矿用一氧化碳过滤式自救器试验方法GB8160—87
本标准是部分采用西德矿井救护委员会《井下采矿用的过滤式自救器构造、试验的使用原理。FSR原理(1982)》制订的。
本标准适用于评价矿用一氧化碳过滤式自救器(以下简称自救器)，是否符合产品标准的要求，并可作为该产品质量控制的试验手段。
1性能试验
自救器性能试验，应在温度为20±5℃的试验室内进行。
1．1防一氧化碳性能试验
1．1．1试验原理
在给定试验条件下，采用人工肺装置，将一氧化碳与空气的混合气体之脉动气流通过自救器，测定过滤后气体中一氧化碳浓度是否超过产品性能指标的规定值，以评价自救器的防护性能。
1．1．2试验条件
防一氧化碳性能试验条件，见表1。
表1防一氧化碳性能试验条件
1．1．3试验装置
防一氧化碳性能试验装置，如图1所示。
图1一氧化碳防护性能试验装置示意图
1—调节阀；2—缓冲瓶；3—流量计；4—进气湿度饱和器；5—进气温度计；6—试验箱；7—千湿球温度计；8—单向阀门；9—检验呼气阀逆向漏气的单向阀门；10—转接段；11—过滤器；12—吸气温度计；13—人工肺；14—呼气温度计；15—呼气湿度饱和器；16—0～2％一氧化碳气体分析仪；17—净化装置；18—抽气泵；19—干燥剂；20—0～1000ppm一氧化碳气体分析仪
a．温度计：0～100℃；
b．一氧化碳红外线气体分析仪(允许使用量程及精度相当的仪器)，量程：0～2％，最小刻度0．04％；0～1000ppm，最小刻度20ppm；
c．试验箱体用塑料制造，内部尺寸：30cm×30cm×26cm(长×宽×高)；
d．不包括人工肺时，试验装置管路的总容积不大于2000mL；
e．水封式或隔膜式人工肺(正弦波形)；
f．检验呼气阀逆向漏气的单向阀门：当顺向通过30L／min的恒定气流时，云母阀门在弹簧力及自重的作用下，其通气阻力不得大于29Pa(3mmH2O)。
1．1．4试验准备
1．1．4．1按使用说明书要求，用标准一氧化碳气，标定一氧化碳红外线气体分析仪。
1．1．4．2对试验装置进行整体气密性检查：在1．96kPa(200mmH2O)压力下，保持lmin，其压力下降值不大于29Pa(3mmH2O)，即为合格。
1．1．4．3标定人工肺呼吸频率和呼吸量。
1．1．4．4调节恒温水槽温度。
1．1．4．5检查水分饱和器水量。
1．1．4．6检查湿度测量装置。湿度测量见附录A。
1．1．4．7按试验状态要求，标定一氧化碳进气流量，并在试验箱接近过滤器入口处采样。
1．1．5试验步骤
1．1．5．1将过滤器迅速安装在试验箱内固定位置上。
1．1．5．2当试验箱内的一氧化碳浓度上升至试验条件所规定的数值时，同步启动人工肺、测尾气一氧化碳浓度的红外线气体分析仪气泵和计时器。
1．1．5．3观察并记录初始峰值大小和出现的时间。最大值不允许超过600ppm。
1．1．5．4每隔5分钟，记录下列参数：
a．试验气体一氧化碳浓度(％)；
b．尾气中一氧化碳浓度(ppm)；
c．进入试验箱的气流温度；
d．呼气温度；
e．干球温度；
f．湿球温度；
g．吸气温度。
1．1．5．5试验进行到规定的防护时间为止。
1．1．5．6试验结果计算，一氧化碳透过积累量，按式(1)计算：
……………(1)
式中：M——一氧化碳透过积累量，mL：
n——记录次数；
(CO％)i——在每一时间分段终了，实测记录透过一氧化碳浓度(％)；
(CO％)n——在防护时间终了，实测记录透过一氧化碳浓度(％)；
15×104——换算系数(记录间隔时间5min×呼吸量30L／min)。
1．2呼吸阻力试验
1．2．1试验原理
当连续稳定气流通过过滤器时，由于其内阻存在，便在过滤器进、出口形成压差。该值，即为过滤器对指定空气流量的阻力。
1．2．2试验条件
a．试验气流为：30±0．6L／min、85±1．7L／min；
b．呼吸阻力试验必须在防一氧化碳性能试验后立即进行。
1．2．3试验装置
1．2．3．1呼气阻力试验装置，如图2所示。
图2呼气阻力试验装置
1—过滤器；2—测压三通管*；3—倾斜式微压计；4—空气流量计；5—调节阀
1．2．3．2吸气阻力试验装置，如图3所示。
*三通接管：气流管内径φ16±0．51Tlm，长100mm，传压孔开口不大于φ6mm(用金属、玻璃、塑料制作均可)。
图3吸气阻力试验装置
1—过滤器；2—测压三通管；3—倾斜式微压计；4—空气流量计；5—调节阀
