镁粉尘燃烧爆炸研究进展

框架，并从镁粉尘燃爆敏感参数、粉尘云爆炸强度、燃爆机理、粉尘 云火焰传播特征及钱粉尘爆炸防护5方面展开综述，分析和评价 研究成果及存在的问题，提出试验设计应考虑钱粉氧化程度对敏 感参数及爆炸强度的影响。从提高试验数据的完整性、改善试验

炸的研究可归纳为两个层级(见图1),第一层级包括粉尘燃 爆敏感参数、粉尘爆炸强度、粉尘爆炸机理、粉尘燃爆火焰 传播以及粉尘爆炸防护5个方面；第二个层级是对第一个 层级的进一步拓展，将粉尘爆炸敏感参数划分为5个可以 量化的参数：粉尘云最低着火温度、粉尘云最小点火能、粉

方法、建立钱粉尘云火焰传播测试标准、多元化吩爆措施研究4方

尘层最低着火温度、粉尘云燃爆极限氧含量和粉尘云爆炸 极限；把Mg粉尘云爆炸强度划分为镁粉尘云最大爆炸压

面展望未来的研究重点。关键词：钱粉尘；燃烧爆炸;敏感参数;燃爆机理;爆炸防护中图分类号：X938,X932文献标志码：A文章编号：1009-0029(2019)07-0921-05力、最大爆压上升速率以及爆炸指数；把Mg粉尘燃爆防 护划分为抑制技术和惰化技术。基于此，笔者就当前对

Mg粉尘燃爆研究展开深度分析与讨论。丨镁粉尘燃，烧爆炸体系丨镁粉以其较高的燃烧效率和特殊的理化性质被广泛

应用在航天工业、结构材料工业、火工品制造、固体推进剂 中。随着科技进步，镁粉的生产、加工工艺不断提高，主要

敏感参数1 1爆炸强度1 1爆炸机理II爆炸防护II火焰传播1粉尘云最大爆炸压力最大压力 上升速率爆炸指数d粉尘云最低着火温度1有铳削法、气流粉碎法、涡流粉碎法、雾化法、乳化法。其

] 最小点火能|斗抑爆技术1t惰化技术中，铳削法得到的镁粉颗粒粗大，粒度在0.833〜1.651

q粉尘层最低着火温度tmm,此类镁粉可作为脱硫剂和烟火剂。雾化镁粉颗粒属

于国内专利，可达到微米级别以下，粒度分布较宽。生产 工艺的差异，导致镁粉具有不同的危险等级，喷雾法得到 的镁粉纯度高、粒度小，但危险性高，乳化法、铳削法属于

1临界氧含量|片粉尘云爆炸板頑图1 Mg粉尘燃爆体系框架2粉尘燃爆敏感参数中低危险工艺。近年来，频发的可燃粉尘事故引起了人们 对镁粉的高度重视，镁粉在空气中遇到点火源能够发生剧 烈的燃烧爆炸，产生大量的热。基于镁粉的特殊性，对镁

粉尘爆炸敏感参数主要反映一定浓度的可燃粉尘在 外界能量的作用下，对温度、静电及氧含量等的敏感程度， 敏感性越高发生事故的可能性越大。粉尘燃爆的研究成为当前的热点。1镁粉尘燃爆体系研究2.1粉尘云最低着火温度针对粉尘云最低着火温度，国内外已有相应的设备和 测试标准。主要的试验设备包括有1.2.6.8 L试验炉、

通过大量文献调研，对镁(以下简称“Mg”)粉尘燃烧爆that within 0.3〜1.3 s, the explosion is transformed from a relative­ly mild detonation to a relatively violent detonation, and the maxi­

mum temperature of the flow field continuously increased.Key words: explosion of coal dust; flame propagation characteris­

tic； horizontal pipeline； numerical simulationGodbert-Greenwald 装置和 BAM-OVEN 测试装置。 Hensel W通过对多种可燃粉尘的测试，验证了 Godbert- Greenwald和BAM-OVEN之间的差异性主要源于粉尘 在热区的流动方式不同。Martin Hertzberg将1.2-,6.8 L 试验炉和Godbert—Greenwald装置三者进行对比研究， 结果表明：1.2、6.8 L装置测得的试验结果相近，二者与 Godbert-Greenwald装置试验结果的差别较大。目前，国 际上使用较为广泛的设备为Godbert-Greenwald装置。

