S)计算 28

　　B. 4 安全措施补偿系数(A)计算 29

　　B. 5 可燃性粉尘爆炸实际风险值(R)计算 29

　　B. 6 风险分级 29

　　附录 C (资料性) 涉粉作业人数计算方法 30

　　C. 1 计算原则 30

　　C. 2 计算公式 30

　　Ⅱ

　　GB/T 16425—2025

　　C. 3 计算步骤 30

　　附录 D (资料性) 安全技术措施指标(L1 )与安全管理措施指标(L2 )取值方法 33

　　附录 E (资料性) 本文件测试方法涉及的测试仪器 38

　　E. 1 哈特曼管试验装置 38

　　E. 2 20 L球试验装置 39

　　E. 3 杯式粉尘分散器 41

　　E. 4 1 m3爆炸容器 41

　　E. 5 粉尘层电阻率试验装置 42

　　E. 6 粉尘层最低着火温度试验装置 43

　　E. 7 堆积粉尘自燃温度试验装置 45

　　附录 F (资料性) L 和 H 的搜索算法示例 47

　　参考文献 48

　　Ⅲ

　　GB/T 16425—2025

　　前言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　本文件代替 GB/T 16425—2018《粉尘云爆炸下限浓度测定方法》、GB/T 16427—2018《粉尘层电阻率测定方法》、GB/T 16430—2018《粉尘层最低着火温度测定方法》。本文件整合了 GB/T 16425— 2018、GB/T 16427—2018、GB/T 16430—2018的内容 ,与 GB/T 16425—2018相比 ,除结构调整和编辑性改动外 ,主要技术变化如下 :

　　— 增加了 “粉尘涉爆企业”“涉粉作业人数”“可燃性粉尘”“爆炸性粉尘环境”“爆炸压力”“点火具 ” “初始压力”“爆炸压力上升速率”“粉尘云最大爆炸压力”“粉尘云最大爆炸压力上升速率 ”“粉尘爆炸危险性分级”“爆炸下限浓度”“电阻率”“粉尘层最低着火温度”“粉尘云极限氧浓度”“诱导时间 ”17个术语和定义(见 3. 1、3. 2、3. 3、3. 4、3. 5、3. 6、3. 7、3. 8、3. 9、3. 10、3. 11、3. 12、3. 14、 3. 15、3. 16、3. 17) ;

　　— 删除了“粉尘”“可燃粉尘 ”2个术语和定义(见 2018年版的 3. 1、3. 2) ;

　　— 增加了可燃性粉尘爆炸风险评估(见第 4章) ;

　　— 增加了可燃性粉尘判定方法(见第 5 章) ;

　　— 增加了粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法(见第 6章) ;

　　— 增加了粉尘云爆炸下限浓度测定方法(见第 7章) ;

　　— 增加了粉尘层电阻率测定方法(见第 8章) ;

　　— 增加了粉尘层最低着火温度测定方法(见第 9章) ;

　　— 增加了粉尘云极限氧浓度测定方法(见第 10章) ;

　　— 增加了堆积粉尘自燃温度测定方法(见第 11章) 。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中华人民共和国应急管理部提出并归口。

　　本文件起草单位 : 中钢武汉安全环保研究院股份有限公司、东北大学、应急管理部天津消防研究所、上海化工院检测有限公司、中煤科工集团重庆研究院有限公司、武汉理工大学、武汉工程大学、华中科技大学、应用安全科学技术研究院(广州)股份有限公司、浙江省应急管理科学研究院、大连理工大学、山东科技大学、西安科技大学、大连度达安全科技有限公司、诗蒙(天津)工程技术有限公司、沈阳特种设备检测研究院。

　　本文件主要起草人 :乐有邦、李刚、任常兴、肖秋平、陈晨、吴晓煜、胡维西、周健、曾国良、司荣军、苑春苗、钟圣俊、吉扬、张欣、张琰、陈先锋、黄楚原、周德红、赵家权、王继业、牟杰、高伟、姜海鹏、李润之、王秋红、徐义浩、于伟、张倩倩、游毅、袁源、潘超。

　　本文件所代替文件的历次版本发布情况 :

　　— 1996年首次发布为 GB/T 16425—1996《粉尘云爆炸下限浓度测定方法》, 2018 年第一次修订 ;

　　— 1996年首次发布为 GB/T 16427—1996《粉尘层电阻率测定方法》,2018年第一次修订 ;

　　— 1996年首次发布为 GB/T 16430—1996《粉尘层最低着火温度测定方法》, 2018 年第一次修订 ;

　　— 本次为第二次修订 ,一同并入 GB/T 16427—2018、GB/T 16430—2018。

　　Ⅲ

　　GB/T 16425—2025

　　可燃性粉尘爆炸风险评估及特性参数

　　测定方法

　　1 范围

　　本文件描述了可燃性粉尘爆炸风险评估、可燃性粉尘判定方法、粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法、粉尘云爆炸下限浓度测定方法、粉尘层电阻率测定方法、粉尘层最低着火温度测定方法、粉尘云极限氧浓度测定方法、粉尘云极限氧浓度测定方法以及堆积粉尘自燃温度测定方法。

　　本文件适用于企业粉尘爆炸危险场所的风险评估及可燃性粉尘特性参数的试验测定。

　　本文件不适用于煤矿井下、烟花爆竹、火炸药和强氧化剂的粉尘场所的风险评估及相关粉尘特性参数试验测定。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 , 注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;不注日期的引用文件 ,其最新版本(包括所有的修改单) 适用于本文件。

　　GB/T 15604 粉尘防爆术语

　　3 术语和定义

　　GB/T 15604界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

　　3. 1

　　粉尘涉爆企业 enterprisessubjectto dustexplosion

　　存在可燃性粉尘爆炸危险的冶金、有色、建材、机械、轻工、纺织、烟草、商贸等工贸企业。 3.2

　　涉粉作业人数 numberofworkersinvolved in dusthazardousareas

　　单班最大涉粉作业工位的人数。

　　注 : 最大涉粉作业工位主要区域包括存在粉尘爆炸危险的生产车间 , 除尘管道通过的建构物 , 与爆炸危险场所毗邻且未设置隔离设施的工作区域。

　　3.3

　　可燃性粉尘 combustibledust

　　涉爆粉尘

　　在大气条件下 ,能与气态氧化剂 ,发生剧烈氧化反应的粉尘纤维或者飞絮。

　　注 1: 气态氧化剂主要为空气。

　　注 2: 可燃性粉尘在一定条件下能发生粉尘爆炸。

　　3.4

　　爆炸性粉尘环境 explosivedustatmosphere

　　在大气条件下 ,可燃性粉尘与气态氧化剂形成的混合物被点燃后 ,能够保持燃烧自行传播的环境。注 : 气态氧化剂主要是空气。

　　GB/T 16425—2025

　　3.5

　　爆炸压力 explosion pressure

　　Pex

　　在爆炸过程中达到的相对于点火时容器中压力的最大超压值。

　　3.6

　　点火具 ignitor

　　在本文件中用于引燃粉尘云的点燃源 , 由电引信和烟火药剂组成 ,在 10 ms 内由电触发引爆。注 : 烟火药剂由质量分数为 40%的锆粉、30%的硝酸钡和 30%的过氧化钡混合而成。

