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방법 논문

최소 물 유화 액 폭발물의 점화

8.2K 조회수

⸱

DOI:

10.3791/56167

⸱

2017년 10월 31일

 ,  , 

이 논문에서

요약

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.

초록

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.

서론

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 ....

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프로토콜

참고: 자료와 여기에 사용 된 장비 자료의 테이블에 나열 됩니다.

1. 준비 점화 와이어 어셈블리

참고: 니트 릴 장갑을 끼고이 작업에 대 한 것이 좋습니다.

  1. 크롬 (NiCr) 와이어의 미리 정해진된 길이 측정 하는 와이어 커터를 사용 하 여 자릅니다. 76.2 m m에 대 한 85 m m 길이 잘라 (3 ") 긴 셀 테스트.
  2. 사용 바늘 코 펜 치, 각 끝에 작은 루프를 만들기 위해 NiCr 와이어 벤드. 적절 한 압착 도구, 14 미국 와이어 게이지 (AWG) 솔리드 코어 벌 거 벗은 구리 와이어의 소지가 엉덩이-엔드 스플라이스 커넥터를 사용 하 여 50 cm 길이에 각자 결합.
  3. 필요에 따라 많은 어셈블리를 만들기 위해
  4. 반복 단계 1.1-1.2.
    참고: 것이 좋습니다 준비 하는 여러 어셈블리를 미리 각 MBP 측정 10 ~ 15 어셈블리를 걸릴 것 이다). 완성 된 와이어 어셈블리는 그림 1에 표시 됩니다. 모든 전선은 제대로 접합 다음 커넥터 구겨지지 경우 와이어 어셈블리 (로 NiCr 와이어의 양쪽에 구리 지휘자에 측정 된)에 걸쳐 측정 하는 저항 미만 0....

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결과

완전히 전파 이벤트 (즉 "가기")의 결과 테스트에서 전형적인 원시 신호는 그림 6에 나와 있습니다. T0 에서와 서 볼 수 점화 전류 (파란색 곡선) = 0 NiCr 와이어 tb 화상 때까지 계속 하 고 = 19.1 s. 계산 된 평균 점화 현재 (즉, t0 와 tb 사이의 모든 데이터 포인트의 평균 나는hw 10.59 A. = 압력 기록 (빨간 곡선)에 초기 기준선에서 명확한 출발의 첫 징후 tp0 발생 하도록 관찰 17.3 = s. 계산 된 평균 초기 압력 (즉, t0 에서 tp0사이의 모든 데이터 포인트의 평균)은 P나 = 4.924 MPa (700 psig). Tp0에.......

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토론

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 유효 하 고 재현 가능한 결과 17발견 됐다. 그것은 높은 물 콘텐츠 유화에 대 한 현재 작업에서 얻은 MBP 값은 왕 7 유사 제품에 대 한 보고 그 보다 훨씬 낮은 발견 한다. 이 점은 아마도 인해는 사실, 그의 경우, 점화 소스는 현재 작업에 사용 된 직선 원통형 형상에 비해 유제 에너지 전송 효율이 코일 형상 했다. 또한, 코일은 너무 작은 직경 철사로 만들어진 경우 루프는 서로 .......

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공개 사항

저자 들은 아무 경쟁 금융 관심사 선언 합니다.

