CZ26809U1 - Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions - Google Patents
Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions Download PDFInfo
- Publication number
- CZ26809U1 CZ26809U1 CZ2014-29041U CZ201429041U CZ26809U1 CZ 26809 U1 CZ26809 U1 CZ 26809U1 CZ 201429041 U CZ201429041 U CZ 201429041U CZ 26809 U1 CZ26809 U1 CZ 26809U1
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- autoclave
- pressure
- test
- explosion
- mpa
- Prior art date
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 42
- 238000004880 explosion Methods 0.000 title claims description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 6
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000009172 bursting Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 229920002449 FKM Polymers 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 claims 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 101000695187 Homo sapiens Protein patched homolog 1 Proteins 0.000 description 1
- 102100028680 Protein patched homolog 1 Human genes 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013101 initial test Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 231100000647 material safety data sheet Toxicity 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Description
vého tlaku a brizance hořlavých plynů a par za technologických podmínekpressure and brisance of flammable gases and vapors under technological conditions
Oblast technikyTechnical field
Technické řešení se týká konstrukce zkušebního zařízení k laboratornímu stanovení výbuchových charakteristik směsi hořlavých plynů nebo par hořlavých kapalin se vzduchem nebo kyslíkem a inertními plyny za podtlaku nebo zvýšeného počátečního tlaku a zvýšené počáteční teploty.The technical solution relates to the design of a test device for laboratory determination of the explosion characteristics of a mixture of flammable gases or vapors of flammable liquids with air or oxygen and inert gases under vacuum or elevated initial pressure and elevated initial temperature.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Dosud jsou mezinárodně standardizovány zkuš. metody ke stanovení dolní meze výbušnosti (DMV), horní meze výbušnosti (HMV), maximálního výbuchového tlaku (p[nax) a brizance (dp/dtjmax pouze za atmosférického tlaku a okolní teploty nebo zvýšené teploty, viz např. ČSN EN 1839:2012 a ČSN EN 15967:2012.So far, internationally standardized experiments have been standardized. methods for determination of lower explosion limit (DMV), upper explosion limit (HMV), maximum explosion pressure (p [nax ) and brizance (dp / dtjmax only at atmospheric pressure and ambient temperature or elevated temperature, see eg EN 1839: 2012) and EN 15967: 2012.
Podle autorem realizovaného průzkumu český chemický průmysl má o výbuchové charakteristiky stanovené za technologických/procesních podmínek velký zájem s jejich využitím pro protipožární a protivýbuchovou bezpečnost. Důvodem je skutečnost, že uvedené výbuchové charakteristiky hořlavých plynů a par nejsou pouze jejich fyzikální materiálovou konstantou. Závisí na řadě faktorů včetně počátečního tlaku a teploty a tvaru a velikosti zkušební nádoby. Je proto snahou přiblížit zkušební podmínky co nejvíce těm, které jsou nebo mohou nastat v technologiích, procesech a aparátech.According to the research carried out by the author, the Czech chemical industry is very interested in the explosion characteristics determined under technological / process conditions with their use for fire and explosion safety. This is because the explosion characteristics of flammable gases and vapors are not only their physical material constant. It depends on a number of factors including the initial pressure and temperature and the shape and size of the test vessel. It is therefore an effort to bring the test conditions as close as possible to those that are or may occur in technologies, processes and apparatus.
Konstrukce zkušebního zařízení/autoklávu a zkušební metody, předmětu technického řešení, je hmotným realizačním výstupem řešení výzkumného projektu č. VF20112015020 „Výzkum a vývoj progresivních metod stanovení PTCH hořlavých látek a materiálů za specifických technologických podmínek“ (řešitel: Technický ústav PO, Praha, poskytovatel: MV ČR). Na podnět autora bude technická komise CEN/TC305, projednávat na svém 31. zasedání v r. 2014 nový úkol do plánu normalizace CEN, vypracovávat novou EN normu s výše uvedeným předmětem. Předpokládá se, že Technický ústav PO Praha bude aktivním zpracovatelem této normy.The design of the test equipment / autoclave and the test method, the subject of the technical solution, is a material realization output of the research project No. VF20112015020 “Research and development of progressive methods of PTCH determination of flammable substances and materials under specific technological conditions” : MV CR). At the initiative of the author, the Technical Committee CEN / TC305, at its 31st meeting in 2014, will discuss a new task for the CEN standardization plan, develop a new EN standard with the above subject. It is expected that the Technical Institute of PO Prague will be an active processor of this standard.
Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution
Na základě teoretického rozboru procesu vzniku a šíření výbuchu v uzavřeném prostoru a výpočtových analýz včetně výpočtu pevnosti (celé konstrukce, přírubového spoje a tělesa nádoby) a nízkocyklové únavy byla vyvinutá konstrukce zkušebního zařízení/autoklávu s touto základní technickou specifikací:Based on a theoretical analysis of the process of formation and propagation of an explosion in an enclosed space and computational analyzes including strength calculation (whole structure, flange joint and container body) and low cycle fatigue, the design of the test equipment / autoclave was developed with the following basic technical specification:
-jedná se o kulovou tlustostěnnou vysokotlakou (VT) nádobu o vnitřním objemu minim. 10 dm3 s tlustostěnným víkem upevněným k přírubě tělesa osmi šrouby,-this is a spherical thick-walled high pressure (VT) vessel with an internal volume of minima. 10 dm 3 with thick-walled cover fastened to the body flange with eight screws,
- nádoba je vyrobena z výkovku nerezové oceli vysoce odolné tlaku a teplotě (z materiálu X10CrMoVNb9 1(1.4903)),- the vessel is made of a high-pressure and temperature-resistant stainless steel forging (X10CrMoVNb9 1 (1.4903)),
- příruba je těsněna grafitovým těsněním v lichoběžníkové drážce, samotěsnící působením vnitřního výbuchového přetlaku na vnitřní víčko. Vzájemná poloha víčka, víka a grafitového těsnění je jištěna kolíky,- the flange is sealed with graphite gasket in the trapezoidal groove, self-sealing by internal explosion overpressure on the inner cap. The relative position of the lid, lid and graphite seal is secured by pins,
- zkušební zařízení/autokláv je vybaven armaturami na připojení: iniciačního zdroje, vstupu testovaného plynu, tlakových čidel k měření parciálního tlaku a počátečního celkového tlaku plynné směsi, dále výbuchového tlaku, jistící průtržné membrány, vstupu čerpadla pro vysokoúčinnou kapalinovou chromatografii (HPLC) s příslušenstvím pro přesné dávkování zkušební dávky kapaliny a 2 ks termojímek pro termočlánky (TČ),- the test equipment / autoclave is equipped with fittings for connection of: ignition source, test gas inlet, pressure sensors for partial pressure and initial total gas pressure, explosion pressure, bursting membrane, high-performance liquid chromatography (HPLC) pump inlet with accessories for accurate dosing of the test liquid and 2 thermocouples for thermocouples,
-1 CZ 26809 Ul-1 CZ 26809 Ul
- nádoba zkušebního zařízení/autoklávu je opatřena topným pláštěm (s vstupním a výstupním hrdlem topného média) a cirkulačním termostatem s lázní vč. regulátoru nastavitelné teploty,- the test equipment / autoclave vessel is equipped with a heating jacket (with inlet and outlet of heating medium) and a circulating thermostat with bath incl. adjustable temperature controller,
- zkušební zařízení/autokláv je umístěn na přenosném pevném rámu,- the test rig / autoclave is placed on a portable fixed frame,
- ke zkušebnímu stanovení je vypracován zkušební postup nastavení zkušebních počátečních podmínek (tlaku a teploty), přípravy výbušné směsi (hořlavého plynu nebo par s plynným oxidantem příp. s inertním plynem) ve zkušební nádobě, přípravy iniciačního zdroje a systému měření ke stanovení DM V, HMV, pmaX a (dp/dt),^, snímání měřených dat a jejich vyhodnocení a čištění nádoby před novou zkouškou.- a test procedure for setting the initial test conditions (pressure and temperature), preparation of an explosive mixture (flammable gas or vapor with gaseous oxidant or inert gas) in the test vessel, preparation of the ignition source and measurement system to determine DM V shall be developed for the test determination, HMV, pma X and (dp / dt) ^, reading the measured data and evaluating it, and cleaning the container before retesting.
Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Obr. 1 Podélný řez zkušebním zařízením/autoklávemGiant. 1 Longitudinal section through test equipment / autoclave
Obr. 2 Sestava zkušební nádoby-axonometrický pohledGiant. 2 Test vessel assembly-axonometric view
Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution
Obrázky č. 1 a č. 2 v příloze jsou příkladem možné konstrukce zkušebního zařízení/autoklávu s vnitřním objemem 10 dm3 a celkovým pohledem na zkušební zařízení/autokláv upevněný na nosném rámu. Ve zkušebním zařízení/autoklávu lze stanovit DMV, HMV, p^ a (dp/dt)^ při počátečním tlaku do 5 MPa a počáteční teplotě zkušební plynné směsi do 200 °C. Zkušební zařízení/autokláv je konstruován na konstrukční přetlak 88 MPa. Je jištěn průtržnou membránou na průtržný přetlak 44,5 MPa. Kritériem výbuchu je definovaný nárůst tlaku a/nebo teploty, které jsou měřeny uvnitř zkušebního zařízení/autoklávu. Elektrická zapalovací svíčka je opatřena keramickou izolací a je realizována bud žhavou smyčkou z kantalového drátku (průměr 0,5 mm, délka 5 cm) s energií (10 až 20) J pomocí oddělovacího transformátoru cca 3 kW nebo VN indukční jiskrou z VN transformátoru cca 13 kV a zkratovým proudem (20 až 30) mA s nastavitelnou dobou výboje (0,2 až 0,5) s.Figures 1 and 2 in the annex are an example of a possible design of a test device / autoclave with an internal volume of 10 dm 3 and an overall view of the test device / autoclave mounted on a support frame. In a test apparatus / autoclave, DMV, HMV, β and (dp / dt) ^ can be determined at an initial pressure of up to 5 MPa and an initial temperature of the test gas mixture of up to 200 ° C. The test equipment / autoclave is designed for a design overpressure of 88 MPa. It is protected by a bursting membrane to a bursting pressure of 44.5 MPa. The explosion criterion is a defined increase in pressure and / or temperature, which are measured inside the test device / autoclave. Electric spark plug is equipped with ceramic insulation and is realized either by incandescent cantalum wire loop (diameter 0,5 mm, length 5 cm) with energy (10 to 20) J using isolation transformer about 3 kW or HV inductive spark from HV transformer about 13 kV and short-circuit current (20 to 30) mA with adjustable discharge time (0.2 to 0.5) s.
Zkušební zařízení/autokláv k laboratornímu stanovení DMV, HMV, pirax a (dp/dt),^ hořlavých plynů a par hořlavých kapalin ve směsi s plynným oxidantem (vzduchem nebo kyslíkem příp. s příměsí inertního plynu) za technologických podmínek se sestává z/ze: dvou polokoulí I zkušebního zařízení/autoklávu spojených svarem 7, jednoho vstupního otvoru hrdla uzavřeného tlustostěnným rovným víkem 2 a utěsněného vnitřním víčkem 3, grafitovým těsněním 4 a šrouby 5, dvou termojímek 10 s termočlánky U, duplikátoru/dvojitého pláště 6 ve středové části se vstupním hrdlem 12 přívodu topného média a výstupním hrdlem 1_3 odvodu topného média, elektrické iniciační elektrody 8, speciální trysky 9 přívodu za kulovým ventilem pro přívod plynů a s předřazenými snímači tlaku (na přívodním potrubí) pro definované dávkování složek plynu do zkušebního zařízení/autoklávu, průtržné pojistné membrány 14 jako pojistného zařízení proti nadměrnému nárůstu tlaku (nad povolený maximální provozní výbuchový tlak), armatury 15 pro připojení HPLC čerpadla s příslušenstvím a snímače 16 výbuchového tlaku.Test equipment / autoclave for laboratory determination of DMV, HMV, piraxa (dp / dt), flammable gases and vapors of flammable liquids mixed with gaseous oxidant (air or oxygen or with inert gas) under technological conditions consists of / of: two test apparatus / autoclave hemispheres connected by weld 7, one throat inlet closed by a thick flat wall cap 2 and sealed with an inner cap 3, a graphite seal 4 and screws 5, two thermowells 10 with thermocouples U, duplicator / double shell 6 in the center with a heating medium supply inlet 12 and a heating medium outlet outlet 13, an electrical initiation electrode 8, a special inlet nozzle 9 downstream of the gas inlet ball valve and upstream pressure sensors (at the inlet pipe) for defined metering of gas components to the test / autoclave bursting diaphragms 14 such as an overpressure safety device (above the maximum permissible explosion pressure), a fitting 15 for attaching an HPLC pump with accessories, and an explosion pressure sensor 16.