　　3.7

　　初始压力 initialpressure

　　Pignition

　　点火具被引爆时容器内的压力。

　　3. 8

　　爆炸压力上升速率 rateofexplosion pressurerise

　　在单次爆炸过程中 ,测得的爆炸压力随时间变化曲线的斜率。

　　3.9

　　粉尘云最大爆炸压力 maximum explosion pressureofa dustcloud

　　Pmax

　　在规定容积和点火能量下 ,不同浓度粉尘云对应的爆炸压力的最大值。

　　3. 10

　　粉尘云最大爆炸压力上升速率 maximum rateofexplosion pressureriseofa dustcloud (dP/dt) max

　　在一系列粉尘云浓度下 ,测得爆炸压力上升速率的最大值。

　　3. 11 粉尘爆炸指数 explosion indexofa dustcloud Kst

　　在密闭容器内 ,粉尘爆炸试验中粉尘云最大爆炸压力上升速率与容器容积的立方根的乘积。

　　3. 12

　　粉尘爆炸危险性分级 classification ofdustexplosion hazards

　　根据粉尘爆炸特性参数值 ,将不同种类粉尘按相对爆炸危险性的大小分成若干等级。

　　注 : 主要分为 St0 、St1 、St2 和 St3 。

　　3. 13

　　爆炸下限浓度 minimum explosibleconcentration

　　Cmin

　　粉尘云在给定能量点燃源作用下 ,能发生自持燃烧的最低浓度。

　　3. 14

　　电阻率 electricalresistivity

　　在与粉尘规定的接触面积、相距单位长度的两电极间测得的粉尘层的最小电阻值。

　　3. 15

　　粉尘层最低着火温度 minimum ignition temperatureofdustlayer

　　在热表面上规定厚度的粉尘层着火时热表面的最低温度。

　　3. 16

　　粉尘云极限氧浓度 limiting oxygen concentration ofdustclouds

　　LOC

　　GB/T 16425—2025

　　在本文件规定的试验条件下 ,可燃性粉尘、空气以及惰化气体的混合物不发生爆炸时 ,混合气中氧气的最高浓度。

　　注 : 无特殊说明 ,本文件中所有的气体浓度均为体积百分比。

　　3. 17

　　诱导时间 induction time

　　粉尘试样达到烘箱温度到发生引燃所需要的时间。

　　注 : 诱导时间的单位为小时。

　　4 可燃性粉尘爆炸风险评估

　　4. 1 总体要求

　　4. 1. 1 粉尘涉爆企业应辨识所存在的粉尘爆炸危险场所 ,确定可燃性粉尘爆炸危险性以及粉尘爆炸危险场所的数量、位詈、危险区域等 ,分析存在的粉尘爆炸危险因素 ,评估粉尘爆炸风险 ,并制定能消除或有效控制粉尘爆炸风险的措施。

　　4. 1.2 有下列情形之一的 ,企业需要及时重新进行粉尘爆炸风险评估 ,并形成评估报告 :

　　a) 粉尘种类或数量发生变化 ;

　　b) 建(构)筑物、生产工艺、设备设施、作业方式或粉尘爆炸防范措施等发生变化 ;

　　c) 周边环境或季节等气候条件发生重大变化 ;

　　d) 同类型或相关行业或本单位发生可燃性粉尘火灾、闪燃或爆炸事故 ;

　　e) 涉及粉尘防爆的法律法规、标准规范发生重大变更 ;

　　f) 其他应开展动态更新的情况。

　　4.2 评估程序

　　粉尘爆炸风险评估过程应包括计划和准备、风险评估、风险管控。粉尘爆炸风险评估程序见图 1。

　　图 1 粉尘爆炸风险评估程序

　　GB/T 16425—2025

　　4.3 计划与准备

　　4.3. 1 制定实施方案

　　粉尘涉爆企业应制定粉尘爆炸风险评估的实施方案 , 明确工作目标、评估依据、评估范围、实施程序、进度安排等内容。

　　4.3.2 信息收集

　　在开展粉尘爆炸风险评估前 ,应做好前期的信息收集工作 ,包括但不限于 :

　　a) 与粉尘爆炸风险评估工作相关的法律、法规、规章、标准和制度等文件 ;

　　b) 企业地理位置、周边环境以及平面布置、建构筑物数量及其结构(如框架结构、砖混结构、砖木结构等) ;

　　c) 涉及可燃性粉尘的生产工艺、设备及除尘设备清单 ;

　　d) 可燃性粉尘的种类、特性参数以及涉粉作业人数 ;

　　e) 企业现有粉尘防爆安全技术措施及其相关设备、装置的数量和运行状态等 ;

　　f) 粉尘防爆安全管理制度、粉尘作业岗位安全操作规程、粉尘爆炸事故应急预案。

　　4.4 风险辨识

　　4.4. 1 确定辨识范围

　　辨识的范围包括但不限于 :

　　a) 建(构)筑物类 :厂房、仓库、货场、堆场等 ;

　　b) 设备设施类 :涵盖存在可燃性粉尘的载体 ;

　　c) 作业活动类 :涵盖涉及可燃性粉尘场所的常规作业活动(如投料、清扫、维修、装卸等)和特殊作业活动(有限空间作业、动火作业等) 。

　　4.4.2 辨识风险源

　　辨识的风险源包括但不限于以下内容。

　　a) 可燃性粉尘辨识 ,应包含 :

　　1) 企业生产涉及的所有可燃性粉尘 ,包括原材料、中间产物、产品和副产品等 ;

　　2) 对可燃性不确定的粉尘 ,应按照第 5 章的要求进行可燃性粉尘判定测试 ,取样应具有代表性 ,不同工序产生的粉尘如果成分不一致 ,应单独取样测试 ;

　　3) 可燃性粉尘爆炸特性参数 ,包括但不限于粉尘最大爆炸压力、爆炸指数、爆炸下限、最小点火能等 ;可燃性粉尘爆炸特性参数可参照第 6章 ~第 11章进行测定。

　　b) 建筑、工艺及设备辨识 ,应包含 :

　　1) 企业建筑结构、周边环境、平面布置 ;

　　2) 企业作业场所可能产生爆炸性粉尘环境的工艺、设备 ,可参考附录 A辨识 ;

　　3) 企业作业场所内的作业环境(如作业现场积尘情况、是否设置有人员聚集场所等) ;

　　4) 企业作业场所采用的除尘系统类型(如干式除尘系统、湿式除尘系统) 、除尘系统管道布置以及粉尘防爆控爆措施。

　　c) 管理措施辨识 ,应包含企业粉尘防爆安全管理制度、粉尘清扫制度与清扫记录、粉尘爆炸事故应急预案等制度文件是否制定与落实。

　　d) 粉尘爆炸危险区域。

　　GB/T 16425—2025

　　4.5 风险分析及分级

　　4.5. 1 粉尘爆炸风险分析应根据粉尘爆炸可能性、粉尘爆炸后果严重度两个维度 ,并同时考虑安全技术措施、安全管理措施 ,对粉尘爆炸风险进行整体分析及分级。风险级别计算方法参考附录 B,粉尘爆炸后果严重度涉及涉粉作业人数计算方法参考附录 C,安全技术措施与安全管理措施的取值方法参考附录 D。

　　4.5.2 若粉尘涉爆企业存在多种粉尘爆炸危险场所 ,应对不同场所分别进行分析及分级 ,并选取其中较高的等级作为该粉尘涉爆企业的粉尘爆炸风险等级。

　　4.5.3 粉尘爆炸风险等级应按照从高到低划分为重大、较大、一般和低 4个等级。

　　4.5.4 若粉尘涉爆企业存在《工贸企业重大事故隐患判定标准》规定的重大事故隐患 ,则应直接判定为重大风险等级。

　　4.5.5 当企业无法按照本文件程序进行评估时 ,可组织不少于 5 名专家成立专家组进行技术论证 ,形成结论性判定意见。结论性判定意见应有三分之二以上的专家同意。