钟英鹏等采用控制变量法，研究了粒度、质量浓度及气流 湍流程度对Mg粉尘云最低着火温度的影响，发现粒度越 小，发生着火的最低温度越低,Mg粉尘云质量浓度由低到 高发生变化时，最低着火温度出现由高到低的变化现象， 当浓度达到一定数值后最低着火温度随浓度的增加变化

作者简介:刘天奇(1990-),男，沈阳航空航天大学安 全工程学院讲师，博士，主要从事工业气体粉尘爆炸动力 学的研究，辽宁省沈阳市沈北新区道义南大街37号，

U0136o收稿日期:2019-03-03基金项目：广东省质量技术监督局科技项目\"工业VOCs新型环保装备防爆安全关键技术及应用研究\"(2018PT11)；广州市市场监督管理局科技 项目“烟草加工典型工艺粉尘爆炸防控方法研究”;广东省质量技术监督局科技项目“防爆特种设备机械火花点燃性能检测与评定方法研究\"询仿科学占技.术2019年7月第38卷第7期921不明显，一定范围内湍流度对最低着火温度也会产生影

2.5粉尘云爆炸极限胡立双、胡双启等利用自行设计的多功能球形爆炸装 置在点火电压为7 kV条件下，测得粒度为10 gm的Mg 粉尘爆炸下限为45 g/m\\刘志敏利用实验室设计的水平

响，但最低着火温度增幅不明显。Yuan C M等根据不同 的测试标准JIS、IEC对Mg粉尘云最低着火温度进行了 对比研究，发现不同的测试方法试验的结果存在差异。

2.2粉尘云最小点火能Anderson等研究团队对Mg粉表面进行“钝化”处 理，测得粒度为75-150 ym改性后的Mg粉尘在空气中 的最小点火能大于500 mJo李刚等利用Chilworth Technology生产的最小点火能装置对5种不同粒度的 Mg粉进行试验，发现中位径为6 pm的Mg粉尘最小点火 能小于2 mJ,粒径大于173 fim时最小点火能大于2 J。Mg粉尘中添加可燃粉尘，如向Mg粉尘中添加A1、 Fe粉尘介质等,两种不同的粉尘混合对最小点火能影响取

决于高度敏感的粉尘，高易燃的粉尘含量越高最小点火能 越低。管道设备对Mg、Al混合粉尘的爆炸下限进行了研究，发 现粒度不变，随着混合粉尘中Mg粉质量分数的减小爆炸 下限升高，主要由于Mg粉要比AI粉的活性高，混合粉尘 中A1粉含量越低越危险。Chen Z等利用20 L球形爆炸 装置对Mg粉的爆炸下限进行了研究，发现依据GB/T

125方法测得的Mg粉尘爆炸下限过于保守，而EN 14034-3方法测得的结果更具有参考意义，同时建议在使 用20 L球形爆炸装置时将点火能量设置为2〜5 kJ更为

合适。由此可见，对Mg粉尘燃爆参数的研究主要侧重于研 究湍流度、粒度、浓度等的影响，缺乏描述Mg粉的氧化程

2.3粉尘层最低着火温度Karpova等对堆积厚度小于5 cm,堆积密度为0.58 g/cn?的Mg粉尘层发生着火的最低温度进行了研究。苑 春苗、李刚课题组采用GB/T 130-1996«粉尘层最低着 火温度测定方法》和IEC 61241-2-1-1994(可燃性粉尘 环境用电气设备》，研究了恒温加热板下不同粒度Mg粉 尘层的着火温度，发现Mg粉尘粒度越大发生着火延迟时

