金属摩擦火花的发生及引燃特性研究

为保障新时期工贸冶金煤矿行业的安全发展,以典型金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢及铝、镁、锌、铜合金的摩擦火花颗粒为研究对象,探究金属材料摩擦区域温度、火花颗粒表面形貌、粒度特征及引燃特性。结果表明:金属材料的物理特性对摩擦火花的发生情况具有明显影响;高熔点、高硬度、低热导率金属材料——TC4钛合金、Q235钢、304不锈钢更易产生摩擦火花颗粒,其摩擦接触点最高温度分别为462℃、750℃、801℃。摩擦试件的压力和旋转圆盘的转速直接影响摩擦火花颗粒的粒径和单位时间的火花量:随着摩擦试件压力增大、旋转圆盘转速增加,摩擦火花颗粒粒径、单位时间火花量呈现增长趋势。摩擦火花颗粒能够引燃氢气空气混合物与酒精液雾,所形成的爆炸燃烧环境又加剧了摩擦火花颗粒的爆裂燃烧,加大了摩擦火花颗粒的危险性。

岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯的实验研究

利用专门设计的往复式低速、旋转式高速摩擦实验装置和TVS-2000 MKⅡST型红外热成像仪对岩石撞击摩擦火花引爆瓦斯进行了系统的实验研究,得出:岩石中的石英含量对摩擦火花的强度有很大的影响;泥岩无论是低速还是高速摩擦都不能引起瓦斯爆炸;砂岩间摩擦只有在一定的摩擦速度下才可以引起瓦斯爆炸,潮湿的砂岩摩擦很难引起瓦斯爆炸.

综放开采顶板冒落撞击摩擦火花引爆瓦斯研究

针对康家滩煤矿8^#煤层综放开采条件，采用专门设计的实验装置对其顶板冒落撞击摩擦火花引爆瓦斯的可能性进行了实验研究．结果表明：冒落岩石的质量、冒落岩石撞击高度与角度、岩石性质及砂岩中的石英含量、岩石的潮湿度等是影响岩石撞击摩擦火花温度及其能否引爆瓦斯的重要因素．当石英砂岩间在接触压力迭171．2N以上、以10m／s的速度摩擦，在2～30s内可引起瓦斯爆炸．康家滩煤矿8^#煤层局部区域的石英砂岩冒落撞击高度最大达6．76m，撞击速度可达11．51m／s，具有引爆瓦斯的可能性．

摩擦火花引爆瓦斯时点燃温度特性理论研究

基于国内外有关摩擦火花引燃瓦斯的研究成果,分析因摩擦形成的高温热痕引燃瓦斯机理,假设高温热痕与周边风流和岩壁之间的热交换为具有固定温度边界的半无限大固体的一维瞬态热对流和导热问题,运用燃烧学、传热学理论,详细分析了摩擦机械能引燃瓦斯的机理及其过程,建立了高温热痕与岩壁和风流之间的导热和对流的微分方程,通过拉普拉斯变换,推导出摩擦火花引燃瓦斯的温度阈值.图1,参10.

危险品仓库中“搬运工具”静电与摩擦火花的防护

本文阐述了危险品仓库中“搬运工具”静电和摩擦火花防护的必要性,分析了“搬运工具”静电和摩擦火花产生的原因,提出了“搬运工具”静电及摩擦火花的防护措施。

金属材料摩擦火花温度场的分析

摩擦火花传热模型可看做是二维稳态边界层外掠球体的强制对流传热问题。由此给出摩擦火花传热的数学解析式,提出了防止产生摩擦火花的几点措施。

火灾中摩擦火花和热表面引燃能力的研究(英文)

用摄影和热点偶等方法在一个有磨削轮的容器中研究了机械摩擦火花和热表面的引燃能力。在本研究中发现，对于某些材料，如碳钢等，由摩擦产生的磨屑可以被周围空气中的氧氧化而释放出大量的热，从而使屑粒温度升高，达到白热程度。通常我们把一簇这样的颗粒叫做“摩擦火花”。即使是不可氧化的摩擦材料，在摩擦中也可变热，但在可能形成热表面的同时，颗粒只能达到红热程度。研究表明，温度可能是决定引燃的最重要的因素。一般说来，火花的引燃能力要高于热表面。

煤矿金属材料自由落锤摩擦火花试验装置的改进

目前对金属材料摩擦火花安全性的研究工作做的很少,相应的检验工作滞后甚至还没有开展—针对自由落锤摩擦火花试验装置存在的缺陷,提出了几点改进措施。升降系统采用自动控制形式,并提出设计方案。

GB/T13813《煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则》新旧标准的主要差异

2001年10月1日起实施的GB/T13813—2001《煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则》是旧标准GB13813—92的修订,为此,详细介绍了新旧标准的主要差异,以便正确贯彻执行新标准。

摩擦火花测试技术及装置的研究

本文介绍了摩擦火花试验装置的结构、工作原理、试验程序、数据处理、资料管理以及实际应用效果。

防止摩擦火花引发瓦斯煤尘事故的研究

分析了引发瓦斯煤尘事故的因素 ,认为除了电火花和放炮两个主要因素外 ,摩擦和撞击火花也是引发瓦斯煤尘事故的重要因素 ;阐述了摩擦火花的种类 ,介绍了防范摩擦撞击火花引发瓦斯煤尘事故的措施 。