　　4.5.6 粉尘涉爆企业应每年组织一次粉尘爆炸风险评估 ,并形成评估报告 ; 当出现 4. 1. 2 的情形时 ,企业需要及时重新进行评估。

　　4.6 风险管控

　　4.6. 1 粉尘涉爆企业应在风险辨识和分级的基础上 ,查找分析风险和隐患 ,制定整改措施 , 明确整改方法、资金、责任人、完成时限 ,实施隐患整改 , 降低事故风险。

　　4.6.2 对存在较大以上风险等级的粉尘涉爆企业 ,应当在粉尘爆炸危险场所、重点工艺、设备的醒目位置设置风险公告栏 ,注明可燃性粉尘名称、可燃性粉尘爆炸特性参数、风险等级、事故类别、事故后果、管控措施、应急处置方法、责任部门及人员等内容 ,公告内容应及时更新和建档。

　　4.7 评估报告

　　报告内容应至少包含如下内容 :

　　a) 粉尘爆炸风险评估的主要依据、评估组成员及其分工 ;

　　b) 粉尘爆炸评估的范围、评估过程及风险辨识清单 ;

　　c) 可燃性粉尘名称及爆炸特性参数 ;

　　d) 粉尘爆炸危险区域划分 ;

　　e) 粉尘爆炸风险分析及分级 ;

　　f) 粉尘爆炸风险管控措施分析 ;

　　g) 粉尘爆炸风险评估结论及建议 ;

　　h) 评估资料清单。

　　5 可燃性粉尘判定方法

　　5. 1 试样

　　5. 1. 1 送检的试样应能够代表实际工艺过程中的粉尘状态 ,送检过程应采用取样袋封装 ,并注明试样的毒害性能。

　　5. 1.2 对于不能代表实际工艺或不确定实际工艺粉尘状态的情况 ,可选用粒径小于 75μm、水分含量不超过 5%的试样进行试验 ; 在不影响粉尘组分和化学特性的情况下 , 可对试样进行研磨、过筛或干燥处理。

　　5. 1.3 对颗粒度较大的粉尘进行试验时 ,可用孔径较大的筛网(如 500 μm)进行过筛处理 ,取筛下物进

　　GB/T 16425—2025

　　行试验 ,并在报告中注明所用筛网孔径。

　　5. 1.4 试样在进行制备的过程中 , 由于过筛、研磨、干燥或环境温湿度改变等导致粉尘的性质发生明显变化的 ,应在报告中注明。

　　5. 1.5 应获取实际试验试样的水分含量、粒度特征等基本信息。

　　5.2 试验装置

　　5.2. 1 哈特曼管

　　利用压缩空气将待测粉尘试样通过粉尘分散器分散在 1. 2 L 哈特曼管中 ,在点燃源附近形成粉尘云 ,若出现着火现象 ,可判定试样为可燃性粉尘。试验装置见附录 E 的 E. 1。

　　注 : 在哈特曼管试验中 ,若火焰离开点燃源位置并至少传播 60 mm 的距离 ,则认为发生着火。

　　5.2.2 20L 球

　　利用压缩空气将粉尘分散在抗爆的 20 L球容器内 ,形成粉尘云 , 以点火具作为点燃源引爆粉尘云 ,通过测定粉尘试样在规定密闭容器中的爆炸压力可判定是否为可燃性粉尘 , 试验设备主要组成部分如下。

　　— 20 L球形爆炸容器 :工作压力至少 2 MPa,爆炸容器壁外层有控温夹套。容器底部通过快速动作阀与储粉罐(容积 0. 6 L)相连 ,粉尘可在高压气体作用下通过快速动作阀和反弹喷嘴式粉尘分散器(如图 E. 3所示)进入球体 ,形成粉尘云。快速动作阀应在(60±5) ms 内完成一次开合动作。

　　— 点燃源 :位于球体中心 ,包含两个点火具,点火具能量根据表 1设置。

　　— 压力采集系统 :包括至少两个压力传感器以及记录储存装置。压力传感器应进行防护措施 , 以避免温度对其产生影响 ,正常工作状态精度应达到 ±0. 001 MPa,响应时间小于 1 ms。

　　— 控制单元 :用于控制所有电气部件的动作和联锁 ,包括快速动作阀的开闭、点火具的引爆以及压力采集的开始和停止等。

　　试验装置详细介绍见 E. 2. 1,装置校准与核查见 E. 2. 2。

　　表 1 点火具能量设置

　　序号

　　点燃源能量/kJ

　　对应点火具数量/个

　　单个点火具能量/kJ

　　单个点火具内含烟火药剂量/g

　　0. 24

　　2. 5

　　0. 60

　　1. 20

　　5.3 试验程序

　　5.3. 1 可燃性粉尘判定程序见图 2,包括哈特曼管试验和 20 L球试验。

　　5.3.2 哈特曼管试验是筛选方法 ,判定程序可直接从 20 L球试验开始。

　　GB/T 16425—2025

　　图 2 可燃性粉尘判定流程图

　　5.4 试验方法

　　5.4. 1 试验环境

　　可燃性粉尘判定试验应在(20±10) ℃和大气压 0. 08MPa ~0. 11MPa(绝对压力)环境下进行。试验环境有特殊要求和规定的 ,应在报告中予以说明。

　　5.4.2 哈特曼管试验

　　5.4.2. 1 试验步骤

　　5.4.2. 1. 1 称取一定质量的粉尘试样置于分散器中 ,用 50mL压力为 0. 6 MPa~0. 8 MPa的压缩空气将粉尘试样分散在哈特曼管中 ,形成粉尘云 ,观察粉尘试样是否出现着火现象。粉尘浓度按公式(1)计算 :

　　式中 :

　　C — 粉尘浓度 ,单位为克每立方米(g/m3 ) ;

　　m — 称样质量 ,单位为克(g) 。

　　C =m/1. 2 × 1 000 …………………………( 1 )

　　5.4.2. 1. 2 如果未着火 , 则改变粉尘浓度继续试验。试验的粉尘浓度应至少涵盖 250 g/m3 ~ 1 500 g/m3 ,例如 250g/m3 、500 g/m3 、750 g/m3 、1 000 g/m3 、1 500 g/m3 ,如某一浓度下未着火 ,则该浓度下试验至少进行 3 次。对于密度较大的粉尘(例如金属粉尘) ,可进行更高粉尘浓度下的试验。

　　5.4.2. 1.3 当观察到任何一个粉尘浓度下的试验发生着火或完成所有规定浓度下的试验后 ,试验完成。粉尘附着在电热丝表面发生阴燃不应视为着火。

　　5.4.2.2 哈特曼管试验的结果评估

　　如果在哈特曼管试验中观察到着火 ,则认为试验试样是可燃性粉尘 ;如果没有观察到着火 ,则应继续进行 5. 4. 3. 1 中的 20 L球试验。

　　GB/T 16425—2025

　　5.4.3 20L 球试验

　　5.4.3. 1 试验步骤

　　5.4.3. 1. 1 试验前应确保 20 L球形爆炸容器内清洁 ,安装点火具 ,盖紧容器顶盖 ,确保容器密封良好 ,容器内气氛环境为标准试验环境。

　　5.4.3. 1.2 将 20 L 球形爆炸容器抽真空至 - 0. 06 MPa,使容器在粉尘分散后点火瞬间处于大气压状态。

　　5.4.3. 1.3 将一定质量粉尘试样放入储粉罐中 ,粉尘体积不应超过储粉罐容积的 3/4。如果储粉罐中无法容纳试验所需的粉尘量 ,可使用杯式粉尘分散器 ,见 E. 3。

