Summary
Vi presenterar en apparater baserade på hot-wire tändningen i ett trycksatt hölje och en tillhörande metodik att mäta det lägsta tryck som krävs för att framkalla ihållande förbränning i vattenbaserad emulsion sprängämnen. Metoden förbättrar produkten karakterisering för att tillåta en att använda dem mer säkert under pumpning och blandning.
Abstract
Detta manuskript beskriver ett protokoll för att mäta det lägsta tryck som behövs för ihållande bränning av vattenbaserad emulsion sprängämnen. Pumpning av vattenbaserade emulsion sprängämnen för blästring applikationer kan vara mycket farliga, vilket framgår av ett antal pump olyckor runt om i världen under de senaste decennierna, inklusive några som resulterat i dödsfall. I Kanada, har erkännande av denna fara lett till utvecklingen av pumpning riktlinjer som godkändes av både sprängämnesindustrin och explosiva reglerande uppdelningen av den kanadensiska regeringen. I dessa riktlinjer noteras att den minsta brännaren tryck (MBP) mätt i ett laboratorium skulle ge en bra guide för att karaktärisera dessa produkter i pumpsystem beteende. Samma riktlinjer kräver också utformningen av pumpsystem som hindrar, om möjligt, trycket från överstiger MBP av produkten som pumpas. Vid tidpunkten för offentliggörandet av dessa riktlinjer, en metod som fanns för att mäta sådana MBP värden men det hade aldrig godkänts för att mäta MBP av ammoniumnitrat vattenbaserade emulsioner (AWEs). AWEs används nu mycket större utsträckning än någon annan vattenbaserad sprängämnen och prekursorer i hotellets volymladdning verksamhet.
Den kanadensiska sprängämnen Research Laboratory (CanmetCERL) bedrivit forskning under de senaste tio åren att utveckla ett validerat test protokoll för att mäta och tolka representativa MBP värden för AWEs. Testet, som den utförs idag, kommer att beskrivas och de kritiska komponenterna kommer motiveras med hänvisning till nyligen publicerade data. MBP mätresultaten, för ett utbud av AWE produkter, kommer att presenteras. Inkludering av MBP testet i test normerna för godkännande av sprängämnen i Kanada kommer också att diskuteras.
Introduction
Ammoniumnitrat vattenbaserad emulsion (fylld av vördnad) explosiva uppfanns 1961. Den består av mikroskopiska droppar av en flytande oxidationsmedel lösning omgiven av en kontinuerlig olja fas. Den första stabila och praktiskt användbara emulsion sprängämnet utvecklades av Harold F. Bluhm i USA (1969) 1,2. Framgångsrik kommersialisering av denna typ av explosiva skedde dock inte riktigt före början av 1980-talet.
Med storskaliga moderna gruvverksamhet och tillkomsten av snabb bulk explosiva lastning metodik, har mycket stora volymer av AWE sprängämnen tillverkas och transporteras. En tanker Last normalt transporterar 20 ton av vördnad och många sådana lastbilslaster är oftast nödvändigt att ladda bara en blast. Oavsiktlig initiering av sådana stora mängder sprängämnen skulle vara särskilt förödande och, därför, en god kunskap om deras farliga egenskaper krävs att designa motsvarande säker hanteringssystem. Det är väl känt att emulsioner är relativt okänslig för mekaniska händelser (dvs stötar och friktion), har oavsiktliga explosioner fortfarande rapporterade 3 vid hantering av denna typ av explosiva ämnen, särskilt i pumpa applikationer.
Det har varit känt sedan 1970-talet 4 som en minsta omgivningstryck krävs för själv lidit förbränning ske i vatten-baserade sprängämnen. Detta sistnämnda värde har oftast kallats den ”minsta Burning Pressure” (MBP). Från en säkerhetssynpunkt, kan kunskap om detta tröskelvärde möjliggöra tillverkare bättre uppskattning säker arbetstryck för olika hanteringsutrustning.
Institutionen av naturresurserna i Kanada har publicerat ”riktlinjer för pumpning av vattenbaserade sprängämnen” 5, som säger att det är en god praxis att använda pumpa tryck väl under MBP emulsioner eller watergels. Det bör märkas att riktlinjerna utformades i samarbete med de flesta kommersiella tillverkare och att, i USA, Institutet av skaparna av sprängämnen (IME) har också publicerat mycket liknande riktlinjer 6. Dock i dessa dokument fanns det ingen beskrivning eller recept på hur MBP skall mätas.
