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Mindestens brennen Druck wässrige Emulsion Sprengstoff

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DOI:

10.3791/56167

31. Oktober 2017

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Präsentieren wir Ihnen eine Vorrichtung auf der Grundlage Hitzdraht-Zündung in eine Überdruckkapselung und eine zugehörige Methodik zur Messung des Mindestdrucks erforderlich, selbständigem Brennen in wässrige Emulsion Sprengstoff zu induzieren. Diese Methode verbessert die Produktcharakterisierung damit sie sicherer bei Pumpen und mischen Vorgänge verwenden können.

Zusammenfassung

Dieses Manuskript beschreibt ein Protokoll den Mindestdruck erforderlich für anhaltende brennende wässrige Emulsion Sprengstoff zu messen. Pumpen wässrige Emulsion, die Sprengstoffe für Strahlen Anwendungen sehr gefährlich sein können, wie durch eine Reihe von Pumpe Unfälle rund um den Globus in den letzten Jahrzehnten, darunter auch einige, die zu Todesfällen geführt. In Kanada hat die Anerkennung von dieser Gefahr zu pumpenden Leitlinien, die von der Sprengstoffindustrie gebilligt wurden und die Explosive regulatorischen Division der kanadischen Regierung geführt. In diesen Leitlinien wurde festgestellt, dass die brennenden Druck (MBP) in einem Labor gemessen mindestens einen guten Leitfaden, um das Verhalten dieser Produkte in Pumpensystemen charakterisieren bieten würde. Die gleichen Richtlinien fordern auch für die Gestaltung von Pumpensystemen, die verhindern, wann immer möglich, Druck überschreitet das MBP das Produkt gepumpt. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieser Leitlinien eine Methodik für solche MBP Messwerte bestanden, aber es hatte nie zur Messung des MBP von Ammoniumnitrat wässrigen Emulsionen (AWEs) validiert. AWEs dienen heute viel stärker als jede andere wasserlösliche Sprengstoffe und Vorstufen in der vor-Ort-Masse Beladung.

Das kanadische Explosivstoffe Research Laboratory (CanmetCERL) wurde die Durchführung Forschung in den letzten zehn Jahren eine validierte Testprotokoll zu messen und interpretieren repräsentative MBP Werte für AWEs zu entwickeln. Der Test, wie sie heute durchgeführt wird beschrieben und die kritischen Komponenten werden unter Bezugnahme auf den letzten veröffentlichten Daten gerechtfertigt werden. MBP Messergebnisse, für eine Reihe von AWE-Produkten präsentiert werden. Aufnahme des MBP Tests im Test-Standards für die Zulassung von Sprengstoff in Kanada wird auch diskutiert werden.

Einleitung

Ammoniumnitrat wässrige Emulsion (AWE) explosive wurde im Jahr 1961 erfunden. Es besteht aus mikroskopisch kleinen Tröpfchen einer flüssigen Oxidator Lösung umgeben von einer kontinuierlichen Ölphase. Die ersten stabile und praktisch nutzbaren Emulsion Strahlen explosive entwickelte sich durch Harold F. Bluhm in den USA (1969) 1,2. Die erfolgreiche Vermarktung dieser Art von Sprengstoff geschah jedoch nicht wirklich vor dem Beginn der 1980er Jahre.

Mit der großen Skala des modernen Bergbau und dem Aufkommen des explosiven be-Methodik schnell Masse haben sehr große Mengen von Ehrfurc....

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Protokoll

Hinweis: die Materialien und Geräte verwendet, hier finden Sie in Tabelle Materialien.

1. Vorbereitung der Zündung Draht Baugruppen

Hinweis: Nitril-Handschuhe tragen, empfiehlt sich für diese Operation.

  1. Eine vorgegebene Länge des Drahtes Nichrom (NiCr) messen und schneiden Sie mit einem Drahtschneider. 85 mm Schnittlängen für 76,2 mm (3 ") lange testen Zellen.
  2. Mit Spitzzange, beugen den NiCr-Draht, eine kleine Schleife an jedem Ende zu machen. Mit einer richtigen Crimp-Zange, Spleißen jeweils in 50 cm Länge 14 American Wire Gauge (AWG) festen Kern blanken Kupferdraht mit unisoliert Butt....