　　5.4.3. 1.4 启动试验程序 ,用压缩空气将储粉罐加压至(2. 0±0. 1) MPa后开始喷粉 ,粉尘试样由储粉罐

　　力采集系统记录从快速动作阀开启前至爆炸结束后时间内的压力/时间曲线 ,获取爆炸压力 Pex值 ,不

　　分散至 20 L球内部 ,形成粉尘云 ,并在喷粉开始后(60±5) ms 内引爆点火具 , 即 tv= (60±5) ms。压

　　同压力传感器试验结果与平均值的偏差超过 0. 01 MPa时 ,应对压力传感器进行校准并重新试验。

　　5.4.3. 1.5 试验测试的点燃源能量应涵盖 2 kJ、5 kJ、10 kJ三个等级 , 对应能量的点火具可按照表 1设置。

　　5.4.3. 1.6 试验浓度可涵盖 250g/m3 ~ 1 500 g/m3 ,例如 250g/m3 、500 g/m3 、750 g/m3 、1 000 g/m3 、 1 500 g/m3 。对于密度较大的粉尘(例如金属粉尘) ,可进行更高粉尘浓度下的试验。每次试验后 ,清洁爆炸容器。

　　5.4.3. 1.7 任何一次试验中发生爆炸或者进行了所有粉尘浓度下的试验后停止试验。

　　5.4.3.2 20L 球试验的结果评估

　　在任一次爆炸过程中 ,如果爆炸压力比 PR大于或等于 2,则认为该次试验发生了爆炸。爆炸压力比 PR按公式(2)计算 :

　　式中 :

　　PR — 爆炸压力比 ;

　　Pex,a — 单次试验中爆炸压力所能达到的最大值 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　ΔPignitor — 大气压下火具在容器中爆炸的压力上升值 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　Pignition — 初始压力,点火具被引爆时容器内的压力 ,单位为兆帕(MPa) 。

　　注 : 点火具爆炸压力 ΔPignitor应使用同一装置测定。在不使用粉尘试样的条件下 ,进行 5. 4. 3. 1~ 5. 4. 3. 4 所述程序 ,至少进行 3 次重复试验 ,相对偏差应小于 10% ,取平均值作为 ΔPignitor。

　　任何一次试验中发生爆炸 ,则认为试验试样在实验室环境下具有可燃性 , 为涉爆粉尘 ;如果所有浓度下试验均未发生爆炸 ,则认为试验试样在实验室环境下不具有可燃性 ,为非涉爆粉尘 ,判定程序结束。

　　PR= (Pex,a -ΔPignitor)/Pignition …………………………( 2 )

　　5.4.3.3 其他可替代试验方法

　　E. 4 中的 1 m3爆炸试验装置可作为替代的试验装置。

　　试验程序和结果的判定按照 5. 4. 3. 1进行,点燃源应使用 2 个能量为 5 kJ的点火具 ,每个点火具烟火药剂含量为 1. 2 g。试验时,点火延时应为 tv=(600±60) ms。

　　5.5 安全措施

　　5.5. 1 对待测粉尘试样进行前处理时 ,试验人员应充分了解试样的毒害和燃爆性能 ,并采取适当的防护措施。

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　　5.5.2 研磨前 ,应首先确定试样的机械敏感度(如撞击和摩擦敏感度) 。

　　5.5.3 试验人员应当做好个体防护。

　　5.5.4 应使用必要的保护措施 ,确保试验前所有开启的阀门均已关闭。

　　5.5.5 所有电气设备应当良好接地 ,具有漏电保护装置 ,尤其是进行使用电火花进行哈特曼管试验 , 以防触漏电。

　　5.5.6 应使用必要的防护措施 ,避免爆炸容器意外损坏时抛射物伤害试验人员。

　　5.5.7 开启爆炸容器前 ,确定容器内压力已完全释放。

　　5.5. 8 试验过程中应确保试验区域保持良好通风。

　　5.6 试验报告

　　试验报告应至少包含下列内容 :

　　— 试样名称 ;

　　— 委托单位 ;

　　— 试验日期 ;

　　— 环境温度、湿度 ;

　　— 试样处理方式 ;

　　— 试验标准 ;

　　— 进行试验所使用的装置(包括爆炸容器、粉尘分散器类型等) ;

　　— 判定所涉及的试验程序及其结果 ;

　　— 判定结论。

　　6 粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法

　　6. 1 试样

　　6. 1. 1 试样选取

　　6. 1. 1. 1 用于试验的试样应能够代表实际工艺过程中的粉尘状态。

　　6. 1. 1.2 对于不能代表实际工艺或不确定实际工艺粉尘状态的情况 ,宜选用粒径小于 75 μm、水分含量不超过 5%的试样进行试验。

　　6. 1.2 试样制备

　　6. 1.2. 1 选取粉尘试样 ,记录状态特征 ;试样如需处理 ,在不改变试样组分和化学特性的情况下 ,可对试样进行研磨、过筛或干燥处理。研磨前 ,应确定试样的机械敏感度(如撞击和摩擦敏感度) 。

　　6. 1.2.2 对于粒径较大的试样 ,可用大孔径的筛网(如 500 μm)进行过筛处理 ,取筛下物进行试验 ,并在报告中注明所用筛网孔径 ;测定试样水分含量和粒度分布。

　　6. 1.2.3 应记录试样在制备过程中 , 由于过筛、研磨、干燥或环境温湿度改变等导致粉尘的性质发生明显变化的相关信息 ,应在报告中注明。

　　6.2 试验装置

　　用于测定粉尘云最大爆炸压力和最大爆炸压力上升速率的设备主要包括一个爆炸容器、压力采集系统、点燃源以及控制单元。试验设备主要组成部分如下。

　　— 爆炸容器 :爆炸容器为球形或柱形(长径比为 1±0. 1)密闭容器 ,容积不小于 20 L,通常为1 m3或 20L,爆炸容器的设计宜能承受至少 2 MPa的过压。储尘罐通过快速动作阀与爆炸容器相

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　　连 ,粉尘可在压缩空气作用下通过快速动作阀和粉尘扩散器进入爆炸容器 , 形成均匀的粉尘云。

　　— 点燃源位于爆炸容器中心 , 包含两个化学点火具 , 每个点火具能量为 5 kJ, 内含 1. 2 g 烟火药剂。

　　— 控制单元 :用于控制所有电气部件的动作和联锁 ,包括喷粉、点火具的引爆以及压力采集的开始和停止等。压力测量范围应满足试验需求 ,测量精度不低于 0. 5% 。

　　试验装置见 E. 2. 1、E. 4,装置校准与核查见 E. 2. 2。

　　6.3 试验程序

　　6.3. 1 试验环境

　　试验应在(20±10) ℃和大气压 0. 08MPa ~0. 11MPa(绝对压力)环境下进行。试验环境有特殊要求和规定的 ,应在报告中予以说明。

　　6.3.2 原理

　　在爆炸容器内形成一定浓度的粉尘与空气的混合物(粉尘云) ,通过一定能量的点火具将粉尘云点燃 ,通过压力采集系统记录粉尘云爆炸产生的爆炸压力和压力上升速率。

　　6.3.3 测试方法

　　6.3.3. 1 检查仪器设备 ,确保处于正常状态 ,爆炸容器内应保持清洁干燥。

　　6.3.3.2 称取一定质量的粉尘试样置于储尘罐中 ,试样体积不应超过储尘罐容积的 3/4。

　　6.3.3.3 在爆炸容器中心位置安装点燃源(两个能量为 5 kJ的化学点火具) ,将爆炸容器关闭 ,确保容器密封良好。

　　6.3.3.4 将爆炸容器抽真空至一定的负压状态 ,使得粉尘试样在爆炸容器内分散后爆炸容器内处于大气压状态下。例如 ,对于 20 L球爆炸容器 ,应抽真空至 -0. 06MPa(表压) 。