감사의 글

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.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
니트릴 장갑 (100/pk)Fisher Scientific19149863Bhttps://www.fishersci.ca/shop/products/purple-nitrile-exam-gloves-6/19149863b?searchHijack=true&searchTerm=19149863B&searchType=RAPID&matchedCatNo=19149863B
NiCr60 와이어 24 AWG (롤당 200피트)Omega EngineeringNIC60-020-200http://www.omega.ca/pptst_eng/NI60.html
와이어 커터: 미니 대각선 커팅 플라이어, 5 인치.캐나다 타이어제품 #058-4736-0http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-diagonal-cutting-pliers-0584736p.html#srp
미니 니들 노즈 플라이어, 5 인치.캐나다 타이어제품 #058-4731-0http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-needle-nose-pliers-0584731p.html#srp
크림핑 도구, 8.5 인치.Canadian TireProduct #058-4617-4http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-8-in-crimping-tool-0584617p.html#srp
베어 구리선 (14AWG)Electronics Plus2000BC-14-5/5 lb 롤베어 (비절연) 구리선
비절연 버트 스플라이스 커넥터 (100개)ElectrosonicPanduit BS14-Chttp://www.alliedelec.com/panduit-bs14-c/70044299/?mkwid=si03ezhXY&pcrid=64596948257&pkw=panduit%20bs14-c&pmt=b&pdv=c&gclid=CM_1jO-DsdMCFZKIswodMugASw
스테인레스 스틸 파이프 니플 (10 - 20 개)Wolseley Inc.SSNKX3샘플 셀: 길이 76.2mm x 외경 12.7mm(길이 3인치 x 외경 0.5인치), 셀 길이를 따라 3mm 슬릿 가공, 비전도성 페인트(예: 고열 바베큐 Armor Coat 또는 Krylon 브랜드)를 두 번 코팅하여 안팎으로 도장
고온 비전도성 페인트캐나다 타이어제품 #048-0648-8http://www.canadiantire.ca/en/pdp/armor-coat-bbq-paint-0480648p.html#srp
솔리드 그린 네오프렌 스토퍼(크기 0; 68개 1팩)Cole-PalmerOF-62991-04https://www.coleparmer.ca/i/cole-parmer-solid-green-neoprene-stoppers-standard-size-0-68-pk/6299104?searchterm=OF-62991-04
주걱, 스테인리스 스틸Fisher Scientific14-375-10https://www.fishersci.ca/shop/products/fisherbrand-spoonula-lab-spoon/1437510?searchHijack=true&searchTerm=1437510&searchType=RAPID&matchedCatNo=1437510
7.5L 압력 용기오토클레이브 엔지니어40A-9104, 9122, 40C-1365, 2376최소 내경 127mm; 20.7MPa(3000psi) 파열 디스크 어셈블리 장착; 솔레노이드& 배출구의 공기 작동 밸브; http://www.autoclaveengineers.com/products/pressure_vessels/PV_Bolted_Closure/index.html
전극(2개 세트)전기 미터Conax EG-375-A-SS-T, 25.4cm(10") 도체, 테플론 씰링 글랜드 포함, https://www.conaxtechnologies.com/wp-content/uploads/2016/03/5001D-80-105-Flanges-and-Accessories.pdf
파열 디스크Oseco39859-3-1http://www.oseco.com/imgUL/files/STD_0515.pdf
범용 안전 헤드 (파열 디스크 어셈블리)오토 클레이브 엔지니어SS-4600-1 / 2Fhttp://www.autoclave.com/products/accessories/universal_safety_heads/index.html
고압 밸브 (공기 작동식, 페일 오픈)오토 클레이브 엔지니어1/2 "SW8XXX-CMhttp://www.autoclave.com/aefc_pdfs/OM_P1_Manual_Air_Valve.pdf?zoom_highlightsub=air+operated+valve#search = "공기 작동 식 밸브"
압력 트랜스듀서Omega EngineeringPX176-3KS5V앱솔루트용 증폭 전압 출력 트랜스듀서, 0-20.7 Mpa (0-3000 psi) 밀폐 게이지, 91 cm (36") 케이블 http://www.omega.ca/pptst_eng/PX176.html
디지털 멀티미터Amazon.comFluke 모델 110 Plushttps://www.amazon.com/Fluke-110-Plus-essential-multimeter/dp/B01JX912I2
데이터 수집 인터페이스IOTECHDBK15 수집 보드가 있는 모델 Daqlab 2000
http://www.mccdaq.com/products/daqlab2000s 모니터와 National Instruments DASYLab 소프트웨어(V13, 기본)가 설치된 개인용 컴퓨터DELLCORETMi7 vProTM컴퓨터는 Dasylab 13: 1GHz + x86 호환 요구 사항을 충족해야 합니다. Windows 7 또는 8, 32비트 또는 64비트; 2GB+ RAM
오실로스코프2개의 입력 채널(0-10V), 채널당 12k 샘플 및 10ms/샘플의 수집 주파수가 있는 모든 스토리지 오실로스코프.
정밀 션트 저항기캐나다 션트 산업LA-20-100(20 A, 100 mV) 맞춤형 상자에 들어 있습니다
http://www.cshunt.com/pdf/la.pdf 정전류 전원 공급 장치AgilentN6700B 로우 프로파일 MPS 메인프레임, 400W; N6754A DC 전원 공급기(고속 테스트 확장 옵션포함
http://www.keysight.com/en/pd-1125217-pn-N6754A/high-performance-autoranging-dc-power-module-60v-20a-300w?cc=CA&lc=eng 흡입 밸브오타와 밸브 및 피팅스웨즈락 SS-43GS4-PThttps://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-43GS4
전면 마스크Cooper Safety3M 7800 시리즈http://www.coopersafety.com/product/3m-7800-series-full-face-respirator-1124.aspx
범용 카트리지Cooper Safety3M 60923http://www.coopersafety.com/product/3m-60923-organic-vapor-acid-gas-p100-cartridge-1533.aspx?sid=101950
.)

참고문헌

  1. Ammonium nitrate emulsion blasting agent and method of preparing same. US Patent. , 3,447,978 (1969).
  2. Persson, P. -A., Holmberg, R., Lee, J. Rock Blasting and Explosives Engineering. , CRC Press. 86(1993).
  3. Perlid, H. Pump Safety Tests Regarding Emulsion Explosives. Proceedings of the 22nd Annual Conference on Explosives and Blasting Techniques, International Society of Explosives Engineers. Cleveland, Ohio, USA, 2, 101-107 (1996).
  4. Chan, S. K., Kirchnerova, J. Ignit....

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