物质在封闭空间的热敏感性试验装置的制作方法

文档序号:6021030阅读:256来源:国知局
专利名称:物质在封闭空间的热敏感性试验装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种测试物质在封闭空间里的热敏感性的试验装置。
背景技术
物质在封闭空间热敏感性测试装置是测试固体或者液体在高度封闭条件下对高热作用敏感度的必要试验装置,从事化学品危害研究的科研单位、危险化学品管理和测试的各种机构,交通稽查、安全监察等需要对物质爆炸性进行测试的机构,以及生产可能具有爆炸性物质的企业对本装置有一定的需求。随着我国对危险化学品管理日趋规范,各种测试手段逐渐完善,本发明在危险化学品从业单位、各种危险化学品检测机构、化工企业有相当的应用推广价值。根据文献检索和市场调查的情况,国内尚未有相关的机构按照《试验和标准手册》 的要求对物质在封闭空间热敏感性试验测试设计过类似的测试装置,也没有与本发明类似的商品化试验装置。

发明内容
本发明的目的是提供一种物质在封闭空间里的热敏感性的试验装置,是一套设计用来确定固态和液态物质在高度封闭条件下对高热作用的敏感度的专用装置,该装置在试验测试方面的技术要求达到了联合国《关于危险货物运输的建议书——试验和标准手册》 (第五修订版)(以下简称《试验和标准手册》)的要求一种物质在封闭空间的热敏感性试验装置,所述装置包括加热和保护装置、钢管及其闭合装置、控制开关、气源及气体流量计、固体压实装置、标定实验室天平、钢尺和电子秒表,所述气源与所述气体流量计连接,所述气体流量计通过控制阀分别与所述加热及保护装置的四个燃烧器连接,所述控制开关直接连接到所述加热及保护装置上。所述加热及保护装置的保护箱箱板为IOcm厚的钢板,两根棒放置在相对的箱壁上的洞中,所述保护箱的上方及四周在试验时应清空,其内部配有四个可同时点燃的燃烧器及四个点火头。所述钢管及其闭合装置包括螺帽、孔板、螺纹套筒和钢管,所述钢管上端为开口端,具有一凸缘,装入危险物品试样后,所述螺纹套筒从所述钢管下端套入,将适当的孔板插入所述钢管的开口端,并将螺帽拧紧后,放置在所述保护箱内的两根棒上。所述固体压实装置包括外部支架、重锤、定滑轮、旋转把手和用于盛放所述钢管及其闭合装置的带孔的不锈钢板,所述不锈钢板设置在外部支架的下部,所述重锤通过定滑轮悬挂在外部支架上端,与不锈钢板上的孔相对应。所述外部支架优选采用不锈钢制造,厚约5mm。所述重锤优选重80N,为圆柱形。所述钢管优选为26. 5士 1. 5克,长度为75士0. 5毫米。所述孔板优选带孔的封口板,由耐热的铬钢制成,孔直径为1. 0mm-20. 0mm。
所述物质优选为邻苯二甲酸二丁酯。所述气源为优选丙烷。本发明自行设计一固体压实装置,坚固而耐腐蚀,用于对固体物质进行压实,80N 的圆柱形重锤便于控制压实固体物质的力度,防止在固体压实过程中物质受力的不均勻, 并且便于携带移动,可在任何安全、方便的位置进行操作,确保操作人员的人身安全。本发明的原理是将待测的物质按照要求装入一个不可再使用的钢管及其可再使用的闭合装置中,使用丙烷加热(或其它能达到等同加热速率的气体),通过观察受热后钢管的形态来判断物质是否对高热具有敏感性。本发明在利用现有的标定实验室天平、电子秒表、钢尺的基础上,按照有关测试标准的要求制作了控制开关,设计了用于压实固体的装置、气体流量计、加热和保护装置、钢管及其闭合装置,从而组成这套物质在封闭空间热敏感性试验装置。本发明不仅可以用于测定物质在封闭空间里的热敏感性,还可以用于鉴别物质是否具有危险性的。


图1为物质在封闭空间热敏感性试验装置图;图2为用于物质在封闭空间热敏感性试验的钢管组件;图3为用于物质在封闭空间热敏感性试验的加热和保护装置;图4为用于物质在封闭空间热敏感性试验的固体压实装置;图5为D、E、F型效应的图例,其中各部件名称1、气体流量计;2、加热及保护装置;3、控制开关;4、点火装置;5、重锤;6、定滑轮; 7、旋转把手;8、带孔不锈钢板;A、螺帽;B、孔板;C、螺纹套筒;E凸缘;F、钢管。