　　6.3.3.5 用压缩空气将储尘罐加压至 2. 0 MPa±0. 1 MPa(表压)后开启快速动作阀开始喷粉 ,储尘罐内粉尘试样在压缩空气的作用下扩散至爆炸容器内部 ,形成粉尘云。以爆炸容器内压力开始上升的时间为起始点,经过点燃延迟时间 tv (根据爆炸容器中粉尘开始扩散与点燃源触发之间的时间间隔所确定的

　　6.3.3.6 压力采集系统记录从快速动作阀开启前至爆炸结束后爆炸容器内的压力变化曲线 , 即 “压力-时间曲线 ”。记录 “压力-时间曲线 ”上的爆炸压力 Pex 和压力上升速率(dP/dt) ex,不同压力传感器测试结果与平均值的偏差超过 0. 01 MPa时 ,应对压力传感器进行校准并重新测试。

　　6.3.3.7 打开爆炸容器泄压阀门 ,排除内部压力 ,并清理爆炸容器内残余粉尘 , 以免影响下一次试验 ;

　　60(试)

　　6.3.3. 8 按照 6. 3. 3. 1~ 6. 3. 3. 7,测定一系列不同粉尘云浓度条件下的 Pex 和(dP/dt) ex,并绘制 Pex 和(dP/dt) ex与粉尘云浓度的关系图 ,见图 3。

　　6.3.3.9 试验通常从 250g/m3浓度开始 ,对于 250g/m3 以上浓度 , 以 250g/m3 为间隔逐步增加浓度进行试验 ;对于 250 g/m3 以下浓度 , 依次减半逐步降低浓度进行试验 , 如 30 g/m3 、60 g/m3 、125 g/m3 、 250g/m3 、500 g/m3 、750 g/m3 、1 000 g/m3 ,直到 Pex和(dP/dt) ex 出现最大值。

　　6.3.3. 10 对于密度较大的物质 ,如金属粉尘 ,试验浓度的间隔可适当调整 ,如 500 g/m3 。

　　6.3.3. 11 按照 6. 3. 3. 8,重复两个系列试验 ,每个系列中对应 Pex和(dP/dt) ex最大值的浓度两侧至少进

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　　行一次试验。

　　6.3.3. 12 三个系列试验之间 ,Pex和(dP/dt) ex最大值出现的粉尘云浓度如果变化超过 1 个相邻浓度 ,则应评估是否需要进行额外系列的试验。

　　a) Pex 与粉尘云浓度的关系 b) (dP/dt) ex 与粉尘云浓度的关系标引序号说明 :

　　Pex — 爆炸压力 ,单位为兆帕(MPa) ;

　　(dP/dt) ex — 爆炸压力上升速率 ,单位为兆帕每秒(MPa/s) ;

　　C — 粉尘云浓度 ,单位为克每立方米(g/m3 ) 。

　　图 3 Pex和(dP/dt) ex与粉尘云浓度的关系

　　6.3.4 校准仪器

　　仪器设备中使用的压力传感器、真空表等部件每 12个月应进行校准 ;试验设备进行重大维护和修理后应进行校准。

　　6.3.5 比对试验

　　6.3.5. 1 实验室内部比对

　　使用已知 Pmax和 Kst的试样进行实验室内比对 ,测得 Pmax 的相对偏差不大于 5% ,Kst的相对偏差不大于表 2 的要求。

　　选定的粉尘试样性质在比对期间内应稳定 ,其 Pmax和 Kst不发生变化。

　　6.3.5.2 实验室间比对

　　不同实验室使用同一试样进行实验室间比对 ,测得 Pmax 的相对偏差不大于 10% ,Kst的相对偏差不大于表 2 的要求。

　　表 2 Kst的相对偏差要求

　　粉尘爆炸指数MPa · m/s

　　相对偏差 %

　　≤5

　　±30

　　>5~ 10

　　±20

　　>10~ 20

　　±12

　　>20

　　±10

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　　6.4 试验数据处理

　　6.4. 1 粉尘云最大爆炸压力

　　6.4. 1. 1 如果使用 1 m3 爆炸容器进行试验 ,则粉尘云最大爆炸压力 Pmax为各个系列试验中 Pex最大值的平均值。

　　6.4. 1.2 如果使用 20 L球爆炸容器进行试验 ,则粉尘云最大爆炸压力 Pmax为各个系列试验中 Pex修正值 Pm 最大值的平均值 ,修正方法如下 :

　　当 Pex≥0. 55 MPa时 ,按照公式(3)修正 :

　　当 Pex<0. 55 MPa时 ,按照公式(4)修正 :

　　Pm = 0. 077 5 × (10Pex) 1.15 …………………………( 3 )

　　Pm = 1. 410Pex - 0. 226 …………………………( 4 )

　　6.4.2 粉尘云最大爆炸压力上升速率和粉尘爆炸指数

　　6.4.2. 1 粉尘云最大爆炸压力上升速率(dP/dt) max为各个系列试验中(dP/dt) ex最大值的平均值。

　　注 : (dP/dt) max与爆炸容器的容积有关。

　　6.4.2.2 粉尘爆炸指数 Kst按照公式(5)计算 :

　　Kst = (dP/dt) max ·V1/3 …………………………( 5 )

　　式中 :

　　V— 爆炸容器的容积。

　　6.4.3 粉尘爆炸危险性分级

　　粉尘爆炸危险性分级按照表 3划分。

　　表 3 粉尘爆炸危险性分级的划分

　　粉尘爆炸指数MPa · m/s

　　粉尘爆炸等级

　　≤20

　　St1

　　>20~ 30

　　St2

　　>30

　　St3

　　6.5 安全措施

　　6.5. 1 试验人员应充分了解试样的毒害和燃爆特性。试样提供者应当详尽提供有关安全防护的信息。如试样具有一定的燃爆特性 ,应当采取相应的防护措施 , 以保障试验人员安全 , 以防试样处理过程中由于静电、摩擦、撞击以及其他方式而引起的意外着火或爆炸。

　　6.5.2 试验人员应佩戴必要的个体防护装备 ,如护目镜、防尘口罩、防毒面具、安全帽。

　　6.5.3 所有电气设备应当良好接地 ,具有漏电保护设备 , 以防触、漏电。

　　6.5.4 应采取必要的防护措施 ,避免爆炸容器意外损坏时抛射物伤害试验人员。

　　6.5.5 开启爆炸容器前 ,确定容器内压力已完全释放。

　　6.5.6 应采取必要的防护措施 ,避免毒性物质对人体以及环境的伤害。

　　6.5.7 粉尘爆炸测试场所应按照国家相关标准要求设置警示标识。

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　　6.6 试验报告

　　试验报告应包含但不限于下述内容 :

　　a) 试样的基本信息(水分含量、粒径分布等) ;

　　b) 试验采用标准(本文件的编号) ;

　　c) 所使用的试验设备和点燃源类型 ;

　　d) 试验条件 ;

　　e) 试样的制备以及粒度分布和水分含量(包括测定方法) ;

　　f) 测定结果 ;

　　g) 测定过程中存在的任何异常情况 ;

　　h) 试验日期。

　　7 粉尘云爆炸下限浓度测定方法

　　7. 1 试样

　　7. 1. 1 试样选取

　　7. 1. 1. 1 用于试验的试样应能够代表实际工艺过程中的粉尘状态。

　　7. 1. 1.2 对于不能代表实际工艺或不确定实际工艺粉尘状态的情况 ,宜选用粒径小于 75 μm、水分含量不超过 5%的试样进行试验。

　　7. 1.2 试样制备

　　7. 1.2. 1 选取粉尘试样 ,记录状态特征 ;试样如需处理 ,在不改变试样组分和化学特性的情况下 ,可对试样进行研磨、过筛或干燥处理。研磨前 ,应确定试样的机械敏感度(如撞击和摩擦敏感度) 。

