最小燃焼水性エマルション爆薬の圧力

この手順の全体的な目標は、水性エマルジョン爆薬の自己持続燃焼に必要な最小圧力を測定することであり、これは最小燃焼圧力と呼ばれます。最小燃焼圧力は、エマルジョン爆薬の製造、取り扱い、ポンピングのための安全な運転圧力の推定を導くことができるパラメータです。この技術の主な利点は、20〜30グラムの爆薬しか必要としないことです。

したがって、実験室環境で実行できます。MBPを他の研究室に設置することで、研究室間のMBP試験が容易になり、性能検証のための標準標準物質の確立につながる可能性があります。テストセルコンポーネントの準備を開始するには、長さ85mmのニクロム線を切断します。

ラジオペンチを使用して、ワイヤーの両端を小さなループに曲げます。絶縁されていない突合せ端スプライスコネクタと圧着工具を使用して、ニクロム線の端を50センチメートルの長さの14番アメリカンワイヤーゲージソリッドコアむき出し銅線にスプライスします。このように10〜15本のイグニッションワイヤーアセンブリを準備します。

各アセンブリ全体で測定された抵抗が 0.5 Ω 未満であることを確認します。次に、長軸に沿って3mm幅のスリットが加工された小さな円筒形の鋼管を10本から15本用意します。各セルの内部を、高温の非導電性塗料を2回塗ります。

各セルについて、2つのナンバーゼロネオプレンストッパーの狭い端を切り取り、長さ16ミリメートルのストッパーを取得します。各ストッパーの中心に直径6mmの穴を開けます。穴が銅線とスプライス コネクタを収容するのに十分な幅であることを確認します。

次に、イグニッションワイヤーアセンブリを、幅3ミリメートルのスリットを通して乾燥した塗装セルに挿入します。ネオプレンストッパーを各銅線に通します。イグニッションワイヤーを圧縮したりねじったりせずに、ストッパーをセルの両端に慎重に挿入します。

イグニッションワイヤーをぴんと張って引っ張ります。ストッパーの端で銅線を約90度曲げて、イグニッションワイヤーを所定の位置に固定します。このプロセスを繰り返して、残りのテストセルを組み立てます。

試験用のセルの準備を開始するには、幅3ミリメートルのスリットを通してエマルジョンを試験セルに慎重に導入します。セルがいっぱいになったら、小さなヘラでサンプルを突き固め、セルを硬い表面に軽くたたいて、エアポケットを取り外します。セルに充填できるサンプルがなくなるまで、この方法でセルの充填とサンプルの沈降を続けます。

次に、スリットを上に向けて、ロードされたセルを遠隔操作の圧力容器に水平に置きます。銅線を圧力容器内の電極に接続し、線が容器の本体に接触しないようにします。マルチメータを使用して、各電極と圧力容器の本体との間に電気的接触がないことを確認します。

次に、容器を閉じて密封します。保護された計測器室で、データ集録カードが圧力トランスデューサと高電圧シャント抵抗の両端の電圧信号に接続されていることを確認します。シャント抵抗が定電流源と直列に接続されていること、およびこの直列が圧力容器の電極に接続されていることを確認します。

次に、データ集録ソフトウェアを起動します。圧力容器の出口バルブをリモートで閉じ、アルゴンで容器の加圧を開始します。容器が開始試験圧力に達したら、インレットバルブを閉じます。

システムを5〜10分間監視して、重大な漏れがないことを確認します。容器がリークチェックに合格したら、インレットバルブを開いて圧力を希望の初期値に調整してから、バルブを閉じます。サンプルが発火するまでイグニッションワイヤーに10.5アンペアの定電流を流し、イグニッションワイヤーを溶かして電流の流れを停止させます。

点火が発生し、圧力が上昇し始めたら、現在の電源をオフにしてください。テスト中、圧力は1つまたは2つの最小または最大に達すると、継続的に減少する可能性があります。継続的な圧力低下の開始から10分待ってから、追加の操作を実行してください。

テストが完了したら、アウトレットバルブを開いて燃焼ガスを排出します。アルゴンレギュレーターを約50psiに設定し、インレットバルブを開きます。アルゴンの穏やかな流れを2〜3分間循環させて、容器から有毒ガスをパージし、容器を周囲圧力に戻すようにします。

圧力容器室に戻る前に、AC電源を切断するか、ロックアウトキーを使用して定電流供給をロックアウトしてください。圧力容器を開ける前に、適切な汎用カートリッジを備えたフェイスマスクを着用してください。容器を開き、銅線を電極から外します。

セルと圧力容器を目視検査して、サンプルが燃焼した程度を判断します。結果を書面と写真で文書化します。燃焼フロントがテストセルの壁に達し、ネオプレンストッパーにサンプルがほとんどまたはまったく残っていない場合、結果は問題ないと見なされ、次のテストでは圧力を下げる必要があります。

そうでなければ、結果はノーゴーと見なされ、次のテストのために圧力を上げる必要があります。目視検査に続いて、記録された電流データと圧力データを使用して追加の解析を実行します。圧力の増分または減少を徐々に減らしながら、追加のサンプルでテストを繰り返して、MBPを正確に決定します。

各テストの後、圧力容器を清掃します。ここに示すテスト開始から17.3秒後、圧力は初期平均の4.924メガパスカルから上昇し始めました。イグニッションワイヤーの燃焼に対応するドロップ電流は19.1秒で発生しました。

6.095メガパスカルの最大圧力は33.7秒で発生しました。この方法で試験したサンプルには、水分含有量が異なる5つの同一のAWEが含まれていました。これらのエマルジョンのMBPは、含水量の増加とともに増加することが観察されました。

MBPデータでは、水分含有量が少ないAWEsのばらつきが大きいことが観察されました。これは、サンプルの結晶化温度が比較的高いため、これらのサンプルを操作すると結晶化しやすくなる可能性があるため、サンプルの不均一性が原因である可能性があります。ここで説明するMBPテストは、カナダ天然資源省の爆発物規制部門によるカナダでの高性能爆薬の認可要件に追加されました。

一度習得すると、10〜12回の実験からなる完全なMBP測定は、適切に実行されれば2日で完了できます。この手順を試行するときは、圧力容器室に戻る前に、常に容器の圧力を解放し、電流源をロックアウトすることを忘れないでください。感電死や突然の減圧による飛翔体は、あなたの最大の危険です。