Under de senaste decennierna, har endast ett fåtal studier relaterade till MBP mätningar rapporterats. Chan et al. 4 rapporterade MBP mätresultaten för vattengel sprängämnen, som också är ammoniumnitrat och vattenbaserade. De har ingått att MBP kan ha ett starkt beroende på flera formulering faktorer såsom vattenhalt, förekomsten av kemiska sensibiliserande eller metallpulver. I en annan studie, Wang 7 beskrivs ett 2.5 L tryckkärl trycksatt med N2 och används en Bruceton up-and-down metod för att bestämma MBP för grundläggande AWEs. Med detta system mättes MBP storleksordningen 15 MPa för en grundläggande emulsion med en vattenhalt av 16 mass %.
Använda en liknande trycksatt fartyget test, Hirosaki o.a. 8 har rapporterat vissa MBP mätresultaten för vördnad sprängämnen. De har noterat att naturen (dvs. glas eller harts) av mikro-sfärer som används för att medvetandegöra explosiva också har en stark påverkan på resultaten. Mer nyligen, Turcotte o.a. 9 har utvecklat ett system som liknar Wang och Hirosaki et al. och har försökt att använda den för att mäta MBP av vissa AWEs. Dock har de hittat många tänkbara problem som kan leda till felaktiga MBP bestämningar. Särskilt noteras att tändning källa geometri (kromnickellegering tråd coil) aldrig hade validerats ordentligt för AWEs. I 2008, Turcotte o.a. 10 och Chan et al. 11, har utvecklat både en apparat som grundar sig på en kalibrerad tändsystem tråd och en associerad metod att mäta den MBP av AWEs. De har också används anläggningen för att studera tändning av typiska AWEs, mätt energikraven för att erhålla tillförlitliga tändningarna 12 och studerat påverkan av fysiska egenskaper och ingredienser på MBP av en mängd AWE sprängämnen 13,14. Denna MBP mätmetod som för närvarande föreslås som en standard test inom United Nation Transport av farligt gods (UN TDG) tester och kriterier för klassificering för transport av AWEs 15.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Obs: material och utrustning som används här listas i tabell av materialen.
1. beredning av tändning Wire församlingar
Obs: bära nitrilhandskar rekommenderas för denna operation.
- Mäta en förutbestämd längd kromnickellegering (NiCr) tråd och skär med en Avbitartång. 85 mm längder för 76,2 mm (3 ") länge testa celler.
- Använda spetstång, böja NiCr tråd att göra en liten ögla i vardera änden. Med en ordentlig pressverktyg, skarva var och en i 50 cm längd 14 American Wire Gauge (AWG) fast kärna bare koppartråd med oisolerad butt-end splice kopplingar.
- Upprepa steg 1.1-1.2 att göra så många sammansättningar som krävs.
Obs: Det rekommenderas att förbereda flera församlingar i förväg eftersom varje MBP mätning tar 10 till 15 församlingar). En färdig tråd församling visas i figur 1. Om alla kablar är korrekt skarvas och veckad till kontakten, motståndet mäts över församlingens tråd (mätt på kopparledare på vardera sidan av NiCr tråd) måste vara mindre än 0,5 Ω.
2. Prov och Test Cell förberedelse
Obs: bära nitrilhandskar rekommenderas för denna operation.
- Förbered test celler vardera bestående av en liten cylindrisk stålrör med en längd på 7,6 cm och en inre diameter på minst 1,6 cm. se till att varje test cell har en 3 mm bred skåra maskinbearbetade längs axeln att förbränningsgaserna att fly under den tester. < b r / > Obs: AWEs är elektriskt ledande.
- Att säkerställa att alla nuvarande tändningen kommer att gå genom strömkabeln, måla insidan av varje cell med två strykningar av hög temperatur icke-konduktiv färg. I förväg förbereda flera testceller.
- Förbereda flera nr 0 neopren proppar av brotschning insidan ansikte att rymma splice kontakterna och kopparledare tändning tråd församlingens.
- Använda den horisontella skåra på provkammaren för att infoga strömkabeln i mitten av cellen. Noggrant Skjut beredda neopren propp längs varje koppartråd och infoga dem i varje ände av cellen, att se till att strömkabeln inte är komprimerade eller twisted.
- Dra strömkabeln spänd och böja på benet-koppartrådar vertikalt för att säkra dem ( figur 2, figur 3).
- Införa provet i cellen genom 3 mm bred skåra med försiktighet för att undvika orsakar kristallisering av provet och införa hålrum i provet. Använd en spatel för att packa ner emulsionen bort hålrum vid behov. Tryck snabbt på cellen upprepade gånger på en bänkskiva att säkerställa att emulsionen bosätter sig i håligheter. Upprepa fyllning, stampande och knacka tills emulsionen inte längre lägger sig någon ytterligare.