Konstrukce těsnění přírubového spoje je realizována grafitovým plochým lichoběžníkovým těsněním 4 a vnitřním víčkem 3, které samovolně těsní působením vnitřního přetlaku v celém dovoleném rozsahu pracovních tlaků a teplot. Pro teploty do 150 °C může být těsněním manžeta z polytetrafluorethylenu (PTFE) a vitonového o-kroužku.The design of the flange joint seal is realized by a graphite flat trapezoidal seal 4 and an inner cap 3, which self-sealing under internal pressure over the entire allowable range of working pressures and temperatures. For temperatures up to 150 ° C, the seal may be a polytetrafluoroethylene (PTFE) cuff and a Viton O-ring.
Snímač 16 tlaku s rozsahem 0 až 100 MPa je umístěn přímo v hrdle zkušebního zařízení/autoklávu pro měření výbuchového tlaku. Další snímače tlaku s rozsahy 0 až 35 kPa, 0 až 100 kPa pro měření podtlaku při evakuaci nádoby a snímače tlaku s rozsahy 0 až 1 MPa, 0 až 5 MPa, 0 až 35 MPa pro měření počátečního tlaku v nádobě jsou umístěny na potrubní větvi vedoucí do hrdla zkušebního zařízení/autoklávu před kulovým VT ventilem přívodu plynů nádoby.A pressure sensor 16 with a range of 0 to 100 MPa is located directly in the throat of the tester / autoclave for measuring the explosion pressure. Other pressure sensors with ranges of 0 to 35 kPa, 0 to 100 kPa for measuring vacuum during vessel evacuation and pressure sensors with ranges of 0 to 1 MPa, 0 to 5 MPa, 0 to 35 MPa for measuring the initial pressure in the vessel are located on the pipe branch leading to the throat of the test device / autoclave in front of the VT ball valve of the vessel gas inlet.
Elektrický rozvaděč 18 a zkušební zařízení/autokláv jsou upevněny na přenosném pevném rámu 17, zkušební zařízení/autokláv je na dvou protilehlých čepech, umožňujících pootočení pro lepšíThe electrical switchgear 18 and the test device / autoclave are mounted on a portable rigid frame 17, the test device / autoclave is on two opposing pins allowing rotation for better control.
-2CZ 26809 U1 přístup obsluhy k dolním armaturám a k elektrickému rozvaděči 18. Speciální tryska 9 za kulovým ventilem je opatřena dvěma bočními vývody k usměrnění přiváděného plynu na vnitřní stěnu nádoby, aby se na ní odrazil a rozvířením zajistil homogenizaci koncentrace plynného obsahu.The special nozzle 9 downstream of the ball valve is provided with two lateral outlets to direct the supply gas to the inner wall of the container to reflect it and to swirl to homogenize the gas content.