间越长且发生着火的温度升高，当恒温加热板温度高于临 界值时，着火延迟时间随温度的升高而变短。粉尘层最低

度、Mg粉形状(如片状、颗粒状、针状等)影响的研究。在

Mg粉尘云爆炸下限测试方法上仍需进一步验证，使得测

试标准更接近真实值。3粉尘云爆炸强度粉尘云爆炸强度主要反映粉尘云发生爆炸的难易性

及破坏程度的大小。3.1粉尘云最大爆炸压力粉尘云最大爆炸压力Pm”的试验通常在1 m'和20 L 球形爆炸装置中完成，学者们通过试验将二者进行了对

着火温度不仅取决于粉尘粒度、堆积密度、堆厚等，外界环 境变化对试验结果也会产生较大的影响，如空气流动性、

比,Pm”在20 L球形装置中测得的值偏小，主要原因是20

空气湿度等。2.4粉尘云爆炸临界氧含量由于Mg化学性质活泼，Mg粉尘在空气中发生爆炸 时，可以与多种气体发生反应(见式(1)〜式(3)),反应十分

复杂。L球形装置具有较大的散热面积，故以1 m，测得的值为基 准对20 L球形装置进行修正：Pm.x.«=1.3xPmax-0.165 = 马士治等利用20 L球型爆炸装置、在点火能量为10 kJ的 条件下对不同粒度与浓度的Mg粉尘云进行了试验，发现

最大爆炸压力随质量浓度的增大而升高，随粒度的增大而 降低。郑秋雨等利用Hartmann试验装置得到Mg粉尘云 最大爆炸超压随Mg粉尘云浓度的升高而增大。李雨成等

Mg+Oz— MgO (1)Mg+CO2― MgO+C (2)Mg+N2— Mg3N2 (3)靳鑫利用Hartmann管最小点火能装置研究了空气及 氧含量为10.2%、13.9%、16.9%的气体对Mg粉尘云最小

点火能的影响，得到随着氧含量的降低最小点火能表现为

研究了点火延迟对Mg粉尘云爆炸压力的影响，发现随着 点火延迟时间的增大，最大爆炸压力先降低后升高，存在 极大值点。Manju等对纳米Mg粉和微米Mg粉的爆炸特

性进行了研究，发现最大爆炸压力变化范围为0.7-1.4

升高趋势，当氧含量为10.2%时，最小点火能上升到3 J。

钟英鹏在几种不同的惰性气体环境中研究了 Mg粉尘爆炸 极限氧含量，试验得出在N2、Ar、CO2三种不同的惰性气体

MPa,而粒度为400〜200 nm的Mg粉尘最大爆压变化为 1.46-0.94 MPa,最大爆压并没有随粒度的减小而相应地 增大，主要是小粒度的Mg粉尘不能够有效分散，容易发

生团聚。中，粒度为6 pm、质量浓度为400 g/m3的Mg粉尘爆炸极 限氧含量分别为2.3%〜4.0%、1.5%〜2.3%和低于1.5%；

Mg粉尘粒度为47对应的极限氧含量分别为6.8%〜 8.0%、5.5%〜6.8%和大于6.8%；粒度104 pm对应的极限 氧含量值为8.5%〜10.2%、7.2%〜&5%和大于10.2%,三 种氛围中，质量浓度相同的Mg粉尘粒度越小所需极限氧 含量越低；当粒度增大到一定程度时，CO?惰性氛围中Mg

粉尘发生爆炸所需极限氧含量最高。3.2最大压力上升速率蒯念生等利用20 L球形爆炸装置，点火能量为10 kJ,点火延迟时间为60 ms下测得粒度为43〜75 ym、浓 度为80~1 500 g/nf的Mg粉尘的最大爆炸压力出现在 1 250 g/n?左右，最大爆炸压力上升速率随浓度增大呈直

