阻火器性能測試方法研究及阻火機理分析

阻火器是用來阻止在裝置運行過程中發生火災等意外情況下火焰向源頭傳播而引起爆炸的安全裝置，近年來已被廣泛應用在石油化工、天然氣等工業領域。隨著現代社會的發展，人們對于安全問題越來越重視，因此，對于阻火器的性能測試就顯得必不可少。由于我國在阻火器型式試驗研究方向起步較晚，目前國內阻火器性能測試方法也不完善，降低了阻火器在使用過程中的可靠性。

國外阻火器研究開展的較早，理論與檢測方法也很完善。上個世紀60年代開始，Palmer和Tonkin較早研究了丙烷-空氣爆燃火焰通過波紋板阻火器時的淬熄規律,并給出了火焰傳播速度與阻火芯厚度及三角形孔徑關系的計算公式。Palmer和Rogowski對石油貯罐用的呼吸閥阻火器的安全阻火性能作了實驗研究。Rogowski和Ames研究了波紋板阻火器表面的駐定火焰燃燒現象,即阻火器的耐燒實驗,給出了在一定燃氣流量下阻火芯表面溫升與時間的關系。Rogowski對各類阻火器及其測試方法、測試程序作了較好的綜述。Thomas和Oakley對于應用英國標準BS7244來測試阻火器方面遇到的技術上和理論上的困難作了研究,并提出了測試方法上的改進意見。歐洲標準EN 12874、國際標準ISO 16852對阻火器的型式試驗要求更加細致準確了。

國內阻火器相關研究開展得較晚。研究主要集中在一些高校和科研院所，如：中國科技大學、大連理工大學、公安部天津消防研究所等單位都對對可燃性氣體爆炸特性的測試做了大量研究。但在阻火器測試標準上與國外差距很大。相對于國外標準而然，國內標準技術滯后，更新的周期長，體系不完善不配套，甚至有的還自相矛盾。國內標準多是阻爆燃或者阻爆轟的管道管端阻火器。

目前阻火器阻火機理的解釋主要是：傳熱作用和器壁效應，而實際的火焰及燃燒波(包括爆燃沖擊波和爆轟波)在阻火單元上的傳播是一個復雜的過程，爆炸過程伴隨有火焰和沖擊波(爆轟波)的傳播，很多時候由于燃燒波通過阻火單元，造成火焰重燃，因此阻火器的阻火過程不單純是阻火的問題，還包括降低燃燒波能力的過程。阻火模型如圖1所示。

圖1 阻火器阻火模型示意圖