ICS13.220.40 CCS D 15 中华人民共和国国家标准 GB/T13813—2023 代替GB/T13813—2008 煤矿用金属材料摩擦火花安全性 试验方法和判定规则 Testing method and judging rule of safety to friction spark of metallic material for coal mine 2023-12-01实施 2023-05-23发布 国家市场监督管理总局 发布 国家标准化管理委员会 GB/T_13813—2023 目 次 前言 1 范围 规范性引用文件 术语和定义 3 试验用可燃性气体 试验仪器 5 试验环境条件 1 试验方法 8 判定规则· 11 金属材料摩擦火花安全性试验· 9 11 10 试验结果表达 15 11 送检要求 16 附录A（规范性）试件图样及数量 17 GB/T13813—2023 前言 本文件按照GB/T1.1一2020《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/T13813一2008《煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验方法和判定规则》，与 GB/T13813—2008相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下： 图 A.7); 一增加了对金属材料化学元素成分分析的试验仪器、送检要求及试件图样（见表2、11.5、A.1.6、 表 A,1); 一增加了制动摩擦的试验仪器、试验方法、判定规则、金属材料摩擦火花安全性试验、替代性及试 件图样（见表2、7.5、8.5、9.6、10.1、A.1.5、表A.1)； 一更改了转子（叶轮）和外壳（保护圈）配对金属材料摩擦火花安全性试验适用范围（见9.1.1， 2008年版的8.1.1)； 表2、表3,2008年版的表2、表3）； 更改了使用轻合金外壳的设备、仪器、仪表、工具及器具摩擦火花安全性检验结果替代原则（见 10.1,2008年版的10.5.4)； 更改了送检单位的送检要求，删除了证书的修改、替代、撤销等内容（见11.1～11.5，2008年版 的10.1、10.2、10.4、10.6、10.7)； 一更改了落锤试件的外缘尺寸（见图A.3，2008年版的图A.3）。 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。 本文件由中国煤炭工业协会提出并归口。 本文件起草单位：中煤科工集团重庆研究院有限公司、重庆安标检测研究院有限公司、安标国家矿 用产品安全标志中心有限公司、山西省安瑞风机电气股份有限公司、卧龙电气南阳防爆集团股份有限公 司、山西安运风机有限公司、豪顿华工程有限公司、平安电气股份有限公司。 本文件主要起草人：杨亮、巨广刚、邓鹏、孔令刚、史志远、刘永亮、周植鹏、端木峰青、吴宣东、 李京哲、李大江、陈重新、杨森、颜文学、秦玉兵、彭明辉、程波、王良江、杨华运、李少辉、王范树、王巍、 廉博、黎攀。 本文件于1992年首次发布，2001年第一次修订，2008年第二次修订，本次为第三次修订。 GB/T13813—2023 煤矿用金属材料摩擦火花安全性 试验方法和判定规则 1范围 本文件规定了煤矿用金属材料摩擦火花安全性试验的试验用可燃性气体、试验仪器、试验环境条 件、试验方法、判定规则、金属材料摩擦火花安全性试验、试验结果表达、送检要求。 本文件适用于煤矿用金属材料的摩擦火花安全性试验，其他类似爆炸性危险环境中的金属材料摩 擦火花安全性试验可参照本文件执行。 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/T700碳素结构钢 GB/T1591低合金高强度结构钢 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 轻合金lightalloy 以密度小于4.5×103kg/m²的铝、镁、钛等轻金属为基的合金总称。 3.2 旋转摩擦速度 friction velocity in rotation 单位时间内，旋转试件外缘滑过固定试件的圆弧长度。按式（1）计算。 .