최소 물 유화 액 폭발물의 점화
Summary
현재 우리는 장치에 따라 가압된 인클로저 및 물 기반 유화 액 폭발물에 지속적인된 연소를 유도 하는 데 필요한 최소 압력을 측정 하는 관련 된 방법론에 점화 선법. 이 방법은 한 펌핑 및 믹싱 작업 하는 동안 그들을 보다 안전 하 게 사용 하 수 있도록 제품 특성을 향상 시킵니다.
Abstract
이 원고는 수성 유화 액 폭발물의 지속적인 레코딩에 필요한 최소 압력을 측정 하는 프로토콜을 설명 합니다. 수성 에멀젼 같이 전세계 펌프 사고의 수에 의해 불운 귀 착 된을 포함 하 여 마지막 십 년간에서 폭발물 폭파 응용 프로그램에 대 한 매우 위험한 수 있더라고. 캐나다에서는,이 위험 인식 폭발물 산업에 의해 승인 된 펌핑 지침의 개발 및 캐나다 정부의 폭발적인 규제 부문 주도하 고 있다. 이러한 지침에서 그것은 불타는 압력 (MBP) 실험실에서 측정 하는 최소 펌핑 시스템에 이러한 제품의 행동 하는 좋은 가이드를 제공할 것 이라고 지적 했다. 동일한 지침 또한 방지, 가능 하다 면, 압력 초과 펌핑 되 고 제품의 MBP에서 펌프 시스템의 설계에 대 한 호출 합니다. 이 지침 서의 간행물의 때에 방법론은 이러한 MBP 값을 측정 하기 위한 존재 하지만 결코 암모늄 질산염 수성 유화 액 (AWEs)의 MBP를 측정 하기 위해 검증 된 했다. AWEs 지금 현장 대량 로드 작업에서에서 다른 물 기반 폭발물과 선구자 보다는 훨씬 더 광범위 하 게 사용 된다.
캐나다 폭발물 연구 실험실 (CanmetCERL) 측정 AWEs에 대 한 대표적인 MBP 값을 해석 하는 검증된 테스트 프로토콜을 개발 하기 위해 지난 10 년간 연구를 수행 되었습니다. 오늘, 수행 테스트, 기술 될 것 이다 하 고 핵심 부품 최근 게시 된 데이터에 대 한 참조에 의해 정당화 될 것입니다. MBP 측정 범위의 경외 제품에 대 한 결과 제시 한다. 캐나다에서 높은 폭발물의 권한 부여에 대 한 테스트 표준에 MBP 테스트의 포함은 또한 논의 것입니다.
Introduction
질 산 암모늄 수성 에멀젼 (AWE) 폭발성 1961 년에 발명 되었다. 지속적인 석유 단계에 의해 둘러싸인 액체 산화 제 솔루션의 미세한 방울 그것에 의하여 이루어져 있다. 첫 번째 안정적이 고 실질적으로 유용한 유제 폭발물 폭파는 미국 (1969) 1,2에서 해 롤 드 F. Bluhm에 의해 개발 되었다. 그러나, 폭발물의이 종류의 성공적인 상용화 정말 일어나지 않았다 1980 년대의 시작 하기 전에.
현대 광산 작업의 큰 규모와 빠른 대량 폭발 방법론을 로드의 출현, 경외 폭발물의 매우 큰 볼륨은 제조 및 수송 해야 합니다. 한 유조선 부하 일반적으로 경외의 20 톤을 수송 하 고 같은 많은 트럭 중 일반적으로 하나의 폭발을 로드할 필요가 있습니다. 등 대량 폭발물의 실수로 개시 특히 비참 한 것이 고, 따라서, 그들의 위험한 속성의 좋은 지식 해당 처리 시스템을 디자인 하는 데 필요한. 그것은 유명 유화 상대적으로 기계적 이벤트 (즉, 충격 및 마찰 이벤트)를 구분 하지 않습니다, 하는 동안 실수로 폭발 여전히 되었습니다 보고 3 폭발물, 특히 양수에서이 유형을 처리 하는 동안 응용 프로그램입니다.
그것은 이후 1970 4 최소 주위 압력에 대 한 필요한 자기 자리를 차지할 물 기반 폭발물으로 연소 지속 알려져 있다. 이 후자의 값 일반적으로 “최소 연소 압력” (MBP) 용어가 되었습니다. 안전 관점에서이 임계값의 지식 더 나은 견적을 제조 업체 다양 한 처리 장비에 대 한 안전 작동 압력 허용할 수 있습니다.
