难燃液压液抗燃性能评价方法

刘姗姗

(煤炭科学技术研究院有限公司 检测研究分院，北京 100013)

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难燃液压液抗燃性能评价方法

刘姗姗

(煤炭科学技术研究院有限公司 检测研究分院，北京 100013)

[摘要]研究了开口闪点和燃点测定法、芯式燃烧持久性试验法、歧管燃烧试验法及喷雾燃烧试验法等4种抗燃性能检测方法，初步筛选出适合液压支架用乳化油、浓缩液、防冻液、水-乙二醇型难燃液压液及无水全合成型难燃液压液等产品的抗燃性能评价方法。

[关键词]难燃液压液；抗燃性能；试验方法

难燃液压液工作介质较普通矿物油具有较好的抗燃性，在煤炭掘进、开采、运输等综采设备中逐渐广泛应用，大大减少了由于液压油引起的着火、爆炸事故的发生。难燃液压液的抗燃性能指标是其安全性能的核心技术指标，必须进行评价、检验与控制。

我国历年来对高危环境下控制事故发生极为重视，严格进行安全管理。于2002年颁布《中华人民共和国安全生产法》，国家安全生产监督管理总局和煤矿安全监察局依法对煤矿实施安全管理规定。《煤矿安全规程》在第72条、373条和438条都对井下设备规定禁止使用易燃油品改用难燃液压液或提高易燃油品的闪点。煤矿井下使用的难燃液压液产品已纳入“安全标志产品”管理范围内，但其抗燃性能的检测方法、标准缺乏，不能全面进行抗燃性能检验，由此可见抗燃性能指标的检验对于难燃液压液的重要性。

1试验方案

本检验方法的研究选择煤矿井下难燃液压液(HFA类、HFC类和HFD类产品)为主要研究对象，HFB类产品在煤矿井下使用甚少，生产该类产品的厂家也几乎没有，所以该检验方法的研究未包含HFB类。包括液压支架用乳化油、液压支架用液态浓缩物、液压支架用防冻液、水-乙二醇型难燃液压液和无水全合成型难燃液压液这几类产品，用闪点和燃点、芯式燃烧持久性、歧管抗燃和喷雾燃烧这4种试验测定方法为初步确定各类难燃液压液抗燃性能所适合的检验方法。

根据3大类产品的配方特点及性能，依据添加物质与样品配方体系相容且毒性低、价格廉的原则，选择添加不同的可燃物质。HFA、HFC类添加水溶性可燃物，HFD类添加油溶性可燃物，添加量为1%～5%，10%以及15%，然后用4种试验方法进行试验，并与初步确定的检验方法进行对比，最终确定各类难燃液压液抗燃性能所适合的检验方法，为制定难燃液产品煤炭行业标准提供依据，对煤矿安全生产有重要意义。

2试验方法

2.1开口闪点和燃点测定法

开口闪点及燃点检验项目采用GB/T3536-2008《石油产品闪点与燃点的测定 克里夫兰开口杯法》进行试验，该项目针对含水较多的液压支架用乳化油、浓缩液、防冻液，以及水-乙二醇型难燃液压液这两类产品，目的是为了检测出蒸发水分之前的可燃物质，待水分蒸发后，整体的产品配方体系被破坏，所做出的闪点并非是产品的闪点，而是该产品中某一物质的闪点，再往下做燃点就无意义，所以方法研究只做了A，C类产品的闪点，D类产品做了闪点和燃点。从测定结果中可以看出在3类难燃液压液中加入3%以上的可燃物质，闪点有明显反映。因此证明：开口闪点的测定能够较有效判定可燃组分的存在，可作为难燃液的抗燃性能的分析手段。试验结果见表1。

2.2歧管燃烧试验法

歧管燃烧试验项目采用SH/T0567- 93《难燃液压液歧管着火试验法》进行试验，该方法规定的歧管试验温度为704℃，但试验结果证明：此温度仅适用于水-乙二醇型难燃液压液，无水全合成难燃液压液歧管不闪火不燃烧温度不高于400℃。对于液压支架用浓缩液、液压支架用乳化油及液压支架用防冻液，歧管试验704℃下不闪火、不燃烧。歧管抗燃试验对于有一定黏度的无水全合成难燃液压液及水-乙二醇型难燃液压液能有效测试出其抗燃性能，但对于液压支架用乳化油、液压支架用浓缩液和液压支架用防冻液来说，由于难燃液本身黏度较小，加上可燃物质后，黏度更小，滴加在歧管上迅速流下，难燃性能无法测出，所以不适合这类产品难燃性能检测。试验结果见表2。

