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10 第8组试验


    警告——使用本标准的人员应具有相关的检验或检测工作经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采用适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。
10.1 8(a)热安定性试验
10.1.1 原理与目的
    将试样放于杜瓦瓶中,杜瓦瓶置于比实际运输温度高20℃的试验室,持续一定的时间后,测定其温度变化情况。用于评价物质的热安定性。
10.1.2 仪器和材料
    内容如下:
    a)试验室:具有防火、耐压功能,并装有泄压系统;记录系统应放置在隔离的观察室内;
    b)杜瓦瓶:容积为500mL,配有密封系统,结构示意图见图25;
    c)恒温试验箱:配备风扇,保证杜瓦瓶中液体试样的温度在9天中的波动不大于±1℃。采用有磁性门扣的炉门或松装的绝缘盖。采用适当钢内衬保护试验箱,并将杜瓦瓶放置在金属丝网笼子中。
图25 杜瓦瓶结构示意图
10.1.3 试样
    试样为待运输状态下的物质。
10.1.4 试验步骤
10.1.4.1 首先确定系统(杜瓦瓶和密封系统)的热损失特性。测量装有与试样类似物理性质的惰性物质的杜瓦瓶冷却半衰期t1/2,然后按式(2)计算物质的热损失:
L=ln2×Cp/t1/2           .....................(2)
    式中:
    L——单位质量物质的热损失值,单位为瓦每千克开[W/(kg·K)];
    t1/2——冷却半衰期,单位为秒(s);
    Cp——试样的比热容单位为焦每千克开[J/(kg·K)]。
    注:L值一般以80mW/(kg·K)~100mW/(kg·K)较合适。
10.1.4.2 调节试验室的温度,应比运输过程(包括装卸过程)中的最高温度高出20℃。
10.1.4.3 在杜瓦瓶中装入400mL(占瓶容量的80%)试样,记录样品质量。当试样黏度太大时,可做成直径小于杜瓦瓶口内径的成型物质装入瓶中。
10.1.4.4 在试样中心插入温度传感器,将杜瓦瓶盖密封好,然后放入试验室,接通温度记录系统,并关闭试验室。
10.1.4.5 加热试样,并连续监控试样温度和试验室温度,试样温度达到比试验室温度低2℃时,停止加热,恒温7天后终止试验,记录试样温度的变化情况。如在实验中,试样温度高于试验室温度6℃以上,可停止试验,记录试样温度由低于试验室温度2℃升到最高温度的时间。
10.1.4.6 待试样冷却至室温时,取出,测量其质量损失和组分的变化。
10.1.5 试验结果的表述
    若在整个试验过程中,试样的温度高于试验室的温度,但不大于6℃,则认为样品是热安定的,可进行下一步试验。
10.2 8(b)硝酸铵乳胶、悬浮剂和凝胶(Ammonium nitrate emulsion or suspension or gel,intermediate for blasting explosives,后面简称为“ANE”)的隔板试验
10.2.1 原理与目的
    用主爆药柱产生的强冲击波作用于试样,观察试样是否被引爆。用于评价物质对冲击波作用的敏感度及其爆轰传播特性。
10.2.2 仪器和材料
    内容如下:
    a)试验钢管:20号冷拔精密无缝钢管,符合GB/T3639的规定,外径95mm,厚度(11.1±1.1)mm,长度为280mm;钢管底端粘贴上厚度为1.6mm的硬纸板垫圈,使钢管与验证板之间保持1.6mm的空隙;
    b)传爆药柱:钝化黑索今,符合GJB297A的规定或压装彭托利特(PETN:TNT=50:50,质量比)制成的直径950mm,高度95mm,密度(1.60±0.05)g/cm³主爆药柱,药柱表面应平整、光滑、无裂纹;
    c)隔板:直径95mm,厚度(70±0.1)mm的有机玻璃隔板;
    d)验证板:碳素结构钢,符合GB/T700的规定,长度和宽度均为200mm,厚度为20mm;
    e)雷管:工业电雷管8号,符合GB/T8031的规定;
    f)起爆器;
    g)雷管座:带有中心孔的木制雷管座,直径为95mm,高度为25mm,中心孔径为8.5mm;
    h)硬纸板管:内径为97mm,高度为443mm。
10.2.3 试样
    试样为待运输状态下的物质。
10.2.4 试验步骤
10.2.4.1 将试样放入样品管内,试样的密度要达到敲拍样品管时观察不到试样顶面下沉,最后使试样顶面与管口平齐;对成型药柱则直接将试样药柱装入样品管中,应使药柱与样品管之间紧密接触,顶面与样品管口平齐。
10.2.4.2 按图26所示,将雷管、两个主爆药柱、隔板和装有试样的样品管同轴地放在验证板上,应确保雷管与主爆药柱、主爆药柱与隔板以及隔板与样品管之间接触良好,雷管应垂直固定在雷管座上。
10.2.4.3 用起爆器引爆雷管,检查验证板的破坏情况。
10.2.4.4 整个装置应放置在一个盛有水的容器上,水表面与验证板下底面之间至少要有9cm的距离,只沿着验证板的二边支撑。
10.2.4.5 试验进行3次,只要有一次试验验证板被炸穿或有凹坑,即可停止试验。
