Mínimo ardor presiones de explosivos de emulsión a base de agua

El objetivo general de este procedimiento es medir la presión mínima requerida para la combustión autosostenida en explosivos de emulsión a base de agua, lo que se denomina presión mínima de combustión. La presión mínima de combustión es un parámetro que puede guiar la estimación de presiones de funcionamiento seguras para la fabricación, manipulación y bombeo de explosivos de emulsión. La principal ventaja de esta técnica es que solo requiere de 20 a 30 gramos de explosivos.

Por lo tanto, se puede realizar en un entorno de laboratorio. La instalación de instalaciones de MBP en otros laboratorios facilitaría las pruebas de MBP entre laboratorios, lo que podría conducir al establecimiento de material de referencia estándar para la validación del rendimiento. Para comenzar a preparar los componentes de la celda de prueba, corte un alambre de nicromo de 85 milímetros de longitud.

Usa unos alicates de punta fina para doblar cada extremo del alambre en un pequeño lazo. Utilice conectores de empalme de extremo a tope sin aislamiento y una herramienta de engarce para empalmar los extremos del cable de nicromo en longitudes de 50 centímetros de alambre de cobre desnudo de núcleo sólido de calibre de cable americano número 14. Prepare de 10 a 15 conjuntos de cables de encendido de esta manera.

Verifique que la resistencia medida en cada ensamblaje sea inferior a 0,5 ohmios. A continuación, obtenga de 10 a 15 tubos cilíndricos pequeños de acero, cada uno con una hendidura de tres milímetros de ancho mecanizada a lo largo del eje largo. Pinte el interior de cada celda con dos capas de pintura no conductora de alta temperatura.

Para cada celda, corte los extremos estrechos de dos tapones de neopreno número cero para obtener tapones de 16 milímetros de largo. Haz un agujero de seis milímetros de diámetro en el centro de cada tapón. Verifique que los orificios sean lo suficientemente anchos para acomodar el cable de cobre y los conectores de empalme.

Luego, inserte un conjunto de cable de encendido en la celda pintada seca a través de la ranura de tres milímetros de ancho. Enhebre un tapón de neopreno en cada alambre de cobre. Inserte con cuidado los tapones en cada extremo de la celda sin comprimir ni retorcer el cable de encendido.

Tire del cable de encendido para tensarlo. Dobla los cables de cobre unos 90 grados en los extremos de los tapones para fijar el cable de encendido en su lugar. Repita este proceso para ensamblar las celdas de prueba restantes.

Para comenzar a preparar la celda para la prueba, introduzca cuidadosamente la emulsión en una celda de prueba a través de la ranura de tres milímetros de ancho. Una vez que la celda esté llena, elimine las bolsas de aire apisonando la muestra con una pequeña espátula y golpeando la celda contra una superficie dura. Continúe llenando la celda y asentando la muestra de esta manera hasta que no se pueda empaquetar más muestra en la celda.

Luego, coloque la celda cargada horizontalmente en un recipiente a presión operado a distancia con la ranura hacia arriba. Conecte los cables de cobre a los electrodos en el recipiente a presión, asegurándose de que los cables no entren en contacto con el cuerpo del recipiente. Utilice un multímetro para verificar que no haya contacto eléctrico entre cada electrodo y el cuerpo del recipiente a presión.

Luego, cierre y selle el recipiente. En una sala de instrumentos protegida, verifique que la tarjeta de adquisición de datos esté conectada al transductor de presión y que la señal de voltaje atraviese una resistencia de derivación de alta precisión. Confirme que la resistencia de derivación esté conectada en serie con una fuente de corriente constante y que esta serie esté conectada a los electrodos del recipiente a presión.

A continuación, inicie el software de adquisición de datos. Cierre de forma remota la válvula de salida del recipiente a presión y comience a presurizar el recipiente con argón. Una vez que el recipiente haya alcanzado la presión de prueba inicial, cierre la válvula de entrada.

Monitoree el sistema durante cinco a diez minutos para verificar que no haya fugas significativas. Una vez que el recipiente haya pasado la verificación de fugas, abra la válvula de entrada para ajustar la presión al valor inicial deseado y luego cierre la válvula. Haga fluir una corriente constante de 10,5 amperios a través del cable de encendido hasta que la muestra se encienda, derritiendo el cable de encendido y deteniendo el flujo de corriente.

Apague la fuente de alimentación actual una vez que se haya producido el encendido y la presión comience a aumentar. Durante la prueba, la presión puede alcanzar uno o dos mínimos o máximos antes de disminuir continuamente. Espere diez minutos después del inicio de la disminución continua de la presión antes de realizar manipulaciones adicionales.

Al finalizar la prueba, abra la válvula de salida para ventilar los gases de combustión al escape. Ajuste el regulador de argón a aproximadamente 50 psi y abra la válvula de entrada. Permita que circule un flujo suave de argón durante dos o tres minutos para purgar el recipiente de gases tóxicos, luego permita que el recipiente vuelva a la presión ambiente.

Bloquee el suministro de corriente constante desconectando la alimentación de CA o con una llave de bloqueo antes de regresar a la sala de recipientes a presión. Colóquese una mascarilla con cartuchos de uso general apropiados antes de abrir el recipiente a presión. Abra el recipiente y desconecte los cables de cobre de los electrodos.

Inspeccione visualmente la celda y el recipiente a presión para determinar hasta qué punto se quemó la muestra. Documentar los resultados por escrito y con fotografías. Si el frente de combustión alcanzó las paredes de la celda de prueba y queda poca o ninguna muestra en los tapones de neopreno, el resultado se considera aprobado y las presiones deben disminuirse para la próxima prueba.

De lo contrario, el resultado se considera un no aprobado y se debe aumentar la presión para la siguiente prueba. Después de la inspección visual, realice análisis adicionales utilizando los datos de corriente y presión registrados. Repita la prueba con muestras adicionales mientras disminuye gradualmente los incrementos o disminuciones de presión para determinar con precisión el MBP.

Limpie el recipiente a presión después de cada prueba. A los 17,3 segundos de la prueba que se muestra aquí, la presión comenzó a aumentar desde un promedio inicial de 4,924 mega pascales. La caída de corriente correspondiente a la combustión del cable de encendido se produjo a los 19,1 segundos.

La presión máxima de 6.095 mega pascales se produjo a los 33,7 segundos. Cinco AWEs idénticos con diferentes contenidos de agua se encontraban entre las muestras analizadas con este método. Se observó que los MBP de estas emulsiones aumentaban con el aumento del contenido de agua.

Se observó una mayor varianza en los datos de MBP para los AWE con menor contenido de agua. Esto puede haber sido causado por la falta de uniformidad en las muestras, ya que sus temperaturas de cristalización comparativamente más altas pueden hacer que estas muestras sean más propensas a la cristalización cuando se manipulan. La prueba MBP descrita aquí ha sido añadida a los requisitos para la autorización de explosivos de alta potencia en Canadá por la División Reguladora de Explosivos de Recursos Naturales de Canadá.

Una vez dominado, una medición completa de MBP que consta de diez a doce experimentos se puede completar en dos días si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, recuerde siempre liberar la presión del recipiente y bloquear la fuente de corriente antes de regresar a la sala del recipiente a presión. La electrocución y los proyectiles de la descompresión repentina son sus mayores peligros.