线增大，通过改变点火能量发现能量越大，最大爆炸压力、 最大爆压上升速率越大，并且最大爆压上升速率随能量的

改变影响更为明显。田甜采用了优化的1.2 L Hartmann

Fire Science and Technology,July 2019,Vol 38,No.7922装置对Mg粉尘的爆炸特性进行了大量试验，结果显示： 点火延迟时间对Mg粉尘云最大爆压上升的影响表现为先

升高后降低趋势，当点火延迟时间为40 ms时最大爆压上 升速率出现最大值514.8 MPa/s=项国等研究了初始温 度对Mg粉尘最大爆压上升速率的影响，发现初始温度从

15 t上升到35七时，最大爆压上升速率由10.78 MPa/s 增长到67.75 MPa/s,得到初始温度的变化对最大爆压上

升速率有显著影响。3.3爆炸指数钟英鹏针对Mg粉爆炸指数做了大量试验，研究了

Mg粉尘云在空气中及N2,Ar,CO2三种不同的惰性气体 中的爆炸指数(见表1),根据可燃粉尘危险性等级划分： K”>30 MPa-m/s,属于高度危险；20 MPa・m/sWKsW30 MPa-m/s，属于中度危险；0属于较 低危险性，由此可判定质量浓度为900 g/m3粒度为6 pim 的Mg粉尘云一旦发生燃烧爆炸后果十分严重。付羽阐述 T Mg粉尘云在不同的固体惰性介质中的爆炸指数，结果 表明质量浓度为300 g/rr?的Mg粉尘在空气中的爆炸指 数为13.16 MPa-m/s,通过加入比例为40%的CaCCh、 NaCl、硼砂，Mg粉尘爆炸指数依次为7.26、7.94、4.31 MPa-m/s,几种物质对Mg粉尘爆炸指数的影响依次为： 硼砂 >CaCCh>NaCl。表1 Mg粉尘云在不同气体氛围中的爆炸指数Mg粉质量浓度

粒度/g/m3D5o/|im惰性氛围氧含量爆炸指数

/MPa-m/s9006——

空气35.93120047——空气4.091 500104——

空气1.911 50047n215.3%3.931 20047n212.2%2.90047n28.5%2.021 50047Ar15.3%4.25150047Ar12.2%3.531 50047Ar8.5%1.761 200/2 00047CO212.2%3.192 00047CO28.5%3.23对Mg粉尘云爆炸强度的研究较为全面，为工业的安

全生产提供了科学的依据，尤其在设备及系统的设计强度

及安全防护方面具有重要的现实价值和社会意义，但Mg 粉的形状特征以及氧化状况对爆炸强度的影响研究依然

存在不足。4 Mg粉尘燃烧爆炸机理可燃粉尘燃烧爆炸机理较为复杂，根据物质理化性质

的区分大致可归为两类。一类是对熔沸点较高的物质，如 金属Fe、非金属C等在热源作用下不易气化也不分解，属 于表面燃烧；第二类是成分较为复杂的物质，如煤粉和熔

点较低的物质如S等，燃烧的过程是释放分解析出可燃气 体或表面形成可燃蒸气与氧化剂结合，在外界能量的激发

询防科学占牧术2019年7月第38卷第7期作用下发生燃烧。Gol'dshleger UI等对单个Mg粉粒子

在Ar、O2氛围下进行了研究，并对不同浓度下的Mg粉尘 燃烧进行了区域划分，为后期对Mg粉尘燃烧机理的研究

起到了一定的支撑作用。杨泗霖认为Mg粉尘的燃烧过程

属于固相燃烧，即表面燃烧，此过程不产生Mg蒸气，属于 无火焰燃烧，以光和热的形式表现出来。曹泰岳等认为对 于Be、Al、Mg这些轻金属的燃烧属于多相与蒸气相燃烧 的组合，当燃烧环境温度较低时燃烧发生在金属颗粒表