　　7. 1.2.2 对于粒径较大的试样 ,可用大孔径的筛网(如 500 μm)进行过筛处理 ,取筛下物进行试验 ,并在报告中注明所用筛网孔径 ;测定试样水分含量和粒度分布。

　　7. 1.2.3 应记录试样在制备过程中 , 由于过筛、研磨、干燥或环境温湿度改变等导致粉尘的性质发生明显变化的相关信息 ,应在报告中注明。

　　7.2 试验装置

　　7.2. 1 概述

　　本试验装置适用于测定粒度不超过 75 μm 和水分不超过 5%的可燃性粉尘的爆炸下限浓度。实际上 ,如果粒度较大或水分较高的粉尘能在爆炸罐中有效地扩散 ,则可用此装置进行测定 ,受试粉尘的粒度分布和水分能代表使用物质的粒度分布和水分。

　　7.2.2 装置

　　装置由容积为 20L 的球形不锈钢爆炸罐构成。罐体设计承压 ≥2. 0 MPa。爆炸罐下部安有粉尘扩散器 ,扩散器通过管路与储尘罐相连通 ,在相连通道上安有电磁阀。储尘罐的容积为 0. 6 L。爆炸罐壁上安有压力传感器 ,传感器与记录仪相连。试验装置见 E. 2. 1,装置校准与核查见 E. 2. 2。

　　点燃源是总能量为 2. 0 kJ的 2个点火具 ,其内含烟火药剂量质量为 0. 48g,点燃源位于罐体中心由一电引火头点燃。点燃源通过线路与数据采集系统相连。

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　　7.3 试验程序

　　7.3. 1 试验条件及要求

　　试验在常温常压条件下进行。在储尘罐中放入已知量的粉尘 ,然后将储尘罐密闭。把爆炸罐抽真空到 0. 04MPa的绝对压力 ,将储尘罐加压到 2. 1 MPa的绝对压力。启动压力记录仪 , 开启喷尘电磁阀 ,滞后 60 ms引燃点燃源 ,对爆炸压力进行测定记录。在每次试验后应彻底清扫爆炸罐和储尘罐。

　　7.3.2 爆炸下限浓度的测定

　　爆炸下限浓度 Cmin需通过一定范围不同浓度粉尘的爆炸试验来确定。初次试验时按 10 g/m3 的整数倍确定试验粉尘浓度 ,如测得的爆炸峰值压力大于或等于 0. 15 MPa的绝对压力 ,则以 10 g/m3 的级差减小粉尘浓度继续试验 ,直至连续 3 次同样试验所测峰值压力值均小于 0. 15MPa的绝对压力。如测得的爆炸峰值压力小于 0. 15 MPa的绝对压力 ,则以 10 g/m3 的整数倍增加粉尘浓度试验 ,至峰值压力值大于或等于 0. 15 MPa的绝对压力 ,然后 , 以 10g/m3 的级差减小粉尘浓度继续试验 ,直至连续 3 次同样试验所测峰值压力均小于 0. 15MPa的绝对压力。将连续 3 次试验压力峰值均小于 0. 15MPa绝对压力的最高粉尘浓度定为 C1 ,连续 3 次试验压力峰值均等于或大于 0. 15 MPa绝对压力的最低粉尘浓度定为 C2 ,所测粉尘试样爆炸下限浓度 Cmin则介于 C1 和 C2 之间 , 即 :C1

　　7.3.3 试验方法的检验

　　用平均粒度为 30 μm± 5 μm 的石松子粉对试验方法进行检验。在进行检验前 , 把石松子粉在50 ℃的温度下干燥 24h。对石松子粉所测得的爆炸下限浓度 Cmin应为 :20 g/m3

　　7.3.4 其他可替代试验方法

　　如果经证实 ,采用其他的试验方法所测结果与用石松子粉对 20 L球形爆炸试验装置进行检验的结果一致 ,且这些结果还与至少其他 4种粉尘的测定结果相当 ±30% ,则可用这种试验方法来测定可燃性粉尘-空气混合物的爆炸下限浓度。

　　7.4 安全措施

　　7.4. 1 对粉尘进行处理前 ,宜考虑粉尘的毒性 ,如果粉尘具有毒性或刺激性的特点,应采取相应的安全措施。

　　7.4.2 在试验前 ,应该对所有的垫圈和连接件进行物理检查 , 以防止泄漏。

　　7.4.3 试验采取 2. 0 kJ烟火点火具作为点燃源 , 在处理和使用过程中应注意安全 , 佩戴相应的防护设施。

　　7.4.4 试验装置应可靠接地。

　　7.4.5 所有测试应先取少量的试样进行 , 以防止由于高能量物质产生的超压。

　　7.5 试验报告

　　试验报告应包括下述内容 :

　　— 试样名称 ;

　　— 试样来源 ;

　　— 试样粒度分布 ;

　　— 试样水分含量 ;

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　　— 试验环境气压、温度 ;

　　— 试验测定结果 C1、C2值 ;

　　— 试验采用标准(本文件编号) ;

　　— 试验日期、试验人员(签名) 。

　　8 粉尘层电阻率测定方法

　　8. 1 试样

　　8. 1. 1 试样粒度

　　试样粒度要求如下 :

　　a) 试样应制备成均质的 ,并且具有代表性 ;

　　b) 试样应通过标称孔径为 75 μm 的金属丝网或方孔板试验筛。如果对比较粗的粉尘进行测定 ,可用孔径高达 500 μm 的试验筛 ,但在试验报告中要写明试验筛标称孔径。

　　8. 1.2 试样水分

　　应将水分的测定结果写入试验报告。

　　8.2 试验装置

　　测定试验槽由绝缘底板 ,其上放置的两块不锈钢电极及两根绝缘端条组成 ,试验装置见 E. 5。

　　8.3 试验程序

　　8.3. 1 空试验槽电阻测定

　　在两不锈钢电极和绝缘端条安装到位的情况下 ,测定空试验槽的电阻 R0 。电阻值按式(6)计算 :

　　R …………………………( 6 )

　　式中 :

　　R0— 空试验槽测定电阻 ,单位为欧(Ω) ;

　　VT— 施加电压 ,单位为伏(V) ;

　　Rf— 电阻挡级 ,单位为欧(Ω) ;

　　V0 — 电压测量值 ,单位为伏(V) 。

　　8.3.2 粉尘层电阻测定

　　把经过称量的粉尘倒入试验槽中并充满试验槽的各部位 ,然后用一直尺沿不锈钢电极顶面刮掉多余的粉尘 ,将刮掉的多余粉尘清扫、收集加以称量 ,从而计算出试验槽中粉尘的添加量。从低到高顺序施加各个挡次电压的情况下测定粉尘层电阻 Rs 。所测电阻 Rs 同样按式(6)计算(式中 R0换成 Rs) 。施加每个电压值的时间至少 10 s。如果极化明显 ,则需要更长时间。

　　8.3.3 电阻率计算

　　如 R0 大于或等于 10Rs 时 ,粉尘层的电阻率按式(7)计算 :

　　ρ= 0. 001Rs …………………………( 7 )

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　　式中 :

