ICS49.025 V10 中华人民共和国国家标准 GB/T28876.1—2012 空 间实验设备使用材料的可燃性 第1部分:要求 Flammabilityofmaterialsinspaceexperimentalfacilities— Part1:Requirements 2012-11-05发布 2013-02-15实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 GB/T28876《空间实验设备使用材料的可燃性》分为两个部分: ———第1部分:要求; ———第2部分:测试方法。 本部分为GB/T28876的第1部分。 本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 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这些专利的责任。 本部分由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口。 本部分起草单位:中国科学院力学研究所、中国航天员科研训练中心、中国科学技术大学。 本部分主要起草人:王双峰、尹永利、胡隆华、肖原。 ⅠGB/T28876.1—2012 空间实验设备使用材料的可燃性 第1部分:要求 1 范围 GB/T28876的本部分规定了航天器舱内有氧环境中实验设备使用材料的可燃性评价和测试的要 求、评价程序和材料选用原则。 本部分适用于航天器舱内有氧环境中实验设备使用材料的评价和选用。航天器、相关的地面支持 设备和专用测试设备使用材料的可燃性评价和材料选用可参照使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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/T5907—1986 消防基本术语 第一部分 GB/T14107—1993 消防基本术语 第二部分 3 术语和定义 GB/T5907—1986和GB/T14107—1993界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 组件 assembledarticle 部件组合或用非单一材料制成的部件。 3.2 构形 configuration 材料或组件的空间结构和几何形态。 3.3 气态氧 gaseousoxygen 以体积计含氧量≥99.5%的气体。 3.4 液态氧 liquidoxygen 以体积计含氧量≥99.5%的低温液体。 3.5 富氧环境 oxygen-enrichedenvironment 以体积计含氧量>21%的环境。 3.6 活性流体 reactivefluid 特定条件下容易使材料发生化学变化的气体或液体。 1GB/T28876.1—2012 3.7 气态流体冲击 gaseousfluidimpact 气体快速压缩对材料的作用过程,也可称为气动冲击、快速增压或绝热压缩。 3.8 机械冲击 mechanicalimpact 物体单次或反复碰撞材料的作用过程。 3.9 颗粒冲击 particleimpact 高速运动的固体颗粒群撞击材料的作用过程。 3.10 系统评估 systemevaluation 根据预定的目标体系、约束条件和指标体系,判断方案或产品状态的过程和方法。 3.11 氧气兼容性评估 oxygencompatibilityassessment 识别并解决氧气系统中火灾危险的系统方法,其过程着重于着火机制的评估和材料测试数据的 应用。 3.12 单壁垒失效 single-barrierfailure 通过部件内一个壁垒的流体泄漏,此泄漏能使流体与该壁垒后面的材料直接接触。 注:单壁垒包括机械接头,例如B型螺母、O型环、垫圈和可充气囊袋,以及金属和非金属膜片。结构性部件,例如 压力管线和容器、焊接或钎焊接头以及在使用前分别经过压力测试的串联冗余密封,不作为单壁垒。 3.13 最恶劣的预期使用环境 worst-caseanticipateduseenvironment 使用中可能发生的、导致材料可燃性最强的条件,通常包括最危险的压力、温度、材料厚度和流体暴 露条件等。 4 材料可燃性的评价和测试要求 4.1 可燃性评价要求 4.1.1 对所有用于有氧环境中空间实验设备的材料应进行可燃性评价。 4.1.2 材料评价应从可燃性测试开始,对未通过可燃性测试而保留选用可能性的材料应进行系统 评估。 4.1.3 在材料适用性评估中应采用最恶劣的预期使用环境,包括最危险的压力、温度、材料厚度和流体 暴露条件。 4.2 可燃性测试要求 4.2.1 适用的可燃性测试方法取决于材料的使用环境,所要求的测试应对处于相应暴露条件下的材料 进行。