Nous présentons un appareil basé sur fil chaud d’allumage dans une enceinte sous pression et une méthodologie associée pour mesurer la pression minimale nécessaire pour provoquer une combustion soutenue en explosifs à émulsion à base d’eau. Cette méthode améliore la caractérisation des produits pour permettre de les utiliser en toute sécurité pendant le pompage et les opérations de mélange.
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Article de méthode
Moins brûlant des pressions d’explosifs de l’émulsion à base d’eau
Dans cet article
Résumé
Résumé
Ce manuscrit décrit un protocole permettant de mesurer la pression minimale requise pour la gravure soutenue d’explosifs de l’émulsion à base d’eau. Pompage d’émulsion aqueuse explosifs de sautage des applications peuvent être très dangereuses, comme en témoigne un nombre d’accidents de la pompe dans le monde entier au cours des dernières décennies, y compris certains qui ont entraîné des pertes de vie. Au Canada, la reconnaissance de ce danger a conduit à l’élaboration de directives de pompage qui ont été approuvés par les deux l’industrie des explosifs et la Division des explosifs réglementaires du gouvernement canadien. Dans ces directives, il a été noté que le minimum de brûler les pressions (MBP) mesurées en laboratoire fournirait un bon guide pour caractériser le comportement de ces produits dans les systèmes de pompage. Les mêmes lignes directrices prévoient aussi la conception de systèmes de pompes qui empêchent, lorsque cela est possible, les pressions de dépasser le MBP du produit pompé. Au moment de la publication des présentes lignes directrices, il existait d’une méthodologie pour mesurer ces valeurs MBP mais elle n’avait jamais été validée afin de mesurer le MBP des émulsions à base d’eau de nitrate d’ammonium (AWEs). AWEs servent maintenant beaucoup plus largement que d’autres explosifs à base d’eau et précurseurs dans les opérations de chargement en vrac sur place.
Le laboratoire canadien de recherche explosifs (CanmetCERL) a fait des recherches durant les dix dernières années à élaborer un protocole de test validé pour mesurer et interpréter les valeurs représentatives de MBP pour AWEs. L’essai, comme il est pratiqué aujourd'hui, est décrits et les composants critiques seront justifiées par référence aux récentes données publiées. Les résultats des mesures de MBP, pour un produits de la gamme de AWE, seront présentés. Inclusion de l’essai MBP dans les étalons d’essai pour l’habilitation des explosifs au Canada sera également discutée.
Introduction
La nitrate d’ammonium à base d’eau émulsion (AWE) explosive a été inventée en 1961. Il se compose de microscopiques gouttelettes d’une solution d’oxydant liquide entouré d’une phase continue de l’huile. La première émulsion stable et pratiquement utile explosifs de mine a été développée par Harold F. Bluhm en USA 1,(1969)2. Cependant, le succès de la commercialisation de ce type d’explosif ne n’est pas vraiment arrivé avant le début des années 1980.
Dans la grande échelle de l’exploitation minière moderne avec l’arrivée des explosif méthodologie de chargement rapide vrac, très grand....
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Protocole
Remarque : les matériaux et l’équipement utilisés ici sont répertoriés dans la Table des matières.
1. préparation des assemblages de fils d’allumage
Remarque : port de gants en nitrile est recommandé pour cette opération.
- Mesurer une longueur prédéterminée de fil nichrome (NiCr) et couper à l’aide d’un coupe-fil. Couper des longueurs de 85 mm pour 76,2 mm (3 ") longtemps des hématies-tests.
- Using pince à bec effilé, plier le fil NiCr de faire une petite boucle à chaque extrémité. Avec un bon outil de sertissage, épisser chacun dans 50 cm de longueur de 14 American Wire Gauge (AWG) noyau....
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Résultats
Des signaux bruts typiques d’un test ayant pour résultat un événement entièrement reproduite (c'est-à-dire « aller ») sont indiqués dans la Figure 6. Le courant d’allumage (courbe bleue) est vu s’allume à t0 = 0 et de rester jusqu'à ce que le fil NiCr brûle à tb = 19,1 s. L’allumage moyenne calculée actuelle (c'est-à-dire la moyenne de tous les points de données de t0 à tb est j’aihw = 1.......
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Discussion
Nos travaux ont démontré que le linéaire du fil chaud de géométrie avec fil de droite NiCr 0,5 mm de diamètre et 10 à 16 courant d’allumage ne permettait pas de s’enflammer ensorcellent avec teneur en eau jusqu'à 25 % de masse. Pour les préparations de haute viscosité (tels que les produits emballés), configurations horizontales et verticales fournissent des résultats presque identiques 17. Toutefois, pour les formules de faible viscosité (tels que les produits en vrac) effets gravitationnels en c.......
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Déclarations de divulgation
Les auteurs déclarent qu’ils n’ont aucun intérêt financier concurrentes.
Remerciements
L’élaboration du protocole de test rapportés dans cette résulte de la publication d’un projet de recherche conjoint entre ressources naturelles Canada (CanmetCERL, explosifs R & D Section) et Orica Mining Services. Permission de Orica Mining Services de publier les renseignements non protégés sur ce sujet est pleinement reconnue. La participation de la partie analytique de la CanmetCERL à la caractérisation physique de l’AWEs divers préparés tout au long de ce travail est aussi tient à reconnaître.