面，属于多相燃烧，当温度较高时金属颗粒变为蒸气属于 蒸气相燃烧。孙金华等首先对轻金属的反应相进行了估

测，认为Mg、Al、K等轻金属的燃烧反应相态为气相，Mg 粉尘云在高温条件下首先蒸发为Mg蒸气，Mg蒸气与空 气结合发生燃烧，燃烧产生的热量对未发生燃烧的颗粒又

起到一定的促进作用，以此循环，并通过Fe粉、AI粉的试 验进一步验证了估测的准确性。尽管大量的文献对Mg粉尘爆炸机理进行了描述，但 未形成统一的理论模型，因此仍需进一步开展研究。5 Mg粉尘云火焰传播特征一定浓度的可燃粉尘在燃烧爆炸的过程中会伴随火

焰传播。郑磊、潘功配等通过改变Mg粉粒度研究对Mg/

PTFE推进剂燃烧性能的影响，结果表明：Mg粉颗粒越

小，燃烧速率越快，燃烧火焰产生的温升显著升高。主要 由于相同质量的Mg粉粒度越小比表面积越大，在燃烧的 过程中与氧化剂更能够充分接触，利于局部热点的形成。

同时，粒度越小越有利于Mg粉尘发生熔化，降低了系统 中提供Mg粉发生反应的热量，提高了系统的反应速率。对Mg粉尘云火焰传播特性的研究较少，且对火焰传 播测试方法没有具体的标准。笔者提出一套可行的粉尘

云火焰传播测试标准，对工业设备的改进有重大的参考 作用。6 Mg粉尘燃爆防护可燃粉尘爆炸防护技术的选择依据是生产加工过程 中爆炸的危险性及危险程度。目前，爆炸防护技术措施一

般可划分为防护技术和预防爆炸技术。防护技术是指粉

尘发生爆炸后，采取一系列措施，将事故后果控制在最小 的损失程度范围，通常采用抑爆、抗爆、隔爆和泄爆；预防

技术是指通过惰化等手段避免粉尘云的引燃和爆炸，工业 往往采用两种技术即固态惰化和气态惰化技术。Mg属于 活泼性较强的金属，一旦发生粉尘燃爆反应十分强烈，特 别是超细Mg粉的广泛应用，传统的隔爆、泄爆、抗爆技术

往往不能成为现代Mg粉工业爆炸防护的有效手段。6.1抑爆技术Mg粉尘的抑爆技术主要依赖合适的抑爆系统，抑爆

系统通过探测装置发出信号传递给控制系统，控制系统通

过触发抑爆器将抑制剂喷向被保护装置内。付羽等阐述 了 7150灭火剂［分子式(CH3)3B3O3］的灭火原理,7150灭

火过程中会发生两种反应：环境温度高于60乜：

(CHs^BsCh- (CH3)sB + B2O3；燃烧反应：(CH3)3BsO3 +

923O2^H2O+CO2+B2Os=反应产物B2O3是一种无色晶体粉 末，当温度高于450七时B2O3熔化，粘附在燃烧的Mg粉 颗粒上形成致密的保护膜，能够阻隔外界氧气，同时HzO、 CO2等物质还能够带走反应系统的温度，从而减弱Mg粉

燃烧爆炸的强度。6.2惰化技术对Mg粉尘惰化的研究颇多，Fu Y等利用20L球形 爆炸装置，研究了惰性气体(Ar、N2、CO»氛围下Mg粉尘 的爆炸特性。结果表明：增大惰性气体的浓度,Mg粉尘最