图26 隔板试验装置示意图
10.2.5 结果的表述
    试验中验证板被炸穿,结果记为”+”;否则,结果记为“一”。
10.3 8(c)克南试验
    按4.2的规定执行。
10.4 8(d)改进的通风管试验
10.4.1 原理与目的
    将试样放在配有排气管的钢管中,观察其在外部火焰作用下的变化情况。用于评价物质是否适合槽罐车运输。
10.4.2 仪器与材料
    内容如下:
    a)样品钢管(见图27):碳素结构钢,符合GB/T700的规定,钢管内直径(265±10)mm,长度(580±10)mm,壁厚(5.0±0.5)mm;钢管两端焊一块正方形钢板,碳素结构钢GB/T700,钢板边长300mm,厚为(6.0±0.5)mm,上底板中央开一个直径为(85±1.0)mm的孔,并在上底柄上留有两个孔,用干字选执由偶;
图27 配有排气管的钢管试验主体装置示意图
    b)混凝土底座:长宽分别为400mm,厚度为50mm~75mm;
    c)金属支撑架:用于保持钢管与混凝土底座之间的距离为150mm;
    d)气体燃烧器:能够调节丙烷流量达到60g/min。实验时,气体燃烧器放在混凝土底座上对钢管加热;
    e)挡风装置:厚度为0.5mm的镀锌铁皮,直径为600mm,高度为250mm。挡风装置上均匀开四个通风口,通风口的高度为100mm,宽度为150mm;
    f)气体燃烧装置:丙烷或其他气体燃料。按照校准程序,调节气体压力使气体燃烧装置的加热速率为(3.3±0.3)℃/min;
    g)热电偶:两个热电偶的长度为500mm,一个热电偶为100mm;
    h)数据采集装置:用于采集三个热电偶的数据;
    i)录像机;
    j)用于校准的去离子水;
    k)冲击波压力传感器、热辐射计和其他配套的瞬态采集装置。
10.4.3 校准程序
10.4.3.1 在试验钢管中加入深度为435mm的纯净水,然后点燃气体燃烧装置进行加热。通过热电偶记录纯净水从室温加热到90℃的时间,根据测得的温度-时间曲线,按照线性关系进行拟合,拟合曲线的斜率即为校准的加热速率。
10.4.3.2 通过调节气体燃料的压力和流量,使校准程序的升温速率满足(3.3±0.3)℃/min。
10.4.3.3 每次试验前,都应重新校准。
10.4.4 试验步骤
10.4.4.1 混凝土底座放置在水平的地面上,并用水平仪进行校准。气体燃烧器放在混凝土底座的中间,并连接好气体管道,金属支撑放在气体燃烧器的上方。
10.4.4.2 钢管放在金属支撑上,并采取防止试验钢管倾斜的措施。在试验钢管中装入75%体积(样品装药高度为435mm)的ANE,在装药过程不需要夯实。记录ANE的初始温度。在装药过程中,要小心装药以防止形成空隙。挡风装置被安装在钢管四周,防止边风使气体燃烧火焰的热量散失。
10.4.4.3 热电偶的安装位置:
    a)第一个长度为500mm的热电偶(T1)放在气体燃烧火焰中,测量火焰温度;
    b)第二个长度为500mm的热电偶(T2)插入试验钢管中,热电偶的顶端距钢管底部约80mm~90mm,用于测量ANE的温度;
    c)第三根长度为100mm的热电偶(T3)安装在钢管中,测量距钢管顶部20mm处的温度。
    热电偶与数据采集装置相连,热电偶的数据采集装置应放在安全的位置,即使钢管发生爆炸,也能保证安全。
10.4.4.4 根据校准程序,调节气体燃烧的压力和流量,使加热速率达到试验要求。
    录像机和其他记录设备确认完好后,启动。热电偶采集时间间隔应不大于10s(时间间隔越短越好),仪器确认完好后,启动。试验应在风速低于6m/s的条件下进行。当风速较大时,应该采取其他措施以防止热量的散失。
10.4.4.5 气体燃烧装置应实现远程点火,点火后,试验人员应立即撤退到安全地点。通过热电偶数据和监控录像记录试验过程。当测量火焰温度的热电偶(T1)温度开始上升时间就是试验的开始时间。
10.4.4.6 气体燃料应该能足够多,以使ANE发生可能的反应,并提供足够长时间的火焰,使样品完全消耗掉。如果钢管没有发生爆裂,应在试验系统应冷却后再拆除。
10.4.4.7 试验结果应由钢管是否发生爆裂来判断。试验结果的结论主要依赖于:
    a)通过视觉观察到容器的爆裂,伴随有热电偶信号的消失;
    b)通过听觉观察到猛烈的爆响,伴随有热电偶信号中出现峰值,且钢管中没有样品剩余;
    c)在容器中的热电偶出现超过300℃的峰值后,试验现场的烟明显下降,且钢管中没有样品剩余。
    为了评估结果的目的,钢管的“爆裂”包括任何焊接的破坏和任何容器的金属破片。
10.4.5 结果的表述
    如果在任何一次试验中,钢管发生爆裂,试验结果即为“+”,该物质不得作为5.1项危险品用罐体运输。如果在所有试验中,样品完全消耗掉,且没有观察到钢管的爆裂,试验结果即为“一”。
 

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危险货物运输爆炸品的认可和分项试验方法 GB/T14372-2013
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