3. Laddar provet i tryckkärl
- förbereda ett tryckkärl med följande egenskaper att ladda cellen prov: en löpande tryckhållfasthet 20,7 MPa (eller 3.000 psig) (se tabell av material), gjord av rostfritt stål att undvika långsiktiga rostskada från gasformiga reaktionsprodukterna, utrustade med två isolerade styv genomföring elektroder kan bära en elektrisk ström upp till 20 A, och förseglas för att ha ett tryck betyg motsvarar fartyget självt.
- Av säkerhetsskäl installera fartyget i en skyddad test rum utrustat med en bristning skivan församlingen (se Tabell för material) avsedd för att ventilera fartyget vid ett tryck som är något lägre än dess maximala arbetstryck.
- För att ventilera fartyget efter ett test, utrusta gas utlopp med en högtrycks ventil som kan fjärrstyras.
Obs: Detta kan uppnås på olika sätt. Det kan exempelvis uppnås med hjälp av en magnetventil ventil luft styrd ventil kombination. Öppningen av fartyget måste anslutas till en gas grenrör systemet drivs från ett närliggande skyddade rum kan distans tryckförvaring tryckkärlet till ett valt Utgångstrycket använder en trycksatt cylinder med argon (kväve kan vara ett alternativ men kan inte vara som inert). Detta grenrör vore normalt anpassade gjord av högtrycks rostfria rörsystem och högtrycks kompression kopplingar och ventiler. Det rekommenderas att fartyget även utrustas med en 0-20,7 MPa (0-3000 psig) Tryck givare.
- Införa en provcell med prov (förberedd i avsnitt 2) i tryckkärlet. Placera dess längdaxel horisontellt med skåran på ovansidan ( figur 2). Anslut de kala kopparledningar elektroderna inuti fartyget. Säkerställa den förstnämnda inte röra kroppen av fartyget. Stäng och försegla tryckkärlet.
- Använder multimeterns se till det finns ingen elektrisk kontakt mellan varje elektrod och kroppen av tryckkärlet.
Obs: Om någon kontakt upptäcks mellan en elektrod och kroppen av fartyget, dess orsak(er) måste bestämmas och åtgärder måste vidtas för att eliminera den innan testning kan fortsätta.
4. Utför ett Test
- på skyddade rummet, Anslut signalen från tryckgivaren till dataförvärvet (se tabell av material) eller tillgängliga oscilloskop. Också, Anslut spänningen över hög precision shunt motståndet till datainsamling (eller oscilloskop). Se till att denna shunt motståndet är också ansluten i serie med en konstant strömkälla. Anslut serien till elektroderna på tryckkärlet att leverera en konstant ström genom NiCr tråd.
Obs: Att veta dess motstånd, spänningen över denna shunt motstånd ger en mätning av tändningen nuvarande. - Startar den PC-baserade system för datainsamling (eller tillgängliga oscilloskop).
- Distans stänga fartyget ' s utloppsventil (se avsnitt 3.1 Obs). Med hjälp av en trycksatt argon cylindern i instrumentet rum och gas samlingsröret (beskrivs i avsnitt 3), starta tryckförvaring fartyget måste Utgångstrycket för test
Obs: Beroende på utformningen av vördnad, detta tryck kan variera någonstans från 0,3 till 19,3 MPa (50 till 2500 psig). Om detta är det första testet med en viss förundran produkt, göra en kvalificerad gissning av MBP, baserat på utformningen av provet, att välja på vilka påtryckningar detta första test måste utföras.- En gång trycksättning uppnås, nära fartyget ' s inloppsventil och lämna fartyget trycksatt för 5-10 min för att kontrollera att systemet har inga betydande läckor. När detta är etablerad, åter öppna inloppsventilen, justera trycket till det valda initialvärdet och Stäng inloppsventilen. Om en betydande läckagehastighet upptäcks, skjuta upp testning tills erforderligt underhåll har utförts.
- Slår på konstant nuvarande källa och tillåta en 10.5 A nuvarande att flöda genom strömkabeln. Hålla nuvarande på tills provet antänds och smälter strömkabeln, stoppa flödet av aktuell; Detta väntas ta några s. tur strömförsörjningen av när tändningen har ägt rum och trycket har börjat öka.
