金属可爆粉尘爆炸级别测试

金属粉尘爆炸级别测试，核心是通过量化粉尘爆炸的剧烈程度（以Kst 值为核心指标）划分风险等级（St 级），为金属粉尘相关生产场景（如打磨、抛光、筛分）的防爆设计、设备选型、安全管理提供强制依据。以下是具体的测试逻辑、标准、流程及应用细节：

核心测试标准（国内 + 国际）

测试需遵循标准，确保结果合规且可直接用于工程设计，主流标准体系如下：

测试核心原理与关键指标

金属粉尘爆炸级别由爆炸指数（Kst 值） 决定，而 Kst 值通过测试 “Zui大压力上升速率” 推导得出，核心逻辑如下：

1. 核心指标定义

• Zui大压力上升速率（(dP/dt) max）：粉尘云爆炸时，压力随时间上升的Zui快速度（单位：bar/s），直接反映爆炸传播的猛烈程度；

• 爆炸指数（Kst 值）：通过公式 Kst = (dP/dt)max × V^(1/3) 计算（V 为测试容器体积，通常取 20L 球形罐，V^(1/3)≈0.271m），单位为 bar·m/s，是分级的核心量化指标；

• 辅助指标：Zui大爆炸压力（Pmax，单位：bar），需同步测试以验证爆炸有效性（通常金属粉尘 Pmax 为 4-10bar）。

2. 测试核心原理将金属粉尘按 “Zui易爆炸浓度”（通常为爆炸下限的 1.5-2 倍，如约 50g/m³），通过压缩空气均匀喷入 20L 密闭球形罐，形成均匀粉尘云；用标准点火源（10kJ 化学点火器，满足金属粉尘高点火能量需求）引燃，通过高精度压力传感器记录压力 - 时间曲线，提取 (dP/dt) max 计算 Kst 值，再按 Kst 值划分爆炸级别。

金属粉尘爆炸级别（St 级）划分标准

全球统一按 Kst 值划分 St 级，金属粉尘因活性高，多集中在 St1-St3 级，具体分级及风险特征如下：

金属粉尘测试的特殊注意事项（与其他粉尘差异）

金属粉尘（尤其活泼金属）的物理化学特性特殊，测试过程需额外控制变量，避免结果偏差：

1. 样品预处理要求

• 粒度控制：需筛分为实际生产中的主导粒度（金属粉尘粒度越细，Kst 值越高，如 5μm  Kst≈200bar・m/s，50μm  Kst≈80bar・m/s）；

• 水分控制：水分 > 8% 会降低粉尘流动性和可燃性，需按生产实际水分测试（通常金属粉尘生产中水分 < 5%）；

• 氧化层处理：活泼金属（镁、铝）表面易形成氧化膜，测试前需去除氧化层（如真空研磨），避免氧化膜掩盖真实爆炸特性。

2. 测试安全防护

• 点火源选择：金属粉尘Zui小点火能可能极低（如镁粉 < 1mJ），需用 10kJ 化学点火器（而非电火花点火），确保点火有效性；

• 容器防护：部分金属粉尘爆炸后可能产生高温熔融物（如爆炸温度 > 2000℃），测试容器需具备耐高温、防喷溅设计；

• 尾气处理：避免金属粉尘爆炸产物（如金属氧化物烟雾）泄漏，需配套尾气过滤系统。