煤粉对旋转摩擦火花引燃甲烷的影响

参照GB13813搭建了旋转摩擦实验装置,研究摩擦火花引燃甲烷、空气与煤粉混合物的规律.通过高速摄像机和红外热像仪,确定A3钢和钛金属棒在连续摩擦过程中引燃甲烷与空气混合物的是摩擦撞击产生的钛金属火花,而非摩擦热接触面.分别选取三种粒径的褐煤、烟煤和无烟煤粉尘样品,测试煤粉对旋转摩擦火花引燃甲烷与空气混合物的影响规律,发现加入煤粉后甲烷空气混合物着火延迟时间较长.对于同类煤粉,粒径越小爆炸延迟时间越长.对于同一粒径的三种煤粉,着火延迟时间由长到短依次为褐煤、无烟煤、烟煤,其规律与煤粉含水量的多少一致;但未发现和煤挥发分有明显关系.

轻合金提升容器摩擦火花安全性试验研究

煤矿提升容器用ＬＣ１５高强度铝合金材料采用ＣＧＳＩ状态热处理方法解决了摩擦火花安全性，满足了机械强度与耐腐蚀性的要求。

外壳用摩擦火花安全型铸造铝合金新材料研究及应用

铝合金材料与锈钢撞击或摩擦时，容易引燃瓦斯发生爆炸事故。本文结合研制的ＦＨＺＬＳ５０３Ａ型铸造铝合金材料，按照ＧＢ１３８１３－９２《煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和制定规则》标准的规定，在试验室通过了１５００次模拟接近工况状态的自由落锤冲击和摩擦试验，得出ＦＨＺＬ５０３Ａ型铸造铝合金使用是安全的结论，并建议替代目前煤矿井下具有安全隐患的ＺＬ４０１、ＺＬ１０４、ＺＬ１０２等铸造铝合金。

摩擦火花与轻合金含镁量关系的试验与研究

对各种铸造和变形铝合金材料通过高速冲击和自由落锤二种摩擦火花试验方法进行大量试验。得到轻合金材料摩擦火花引燃可燃性气体的着火率与铝合金中的化学成分和机械物理性能、使用工况条件等方面有关结论。镁的含量是其影响因素之一，但不是唯一因素，因而用０．５％的镁含量作为判定轻合金材料摩擦火花安全性是不全面的，也是不可靠的。

防止摩擦火花引燃可燃性气体功能涂层的试验研究

本文介绍了高强度变形铝合金材料表面防止摩擦火花引燃可燃性气体－空气混合物的功能措施之一，硬质阳极氧化膜加上胶性涂料双保护层技术方案、工艺参数、摩擦火花安全性试验、结果和建议。双保护层在轻合金液压支柱上的应用研究。

用表面处理技术提高LC15合金摩擦火花安全性的研究

为了使ＬＣ１５合金液压支柱在煤矿井下获得广泛应用，关键在于提高其摩擦火花安全性。本文着重介绍了采用表面处理技术包括喷、镀、涂和表面回归处理方法提高摩擦火花安全性的试验结果。文中指出，通过表面回归处理和涂镍的联合表面处理技术，可使支柱的摩擦火花安全性符合井下使用要求。

不同物质组合摩擦火花引燃特性的研究

在本研究中,对碳钢、铍青铜和铜镍锰合金等三种金属与砂轮和45号钢轮摩擦时产生火花的能力和引燃能力作了对比实验。用于实验的可燃混合气为液化石油气/空气和氢/空气。实验表明,碳钢和砂轮摩擦产生的火花最强烈,但仍很难引燃液化石油气/空气混合气,披青铜与砂轮摩擦时几乎看不到火花,铜镍锰合金在同样条件下产生火花的几率稍大。在摩擦时间较长的条件下,两者均能引燃极易爆炸的氢/空气混合气,但爆炸却并不是在火花出现时章即发生的。可以推断:在上述条件下,摩擦造成的炽热表面是引燃的主要原因,而材料的引燃能力的强弱,不能只以是否产生火花为判断基准。

试验气体种类及浓度影响摩擦火花引燃能力的试验研究

对氢、氧、甲烷三种试验用气体以及浓度的变化与着火率关系的试验研究分析,并与国外试验结论进行对比验证,提出我国煤矿摩擦火花试验用气体和浓度方案。

摩擦火花瞬时高温对中高碳钢中碳的影响

选取42CrMo、60Si2Mn、GCr153种常见的中高碳钢理论分析和检测验证两方面对高速打磨过程中摩擦火花瞬时高温是否会对中高碳钢表面形成脱碳层,从而影响中高碳钢中碳含量的检测进行探讨、验证。结果表明高速打磨过程中摩擦火花瞬时高温无法达到中高碳钢表面脱碳所需的温度,并且在实际检测中标准物质11次测试结果的RSD在0.499%~0.698%,测试结果的平均值和认定值的差值均在标准样品证书的不确定度范围内。因此高速打磨过程中摩擦火花瞬时高温不会影响中高碳钢中碳含量的检测。