注：①倾斜式微压计：量程不小于1．96kPa(200mmH2O)。
②流量计：量程0～100L／min，精度2．0级。
1．2．4试验步骤
1．2．4．1通入空气流，调节至1．2．2a的规定值。测出不接过滤器时的阻力R1。
1．2．4．2将过滤器接入试验系统，空气流量重新调节至1．2．2a的规定值，测出此时的阻力R2。
1．2．5试验结果计算
过滤器对空气流的阻力月按式(2)计算：
R＝R2—R1…………………………(2)
式中：R1——不接过滤器时的阻力，Pa(mmH2O)；
R2——接过滤器时的阻力，Pa(mmH2O)。
1．3滤烟能力试验
1．3．1试验条件
a．油雾浓度：250mg／m3；
b．流量：30±0．6L／min。
1．3．2其他
滤烟试验的发雾装置、测试装置、试验步骤、试验结果计算等均按GB6166—85《高效滤料性能试验方法透过率和阻力》执行。
1．4整机外壳气密性试验
外壳气密性试验，采用正压法和负压法。仲裁试验采用负压法。
1．4．1试验装置
a．正压法气密性试验装置，采用ZJ型自救器气密检查仪；
b．负压法气密性试验装置，如图4所示。
图4整机外壳气密性试验装置
1—自救器；2—真空表；3—抽气管路；4—试验容器
1．4．2试验步骤
1．4．2．1正压法
按ZJ型气密检查仪产品说明书操作。
1．4．2．2负压法
a．检查试验装置的气密性；
b．把自救器放入气密试验容器中，其容器的水位，要高于自救器上外壳端面10～15mm；
c．打开真空泵开关，将气密试验容器抽至负压13．33kPa(100mmHg)；
d．观察自救器外壳有无连续气泡*冒出；
e．关闭真空泵开关；
f．待真空表指针回零后，打开试验容器上盖，取出自救器。
*连续气泡：系指在一分钟内产生两个以上(含两个)离开外壳表面的气泡。
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1．4．3试验结果评定
a．采用正压法试验时，若扣上封压钩后，气密检查仪压力计水柱达不到13．34kPa或在15s内压力下降超过98Pa(10mmH2O)。均表明自救器外壳气密性不合格。
b．采用负压法试验时，若在水中有连续气泡冒出(不含自救器壳体外部结构间隙形成的气泡浮出)，则自救器外壳气密性不合格。
1．5防水透湿性试验
1．5．1试验步骤
1．5．1．1将新生产出的自救器放在70℃的水浴内静置8h，然后在室温下于水浴中静置16h；上述过程重复进行5次。
1．5．1．2将经过试验后的自救器，再放入室温下的水浴内静置50h以上。
1．5．2试验结果评定
试验后，自救器增重不超过5g即为合格。
1．6过滤器气密性试验
1．6．1试验条件
电干燥空气通入口具，压力为981Pa(100mmH2O)。
1．6．2试验装置
试验装置，如图5所示。
图5过滤器气密性试验装置
1—橡胶塞；2—口具接头；3—过滤器；4—密封罩；5—测压三通管；6—倾斜式微压计
1．6．3试验步骤
1．6．3．1将过滤器底部进气口用密封罩罩上，取下呼气阀，用橡胶塞封闭，使之气密；
1．6．3．2检查装置自身的气密性；
1．6．3．3将干燥空气通入口具，加压到1．6．1规定的数值；
1．6．3．4启动计时器，观测并记录30s内，水柱下降的数值。
1．6．4试验结果评定
按1．6．3．4观测，数值小于29Pa(3mmH2O)时，过滤器气密性合格。
1．7呼气阀气密性试验
1．7．1试验原理
将呼气阀装在定容腔体上，抽气至指定负压，然后测量因呼气阀漏气而使负压恢复到零所需要的时间，以此来评定呼气阀的气密性。
1．7．2试验条件
1．7．2．1呼气阀与定容腔体的连接部位要气密，与水平面要垂直，阀片不要因受力而变形。
1．7．2．2抽气流量为1±0．1L／min，定容腔内负压为1．47kPa(150mmH2O)。
1．7．3试验装置
呼气阀气密测试仪，如图6所示。
图6呼气阀气密测试仪
1—水柱压力计；2—定容腔体；3—抽气控制阀；4—空气流量计；5—吸引瓶；6—泄流阀；7—连通阀；8—溢流漏斗；9—呼气阀
注：①定容腔体：容积50±5mL。
②水柱压力计：0～1．96kPa(0～200mmH20)，内径3～4mm。
③空气流量计：0～1500mL／min。
1．7．4试验步骤
1．7．4．1检查仪器系统气密性：将定容腔体与呼气阀的通孔封闭，抽气至负压1．47kPa，关闭抽气控制阀后，经两分钟观察不出压力变化即可。