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Matériaux
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| Gants en nitrile (100/pqt) | Fisher Scientific | 19149863B | https://www.fishersci.ca/shop/products/purple-nitrile-exam-gloves-6/19149863b?searchHijack=true&searchTerm=19149863B&searchType=RAPID&matchedCatNo=19149863B |
| Fil NiCr60 24 AWG (200 pieds par rouleau) | Omega Engineering | NIC60-020-200 | http://www.omega.ca/pptst_eng/NI60.html |
| Coupe-fil : Mini pince coupante diagonale, 5 po. | Produit Canadian Tire | #058-4736-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-diagonal-cutting-pliers-0584736p.html#srp |
| Mini pince à bec effilé, 5 po. | Produit Canadian Tire | #058-4731-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-needle-nose-pliers-0584731p.html#srp |
| Outil de sertissage, 8,5 po. | Produit Canadian Tire | #058-4617-4 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-8-in-crimping-tool-0584617p.html#srp |
| Fil de cuivre nu (14AWG) | Electronics Plus | 2000BC-14-5/5 lb Rouleau | cuivre nu (non isolé) |
| Connecteurs d’épissure bout à bout non isolés (100 unités) | Panduit électrosonique 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 | |
| Mamelons de tuyau en acier inoxydable (10 - 20 unités) | Wolseley Inc. | SSNKX3 | : 76,2 mm de long x 12,7 mm de diamètre extérieur (3 po de long x 0,5 po de diamètre) avec fente de 3 mm usinée sur toute la longueur de la cellule, peintes à l’intérieur et à l’extérieur avec deux couches de peinture non conductrice (par exemple, barbecue à haute chaleur, marques Armor Coat ou Krylon). |
| Peinture non conductrice à haute température | Produit Canadian Tire | #048-0648-8 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/armor-coat-bbq-paint-0480648p.html#srp |
| Bouchons en néoprène vert uni (taille 0 ; 1 paquet de 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 Spatule, acier inoxydable | Fisher Scientific | 14-375-10 | https://www.fishersci.ca/shop/products/fisherbrand-spoonula-lab-spoon/1437510?searchHijack=true&searchTerm=1437510&searchType=RAPID&matchedCatNo=1437510 |
| autoclave | récipients sous pression de 7,5 L | 40A-9104, 9122, 40C-1365, 2376 | d’un diamètre intérieur minimum de 127 mm ; équipé d’un ensemble de disque de rupture de 20,7 MPa (3000 psi) ; Solénoïde& vanne à air comprimé sur la sortie ; http://www.autoclaveengineers.com/products/pressure_vessels/PV_Bolted_Closure/index.html |
| Électrodes (set de 2) | Électromètres | Conax EG-375-A-SS-T, conducteur de 25,4 cm (10") | avec presse-étoupes en téflon ; https://www.conaxtechnologies.com/wp-content/uploads/2016/03/5001D-80-105-Flanges-and-Accessories.pdf |
| Disque de rupture | Oseco | 39859-3-1 | http://www.oseco.com/imgUL/files/STD_0515.pdf |
| Tête de sécurité universelle (ensemble de disque de rupture) | Autoclave Engineers | SS-4600-1/2F | http://www.autoclave.com/products/accessories/universal_safety_heads/index.html |
| Vanne haute pression (pneumatique, à ouverture intégrée) | Autoclave Engineers | 1/2 » SW8XXX-CM | http://www.autoclave.com/aefc_pdfs/OM_P1_Manual_Air_Valve.pdf?zoom_highlightsub=air+operated+valve#search="vanne pneumatique« |
| Transducteur de pression | Omega Engineering | PX176-3KS5V | Transducteur de sortie de tension amplifiée pour jauge étanche absolue ; 0-20,7 Mpa (0-3000 psi), câble de 91 cm (36 ») |
| http://www.omega.ca/pptst_eng/PX176.html Multimètre numérique | Amazon.com | Fluke Model 110 Plus | https://www.amazon.com/Fluke-110-Plus-essential-multimeter/dp/B01JX912I2 |
| Interface d’acquisition de données | IOTECH | Modèle Daqlab 2000 avec carte d’acquisition DBK15 | http://www.mccdaq.com/products/daqlab2000s |
| Ordinateur personnel avec moniteur et logiciel National Instruments DASYLab (V13, de base) installé L’ordinateur | DELL | CORETMi7 vProTM | doit répondre aux exigences de Dasylab 13 : compatible 1 GHz + x86 ; Windows 7 ou 8, 32 bits ou 64 bits ; |
| Oscilloscope | Tout oscilloscope de stockage avec 2 canaux d’entrée (0-10 V), 12k échantillons par canal et une fréquence d’acquisition de 10 ms/échantillon. | ||
| Résistance de dérivation de précision | Canadian Shunt Industries | LA-20-100 | (20 A, 100 mV) Enfermé dans une boîte personnalisée http://www.cshunt.com/pdf/la.pdf |
| Alimentation à courant constant | Agilent | N6700B Unité centrale MPS à profil bas, 400W ; Alimentation CC N6754A avec option d’extension de test haute vitesse | http://www.keysight.com/en/-1125217-pn-N6754A/high-performance-autoranging-dc-power-module-60v-20a-300w?cc=CA&lc=eng |
| Vanne d’admission | Ottawa Vannes et raccords | Swagelok SS-43GS4-PT | https://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-43GS4 |
| Masque facial | Cooper Safety | 3M 7800 series | http://www.coopersafety.com/product/3m-7800-series-full-face-respirator-1124.aspx |
| Cartouches à usage général | Cooper Safety | 3M 60923 | http://www.coopersafety.com/product/3m-60923-organic-vapor-acid-gas-p100-cartridge-1533.aspx?sid=101950 |
Références
- Ammonium nitrate emulsion blasting agent and method of preparing same. US Patent. , 3,447,978 (1969).
- Persson, P. -A., Holmberg, R., Lee, J. Rock Blasting and Explosives Engineering. , CRC Press. 86(1993).
- 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).
- Chan, S. K., Kirchnerova, J. Ignit....
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Réimpressions et autorisations