Obs: Trycket kan gå igenom en eller två minima och maxima och ska börja minska kontinuerligt. När detta har hänt, vänta för en extra 10 min innan du gör något. - När testet är klart, distans Öppna utloppsventilen och ventilera alla förbränningsgaserna att ett lämpligt avgassystem. Långsamt laxermedel med argon för några minuter att ta bort alla giftiga gas arter innan du öppnar fartyget. Se till att fartyget är tillbaka till omgivande pressäker på innan testrummet.
- Lock out konstant nuvarande makt leverans (med en lockout nyckel eller koppla bort det från nätström) och promenera till trycket fartyget rummet. Bära en ansiktsmask med lämpliga general-purpose patron, öppna kärlet. Återhämta dig provkammaren genom att ångra kopparledare från elektroderna och anteckna alla visuella observationer.
- Genom att ta bort neopren proppar försöker iaktta hur mycket av provet har brunnit. Ytterligare dokumentera dessa observationer genom att ta fotografier. En gång färdig, rengör kärlet noggrant (se avsnitt 6).
Obs: från dessa observationer, om provet har bränt helt (förbränning fronten nådde väggen i provkammaren, liten mängd prov kan lämnas på neopren proppar), resultatet anses vara en ' gå '. Minska trycket för nästa test. Annars resultatet anses vara en ' no-go ' och trycket måste ökas för nästa (se typiska observationer i figur 4A). Posten trycket från givaren kan också användas som bevis för fortsatt förbränning eller inte ( figur 4B).
- Genom att ta bort neopren proppar försöker iaktta hur mycket av provet har brunnit. Ytterligare dokumentera dessa observationer genom att ta fotografier. En gång färdig, rengör kärlet noggrant (se avsnitt 6).
- Använda stegen som beskrivs i avsnitt 5 nedan för att analysera förvärvade ström och tryckdata. Upprepa steg 4.1 – 4.6 samtidigt gradvis minskar trycket steg (eller minskar) tills MBP har fastställts till den önskade graden av precision (se exempel i figur 5).
- Utför ett minimum av 10 till 12 tester med detta ' up-and-down ' metodik.
Observera: Noterade MBP skall medelvärdet mellan den ursprungliga trycket av den högsta ' no-go ' händelse (P n, max) och att de lägsta ' gå ' händelse (P g, min) ( figur 5). Fel baren på uppmätta MBP måste anges som:
- Utför ett minimum av 10 till 12 tester med detta ' up-and-down ' metodik.
5. Dataanalys
Obs: se figur 6 exempel på ett diagram som visar ett analyserade MBP experiment.
- Först bestämma tiden, t 0, när strömkabeln var påslagen (nuvarande plötsligt ökar till 10.5 A). Bestämma tid när strömkabeln utbränd (nuvarande plötsligt återgår till 0), t b. Registrera skillnaden Δt w = t b – t 0 som den " tråd varade " tid.
- Fastställa genomsnittliga strömkabeln nuvarande, jag iw; detta är genomsnittet av alla datapunkterna i den aktuella posten mellan t 0 och t b. Bestämma tid när trycket tracen först avviker från den första originalplanen, t p0. Registrera skillnaden Δt p = t p0 – t 0 som den " tid trycket stiga ".
- Bestämma den genomsnittliga ursprungliga trycket, P jag; detta är genomsnittet av alla datapunkterna i posten trycket mellan t 0 och t p0. Fastställa det maximala trycket, P max; Detta är det maximala värdet av posten trycket.
Obs: Tryck spårningen kan innehålla flera minima och maxima. - Leta upp den sista maximat (precis innan trycket börjar att kontinuerligt minska när bränningen är klar); Detta är bränna stopptiden (t s). Beräkna skillnaden Δt b = t s – t p0 och ange det som den " bränna tid ".
6. Städa upp
- rena och återanvända testet celler så mycket som möjligt. Kassera en provcell när det konstateras att fasta återstoder är mycket svåra att rensa ut. Ren cellerna med vatten, etanol och papper handduk. Om den icke-konduktiv färgen är skadad, måla om cellen innan du åter använder den.
Obs: Använda tvål eller något rengöringsmedel för att rengöra cellerna rekommenderas inte eftersom rester av rengöringsmedel kan destabilisera tensiden i vissa formuleringar som emulsion. - Rengör fartyget efter varje körning.
Obs: Bära en ansiktsmask med lämpliga general-purpose patroner rekommenderas för den person som rengöring fartyget. Vissa formuleringar, särskilt de som innehåller kemiska sensibiliserande, kan skapa mer irriterande rester än andra. - Ta bort smuts och fukt från tryckkärlet med pappershanddukar, tillämpa vatten eller etanol som krävs. Se till att elektroderna rengörs på ett liknande sätt, inklusive brickorna och muttrarna.