具体实施例方式如图1所示,一种物质在封闭空间热敏感性试验装置包括加热和保护装置2、钢管及其闭合装置、控制开关3、气源及气体流量计1、固体压实装置、标定实验室天平、钢尺、电子秒表等八部分。加热和保护装置2用于加热样品及保护实验人员免受可能爆炸的钢管的伤害;钢管及其闭合装置用于封闭样品;控制开关3用于开启、关闭电火花及控制气体的排放;气体火源用于加热;气体流量计1用于调节气体流量以达到相应的加热速率;固体压实装置用于固体材料在钢管中的压实;标定天平用来称量固体物质的质量;钢尺用来测量物质距钢管口的距离;电子秒表用来记录到达反应的时间和反应的持续时间。所述的固体压实装置,外部支架采用不锈钢制造,厚度大约5mm,坚固而耐腐蚀,由一个重80N的圆柱形重锤5、定滑轮6、旋转把手7及下方的用于盛放钢管及其闭合装置的带孔的不锈钢板8组成。本装置用于对固体物质进行压实,80N的圆柱形重锤5便于控制压实固体物质的力度,防止在固体压实过程中物质受力的不均勻。所述的加热和保护装置2,装置内部配有四个燃烧器及四个电火头4,燃烧器外部应分别接有独立的控制阀并由一根管道经气体流量计1连接至气源,应用点火舌或电点火装置同时点燃;外设保护箱的上方及前方空置,保护板为IOcm厚的钢板,两根棒放在穿过相对的两个箱壁的洞中。所述的钢E管是用规格DC04(EN 10027-1)或与之相当的A620 (AISI/SAE/ASTM) 或SPCEN(JIS G 3141)型钢板深拉制成的,钢管的重量为沈.5士 1. 5克,长度为75士0. 5毫米,尺寸如图2,钢管的开口端做成凸缘,带一小孔的封口板用耐热的铬钢制成,小孔直径如下1. 0-1. 5-2. 0-2. 5-3. 0-5. 0-8. 0-12. 0-20. 0毫米,还应配备螺纹套筒和螺帽,螺帽尺寸分为孔径10. 0和20. 0毫米。进行试验时,应将气源通过气体流量计1分别连接到加热及保护装置2的四个燃烧器上;控制开关3直接连接到加热及保护装置2 ;钢管及其闭合装置应放置在加热及保护装置2内两根穿过相对箱壁的洞中的棒子中间位置上;钢管只能进行一次试验,每次试验应更换新的。使用本发明的装置时,首先应设定标准加热速率,将27cm3邻苯二甲酸二丁酯装入配有1. 5mm孔板的钢管中,记录液体温度从135°C上升至285°C所用时间并计算加热速率,用气体流量计调节丙烷流量,直至加热速率为3. I/s士0. I/s,然后按照下列步骤进行试验固体试样第一阶段将9cm3试样装入配衡钢管中,用施加在钢管整个横截面80N的力将物质压实,如果物质可压缩,则添加物质并压实,直到装至距离管口 55mm为止,确定所用试样总质量,在配衡钢管中再添加两次这一质量的试样,每次都用80N的力压实,然后视情况取出或添加试样以使试样距管口 15mm水平,确定所用试样总量;第二阶段将第一阶段准备程序中确定的物质质量的三分之一装入钢管并压实,在钢管中再添加两次这一质量的试样,每次都用80N的力压实,然后视情况取出或者添加试样以使试样距管口 15mm水平,每次实验所用固体质量为第二阶段中确定的试样质量,将此数量的试样分成3等份装入钢管,每1等份都压缩成9cm3 ;液体或胶体试样液体或胶体试样装至距管口 60mm处,装胶体时应特别小心以防形成气泡;将螺纹套筒上涂上以二硫化钼为基料的润滑油后,从其下端套到钢管上,插入适当的孔板并将螺帽拧紧,并确保没有试样残留在凸缘和孔板之间或留在螺纹内;用孔径1. Omm至8. Omm的孔板时,应使用10. Omm的螺帽,当用孔径大于8. Omm的孔板式,应使用20. Omm的螺帽,每个钢管只能使用一次,孔板、螺纹套筒和螺帽如无损坏可重复使用;将钢管夹在固定的台钳上,用扳手把螺帽拧紧,然后将钢管悬挂在保护箱内的两根棒之间,将实验区弄空,打开气体燃料供应,将燃烧器点燃,到达反应的时间和反应的持续时间可提供用于解释结果的额外资料;如果钢管没有破裂,应继续加热至少5分钟才结束试验,在每次试验之后,如果钢管破裂,应收集起来过重;试验从20. Omm的孔板开始试验,如观察到“爆炸”,就使用没有孔板和螺帽但有螺纹套筒的钢管(孔径Omm)进行试验;如为“无爆炸”,就使用 (12. 0-8. 0-5. 0-3. 0-2. 0-1. Omm和最后使用1. Omm孔板继续做一次性试验,直到某一个孔板得到“爆炸”为止,然后按照4. 3所给次序用孔径越来越大的孔板进行试验,直到用同一孔径进行三次试验都得到“无爆炸”为止,物质的极限直径是得到“爆炸”结果的最大孔径;