1．7．4．2将被测呼气阀田酒精棉擦净，晒干或吹干后装在定容腔体上。
1．7．4．3以1±0．1L／min的流量，抽气至定容腔体内负压大于1．47kPa(150mmH2O)，关闭控制阀。
1．7．4．4从负压1．47kPa(150mmH2O)起，启动计时器，记录负压恢复到零时需要的时间。
1．7．5试验结果评定
遇有下述情况之一时，即为呼气阀气密性不合格：
a．抽气流量已达1±0．1L／min，而负压达不到1．47kPa(150mmH2O)；
b．呼气阀内负压恢复到零的时间少于15s。
1．8过滤器下方视野试验
按GB2891．4—82《过滤式防毒面具视野的试验方法》执行。
1．9封口带开启拉力试验
开启拉力应在标准拉力试验机上进行，拉力方向与水平面夹角为80～90°。
1．10非金属外壳表面绝缘电阻测定
按GB1410—78《固体电工绝缘材料绝缘电阻、体积电阻和表面电阻系数试验方法》执行。
2机械环境试验
2．1跌落试验
在水泥地面上，放置一块不超过50mm厚的松木(或杉木)板，将自救器从一米高处自由落下三次。
2．2耐碰撞试验
2．2．1试验装置
标准冲击试验台或专用滚动试验箱。滚动试验装置，如图7所示。
图7滚动试验装置
1—电机；2—减速器；3—木箱
2．2．2试验条件
2．2．2．1标准冲击试验台
a．跌落高度：20mm；
b．碰撞频率：80～100次／min；
c．冲击平台加速度：8g；
d．碰撞次数：50000次；
e．碰撞试验时，自救器放在振动台的金属盘上。不加固定，保持互不接触；
f．自救器依次取平卧、立放、倒置三种位置，共碰撞50000次。
2．2．2．2滚动试验箱
a．滚动试验箱为厚18mm的木制箱体，内部尺寸为30cm×30cm×30cm；
b．每次装入的自救器为3台；
c．试验箱转数为60r／min，滚动时间为10min。
3材料试验
3．1橡胶材料试验
3．1．1橡胶材料试样的制备、试验条件、试验数据的处理均按GB527—83《硫化橡胶物理试验方法的一般要求》执行。
3．1．2橡胶材料扯断强度试验、扯断伸长率试验、扯断永久变形试验，均按GB528—82《硫化橡胶拉伸性能的测定》执行。
3．1．3橡胶材料硬度试验，按GB531—83《橡胶邵尔A型硬度试验方法》执行。
3．1．4橡胶材料耐寒性试验，按HG4—841—81《硫化橡胶脆性温度的测定方法》执行。低温槽内介质温度取－35℃。
3．1．5橡胶材料耐老化试验，按GB3512—83《橡胶热空气老化试验方法》执行。
老化试验温度：呼吸气阀片120℃，其他100℃；
老化时间：24h；
老化系数：选用抗张积表示的老化系数Kj。
3．2金属材料耐腐蚀性试验
金属材料耐腐蚀性试验按GB2423．17—81《电工电子产品基本环境试验规程试验Ka：盐雾试验方法》执行。试验持续时间为48h。
4试验安全规则
4．1防一氧化碳性能试验装置，必须置于试验室通风橱内。
4．2试验场所一氧化碳最高允许浓度不得大于24ppm，试验场所应备有一氧化碳检测仪和极限浓度报警装置。
4．3应尽可能采用一氧化碳钢瓶供气。钢瓶必须与试验间隔离。同时加防护屏和安全标志牌。
4．4如需在试验室产生一氧化碳时，必须备有个体防护装置。
4．5在试验中，试验人员要严格遵守安全技术规则。
4．6试验人员应按操作规程经常检查试验设备的气密性。
4．7试验时，对从试验箱排出的废气，应附加净化或排空装置。
5其他
试验仪器、仪表，必须按有关规定由国家指定的计量部门进行定期检验、标定方可使用。
附录A
湿度测量
(补充件)
A．1湿度测量，采用气象用干、湿球温度计、气象纱布和蒸馏水。
A．2干、湿球插入深度与过滤器进气口端面平齐。
A．3湿球纱布包扎步骤
A．3．1用清洁蒸馏水洗净湿球温度计球部。
A．3．2将100mm长的新纱布在蒸馏水中浸湿，平展无皱褶地包卷在湿球温度计球部。纱布绝大部分留在下边。重叠部分不得超过球部圆周的四分之一。
A．3．5用纱线扎两道。球部下方的纱线不宜扎得过紧。
A．4纱布垂直放入容积为30～50mL的水杯中，保持平整。
A．5湿球温度计球部距蒸馏水水面约30mm。水杯应保持经常注满蒸馏水。
附加说明：
本标准由劳动人事部提出。
本标准由辽宁省劳动保护科学研究所、煤炭科学研究院抚顺煤炭研究所负责起草。
本标准主要起草人肖应璋、樊锡瑛、王淑英、施申忠。