　　ρ — 粉尘层电阻率 ,单位为欧米(Ω · m) ;

　　Rs — 粉尘层测定电阻 ,单位为欧(Ω) ;

　　h — 电极高度 ,单位为毫米(mm) ;

　　l — 电极长度 ,单位为毫米(mm) ;

　　l1 — 两电极间隔距离 ,单位为毫米(mm) 。

　　如果 R0 小于 10Rs 时 ,则粉尘层电阻率按式(8)计算 :

　　ρ= 0. 001Rs ×R0/

　　8.4 安全防护

　　8.4. 1 应采取有效的预防措施 , 防止发生火灾、爆炸 ,保障测试人员的安全及健康。

　　8.4.2 对粉尘进行处理前 ,宜考虑粉尘的毒性 ,如果材料具有毒性或刺激性 ,应采取相应的安全措施。

　　8.4.3 试验装置应进行良好接地。

　　8.5 试验报告

　　试验报告应包括如下内容 :

　　— 试样名称 ;

　　— 试样来源 ;

　　— 试样粒度 ;

　　— 试样水分 ;

　　— 试验槽粉尘质量 ;

　　— 试样粉尘层电阻率测定结果和所测电阻率与 103 Ω · m 这一判定界线的对比结果 ;

　　— 试验环境温度、湿度 ;

　　— 试验采用标准(本文件编号) ;

　　— 试验日期、试验人员(签名) 。

　　9 粉尘层最低着火温度测定方法

　　9. 1 试样

　　粉尘试样应制成均质的 ,并具有代表性。粉尘试样应能通过标称孔径 75 μm 的金属网或方孔板试验筛。如果需要用较粗的粉尘进行试验 ,可通过标称孔径高达 500 μm 的试验筛 ,并应在试验报告中说明试验筛筛孔尺寸。

　　在试样制备过程中 ,粉尘性质的任何明显的变化都应在试验报告中说明 ,例如筛分或温度、湿度引起的变化。

　　9.2 试验装置

　　粉尘层最低着火温度试验装置见 E. 6。

　　9.3 试验程序

　　9.3. 1 制作粉尘层时 ,不能用力压粉尘。粉尘充满金属环后 ,应采用一平直的刮板沿着金属环的上沿刮平并清除多余粉尘。

　　9.3.2 对于每种粉尘 ,应将粉尘层按 9. 3. 1 的方法制作在一张已知质量的纸上 ,然后称出其质量。粉尘

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　　层的密度等于粉尘层的质量除以金属环的内容积 ,并将其记入试验报告。

　　9.3.3 将热表面的温度调节到预定值 ,并使其稳定在一定范围内 ,然后将一定高度的金属环放置于热表面的中心处 ,再在 2 min内将粉尘填满金属环内 ,并刮平 ,温度记录仪随之开始工作。

　　a) 保持温度恒定 ,直到观察到着火或温度记录仪证实已着火为止 ;或发生自热,但未着火 ,粉尘层温度已降到低于热表面温度的稳定值 ,试验也应停止。

　　b) 如果 30 min或更长时间内无明显自热,试验应停止 ,然后更换粉尘层升温进行试验 ,如果发生着火 ,更换粉尘层降温进行试验。试验直到找到最低着火温度为止。

　　c) 最高未着火的温度低于最低着火温度 ,其差值不应超过 10 ℃ 。验证试验至少进行 3 次。

　　d) 如果热表面温度为 400 ℃时 ,粉尘层仍未着火 ,试验结束。

　　9.3.4 除非能证明这个反应没有成为有焰或无焰燃烧 ,下列过程都视为着火 :

　　a) 能观察到粉尘有焰燃烧或无焰燃烧[见图 4a)] ;

　　b) 高出热表面温度 250 ℃[见图 4b)] ;

　　c) 温度达到 450 ℃[见图 4c)] 。

　　注 : 当热表面的温度足够高时 , 由于粉尘层的自热,粉尘层的温度缓慢上升并超过热表面温度 ,然后逐渐下降到低于热表面温度的稳定值。

　　a) 粉尘有焰或无焰燃烧 b) 高出热表面温度 250 ℃ c) 温度高达 450 ℃标引序号说明 :

　　T — 粉尘层温度 ;

　　T1— 热表面温度 ;

　　t — 试验时间。

　　图 4 热表面上粉尘层的典型温度时间曲线

　　9.3.5 给定物料的着火温度与粉尘层厚度有关 ,故可以用两个或更多的粉尘层厚度对应的最低着火温度值来推断其他厚度的最低着火温度。

　　9.3.6 环境温度采用温度计测量。温度计距热表面不得超过 1 m。应防止热对流和热辐射的影响。

　　9.4 试验数据处理

　　9.4. 1 把测得的最低着火温度降至最近的 10 ℃的整数倍数值 ,并记入试验报告。

　　9.4.2 从粉尘层放置完毕开始 ,测量粉尘层着火或未着火而达到最高温度的时间 ,该时间单位为 min,修约间隔为 2,修约后该时间记入试验报告。

　　9.4.3 如果热表面温度低于 400 ℃时 ,粉尘层未着火 ,试验的最长持续时间也应记入试验报告。

　　9.4.4 同一操作者在不同日期和不同实验室作出的最低着火温度的偏差不应超过 10 ℃ 。

　　9.4.5 粉尘的物理特性和试验期间粉尘层的状态对试验结果有较大影响时 ,应写入试验报告 ,其试验结果同等有效。

　　9.4.6 试验报告应包括着火后燃烧特性的简要说明 ,尤其应说明异常迅速燃烧和剧烈分解状态。可能影响结果有效性的因素也应记入试验报告中 ,如 :粉尘层制备中的困难 ,加热期间粉尘层的变形、爆裂、融熔以及受热时产生微量的可燃气体。

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　　9.5 安全措施

　　9.5. 1 应采取措施确保人身安全和健康 , 防止火灾和吸入有毒有害气体。

　　9.5.2 当怀疑某种粉尘具有爆炸性时 ,可将少量该粉尘放置于温度为 400 ℃或更高的热表面上加以证实。操作者应与热表面保持一定的安全距离 ,并采取相应的安全措施。

　　9.5.3 金属粉尘在高温下会被点燃或者自燃。如果观察到火焰 ,应该在粉尘层上覆盖一层金属板来隔断空气并熄灭火焰。

　　9.6 试验报告

　　试验报告应包括如下内容。

　　— 试样的完整识别信息 ,包括测试物质的名称、来源和描述等。

　　— 物质已知的挥发性、初始含水量、体积密度等。

　　— 粉尘层的热表面着火温度 , 四舍五入至 10 ℃的整数倍。

　　— 所有观察到的火焰、烟雾等。

　　— 粉尘层未着火的最高温度。

　　— 着火时间。

　　— 粉尘层厚度。

　　— 如果物质未着火 ,记录最高试验温度。

　　— 如果物质在着火之前熔化 ,记录熔化发生的未着火的最高热板温度。

　　— 应包括试验数据的完整表格 ,按温度降序而不是试验进行顺序来记录结果。试验结果如表 4所示。

　　— 试验采用标准(本文件编号) 。

　　— 对于标准测试过程的任何改变。

　　表 4 试验结果记录表

　　粉尘层厚度/mm

　　热表面温度/℃

　　试验结果

　　着火时间或未着火时

　　温度达到最大值的时间/min

　　180

　　着火

　　170

　　着火

　　160

　　未着火

　　160

　　未着火

　　160

　　未着火

　　160

　　未着火

　　注 : 本表的示例数据中 ,5 mm 厚粉尘层的最低着火温度为 170 ℃ ,如果热表面温度与测得的最低着火温度相差超过 ±20 ℃ ,该次试验不必记入试验报告。