- i slutet av dagen, returnera alla oanvända provmaterial och avfall till en lämplig lagringsplats (vanligtvis en sprängämnen tidskrift).
- Stänga av system för datainsamling och dator (eller lagring oscilloskop).
- Stäng huvudventilen på argon (eller kvävgas) cylindern och blöda raderna argon (eller kvävgas).
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Typiska raw signaler från ett test som resulterar i en fullt förökade händelse (dvs ”gå”) visas i figur 6. Tändningen nuvarande (blå kurva) ses framöver vid t0 = 0 och bo tills NiCr kabeln brinner vid tb = 19,1 s. Beräknade genomsnittliga tändningen nuvarande (dvs. genomsnittet för alla datapunkter mellan t0 och tb är jaghw = 10,59 A. På trycket posten (röd kurva), det första tecknen på tydliga avsteg från den första originalplanen observeras ska ske vid tp0 = 17,3 s. Den beräknade genomsnittliga ursprungliga trycket (dvs. genomsnittet av alla datapunkter mellan t0 och tp0) är Pjag = 4.924 MPa (700 psig). Från tp0, ses trycket att öka snabbt till ett maximum av Pmax = 6.095 MPa (870 psig) vid ts = 33.7s. På denna punkt brinnande framsidan har nått den inre väggen av cellen och trycket minskar snabbt när förbränningen upphör.
MBP measurement protocol presenteras här har utvecklats genom en noggrann studie av många fysiska effekter som kan påverka resultatet av mätningarna. Genom publiceringen av flera dokument, har MBP data på ett mycket brett utbud av AWE formuleringar presenterats, således upprättande om nyttan och reproducerbarhet 16 i föreslagna measurement protocol.
I synnerhet har övervägande effekten av vattenhalten på MBP av AWE formuleringar tydligt visats. Detta kan ses i figur 5 visar MBP data för fem AWE formuleringar med vattenhalten varierar mellan 11.7 och 24,8 massa procent (%). För dessa fem emulsioner, oxidationsmedel lösningen bestod av endast ammoniumnitrat och vatten medan mängden olja fas (olja + tensid) och sammansättning var hålls fast. Det kan noteras att, för varje mätning en rad 12 till 16 tester utfördes. För varje mätning visar två korta horisontella staplarna trycket intervallet mellan högsta ”no-go (eller delvis)” händelsen och den lägsta ”gå” händelsen, som anges i protokollet ovan. Detta illustrerar väl starka beroendet av MBP av dessa särskilda formler på vattenhalten. Från figur 5, kan det också påpekas att scatter i MBP data är mycket högre för de två formlerna med lägsta vattenhalten (EM4 och EM5). Eftersom dessa formler innehöll bara ammoniumnitrat i deras oxidationsmedel lösning (inga andra salter), de har förhållandevis hög kristallisering temperaturer och, som sådan, kan vara mer benägna att kristallisering vid manipulation. Detta skulle kunna framkalla en viss grad av icke-enhetlig i proven och, därför, en viktigare scatter i data.
Figur 1: slutföra tändning tråd montering. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 2: typiska MBP test cell med installerade tändning montering och emulsion provet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3: testcellen. (A) samman testa cell strax före införandet av emulsion provet genom skåran. (B) vy över provkammaren från en öppen ände med neopren propp bort, visar detaljer av NiCr tråd löper längs axeln av cellen rostfritt stål. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4: visuella observationer och trycket inspelningar. (A) typiska visuella observationer för en ”Go” (vänster) och ”No-Go” (höger) händelser. (B) typiska tryck poster för ”Go” & ”No-Go” händelser. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5: Sammanfattning av resultat för MBP mätningar av ammoniumnitrat och vatten AWE formler. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6: exempel på analyserade MBP experiment. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Vårt arbete visat att den linjära hot-wire geometrin med 0,5 mm diameter NiCr rak tråd och 10 till 16 a tändning strömmen var tillräcklig för att antända AWEs med vatteninnehåll massa upp till 25%. För hög viskositet beredningar (t.ex. förpackade emulsion produkter) ger horisontella och vertikala konfigurationer nästan identiska resultat 17. Dock för låg viskositet formler (t.ex emulsion bulkprodukter) framkalla gravitation effekter i vertikala konfiguration emulsion flöde som stör processen tändning. I dessa fall hittades den övergripande konfigurationen för att tillhandahålla giltig och reproducerbara resultat 17. Det bör märkas att de MBP värden som erhålls i detta arbete för hög vatten innehåll emulsioner är mycket lägre än de som rapporterats av Wang 7 för liknande produkter. Denna skillnad är förmodligen på grund av att, i hans fall antändningskälla hade en spole geometri, vilket är mindre effektivt att överföra energi till emulsionen, jämfört med den raka cylindriska geometri som används i detta arbete. Även om spolen är gjord av för liten diameter tråd eller om slingorna är alltför nära varandra, kan tändspolen bränna tidigt, innan emulsionen kan antändas. I sådana fall är det mycket troligt att underlåtenhet att antända kan ha blandats samman med underlåtenhet att propagera.