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Ergebnisse

Typische Rohsignale aus einem Test, was in ein vollständig übertragene Ereignis (z. B. "Go") sind in Abbildung 6dargestellt. Die Zündung aktuelle (blaue Kurve) wird gesehen, komm t0 = 0 und zu bleiben, bis der Draht NiCr tb brennt = 19,1 s. Die berechnete durchschnittliche Zündung aktuelle (d.h. Mittelwert aller Datenpunkte t0 bis tb ist ichhw = 10,59 A. Auf der Druck-Platte (rote Kurve).......

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Diskussion

Unsere Arbeit gezeigt, dass die lineare-Geometrie mit 0,5 mm Durchmesser NiCr geraden Draht Hitzdraht und 10 bis 16 Zündung Strom zu entzünden ausreichte mit Wassergehalten bis zu 25 Masse-awes %. Für hohe Viskosität Formulierungen (z. B. verpackte Emulsionsprodukten) bieten horizontale und vertikale Konfigurationen nahezu identischen Ergebnissen 17. Jedoch für niedrigviskose Formeln (z. B. Schüttgut Emulsionsprodukten) induzieren Schwerkraft Effekte in vertikale Konfiguration Emulsion Strömung, d.......

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Offenlegungen

Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessenkonflikte.

Danksagungen

Die Entwicklung der Testprotokoll berichtet in dieser Veröffentlichung ergibt sich aus einem gemeinsamen Forschungsprojekt zwischen Natural Resources Canada (CanmetCERL, Sprengstoff R & D Abschnitt) und Orica Mining Services. Erlaubnis von Orica Mining Services, nicht-proprietäre Informationen zu diesem Thema zu veröffentlichen ist voll anerkannt. Die Beteiligung der CanmetCERLs analytische Teil bis hin zur physikalischen Charakterisierung der verschiedenen AWEs vorbereitet in der vorliegenden Arbeit wird auch dankbar anerkannt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Nitrilhandschuhe (100/Stück)Fisher Scientific19149863Bhttps://www.fishersci.ca/shop/products/purple-nitrile-exam-gloves-6/19149863b?searchHijack=true&searchTerm=19149863B&searchType=RAPID&matchedCatNo=19149863B
NiCr60 Draht 24 AWG (200 Fuß pro Rolle)Omega EngineeringNIC60-020-200http://www.omega.ca/pptst_eng/NI60.html
Drahtschneider: Mini-Zenitschneiderzange, 5 ZollCanadian TireProduct #058-4736-0http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-diagonal-cutting-pliers-0584736p.html#srp
Mini-Spitzzange, 5 Zoll.KanadischesReifenprodukt #058-4731-0http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-needle-nose-pliers-0584731p.html#srp
Crimpzange, 8,5 ZollCanadian TireProduct #058-4617-4http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-8-in-crimping-tool-0584617p.html#srp
Blanker Kupferdraht (14AWG)Electronics Plus2000BC-14-5/5 lb RolleBlanker (nicht isolierter) Kupferdraht
Nicht isolierte Stoßspleißverbinder (100 Einheiten)ElektroschallPanduit 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
Rohrnippel aus Edelstahl (10 - 20 Stück)Wolseley Inc.SSNKX3-Probenzellen: 76,2 mm lang x 12,7 mm AD (3" lang x 0,5" od) mit 3 mm Schlitz, der entlang der Länge der Zelle bearbeitet wurde, innen und außen mit zwei Schichten nicht leitender Farbe lackiert (z. B. hochhitzebeständige Grillfarben der Marken Armor Coat oder Krylon).
Nicht leitender HochtemperaturlackCanadian TireProdukt #048-0648-8http://www.canadiantire.ca/en/pdp/armor-coat-bbq-paint-0480648p.html#srp