表1给出了材料的使用环境和必需的测试试验项目。 2GB/T28876.1—2012 表1 材料的使用环境和必需的可燃性测试项目 使用环境 测试项目 居住飞行舱和其他区域a火焰向上传播试验 电线绝缘材料的可燃性试验 液态氧和气态氧环境b,c火焰向上传播试验d 材料在气态氧中的向上可燃性试验e 呼吸气体c火焰向上传播试验 a包括居住飞行舱外面的所有区域。 b用于液态氧和气态氧环境中的材料应按照5.4所述进行评估。 c对压缩空气系统和富氧加压系统,如5.3所述,应进行氧气兼容性评估。 d对非金属材料在压力≤345kPa时的要求。 e对非金属材料在压力>345kPa时和所有用于气态氧和液态氧中的金属材料的要求。 4.2.2 符合规定测试要求的材料可在设计中考虑使用。 4.2.3 只要可能,应选择已被证明在使用环境中满足测试要求的材料。 4.2.4 所有经过测试的非金属材料,应按照有关主管部门的要求定期进行重新测试。 4.2.5 当有关主管部门要求时,应对材料进行批量或抽查测试,以证明成分和材料加工的变化对所评 价特性的影响可以忽略。 4.3 不符合测试要求的材料 4.3.1 未经测试或不满足规定测试要求但仍然保留选用可能性的材料,应通过分析或测试来证明材料 的使用构形是可接受的,并用文件提供接受的基本根据。 4.3.2 可进行一些补充测试,以支持对不符合测试要求的材料进行的系统风险评估,用其他适当的和 适用的测试方法得到的数据也可用来支持这种评估。另外,可要求把补充测试作为系统评估过程的辅 助手段,或把测试数据作为评估的一个结果。 表2给出了材料的补充测试试验项目。 表2 材料的补充测试项目 使用环境 测试项目 居住飞行舱和其他区域a热和可见烟雾释放速率 构形可燃性 可燃极限 液态氧和气态氧环境自燃温度 燃烧热 氧指数 着火机制 a包括居住飞行舱外面的所有区域。 3GB/T28876.1—2012 5 系统评估 5.1 一般要求 5.1.1 系统评估应论证使用可燃或不兼容材料的构形可否被接受。 5.1.2 暴露于液态氧和气态氧的材料应在流体处于使用情况下进行兼容性评估。 5.1.3 应提供文件说明当单壁垒失效时可能暴露于活性流体的材料。 5.1.4 应提供工程评估和测试数据分析,以论证可能出现单壁垒失效的构形可否被接受。 5.2 系统在低压空气或低压富氧环境(包括居住环境)中的可燃性 5.2.1 如果材料不符合火焰向上传播试验的要求而被建议使用,应进行系统可燃性评估。这种评估应 通过分析或测试来进行,并将结果写成文件。 5.2.2 如果采用分析的方法,应考虑如下火灾控制的指导方针: ———控制可燃材料的总量和布置方式,以预防火灾蔓延; ———将可能发生的火灾隔离在限定的区域内,使其没有到其他区域的传播路径; ———设计中保证点火源被消除或被控制; ———考虑隔离火灾对空间飞行器舱内主要设备和系统及乘员居住舱内人员的影响; ———在可能的火灾事故中压力和温度的上升速率和幅度不会造成空间飞行器的结构损害。 5.2.3 如果采用测试的方法,对不符合火焰向上传播试验规定要求的材料,应通过热和可见烟雾释放 速率测试、构形可燃性测试以及可燃极限测试进行评价;在此基础上,评估系统在最恶劣工作条件下最 坏的可能失效模式及其在使用环境中的影响。 5.2.4 如果评估的结果不能给出结论,并需要进行主要组件的可燃性测试,在测试之前,系统设计者应 将测试计划提交给有关主管部门批准。 5.3 压缩空气系统和富氧加压系统的氧气兼容性 5.3.1 对压缩空气系统和富氧加压系统应进行氧气兼容性评估。这类系统固有的火灾危险性比含纯 氧的系统小,但随着氧气浓度和(或)压力的增加而增大。 5.3.2 氧气兼容性评估从材料预选开始,预选的根据为可燃性和燃烧测试数据,然后进行材料可燃性 评价和系统评估,以确定材料的使用构形在特定环境中可否被接受。 5.3.3 如果决定不必进行氧气兼容性评估,应提供文件说明基本根据。 5.4 材料和部件在液态氧和气态氧环境中的兼容性 5.4.1 用于液态氧和气态氧环境中的材料、部件和系统应按照图1所示的方法进行评估。 4GB/T28876.1—2012 a用来评估材料可燃性的数据应适用于部件的特定构形。因此,除了标准测试数据,可能还会要求有其他数据。 b用来评估氧气兼容性的数据应适用于特定的设计构形。 c附加的材料控制是指来自GB/T28876.1以外的要求,例如气体释放性要求、腐蚀性要求和在活性流体中的兼容 性要求等。 图1 选择用于液态氧和气态氧环境的材料、部件和系统的流程 5.4.2 如果确定材料是可燃的,应通过自燃温度测试、燃烧热测试和氧指数测试进行氧气兼容性评估, 以确定可否使用材料,或者需要进行补充的材料、构形、部件测试或着火机制测试。 5.4.3 材料和部件评估过程中几个步骤的更多说明如下: a) 材料预选: 5GB/T28876.1—2012 1) 预选过程的目的是选