表1　添加可燃物质前后闪点测定结果

表2　难燃液压液歧管着火试验比较

注：表中“√”表示不闪火、不燃烧，即为“通过”；“×”表示闪火或燃烧，即为“不通过”。

2.3芯式燃烧持久性试验法

芯式燃烧持久性试验项目采用SH/T 0785-2006《难燃液芯式燃烧持久性测定法》进行，试验结果表明：无水全合成型难燃液压液在点火10s时火焰燃至夹子并且一直燃烧，直到液体燃烧尽为止，说明该方法不适合无水全合成型难燃液压液产品的检测。该标准试验方法的范围中也明确说明不适用于某些不能粘附到试验板上的含水液或乳化液，对于黏度较小的液压支架用浓缩液和液压支架用防冻液不适用于此方法，但对于液压支架用乳化油来说，黏度范围比较广，现在的产品含水量都比较高，黏度相对比较小，也不适用此方法。对于有一定黏度的水-乙二醇型难燃液压液，可燃物质加入前后，芯式燃烧持久性试验有明显差异，因此芯式燃烧持久性试验能有效测试出水-乙二醇型难燃液压液抗燃性能。试验结果见表3。

表3　难燃液芯式燃烧持久性试验比较

2.4喷雾燃烧试验法

喷雾燃烧试验国内尚无相关标准，本试验参照安标国家矿用产品安全标志中心文件，安标字【2011】2号附件1，试验结果见表4。考虑到试验人员安全问题，未做添加可燃物质后试验，而是采用了矿物油型液压油进行试验比对。试验表明：矿物油型液压油和无水全合成型难燃液压液的喷雾燃烧持久性能具有明显差异。

3试验结果及讨论

从试验结果中可以看出：适合于检测A类液压支架用乳化油、液压支架用浓缩液及液压支架用防冻液也就是A类液压液的抗燃性能检测方法只有开口闪点和燃点测定法，此方法可以很好地检测出A类液压液中是否添加可燃物质。对于C类和D类水-乙二醇型难燃液压液和无水全合成型难燃液压液的产品标准中规定抗燃性能检测方法只有芯式燃烧持久性、歧管燃烧试验及喷雾燃烧试验。但通过试验发现开口闪点和燃点测定法能够很好地检测出这两类产品是否添加了可燃物质。

通过试验方法研究及难燃液压液抗燃性能试验探讨，初步选出了适合各类产品抗燃性能检测的方

表4　喷雾燃烧试验比较

法：液压支架用乳化油、液压支架用防冻液、液压支架用浓缩液采用开口闪点测定；水-乙二醇型难燃液压液采用开口闪点测定、芯式燃烧持久性测定、歧管燃烧试验(704℃)及喷雾燃烧试验；无水全合成型难燃液压液采用开口闪点和燃点测定、歧管燃烧试验(400℃)及喷雾燃烧试验。

[参考文献]

[1]王继勇，王萍，刘姗姗，等.煤矿设备用液压液的着火分析及安全评估管理[J].煤炭工程，2010，42(7)：49-51.

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[6]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T7631.2-2003《润滑剂、工业用油和相关产品(L类)的分类 第2部分：H组(液压系统)》[S].2003-05-23.

[7]国家安全生产监督管理总局，国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京：煤炭工业出版社，2012.

[责任编辑：邹正立]

Evaluation Method of Fire Resistance Characters of Fire-retardant Hydraulic Fluid

[收稿日期]2015-10-09[DOI]10.13532/j.cnki.cn11-3677/td.2016.03.039

[作者简介]刘姗姗(1981-)，女，北京人，工程师，注册安全工程师，从事矿用油品检测及标准化研究。

[中图分类号]TE626.3 8

[文献标识码]B

[文章编号]1006-6225(2016)03-0147-03

[引用格式]刘姗姗.难燃液压液抗燃性能评价方法[J].煤矿开采，2016，21(3)：147-149.