Mindestens brennen Druck wässrige Emulsion Sprengstoff

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens ist es, den Mindestdruck zu messen, der für eine selbsterhaltende Verbrennung in wasserbasierten Emulsionssprengstoffen erforderlich ist und als minimaler Brenndruck bezeichnet wird. Der minimale Brenndruck ist ein Parameter, der die Abschätzung sicherer Betriebsdrücke für die Herstellung, Handhabung und das Pumpen von Emulsionssprengstoffen leiten kann. Der Hauptvorteil dieser Technik besteht darin, dass sie nur 20 bis 30 Gramm Sprengstoff benötigt.

Sie kann daher in einer Laborumgebung durchgeführt werden. Die Installation von MBP-Anlagen in anderen Laboratorien würde die MBP-Tests zwischen Laboratorien erleichtern, was zur Etablierung von Standardreferenzmaterial für die Leistungsvalidierung führen könnte. Um mit der Vorbereitung der Komponenten der Prüfzelle zu beginnen, schneiden Sie ein 85 Millimeter langes Stück Nichromdraht ab.

Biege jedes Ende des Drahtes mit einer Spitzzange zu einer kleinen Schlaufe. Verwenden Sie unisolierte Stoß-Spleißverbinder und ein Crimpwerkzeug, um die Enden des Nichrom-Drahtes in 50 Zentimeter lange Längen von amerikanischem Kupferdraht mit massivem Kern und Blankstahl mit der Nummer 14 zu spleißen. Bereiten Sie auf diese Weise 10 bis 15 Zündkabelbaugruppen vor.

Stellen Sie sicher, dass der an jeder Baugruppe gemessene Widerstand weniger als 0,5 Ohm beträgt. Als nächstes besorgen Sie sich 10 bis 15 kleine zylindrische Stahlrohre mit jeweils einem drei Millimeter breiten Schlitz, der entlang der Längsachse bearbeitet ist. Streichen Sie das Innere jeder Zelle mit zwei Schichten nicht leitender Hochtemperaturfarbe.

Schneiden Sie für jede Zelle die schmalen Enden von zwei Neoprenstoppern mit der Nummer Null ab, um 16 Millimeter lange Stopper zu erhalten. Stanzen Sie ein Loch mit einem Durchmesser von sechs Millimetern durch die Mitte jedes Stoppers. Stellen Sie sicher, dass die Löcher breit genug sind, um den Kupferdraht und die Spleißverbinder aufzunehmen.

Führen Sie dann eine Zündkabelbaugruppe durch den drei Millimeter breiten Schlitz in die getrocknete lackierte Zelle ein. Fädeln Sie einen Neoprenstopper auf jeden Kupferdraht. Stecken Sie die Stopper vorsichtig in jedes Ende der Zelle, ohne das Zündkabel zu komprimieren oder zu verdrehen.

Ziehen Sie das Zündkabel straff. Biege die Kupferdrähte an den Enden der Stopper um etwa 90 Grad, um den Zünddraht zu fixieren. Wiederholen Sie diesen Vorgang, um die restlichen Prüfzellen zusammenzubauen.

Um mit der Vorbereitung der Zelle für den Test zu beginnen, führen Sie die Emulsion vorsichtig durch den drei Millimeter breiten Schlitz in eine Prüfzelle ein. Sobald die Zelle voll ist, entfernen Sie alle Lufteinschlüsse, indem Sie die Probe mit einem kleinen Spatel festdrücken und die Zelle gegen eine harte Oberfläche klopfen. Fahren Sie mit dem Befüllen der Zelle fort und setzen Sie die Probe auf diese Weise ab, bis keine Probe mehr in die Zelle gepackt werden kann.

Stellen Sie dann die geladene Zelle horizontal mit dem Schlitz nach oben in einen fernbedienbaren Druckbehälter. Verbinden Sie die Kupferdrähte mit den Elektroden im Druckbehälter und stellen Sie sicher, dass die Drähte den Behälterkörper nicht berühren. Stellen Sie mit einem Multimeter sicher, dass zwischen den einzelnen Elektroden und dem Körper des Druckbehälters kein elektrischer Kontakt besteht.

Verschließen und verschließen Sie dann das Gefäß. Stellen Sie in einem geschützten Instrumentenraum sicher, dass die Datenerfassungskarte mit dem Druckmessumformer und dem Spannungssignal über einen hochpräzisen Shunt-Widerstand verbunden ist. Vergewissern Sie sich, dass der Shunt-Widerstand mit einer Konstantstromquelle in Reihe geschaltet ist und dass diese Reihe mit den Elektroden des Druckbehälters verbunden ist.