캐나다의 정부의 자연 자원의 부 “물 기반 폭발물의 양수에 대 한 지침” 5, 어떤 상태는 좋은 안전 연습 이다 유화 액 또는 watergels의 MBP 아래 펌프 압력을 사용 하 여 출판 했다. 이러한 지침은 대부분의 상업적인 제조 업체의 협력으로 설계 되었습니다과 매우 비슷한 지침 6출판, 미국에서 제조 업체 연구소의 폭발물 (IME)는 또한 발견 한다. 그러나,이 문서에서 설명 또는 MBP 측정 하는 방법에 대 한 처방 했다.
마지막 십 년간에서 MBP 측정에 관련 된 몇 가지 연구만 보고 되었습니다. 찬 외. 4 질 산 암모늄은 또한 watergel 폭발물 MBP 측정의 결과 보고 및 물 기반. 그들은 MBP 여러 물 등 배합 요인, 화학 sensitizers 또는 금속 분말의 존재에 대 한 강한 종속성을 가질 수 있다는 결론을 내렸다. 또 다른 연구에서는 왕 7 N2 가압 2.5 L 압력 용기를 설명 하 고 기본적인 AWEs에 MBP를 결정 하는 Bruceton 위아래 방법을 사용. 이 시스템으로, 15 MPa 순서의 MBP 값 16 질량 %의 물 콘텐츠 기본 유제에 대 한 측정 되었다.
유사한를 사용 하 여 가압 용기 테스트, 히로사키 외. 8 경외 폭발물에 대 한 몇 가지 MBP 측정의 결과 보고 있다. 그들은 또한 폭발물을 민감하게 하는 데 사용 되는 마이크로 분야의 성격 (즉 유리 또는 수 지) 결과에 강한 영향이 있다 라고 지적 했다. 더 최근에, Turcotte 외. 9 왕와 히로사키 외의 비슷한 시스템을 개발 하 고 일부 AWEs MBP를 측정 하기 위해 그것을 사용 하려고 했습니다. 그러나, 그들은 잘못 된 MBP 결정으로 이어질 수 있는 많은 문제를 발견 했다. 특히, 그것을 점화 소스 형상 (크롬 와이어 코일) 했다 결코 제대로 검증 AWEs에 대 한 지적 했다. 2008 년, Turcotte 외. 10 과 찬 외. 11, 보정된 점화 와이어 시스템 및 AWEs MBP를 측정 하는 관련 된 방법론에 따라 두 장치를 개발 했습니다. 그들은 또한 일반적인 AWEs의 점화 특성을 연구 하는 시설을 사용, 안정적인 점화 12 를 에너지 요구 사항을 측정 하 고 다양 한 종류의 MBP에 물리적 특성과 재료의 영향을 공부 경외 폭발물 13,14. 이 MBP 측정 기술은 현재 AWEs 15의 전송에 대 한 분류에 대 한 미국 국가 교통의 위험 물품 (유엔 TDG) 테스트 및 조건 내 표준 시험으로 제안 되 고.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리의 일 선형 0.5 m m 직경 NiCr 스트레이트 와이어 형상을 선법을 10 16 A 점화 전류 점화 충분 했다 AWEs 물 내용으로 최대 25 질량 %를 설명 했다. 고 점도 제형 (예: 패키지 에멀젼 제품), 수평 및 수직 구성 거의 동일한 결과 17제공. 그러나, 낮은 점성 수식 (예: 대량 에멀젼 제품)에 대 한 수직 구성에 중력 효과 유제 흐름 방해 점화 과정을 유도. 이러한 경우에 수평 구성 제공 하는 ?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
자연 자원 캐나다 간의 공동 연구 프로젝트에서이 게시 결과에 보고 된 테스트 프로토콜의 개발 (CanmetCERL, 폭발물 R & D 섹션)와 Orica 마이닝 서비스. 이 주제에 비 독점 정보를 게시할 Orica 마이닝 서비스의 허가 완전히 인정 했다. 현재 작품을 통해 준비 하는 다양 한 AWEs의 물리적 특성을 CanmetCERL의 분석 섹션의 참여 또한 기꺼이 인정 했다.
