Основные сведения об испытаниях на термические опасности: инструменты и необходимость

Химические аварии, часто возникающие в результате неконтролируемых реакций, представляют собой значительные риски. В период с 1980 по 2002 год Совет по расследованию химической безопасности и опасностей США (CSB) расследовал 167 аварий опасных реакций, обнаружив, что 35% были вызваны неконтролируемым выделением тепла в ходе реакции. Это подчеркивает критическую необходимость в тестировании термических опасностей. Оценивая риски безопасности, определяя уровни риска и внедряя надлежащие конструкции безопасности, химические предприятия могут значительно улучшить свои протоколы безопасности. Калориметр с ускорением (ARC) является ключевым инструментом в этом процессе, точно моделируя экзотермические реакции в экстремальных условиях. Он измеряет начальные температуры разложения и отслеживает изменения температуры и давления, предоставляя информацию, которую не могут дать другие приборы, такие как DTA и DSC. Использование ARC и подобных инструментов имеет жизненно важное значение для понимания тепловых свойств, обеспечения термической стабильности и предотвращения потенциально катастрофических аварий.

Приборы для испытаний на термические опасности

Основные характеристики ARC

ARC выделяется своей способностью моделировать потенциальные риски вторичной реакции в адиабатических условиях. Он может точно измерять:

• Начальная температура термического разложения
• Изменения температуры и давления во времени при адиабатическом разложении
• Важно отметить, что ARC может обнаруживать медленные изменения давления на ранних стадиях термического разложения, которые не могут обнаружить другие приборы, такие как дифференциальный термический анализ (ДТА) и дифференциальная сканирующая калориметрия (ДСК).

Основные компоненты

ARC состоит из нескольких важнейших компонентов:

• Нагревательная печь: обеспечивает контролируемый нагрев образца.
• Система контроля температуры: обеспечивает точную регулировку температуры.
• Система измерения: отслеживает изменения температуры и давления с течением времени.
• Ячейка для образца: удерживает образец во время тестирования.

В процессе тестирования образец помещается в ячейку для образца. Электрические нагревательные блоки, равномерно распределенные по внешней камере, компенсируют потери тепла из-за разницы температур между образцом и его окружением. Такая установка поддерживает равномерный температурный баланс внутри адиабатической печи, обеспечивая идеальную среду для тестирования.

Классический режим работы: «Нагрев-Ожидание-Поиск» (HWS)

ARC работает в режиме «Нагрев-Ожидание-Поиск» (HWS), который представляет собой системный подход, включающий:

• Нагревание: Повышение температуры образца.
• Ожидание: позволение системе достичь равновесия.
• Поиск: Мониторинг экзотермических реакций.

Перед запуском пользователи могут задать различные параметры, такие как начальная температура, конечная температура, чувствительность наклона, амплитуда нагрева и время ожидания.

Приложения

ARC универсален и может использоваться для изучения:

• Термические свойства: включая термическое разложение и фазовые переходы.
• Оценка материалов: оценка термостойкости, безопасности и надежности материалов.

Используя ARC, исследователи и инженеры могут получить подробную информацию о термическом поведении химических веществ, помогая разрабатывать более безопасные процессы и предотвращать аварии на химических предприятиях.

Введение в прибор — Обзор TAC-500AE

Профессиональное программное обеспечение для анализа данных

TAC-500AE оснащен профессиональным программным обеспечением для анализа данных, способным автоматически рассчитывать основные параметры, такие как температура начала выделения тепла, адиабатический подъем температуры, энергия активации и предэкспоненциальный фактор. Программное обеспечение интегрирует руководящие принципы из отделов управления чрезвычайными ситуациями для оценки риска безопасности тонких химических реакций, предлагая комплексную оценку степени опасности процессов реакции. Эта функциональность гарантирует, что исследователи могут легко проводить тщательный и точный анализ безопасности.

Расширенные функции безопасности

Безопасность является главным приоритетом в конструкции TAC-500AE. Прибор может подключаться к инертному газу для быстрого охлаждения печи после эксперимента, что снижает риск несчастных случаев. Он также оснащен индикаторами состояния эксперимента и сигналами тревоги при избыточном давлении и перегреве, что повышает безопасность во время работы. Функция автоматического подъема крышки печи дополнительно повышает безопасность и простоту использования, гарантируя, что пользователи могут уверенно управлять прибором.

Удобный дизайн

TAC-500AE может похвастаться профессиональным промышленным дизайном с простым и щедрым внешним видом. Его удобное для пользователя взаимодействие человека и машины делает его простым в изучении, понимании и эксплуатации. Интуитивно понятный интерфейс и продуманный дизайн гарантируют, что как новички, так и опытные пользователи смогут быстро освоить использование инструмента, максимально увеличивая его полезность в различных исследовательских и промышленных условиях.

Методы термодинамического расчета

Программное обеспечение для анализа данных TAC-500AE включает методы термодинамического расчета дифференциальной скорости конверсии. Эти методы обеспечивают значительные преимущества при расчете термокинетики для термического разложения смесей и прогнозировании термических опасностей. Используя эти передовые методы расчета, исследователи могут получить более глубокое представление о термическом поведении своих образцов, что приводит к более точным прогнозам и лучшим результатам безопасности.

Технические характеристики

TAC -500AE  работает в средах с температурой от 5°C до 40°C и относительной влажностью менее 85%. Диапазон его температур составляет от комнатной температуры до 500°C, порог обнаружения составляет от 0,005°C/мин до 0,02°C/мин, а скорость отслеживания — от 0,005°C/мин до 40°C/мин. Разрешение по температуре составляет 0,001°C. Он может определять давление от 0 до 20000 кПа с разрешением 1 кПа. Объем образца для испытания составляет 8 мл, а испытательная ячейка может быть изготовлена ​​из нержавеющей стали, титанового сплава или хастеллоя. Значение phi составляет менее 1,35. Он подключается через USB или RJ45, работает от сети переменного тока 220 В/50 Гц и потребляет менее 3000 Вт. Габариты прибора составляют 620 мм x 470 мм x 670 мм, а вес — около 78 кг.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Испытания на термические опасности имеют решающее значение для обеспечения безопасности и эффективности химических процессов. Расследование 167 аварий опасных реакций в США Они предоставляют точные данные о термическом разложении, изменениях температуры и давления, что позволяет проводить комплексную оценку рисков и проектировать системы безопасности. Оснащенный передовыми функциями и удобными интерфейсами, калориметр с ускоренной скоростью расширяет наши знания о поведении химических веществ и улучшает меры безопасности в различных отраслях промышленности. Принятие строгих протоколов испытаний на термические опасности имеет важное значение для снижения рисков и содействия безопасному производству и обращению с химическими веществами.