Som ett exempel, för en typisk yta bulk AWE såsom EM6 (17,4% vatten, figur 5), MBP mätt med nuvarande cylindriska geometri är 8,2 MPa. MBP citeras av Wang för en liknande produkt med mindre vatten (16,0%), genom att använda spole geometri, var 15,2 MPa 7, vilket är nästan dubbelt så hög. Dessutom har använder spole geometri med samma kromnickellegering tråd används i detta arbete, det konstaterats att en liknande emulsion med 16,8% vatten inte kunde antändas att ihållande förbränning även vid första trycket upp till 15,8 MPa 9. I jämförelse, kunde de emulsioner som undersökts i detta arbete, som hade så hög som 24,8% vatteninnehåll, alla antändas att ihållande förbränning vid tryck under 15 MPa.
Som förväntat, visar de uppgifter som erhållits i detta arbete tydligt att vattenhalten är den största ingrediensen styra MBP av AWEs. Rollen som flera andra ingredienser har också undersökts i detalj. Men många oväntade effekterna av vissa ingredienser (natriumnitrat och glas mikrosfärer, för exempel) har framgår 14 och mer forskning krävs för att fullt förstå hur deras närvaro påverkar tändningen och spridning av förbränning i dessa AWE-system.
Testet, har som beskrivs i ovanstående protokoll, lagts till kraven för godkännande av sprängämnen i Kanada av sprängämnen reglerande Division av Natural Resources Canada 18. Det blev ett godkännande-test för godkännande av sprängämnen hanteras med hjälp av pumpar eller skruvar. Detta test har också föreslagits som ett alternativ till FN TDG serie 8c Test (Koenen test) 19 för AWEs. Godkännande av testet är för närvarande pågår vidare diskussion inom den informella korrespondens grupp som leds av Kanada 20. Denna grupp består av sju internationella myndigheter och fyra icke - statliga organisationer. Mer detaljerad information om ovanstående protokollet kan erhållas genom att kontakta författarna.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna förklarar att de har inga konkurrerande finansiella intressen.
Acknowledgments
Utvecklingen av protokollet tester redovisas i denna publikation resultat från ett gemensamt forskningsprojekt mellan Natural Resources Canada (CanmetCERL, sprängämnen R & D avsnitt) och Orica Mining Services. Tillstånd av Orica Mining Services att publicera icke-patentskyddad information om detta ämne är fullt erkännande. Deltagande av Canmetcerls analytiska avsnitt till fysiska karakterisering av de olika AWEs förberett under hela detta arbete erkänns också tacksamt.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Nitrile gloves (100/pk) | Fisher Scientific | 19149863B | https://www.fishersci.ca/shop/products/purple-nitrile-exam-gloves-6/19149863b?searchHijack=true&searchTerm=19149863B&searchType=RAPID&matchedCatNo=19149863B |
| NiCr60 wire 24 AWG (200 feet per roll) | Omega Engineering | NIC60-020-200 | http://www.omega.ca/pptst_eng/NI60.html |
| Wire cutters: Mini Diagonal Cutting Pliers, 5 in. | Canadian Tire | Product #058-4736-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-diagonal-cutting-pliers-0584736p.html#srp |
| Mini needle nose pliers, 5 in. | Canadian Tire | Product #058-4731-0 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-mini-needle-nose-pliers-0584731p.html#srp |
| Crimping tool, 8.5 in. | Canadian Tire | Product #058-4617-4 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/mastercraft-8-in-crimping-tool-0584617p.html#srp |
| Bare copper wire (14AWG) | Electronics Plus | 2000BC-14-5/5 lb roll | Bare (uninsulated) copper wire |
| Non-insulated butt-splice connectors (100 units) | Electrosonic | Panduit 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 |
| Stainless Steel pipe nipples (10 - 20 units) | Wolseley Inc. | SSNKX3 | sample cells: 76.2 mm long x 12.7 mm od (3" long x 0.5" od) with 3 mm slit machined along the length of the cell, painted inside and out with two coats of non-conductive paint (e.g., high-heat barbeque Armor Coat or Krylon brands). |