Starten Sie dann die Datenerfassungssoftware. Schließen Sie das Auslassventil des Druckbehälters aus der Ferne und beginnen Sie, den Behälter mit Argon unter Druck zu setzen. Sobald der Behälter den Startprüfdruck erreicht hat, ist das Einlassventil zu schließen.

Überwachen Sie das System fünf bis zehn Minuten lang, um sicherzustellen, dass keine signifikanten Lecks vorhanden sind. Sobald der Behälter die Dichtheitsprüfung bestanden hat, öffnen Sie das Einlassventil, um den Druck auf den gewünschten Anfangswert einzustellen, und schließen Sie dann das Ventil. Fließen Sie mit einem konstanten Strom von 10,5 Ampere durch das Zündkabel, bis sich die Probe entzündet, das Zündkabel schmilzt und der Stromfluss stoppt.

Schalten Sie die Stromversorgung aus, sobald die Zündung erfolgt ist und der Druck ansteigt. Während der Prüfung kann der Druck ein oder zwei Minima oder Maxima erreichen, bevor er kontinuierlich abnimmt. Warten Sie zehn Minuten nach Beginn des kontinuierlichen Druckabfalls, bevor Sie weitere Manipulationen durchführen.

Nach Abschluss der Prüfung ist das Auslassventil zu öffnen, um die Verbrennungsgase zum Auspuff abzulassen. Stellen Sie den Argonregler auf ca. 50 psi ein und öffnen Sie das Einlassventil. Lassen Sie einen sanften Fluss von Argon zwei bis drei Minuten lang zirkulieren, um das Gefäß von giftigen Gasen zu reinigen, und lassen Sie das Gefäß dann wieder auf Umgebungsdruck zurückkehren.

Sperren Sie die Konstantstromversorgung durch Trennen der Wechselstromversorgung oder mit einem Sperrschlüssel, bevor Sie in den Druckbehälterraum zurückkehren. Setzen Sie eine Gesichtsmaske mit geeigneten Allzweckpatronen auf, bevor Sie das Druckgefäß öffnen. Öffnen Sie das Gefäß und trennen Sie die Kupferdrähte von den Elektroden.

Führen Sie eine Sichtprüfung der Zelle und des Druckbehälters durch, um festzustellen, in welchem Ausmaß die Probe verbrannt ist. Dokumentieren Sie die Ergebnisse schriftlich und mit Fotos. Wenn die Verbrennungsfront die Wände der Prüfzelle erreicht hat und wenig bis gar keine Probe mehr auf den Neoprenstoppern verbleibt, gilt das Ergebnis als gegeben und der Druck sollte für den nächsten Test verringert werden.

Andernfalls gilt das Ergebnis als No-Go und der Druck sollte für den nächsten Test erhöht werden. Führen Sie im Anschluss an die Sichtprüfung weitere Analysen anhand der aufgezeichneten Strom- und Druckdaten durch. Wiederholen Sie den Test mit zusätzlichen Proben, während Sie die Druckinkremente oder -dekremente allmählich verringern, um den MBP genau zu bestimmen.

Reinigen Sie den Druckbehälter nach jedem Test. Nach 17,3 Sekunden des hier gezeigten Tests begann der Druck von anfänglichen durchschnittlich 4,924 Megapascal zu steigen. Der Abfallstrom, der dem Durchbrennen des Zündkabels entspricht, trat bei 19,1 Sekunden auf.

Der maximale Druck von 6,095 Megapascal trat bei 33,7 Sekunden auf. Unter den Proben, die mit dieser Methode untersucht wurden, befanden sich fünf identische AWEs mit unterschiedlichen Wassergehalten. Es wurde beobachtet, dass die MBPs für diese Emulsionen mit zunehmendem Wassergehalt zunahmen.

Eine größere Varianz wurde in den MBP-Daten für AWEs mit geringerem Wassergehalt beobachtet. Dies könnte durch Ungleichmäßigkeit der Proben verursacht worden sein, da ihre vergleichsweise höheren Kristallisationstemperaturen diese Proben anfälliger für Kristallisation machen können, wenn sie manipuliert werden. Der hier beschriebene MBP-Test wurde von der Explosive Regulatory Division von Natural Resources Canada zu den Anforderungen für die Zulassung von Sprengstoffen in Kanada hinzugefügt.

Einmal gemeistert, kann eine vollständige MBP-Messung, die aus zehn bis zwölf Experimenten besteht, in zwei Tagen abgeschlossen werden, wenn sie richtig durchgeführt wird. Denken Sie beim Versuch dieses Verfahrens daran, den Behälterdruck immer abzulassen und die Stromquelle zu verriegeln, bevor Sie in den Druckbehälterraum zurückkehren. Stromschläge und Projektile durch plötzliche Dekompression sind Ihre größten Gefahren.