Průmyslová využitelnost technického řešeníIndustrial applicability of technical solution
Zkušební zařízení/autokláv je využitelné v průmyslových provozních zkušebních laboratořích a v akreditovaných zkušebních laboratořích (AZL) pro potřebu stanovení výbuchových parametrů hořlavých plynů a par hořlavých kapalin za technologických podmínek a vypracování bezpečnostních datových listů. Je využitelné pro vypracování evropské zkušební normy a příslušné ČSN.The test equipment / autoclave can be used in industrial operational testing laboratories and in accredited testing laboratories (AZL) for the purpose of determination of explosive parameters of flammable gases and vapors of flammable liquids under technological conditions and development of safety data sheets. It is usable for elaboration of European testing standard and relevant ČSN.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-29041U CZ26809U1 (en) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ2014-29041U CZ26809U1 (en) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ26809U1 true CZ26809U1 (en) | 2014-04-17 |
Family
ID=50549511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ2014-29041U CZ26809U1 (en) | 2014-01-07 | 2014-01-07 | Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ26809U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104931672A (en) * | 2015-05-27 | 2015-09-23 | 中国石油化工股份有限公司 | Test method of safe critical partial pressure of methylacetylene gas |
-
2014
- 2014-01-07 CZ CZ2014-29041U patent/CZ26809U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104931672A (en) * | 2015-05-27 | 2015-09-23 | 中国石油化工股份有限公司 | Test method of safe critical partial pressure of methylacetylene gas |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114137024B (en) | System and method for testing burnout characteristics of combustible fluid under variable temperature and variable humidity conditions | |
CN106093116A (en) | Combustible gas explosion parameter test device | |
CN104390798B (en) | A kind of explosion testing device and method for detecting antiknock device explosion insulation performance | |
CN108204938B (en) | Hydrogen diffusion permeability measuring device in tritium-resistant coating | |
CN110006948B (en) | Combustible liquid high-pressure explosion limit measuring device and mole fraction gas distribution method | |
CN106525701B (en) | High-frequency fatigue overheating testing device in oxyhydrogen steam environment | |
CN108801669B (en) | Experimental device and testing method for BLEVE rule of fire induced high-pressure storage tank | |
CZ26809U1 (en) | Testing equipment for determination of concentration limits between explosive property, maximal explosion pressure and brisance of inflammable gases and vapors under process conditions | |
CN115639246A (en) | Experimental device and method for simulating non-uniform rocket kerosene steam cloud explosion in oxygen-enriched atmosphere | |
KR20140116008A (en) | Method of concentration determination and gas concentration sensor | |
CN105352825A (en) | Test device for closed tank dynamic response under action of combustible gas explosion | |
CN111271195A (en) | High-precision solid propellant gas generation amount testing device and method | |
CN104266933A (en) | Device and method for on-line detection of water content of materials during vacuum drying | |
CN107545810B (en) | A kind of experimental provision for studying different liquid level depth pond fire combustion characteristics | |
CN112630265A (en) | Device and method for testing explosive property of high-temperature high-humidity powder mixture | |
JP2018500580A (en) | Apparatus and method for performing a tightness test on a fuel rod capsule | |
CN107449847A (en) | The chromatography of Period of Coal Seam Spontaneous Combustion symbolic gas and index preferably determine device | |
KR101754081B1 (en) | Jig for Explosion & Ignitability Test | |
CN108918355B (en) | Method for evaluating explosion sensitivity parameters of low-density polyethylene powder | |
CN112255260A (en) | Test device for testing thermal stability of substance under constant pressure state | |
CN106896137A (en) | A kind of experimental rig for measuring commercial explosive self-sustaining burning critical pressure | |
RU2011134522A (en) | METAL URANIUM TEST INSTALLATION | |
CN207198105U (en) | The chromatography of Period of Coal Seam Spontaneous Combustion symbolic gas and index preferably determine device | |
CN107315079A (en) | System integration method for cryogenic natural gas Concentration Testing | |
CZ26810U1 (en) | Testing equipment for determining point of flammability of solid inflammable substances and liquids under process conditions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG1K | Utility model registered |
Effective date: 20140417 |
|
MK1K | Utility model expired |
Effective date: 20240107 |