(1) 60 式中： 旋转摩擦速度，单位为米每秒（m/s）； D—旋转试件外缘直径，单位为米（m）； 旋转试件转速，单位为转每分钟（r/min）。 3.3 旋转撞击次数 impact number of times in rotation 旋转试件与固定试件相互撞击的次数。旋转试件与固定试件相互连续摩擦，每滑过0.5m弧长作 为一次撞击，按式（2)计算。 ...(2) 60 式中： 1 GB/T 13813—2023 撞击次数，单位为次； D 旋转试件外缘直径，单位为米（m）； 旋转试件转速，单位为转每分钟（r/min）； n 旋转撞击或摩擦的总时间，单位为秒（s）。 4试验用可燃性气体 4.1 甲烷空气混合气体：甲烷浓度为6.3%~7.0%（体积分数） 4.2甲烷富氧空气混合气体：甲烷浓度为6.3%～7.0%（体积分数）；氧气浓度为24.5%~25.5%（体积 分数)。 4.3 气体材料应符合表1的规定。 表1气体材料 序号 材料名称 浓度 1 甲烷 ≥99% 2 氧气 ≥98% 4.4其他可燃性气体应根据其气体成分及最易引起点燃的浓度配置。 5试验仪器 试验仪器应符合表2的规定。 表2试验仪器 最大允差/准确 序号 仪器名称 测量范围 数量 度等级 1 甲烷浓度分析仪 0%~10% 2.5级 1 2 氧气浓度分析仪 0%~30% 2.5级 1 3 时间测定仪 0 μs~9 999 μs ±1 μs 1 -10℃~50℃ ±0.5℃ 4 温湿度计 1 0%~95%（相对湿度） 土3%（相对湿度） 5 转速表 50 r/min~30 000 r/min ±1 r/min 1 6 ±0.1 s 秒表 0h~24 h 1 可分析 Fe、Al、Cu、C、Cr、Bi、S、Si、 7 化学元素成分分析仪 1.0级 1 Mg、Mn、Ni、P、Pb、Ti、Zn、Zr等元素 0 N~100 N 1.0级 1 8 测力仪（传感器） 0 N~1 000 N 1.0级 9 长度量具 5m 1 mm 1 100 kg 10 称重量具 Ⅲ级 1 2 GB/T13813—2023 表 2 试验仪器（续） 最大允差/准确 序号 仪器名称 测量范围 数量 度等级 11 角度尺 0°~360° ±1° 1 0℃~600℃ 12 测温仪（传感器） ±2 ℃ 1 6 试验环境条件 试验环境条件如下： 温度：0℃~40℃； 相对湿度：小于90%； 供电电压（AC)：220V±22V，频率：50Hz±1Hz； 无太阳照射或雨淋； 无影响仪器测量精度的电磁干扰； 无腐蚀性介质。 7 试验方法 7.1 高速冲击试验方法 7.1.1 试验原理 用受试金属材料制作试验弹丸和冲击试验板，在高速冲击试验装置上，使试验弹丸以规定的速度 （等于或接近实际工况条件下可能发生危险的最大值）和角度高速冲击试验板，来模拟高速冲击工况下 受试金属材料摩擦火花产生的过程，达到规定的试验次数时，按引燃试验气体的次数来判定受试金属材 料摩擦火花安全性是否合格， 7.1.2 试验装置 高速冲击试验装置如图1所示。爆炸槽容积为0.5m。 3 GB/T13813—2023 标引序号说明： 1 空气压缩机； 2 弹丸发射装置； 工作台； 3 挡风器； 试验弹丸； 5 6 冲击试验板； 爆炸槽； 7 倾斜支承架； 8 9 搅拌风扇； 10- 火焰逸出口。 图1高速冲击试验装置示意图 7.1.3试件 高速冲击试验试件的形状和尺寸应符合附录A中图A.1、图A.2的要求。 7.1.4试验步骤 7.1.4.1检查试验装置，确认各部件及系统工作状态正常，校准试验仪器。 7.1.4.2将冲击试验板倾角调节至规定的试验角度。 7.1.4.3封闭爆炸槽火焰逸出口，启动搅拌风扇，向爆炸槽内充入试验用可燃性气体直至爆炸槽内气体 浓度符合试验规定。 7.1.4.4调节弹丸发射装置，使弹丸以规定的速度撞击冲击试验板，每次高速冲击试验后应移动冲击试 验板，避免弹丸在冲击试验板上的冲击点重合。 7.1.4.5重复以上试验步骤，共进行40次试验。 7.1.5结果表述 应记录和计算下列试验结果： 弹丸和冲击试验板的材料、数量，冲击试验板倾角； 弹丸高速冲击试验板前后爆炸槽内试验气体的浓度； 弹丸飞行时间和飞行距离，依此计算弹丸冲击速度，并判别其是否在规定的试验速度范围内； 试验是否产生火花，是否引燃爆炸槽内的试验气体。 4