大爆压与最大爆压上升速率总体呈减小趋势，在氧含量为

15.3%的惰性氛围中，Ar的抑爆能力强于N2,C>2含量为 12.2%、Mg粉质量浓度高于1 250 g/n?时,N?的抑爆能力 优于Ar,当02含量减小到&5%时，N?氛围下测得的最大 爆压均小于Ar,三种不同氧含量混合气体体系中，CO?更 适合惰化较低浓度的Mg粉尘。甘媛、蒯念生等利用20 L 球形爆炸装置研究了 CaCO3对Mg粉尘爆炸的惰化作用， 试验表明Mg粉尘-CaCOs体系中，当CaCO3含量接近 80%时体系的最大爆炸压力接近为0,最大压力上升速率 随体系中CaCCh含量的增加呈降低趋势，通过改变体系中 CaCO3的粒度大小，发现3 000目的CaCO3对Mg粉尘最 大爆压的影响高于400目，对Mg粉尘最大爆压上升速率 的影响3 000目的略强。李亚男利用1.2 L的Hartmann 最小点火能装置研究了不同粒度、浓度的CaCOs、 NH4H2PO4对Mg粉尘爆炸的惰化作用，结果显示75 pm 的CaCO3和NH4H2PO4使Mg粉完全被惰化的质量分数 分别为80%和60%,NH4H2PO4粒度对Mg粉尘爆炸的抑 制作用表现为75 fim的NH4H2PO4惰化效果最好，90 fim 的次之，109 pm的惰化能力最差。CaCO3的惰化手段主 要体现为物理作用，而NH4H2PO4在分解过程中产生的偏 磷酸技、聚磷酸镀能够粘附在燃烧的Mg粉尘表面起到窒

息作用，且受热分解吸收大量的热，故效果更为明显。对Mg粉爆炸的防护研究尚处于初级阶段，且传统惰

化剂的使用一般会污染原料改变Mg粉的特征，故在隔 爆、泄爆、抗爆的设计上及高效的抑爆、惰化剂方面的研究

仍需深度探索。7结论笔者主要从燃爆敏感参数、粉尘云爆炸强度、燃爆机 理、粉尘云火焰传播特征及粉尘爆炸防护5个方面对Mg 粉尘燃烧爆炸的研究进行了阐述，对研究成果和存在的问 题进行了分析，并得出结论。(1) 在充分调研国内外文献的基础上对现有的研究成 果进行概括,形成了 Mg粉尘燃爆体系框架。(2) 国内外学者在Mg粉尘燃爆敏感参数及爆炸强度

方面进行了大量试验，为工业安全生产提供了一定的参考 价值，但试验的设计方面都集中在研究粒度、浓度、气流湍 流度等对Mg粉尘燃爆的影响，缺乏系统性。Mg粉化学 性质活泼，裸露在空气中易发生氧化，因此在试验的设计 上应考虑Mg粉的氧化程度对敏感参数及爆炸强度的影

924响。此外，还应增加片状及针状Mg粉与球形或类球形

Mg粉的对比试验，提高试验数据的完整性。(3) 目前Mg粉尘燃爆机理的研究仍未建立统一的理

论。试验方法上需要进一步改进，也需要建立完整的数值 模型。(4) 对Mg粉尘燃爆火焰传播特性的研究较少，对火

焰传播特性的研究，需充分研究粉尘爆炸机理，且需要对

燃爆过程中火焰传播机理及传播规律进行深入研究。此

外，在火焰传播测试方法上没有具体的标准，笔者提出一 套可行的Mg粉尘云火焰传播测试标准，对工业设备的改 进有重大的参考作用。(5) Mg粉尘爆炸防护措施的研究尚处于初级阶段，传

统的隔爆、泄爆、抗爆在设计上不能够满足多元化的爆炸 防护措施。传统惰化剂的使用一般会污染原料，改变Mg 粉的特征，故在隔爆、泄爆、抗爆的设计及高效的抑爆、惰

化剂方面的研究仍需深度探索。参考文献：[1] 李刚，钟英鹏，苑春苗，等.镁粉生产工艺防爆方法及存在的问题[J].