| High-temperature non-conductive paint | Canadian Tire | Product #048-0648-8 | http://www.canadiantire.ca/en/pdp/armor-coat-bbq-paint-0480648p.html#srp |
| Solid green neoprene stoppers (size 0; 1 package of 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 |
| Spatula, stainless steel | Fisher Scientific | 14-375-10 | https://www.fishersci.ca/shop/products/fisherbrand-spoonula-lab-spoon/1437510?searchHijack=true&searchTerm=1437510&searchType=RAPID&matchedCatNo=1437510 |
| 7.5 L Pressure Vessel | Autoclave Engineers | 40A-9104, 9122, 40C-1365, 2376 | minimum internal diameter of 127 mm; equipped with 20.7 MPa (3000 psi) rupture disc assembly; Solenoid& air operated valve on the outlet; http://www.autoclaveengineers.com/products/pressure_vessels/PV_Bolted_Closure/index.html |
| Electrodes (set of 2) | Electo-meters | Conax EG-375-A-SS-T, 25.4 cm (10") conductor | with Teflon sealing glands; https://www.conaxtechnologies.com/wp-content/uploads/2016/03/5001D-80-105-Flanges-and-Accessories.pdf |
| Rupture disc | Oseco | 39859-3-1 | http://www.oseco.com/imgUL/files/STD_0515.pdf |
| Universal safety head (rupture disc assembly) | Autoclave Engineers | SS-4600-1/2F | http://www.autoclave.com/products/accessories/universal_safety_heads/index.html |
| High-pressure valve (air-operated, fail-open) | Autoclave Engineers | 1/2" SW8XXX-CM | http://www.autoclave.com/aefc_pdfs/OM_P1_Manual_Air_Valve.pdf?zoom_highlightsub=air+operated+valve#search="air operated valve" |
| Pressure transducer | Omega Engineering | PX176-3KS5V | Amplified Voltage Output Transducer for Absolute; 0-20.7 Mpa (0-3000 psi) sealed gauge, 91 cm (36") cable http://www.omega.ca/pptst_eng/PX176.html |
| Digital multimeter | Amazon.com | Fluke Model 110 Plus | https://www.amazon.com/Fluke-110-Plus-essential-multimeter/dp/B01JX912I2 |
| Data acquisition Interface | IOTECH | Model Daqlab 2000 with DBK15 acquisition board | http://www.mccdaq.com/products/daqlab2000s |
| Personal Computer with monitor and National Instruments DASYLab Software (V13, basic) installed | DELL | CORETMi7 vProTM | Computer must meet requirements for Dasylab 13: 1GHz + x86 compatible; Windows 7 or 8, 32-bit or 64-bit; 2 GB+ RAM |
| oscilloscope | Any storage oscilloscope with 2 input channels (0-10 V), 12k samples per channel and acquisition frequency of 10 ms/sample. | ||
| Precision Shunt Resister | Canadian Shunt Industries | LA-20-100 | (20 A, 100 mV) Enclosed in custom box http://www.cshunt.com/pdf/la.pdf |
| Constant Current Power Supply | Agilent | N6700B Low-Profile MPS Mainframe, 400W; N6754A DC Power Supply with High Speed Test Extensions option | http://www.keysight.com/en/pd-1125217-pn-N6754A/high-performance-autoranging-dc-power-module-60v-20a-300w?cc=CA&lc=eng |
| Inlet valve | Ottawa Valves and Fittings | Swagelok SS-43GS4-PT | https://www.swagelok.com/en/catalog/Product/Detail?part=SS-43GS4 |
| Full face mask | Cooper Safety | 3M 7800 series | http://www.coopersafety.com/product/3m-7800-series-full-face-respirator-1124.aspx |
| General purpose cartridges | Cooper Safety | 3M 60923 | http://www.coopersafety.com/product/3m-60923-organic-vapor-acid-gas-p100-cartridge-1533.aspx?sid=101950 |
References
- Ammonium nitrate emulsion blasting agent and method of preparing same. US Patent. Bluhm, H. F. , 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. Ignition and Combustion Characteristics of Water-gel Explosives. Proceedings of the 18th Explosives Safety Seminar, U.S. DOD. San Antonio, Texas, , 193-200 (1978).
- Hanley, J. P., Shaw, R. Guidelines for the Pumping of Water-Based Explosives. Natural Resources Canada, Explosives Regulatory Division, Minister of Public Works and Government Services Canada, Catalog no. M37-53/2003E. , Available from: https://miningandblasting.files.wordpress.com/2009/09/canadian-guidelines-for-pumping-of-water-based-explosives.pdf (2016).