5如果用1.0毫米直径取得的结果是没有爆炸,极限直径记录为小于1. 0毫米。如果极限直径为1. 0毫米或者更大,结果即为“ + ”,亦即物质在封闭条件下加热显示某种效应;如果极限直径小于1.0毫米,结果即为“-”,亦即物质在封闭条件下加热不显示效应。可以辨别出下列效应0:钢管无变化;A 钢管底部凸起;B 钢管底部和管壁凸起;C 钢管底部破裂;D 钢管底部破裂;E 钢管破裂;F 钢管裂成三片或更多片,主要是大碎片,有些大碎片之间可能有一狭条相连;G 钢管裂成许多片,主要是小碎片,闭合装置没有损坏;H 钢管裂成许多非常小的碎片,闭合装置凸起或破裂。如果试验得出“0”至“E”中的任何一种效应,结果应视为“无爆炸”;如果试验得出 “F”、“G”、或“H”效应,结果即被评定为“爆炸”.具体实验过程及方法可以参见《试验和标准手册》11. 5(b)中的方法进行测试实验,并根据钢管的破损程度及到达反应的时间和反应的持续时间对物质的高热敏感性进行评定。本发明通过对待测物质在高热条件下的反应时间和反应的持续性以及反应完成后钢管的破损程度来判定该物质的危险性,该装置设计制作完成后,先后进行了硝酸铵 (晶体)、高氯酸按、2,4_ 二硝基甲苯(晶体)等样品的试验测试,测试中装置使用情况稳定,能方便准确的测试试样的极限直径。
权利要求
1.一种物质在封闭空间的热敏感性试验装置,其特征在于,所述装置包括加热和保护装置O)、钢管及其闭合装置、控制开关(3)、气源及气体流量计(1)、固体压实装置、标定实验室天平、钢尺和电子秒表,所述气源与所述气体流量计(1)连接,所述气体流量计(1)通过控制阀分别与所述加热及保护装置O)的四个燃烧器连接,所述控制开关C3)直接连接到所述加热及保护装置( 上;所述加热及保护装置( 的保护箱箱板为IOcm厚的钢板,两根棒放置在相对的箱壁上的洞中,所述保护箱的上方及四周在试验时应清空,其内部配有四个可同时点燃的燃烧器及四个点火头;所述钢管及其闭合装置包括螺帽(A)、孔板(B)、螺纹套筒和钢管(F),所述钢管(F)上端为开口端,具有一凸缘(E),装入危险物品试样后,所述螺纹套筒从所述钢管(F)下端套入,将适当的孔板(B)插入所述钢管(F)的开口端,并将螺帽(A)拧紧后,放置在所述保护箱内的两根棒上;所述固体压实装置包括外部支架、重锤(5)、定滑轮(6)、旋转把手(7)和用于盛放所述钢管及其闭合装置的带孔的不锈钢板(8),所述不锈钢板(8)设置在外部支架的下部,所述重锤( 通过定滑轮悬挂在外部支架上端,与不锈钢板上的孔相对应。
2.如权利要求1所述的试验装置,其特征在于,所述外部支架采用不锈钢制造,厚约5mm ο
3.如权利要求2所述的试验装置,其特征在于,所述重锤(5)重80N,为圆柱形。
4.如权利要求3所述的试验装置,其特征在于,所述钢管(F)为沈.5士1.5克,长度为 75士0. 5 毫米。
5.如权利要求4所述的试验装置,其特征在于,所述孔板(B)为带孔的封口板,由耐热的铬钢制成,孔直径为1. 0mm-20. 0mm。
6.如权利要求5所述的试验装置,其特征在于,所述物质为邻苯二甲酸二丁酯。
7.如权利要求6所述的试验装置,其特征在于,所述气源为丙烷。
8.如权利要求1-7中任意一项所述的试验装置,其特征在于,所述加热与保护装置O) 用于加热样品及保护实验人员免受伤害,所述钢管及其闭合装置用于封闭样品,所述控制开关(3)用于开启、关闭点火装置(4)及控制气体的排放,所述固体压实装置用于固体物质在钢管中的压实,所述标定天平用于称量固体物质的质量,所述钢尺用于测量物质距离钢管开口端的距离,所述电子秒表用于记录反应开始时间和持续时间。
全文摘要
本发明提供一种物质在封闭空间里的热敏感性的试验装置。所述试验装置包括加热和保护装置、钢管及其闭合装置、控制开关、固体压实装置等八个部分。所述固体压实装置包括外部支架、重锤、定滑轮、旋转把手和用于盛放所述钢管及其闭合装置的带孔的不锈钢板。本发明提供的试验装置将待测物质按要求装入一不可再用的钢管及其可再使用的闭合装置中,观察受热后钢管的形态判断物质是否对高温具有敏感性。
文档编号G01N25/54GK102507648SQ201110329388
公开日2012年6月20日 申请日期2011年10月26日 优先权日2011年10月26日
发明者张宏哲, 王康, 谢传新, 赵磊 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
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