工业安全与环保,2008,(3):14-17.[2] E 1491, Standard test method for minimum autoignition tempera­

ture of dust clouds[S].[3] E 2019, Standard test method for minimum ignition energy of a

dust cloud in air[S].[4] E 2021, Standard test method for hot—surface ignition temperature

of dust layers[S].[5] EN 14034—4, Determination of explosion characteristics of dust

clouds— part4：Determination of the limiting oxygen concentration LOC of dust cloud[S].[6] E 1515, Standard test method for minimum explosible concentra­

tion of combustible dusts[S].[7] HENSEL W. Methods for the determination of the ignition tem­

perature of dust/ air mixtures at hot surface a comparison[R]. An­

nual Reports of the Federal Institute for Materials Research and

Tesing, 1984:86—88.[8] 李畅，苑春苗,李刚.粉尘云最低着火温度的研究现状与发展趋势[J].

工业安全与环保,2013,39(3):19-21.[9] 钟英鹏，徐冬，李刚，等.镁粉尘云最低着火温度的实验测试[J].爆炸

与冲击，2009,29⑷:429-433.[10] YUAN C M,CHEN B Z,LI Gtet ^.Experimental study on ex­

plosion sensitivity of magnesium powders[C]//Progress in Safety

Science and Technology, 2008.[11] 赵乘寿，宫聪，汪鹏，等•含磷酸二氢鞍细水雾灭火有效性研究[J].消

防科学与技术,2011,30(9):822-824.[12] 李刚，钟英鹏，苑春苗，等.基于着火敏感性的镁粉防爆方法研究[J].

东北大学学报(自然科学版),2007,(12):1775-177&

[13] KARPOVA N E, GONCHAROV E P, KOCHETOV O A. Crit­

ical conditions for self ignition of magnegium and zirconium powdersfJ]. Fizika Goreniya I Vzryva, 1986,22(1):1821.[14] 苑春苗，李畅，李刚.恒温热板加热条件下镁粉尘层的着火规律[J].Fire Science and Technology,July 2019,Vol 38,No.7东北大学学报(自然科学版),2011,32(10):1503-1506.[15] 靳鑫.氧浓度对粉尘点燃特性的影响[D].沈阳：东北大学,2012.[16] 钟英鹏.镁粉爆炸特性实验研究及其危险性评价[D].沈阳：东北大

学,2008.[17] 胡立双，胡双启，武巍.多功能球形爆炸容器研究[J].中全生产

科学技术,2011,7(11):151-1.[18] 刘志敏.镁铝混合粉尘爆炸规律研究[J].山东工业技术，2015,(4)：

56-58.[19] CHEN Z ,HUANG W X.KUAI N S,e/ a/.Experiment-based in­

vestigations of magnesium dust explosion characteristics[J].Jour­

nal of loss prevention in the process industries, 2011,24(4):302— 313.[20] 马士治，谷明朝，朱晋宇，等.镁粉爆炸特性的实验研究[J].山东化

工,2012,41(11):15-17.[21] 郑秋雨，孙永强，王旭，等.粉尘爆炸超压及响应研究[J].电气防爆，

2017,(2):1-4.[22] 李雨成，富健涛,奇佳民，等.密闭空间镁粉爆炸压力特性研究[J].爆

破,2018,35(3):114-119.[23] MANJU M.Explosion characteristics of micron— and nano— size

magnesium powders[J]. Journal of loss prevention in the process in­dustries,2014,27 :55—.[24] 蒯念生，李建明，陈志，等.镁粉爆炸特性和惰化抑爆的实验研究[J].

工业安全与环保,2011,37(3):53-55.[25] 田甜.密闭空间镁铝粉尘爆炸特性的实验研究[D].大连：大连理工

大学,2006.[26] 项国，王继仁，刘天奇.基于20L球形装置的镁粉爆炸压力特性[J].

辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2018,37(3):508-511.[27] 付羽.镁粉粉末惰化性能实验研究[C]//2008(沈阳)国际安全科学

与技术学术研讨会论文集,2008.[28] GOL'DSHLEGER U I, AMOSOV S D. Combustion mode and

mechanisms of high temperature oxidation of magnesium in oxy- gen[J]. Combustion, Explosion, and Shock Waves, 2004, 40(3)：

275-284.[29] 杨泗霖.防火与防爆[M].北京:北京经济学院出版社,1991.[30] 曹泰岳，张为华，王宁飞.轻金属颗粒燃烧理论研究进展[J].推进技

术,1996,(2):82-87.[31] 孙金华，卢平，刘义.空气中悬浮金属微粒子的燃烧特性[J]・南京理

工大学学报(自然科学版),2005,(5):82—85+122.[32] 郑磊,潘功配，陈昕，等.镁粉粒度对Mg/PTFE贫氧推进剂燃烧性能

的影响[J].含能材料，2010,18(2):180—183.[33] 刘天生，王凤英,李如江，等.燃烧灾害防控学[M].北京：兵器工业出

版社,2011.[34] 付羽，陈宝智，李刚.镁粉爆炸机理及其防护技术研究[J].工业安全

与环保,2008,(8):1-3.[35] FU Y, YUAN C M,CHEN B 乙e/ aZ.Inerting of magnesium dust

cloud with Ar, N2 and CO2[JJ. Journal of Hazardous Materials,

2009,170(1):13-21.[36] 甘媛,蒯念生，刘龙，等.碳酸钙对粉尘爆炸抑制效力的实验研究[J].

消防科学与技术,2014,33(2):128-131.[37] 李亚男.磷酸二氢钱对金属粉尘的爆炸抑制研究[D].太原：中北大

学,2015.苗防科学与牧术2019年7月第38卷第7期.•-”..................................

(.科技信息. (j火灾下钢框架失效时间的概率评估j

) 伊朗研究人员开展了钢框架在渐逬塌陷方式J !下的结构响应研究。通过设定柱拆除后发生火灾f

j的工况，计算钢框架在连续荷载作用下的耐火时｝

(间。在移除柱的位置处，定义了不同的热载荷模( )式并将其施加到结构上。计算了柱拆除后结构在)

j火灾荷载作用下的破坏概率，并给出了不同时刻!

｝的破坏概率。计算结果表明，柱的突然去除对结)

5构失效时间有很大的影响，增加了结构的失效概｛

!率，降低了结构的失效和倒塌时间。提出了基于)

j失效时间概率的鲁棒性指标。 jJ

肖科供稿！勿)

in..— ii in. —'Hu,.—'iiu,.—£Research progress on Mg dust

combustion explosionYE Ya-ming, LIANG Jun, JIANG Hu-yi-jia,LI Jin-qing, ZHANG Jin-jin, FENG Chang-sheng(China National Quality Supervision and Testing Center of Explosion—proof Equipment (Guangdong), Guangzhou Academy of

Special Equipment Inspection and Testing, Guangdong Guang­zhou 510760, China)Abstract:On the basis of investigation of domestic and foreign liter­

atures ,a framework with 2 layers of magnesium dust explosion

was proposed. The review of sensitive parameters of magnesium dust explosion, dust cloud explosion intensity, mechanism of igni­tion and explosion, dust cloud flame propagation characteristics and magnesium dust explosion protection was developed, and the

achievements and problems in various fields was analyzed and eval­uated.It is suggested that the effect of oxidation degree of Mg pow­

der on sensitive parameters and explosive strength should be taken

into account in experimental design. The future research priorities of four aspects were put forward about the improvement of integri­

ty of test data, the reform of test methods, the establishment of test standards for magnesium dust cloud flame propagation, and re­search on diversified explosion—proof measures prospected.Key words:Mg dust； fire and explosion； sensitive parameters；

mechanism of ignition and explosion； explosion protection作者简介：叶亚明(1990-),男，广州特种机电设备检 测研究院工程师，硕士，主要从事危险化学品标准化、粉尘 与气体爆炸机理与防护研究，广东省广州市黄埔区黄埔东

路 3598 号,510760.收稿日期：2019-02-225