- Institute of Makers of Explosives. Guidelines for the Pumping of Bulk, Water-Based Explosives. , 1120 Nineteenth Street, N.W., Suite 310, Washington, DC, USA. Available from: https://miningandblasting.files.wordpress.com/2009/09/pumping-of-water-based-explosives-june-2010.pdf (2010).
- Wang, J. Ignition and Combustion Characteristics of Emulsion Explosives under Pressure. , Department of Engineering Science, New Mexico Institute of Mining and Technology. (1991).
- Hirosaki, Y., Suzuki, S., Takahashi, Y., Kato, Y. Burning Characteristics of Emulsion Explosives (I) – Pressurized Vessel Test. Kayaku Gakkaishi. 61, 35-41 (2000).
- Turcotte, R., Lightfoot, P. D., Badeen, C. M., Vachon, M., Jones, D. E. J. A Pressurized Vessel Test to Measure the Minimum Burning Pressure of Water-Based Explosives. Propellants, Explos., Pyrotech. 30, 118-126 (2005).
- Turcotte, R., Goldthorp, S., Badeen, C., Chan, S. K.
- Chan, S. K., Turcotte, R. Onset Temperatures in Hot-wire Ignition of AN-Based Emulsions. Propellants, Explos., Pyrotech. 34, 41-49 (2009).
- Goldthorp, S., Turcotte, R., Badeen, C. M., Chan, S. K. Minimum Pressure for Sustained Combustion in AN-based Emulsions. Proceedings of the 35th International Pyrotechnics Seminar. Fort Collins, CO, USA, , 385-394 (2008).
- Turcotte, R., Goldthorp, S., Badeen, C. M., Feng, H. Influence of Physical Characteristics and Ingredients on the Minimum Burning Pressure of Ammonium Nitrate Emulsions. Propellants, Explos., Pyrotech. 35, 233-239 (2010).
- Badeen, C. M., Goldthorp, S., Turcotte, R., Feng, H., Chan, S. K. Effect of Formulation Changes on the Minimum Burning Pressure of Ammonium Nitrate Emulsions. Proceedings of the "10ième Congrès International de Pyrotechnie", in conjunction with the 37th International Pyrotechnics Seminar (Europyro 2011) , Session S1a. Reims, France, , (2011).
- Turcotte, R., Badeen, C. M., Goldthorp, S. On the Use of the Minimum Burning Pressure Test as a Replacement for Some of the Series 8 Tests, Presented to the Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods and on the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals, Sub-Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods, Forty-eight session, Geneva, 30 November – 9 December, 2015, ST/SG/AC.10/C.3/2015/41, CERL Report 2015-09 (TR). , Available from: http://www.unece.org/trans/main/dgdb/dgsubc3/c32015.html (2015).
- Badeen, C. M., Goldthorp, S., Turcotte, R., Lightfoot, P. D. On the Use of the Minimum Burning Pressure Test as an Alternative Series 8 Test, Presented to the Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods and on the Globally Harmonized System of Classification and Labelling of Chemicals, Sub-Committee of Experts on the Transport of Dangerous Goods, Thirty-seventh session, Geneva, 21–30 June, 2010, UN/SCETDG/37/INF.41, CERL Report 2010-20 (TR). , Available from: http://www.unece.org/trans/main/dgdb/dgsubc3/c3inf37.html (2010).
- Turcotte, R., Goldthorp, S., Badeen, C. M., Johnson, C., Feng, H., Chan, S. K. Influence of Physical Characteristics and Ingredients on the Minimum Burning Pressure of Ammonium Nitrate Emulsions. Proceedings of the 36th International Pyrotechnics Seminar, 2009 Aug 23-28, Rotterdam, The Netherlands, , 197-206 (2009).
- Type E - High Explosives, Classification and Authorization, General and Detailed Requirements for Type E Explosives, Explosives Regulatory Division. , Natural Resources Canada, Government of Canada. Available from: http://www.nrcan.gc.ca/explosives/resources/guidelines/16423 (2015).
- Recommendations on the Transport of Dangerous Goods, Manual of Tests and Criteria. , 6th revised ed, United Nations, New York and Geneva. 200-207 (2015).
- Hsu, N. The Minimum Burning Test for Ammonium Nitrate Emulsions. SAFEX Newsletter. 58, Available from: https://www.safex-international.org/safex/page-newsletter.html 6-8 (2016).