Materials
| Nitrile gloves (100/pk) | Fisher Scientific | 19149863B | https://www.fishersci.ca/shop/products/purple-nitrile-exam-gloves-6/19149863b?searchHijack=true&searchTerm=19149863B&searchType=RAPID&matchedCatNo=19149863B |
| NiCr60 wire 24 AWG (200 feet per roll) | Omega Engineering | NIC60-020-200 | http://www.omega.ca/pptst_eng/NI60.html |
| Wire cutters: Mini Diagonal Cutting Pliers, 5 in. | Canadian Tire | Product #058-4736-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-diagonal-cutting-pliers-0584736p.html#srp |
| Mini needle nose pliers, 5 in. | Canadian Tire | Product #058-4731-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-needle-nose-pliers-0584731p.html#srp |
| Crimping tool, 8.5 in. | Canadian Tire | Product #058-4617-4 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-8-in-crimping-tool-0584617p.html#srp |
| Bare copper wire (14AWG) | Electronics Plus | 2000BC-14-5/5 lb roll | Bare (uninsulated) copper wire |
| Non-insulated butt-splice connectors (100 units) | Electrosonic | Panduit BS14-C | http://www.alliedelec.com/panduit-bs14-c/70044299/?mkwid=si03ezhXY&pcrid=64596948257&pkw=panduit%20bs14-c&pmt=b&pdv=c&gclid=CM_1jO-DsdMCFZKIswodMugASw |
| Stainless Steel pipe nipples (10 – 20 units) | Wolseley Inc. | SSNKX3 | sample cells: 76.2 mm long x 12.7 mm od (3" long x 0.5" od) with 3 mm slit machined along the length of the cell, painted inside and out with two coats of non-conductive paint (e.g., high-heat barbeque Armor Coat or Krylon brands). |
| High-temperature non-conductive paint | Canadian Tire | Product #048-0648-8 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/armor-coat-bbq-paint-0480648p.html#srp |
| Solid green neoprene stoppers (size 0; 1 package of 68) | Cole-Palmer | OF-62991-04 | https://www.coleparmer.ca/i/cole-parmer-solid-green-neoprene-stoppers-standard-size-0-68-pk/6299104?searchterm=OF-62991-04 |
| Spatula, stainless steel | Fisher Scientific | 14-375-10 | https://www.fishersci.ca/shop/products/fisherbrand-spoonula-lab-spoon/1437510?searchHijack=true&searchTerm=1437510&searchType=RAPID&matchedCatNo=1437510 |
| 7.5 L Pressure Vessel | Autoclave Engineers | 40A-9104, 9122, 40C-1365, 2376 | minimum internal diameter of 127 mm; equipped with 20.7 MPa (3000 psi) rupture disc assembly; Solenoid& air operated valve on the outlet; http://www.autoclaveengineers.com/products/pressure_vessels/PV_Bolted_Closure/index.html |
| Electrodes (set of 2) | Electo-meters | Conax EG-375-A-SS-T, 25.4 cm (10") conductor | with Teflon sealing glands; https://www.conaxtechnologies.com/wp-content/uploads/2016/03/5001D-80-105-Flanges-and-Accessories.pdf |
| Rupture disc | Oseco | 39859-3-1 | http://www.oseco.com/imgUL/files/STD_0515.pdf |
| Universal safety head (rupture disc assembly) | Autoclave Engineers | SS-4600-1/2F | http://www.autoclave.com/products/accessories/universal_safety_heads/index.html |
| High-pressure valve (air-operated, fail-open) | Autoclave Engineers | 1/2" SW8XXX-CM | http://www.autoclave.com/aefc_pdfs/OM_P1_Manual_Air_Valve.pdf?zoom_highlightsub=air+operated+valve#search="air operated valve" |
| Pressure transducer | Omega Engineering | PX176-3KS5V | Amplified Voltage Output Transducer for Absolute; 0-20.7 Mpa (0-3000 psi) sealed gauge, 91 cm (36") cable http://www.omega.ca/pptst_eng/PX176.html |
| Digital multimeter | Amazon.com | Fluke Model 110 Plus | https://www.amazon.com/Fluke-110-Plus-essential-multimeter/dp/B01JX912I2 |
| Data acquisition Interface | IOTECH | Model Daqlab 2000 with DBK15 acquisition board | http://www.mccdaq.com/products/daqlab2000s |
| Personal Computer with monitor and National Instruments DASYLab Software (V13, basic) installed | DELL | CORETMi7 vProTM | Computer must meet requirements for Dasylab 13: 1GHz + x86 compatible; Windows 7 or 8, 32-bit or 64-bit; 2 GB+ RAM |
| oscilloscope | Any storage oscilloscope with 2 input channels (0-10 V), 12k samples per channel and acquisition frequency of 10 ms/sample. | ||
| Precision Shunt Resister | Canadian Shunt Industries | LA-20-100 | (20 A, 100 mV) Enclosed in custom box http://www.cshunt.com/pdf/la.pdf |
| Constant Current Power Supply | Agilent | N6700B Low-Profile MPS Mainframe, 400W; N6754A DC Power Supply with High Speed Test Extensions option | http://www.keysight.com/en/pd-1125217-pn-N6754A/high-performance-autoranging-dc-power-module-60v-20a-300w?cc=CA&lc=eng |
| Inlet valve | Ottawa Valves and Fittings | Swagelok SS-43GS4-PT | https://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-43GS4 |
| Full face mask | Cooper Safety | 3M 7800 series | http://www.coopersafety.com/product/3m-7800-series-full-face-respirator-1124.aspx |
| General purpose cartridges | Cooper Safety | 3M 60923 | http://www.coopersafety.com/product/3m-60923-organic-vapor-acid-gas-p100-cartridge-1533.aspx?sid=101950 |
Referenzen
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