Einfarbige grüne Neoprenstopper (Größe 0; 1 Packung à 68)Cole-PalmerOF-62991-04https://www.coleparmer.ca/i/cole-parmer-solid-green-neoprene-stoppers-standard-size-0-68-pk/6299104?searchterm=OF-62991-04
Spatel, EdelstahlFisher Scientific14-375-10https://www.fishersci.ca/shop/products/fisherbrand-spoonula-lab-spoon/1437510?searchHijack=true&searchTerm=1437510&searchType=RAPID&matchedCatNo=1437510
7,5 l40A-9104, 9122, 40C-1365, 2376minimaler Innendurchmesser von 127 mm; ausgestattet mit 20,7 MPa (3000 psi) Berstscheibenbaugruppe; Magnet & druckluftbetätigtes Ventil am Auslass; http://www.autoclaveengineers.com/products/pressure_vessels/PV_Bolted_Closure/index.html
Elektroden (2er-Set)ElektrometerConax EG-375-A-SS-T, 25,4 cm (10") Leitermit Teflon-Dichtverschraubungen; https://www.conaxtechnologies.com/wp-content/uploads/2016/03/5001D-80-105-Flanges-and-Accessories.pdf
BerstscheibeOseco39859-3-1http://www.oseco.com/imgUL/files/STD_0515.pdf
Universeller Sicherheitskopf (Berstscheibenbaugruppe)Autoclave EngineersSS-4600-1/2Fhttp://www.autoclave.com/products/accessories/universal_safety_heads/index.html
Hochdruckventil (druckluftbetätigt, fail-open)Autoclave Engineers1/2" SW8XXX-CMhttp://www.autoclave.com/aefc_pdfs/OM_P1_Manual_Air_Valve.pdf?zoom_highlightsub=air+operated+valve#search="druckluftbetätigtes Ventil"
DruckmessumformerOmega EngineeringPX176-3KS5VVerstärkter Spannungsaufnehmer für Absolutdruck, 0-20,7 Mpa (0-3000 psi) abgedichtetes Manometer, 91 cm (36") Kabel http://www.omega.ca/pptst_eng/PX176.html
DigitalmultimeterAmazon.comFluke Modell 110 Plushttps://www.amazon.com/Fluke-110-Plus-essential-multimeter/dp/B01JX912I2
DatenerfassungsschnittstelleIOTECHModell Daqlab 2000 mit DBK15 Erfassungskartehttp://www.mccdaq.com/products/daqlab2000s
Personal Computer mit Monitor und installierter National Instruments DASYLab Software (V13, basic)DELLCORETMi7 vProTMComputer muss die Anforderungen für Dasylab 13: 1GHz + x86 kompatibel erfüllen; Windows 7 oder 8, 32-Bit oder 64-Bit; 2 GB+ RAM
OszilloskopBeliebiges Speicheroszilloskop mit 2 Eingangskanälen (0-10 V), 12k Abtastungen pro Kanal und einer Erfassungsfrequenz von 10 ms/Abtastung.
Präzisions-Shunt-WiderstandCanadian Shunt IndustriesLA-20-100(20 A, 100 mV) Verpackt in einer kundenspezifischen Box http://www.cshunt.com/pdf/la.pdf
Konstantstrom-NetzteilAgilentN6700B Low-Profile MPS Mainframe, 400 W; N6754A Gleichstrom-Netzteil mit Option für Hochgeschwindigkeits-Testerweiterungenhttp://www.keysight.com/en/pd-1125217-pn-N6754A/high-performance-autoranging-dc-power-module-60v-20a-300w?cc=CA&lc=eng
EinlassventilOttawa Ventile und ArmaturenSwagelok SS-43GS4-PThttps://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-43GS4
VollgesichtsmaskeCooper Safety3M 7800 Seriehttp://www.coopersafety.com/product/3m-7800-series-full-face-respirator-1124.aspx
UniversalpatronenCooper Safety3M 60923http://www.coopersafety.com/product/3m-60923-organic-vapor-acid-gas-p100-cartridge-1533.aspx?sid=101950
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Referenzen

  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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Schlagwörter

Minimaler VerbrennungsdruckAmmoniumnitrat EmulsionenDruckbeh lterpr fungZ nddrahtbaugruppeKonstantstromquelleArgon Beaufschlagungvisuelle VerbrennungsinspektionSp len des Druckbeh ltersRichtlinien zur Explosionssicherheit

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