　　10 粉尘云极限氧浓度测定方法

　　10. 1 试样

　　10. 1. 1 送检的试样应能够代表实际工艺过程中的粉尘状态 ,送检过程应采用取样袋封装 ,并注明试样

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　　的毒害性能。

　　10. 1.2 对于不能代表实际工艺或不确定实际工艺粉尘状态的情况 ,可选用粒径小于 75 μm、水分含量不超过 5%的试样进行试验 ;在不影响粉尘组分和化学特性的情况下 ,可对试样进行研磨、过筛或干燥处理。

　　10. 1.3 对颗粒度较大的粉尘进行试验时 ,可用孔径较大的筛网(如 500μm)进行过筛处理 ,取筛下物进行试验 ,并在报告中注明所用筛网孔径。

　　10. 1.4 试样在进行制备的过程中 , 由于过筛、研磨、干燥或环境温湿度改变等导致粉尘的性质发生明显变化的 ,应在报告中注明。

　　10. 1.5 应获取实际试验试样的水分含量、粒度特征等基本信息。

　　10.2 不同氧气浓度的“惰化气体/空气”混合气体的配制及标定

　　10.2. 1 通则

　　测定粉尘云极限氧浓度时 ,粉尘试样在爆炸容器内分散后,点火具引爆瞬间容器内部的氧气浓度应达到预设值 ,且为大气压。配制的混合气使用氧气浓度测定仪标定。

　　10.2.2 分压法配气

　　选用合适氧气浓度的压缩气体连接至储粉罐。试验时 , 首先将爆炸容器抽真空至 -0. 06 MPa,或抽真空至更低 ,充入一定量的惰化气体至 -0. 06 MPa,以获得更低的氧气浓度。粉尘分散后 ,储粉罐中气体和爆炸容器中气体混合 , 以达到预设的氧气浓度。

　　10.2.3 置换法配气

　　将预设氧气浓度的混合气连接至储粉罐。试验时 ,首先用该混合气置换储粉罐以及爆炸容器中的空气 ,并将爆炸容器抽真空至 -0. 06 MPa。置换时可采用多次循环 “充气—排气 ”, 以使空气中氧气的影响可忽略不计 ,置换后应使用氧气浓度测定仪测定容器内氧气浓度 ,确保爆炸容器内的氧气浓度达到预设值。粉尘分散后 ,爆炸容器中的氧气浓度也达到预设值。

　　10.2.4 氧气浓度标定

　　按照 10. 4. 3. 1 中的程序进行空白试验 , 即在不安装点火具且不放置粉尘试样的条件下进行喷气动作 ,然后用氧气浓度测定仪测定爆炸容器中氧气浓度 ,待读数稳定后记录氧气浓度 ,试验至少进行 3 次 ,绝对偏差不大于 0. 3% ,取平均值。

　　10.3 试验装置

　　用于测定粉尘云极限氧浓度的装置主要包括一个容积为 20 L 的球形爆炸容器、压力采集系统、点燃源、控制单元、配气系统以及氧气浓度测定仪 ,试验装置见 E. 2。试验设备主要组成部分如下。

　　— 点燃源:点燃源位于球体中心 , 包含两个点火具 , 每个点火具能量为 1 kJ, 内含 0. 24 g 烟火药剂。

　　— 配气系统 :配气系统用于试验过程中配制所需的 “惰化气体/空气 ”混合气体 , 以使引爆点火具时在容器内的氧气浓度达到预定值。惰化气体可选用氮气、二氧化碳、氮气/氧气混合气等 ,可采用分压法或置换法配气。某些粉尘试样能与二氧化碳、氮气等发生反应(如镁粉与二氧化碳、氮气反应) ,在进行试验时 ,应根据其反应特性和工艺条件的具体要求 ,选择合适的惰化气体进行试验。

　　— 氧气浓度测定仪 :用于测定 “惰化气体/空气 ”混合气体中氧气的浓度 ,精度不低于 ±0. 1% 。当

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　　使用其他氧化性气体替代氧气作为助燃剂时 ,应选择其他适宜的气体浓度测定装置。

　　10.4 试验程序

　　10.4. 1 概述

　　逐步降低 “惰化气体/空气 ”混合气体中的氧气浓度 ,直至在某一氧气浓度下 ,任何粉尘浓度都不发生爆炸 ,该氧气浓度即为粉尘云极限氧浓度(LOC) 。利用压缩空气将粉尘分散在抗爆的 20 L 球容器内 ,形成粉尘云 ,引爆点火具 ,通过试验过程中的压力上升判定粉尘是否发生爆炸。粉尘云极限氧浓度与测定时所用的惰化气体有关。

　　10.4.2 试验环境

　　粉尘云极限氧浓度测定应在(20±10) ℃和大气压 0. 08 MPa~ 0. 11 MPa(绝对压力) 环境下进行。试验环境有特殊要求和规定的 ,应在报告中予以说明。

　　10.4.3 测定步骤

　　10.4.3. 1 选定某一氧气浓度和粉尘浓度(可从 15%氧气体积浓度、250 g/m3 粉尘浓度开始试验) ,按照下述方法测定该条件下粉尘云是否发生爆炸。

　　a) 试验前应确保 20 L球形爆炸容器内清洁 ,将试验所需的气体连接至相关管路 ,安装点火具 ,盖上容器顶盖 ,确保容器密封良好 ,容器内气氛环境为标准试验环境。

　　b) 将一定质量的粉尘试样放入储粉罐中 ,粉尘体积不应超过储粉罐容积的 3/4。如果储粉罐中无法容纳试验所需的粉尘量 ,可使用杯式粉尘分散器 ,见 E. 3。

　　c) 按 10. 2. 2 或 10. 2. 3 中的方法进行配气 ,并确保 20 L球形爆炸容器内压力为 -0. 06 MPa,使容器在粉尘分散后的点火瞬间处于大气压状态。

　　d) 启动试验程序 ,用压缩气体将储粉罐加压至(2. 0±0. 1) MPa后开始喷粉 ,粉尘试样由储粉罐

　　5) ms。压力采集系统记录从快速动作阀开启前至爆炸结束后时间内的压力/时间曲线 ,获取

　　分散至 20 L球内部 ,形成粉尘云 ,并在喷粉开始后(60±5) ms 内引爆点火具 , 即 tv = (60±

　　爆炸压力(Pex)值 ,不同压力传感器试验结果与平均值的偏差超过 0. 01MPa时 ,应对压力传感

　　器进行校准并重新试验。

　　e) 根据 5. 4. 3. 2计算爆炸压力比 PR,若爆炸压力比 PR 大于或等于 2,则认为发生了爆炸。每次试验后 ,清洁爆炸容器。

　　10.4.3.2 如果发生爆炸 ,则降低氧气浓度 ,进行另一氧气浓度下的试验 ;反之 ,则升高氧气浓度。

　　10.4.3.3 系统地改变氧气浓度和粉尘浓度进行试验 , 每一次试验可在如图 5 所示的图表中绘出一个点。找出粉尘刚好发生爆炸的氧气浓度。粉尘浓度范围应尽可能地大 , 以测得最易引爆的粉尘浓度。以下粉尘浓度可以作为进行试验的参考 : … … 60 g/m3 、125 g/m3 、250 g/m3 、500 g/m3 、750 g/m3 、 1 000 g/m3 、1 250g/m3 、1 500 g/m3 … …

　　10. 4.3.4 使用合适的搜索算法(例如附录 F 中所述算法) ,找出 L 和 H 。所测得的 L 和 H 相差

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