Saugumo užtikrinimas pavojingose ​​zonose naudojant pažangią sprogstamųjų medžiagų ESD bandymo sistemą

Abstraktus
Pavojingose ​​eksploatavimo situacijose, tokiose kaip karinė pramonė, chemijos inžinerija, naftos ir dujų gavyba, miltelių pavidalo medžiagos, degūs-sprogūs skysčiai, elektro-sprogimo įtaisai ir susiję elektroniniai komponentai gamybos, transportavimo ir sandėliavimo metu linkę kaupti statinę elektrą. Mažytės elektrostatinės kibirkštys gali sukelti dideles saugos avarijas, įskaitant degimą ir sprogimą. Sprogstamųjų medžiagų ESD bandymo sistema gali imituoti aukštos įtampos elektrostatinių iškrovų impulsus realiomis darbo sąlygomis ir kiekybiškai gauti energingų medžiagų ir sprogdiklių elektrostatinių iškrovų jautrumo slenksčius, teikdama bandymų duomenis, skirtus pavojingų medžiagų ir komponentų saugos projektavimui, kokybės patikrai ir atitikties sertifikavimui. Šiame straipsnyje nagrinėjama... LISUN Tyrimo objektas – sprogstamųjų medžiagų ESD bandymų sistema ESD‑ES30KV. Aptariamas sprogstamųjų medžiagų ESD bandymų sistemos veikimo principas, aparatinės įrangos konfigūracija, atitikimas standartams, techniniai parametrai ir inžinerinio taikymo scenarijai, įvertinami elektrostatinės rizikos vertinimo metodai pavojingomis darbo sąlygomis ir pateikiama išsami kontroliuojamų elektrostatinių išlydžių bandymų naftos ir dujų, chemijos, karinėje, aviacijos ir kitose pramonės šakose informacinė medžiaga.

Įvadas

Statinė elektra susidaro dėl trinties, kontakto atskyrimo ir elektrinio lauko indukcijos tarp objektų. Įprastoje pramoninėje aplinkoje statinė elektra dažniausiai kenkia tik elektroniniams komponentams. Ypatingomis darbo sąlygomis su sprogmenimis, degiais milteliais ir degiomis sprogiomis medžiagomis, kai statinės iškrovos išsiskyrusi kibirkšties energija pasiekia medžiagų užsidegimo slenkstį, įvyksta nekontroliuojamas degimas ir sprogimas. Pirotechninių sprogdiklių, pramoninių detonatorių ir degių sprogiųjų miltelių žaliavų apdorojimo, transportavimo ir sandėliavimo metu, žmogaus veikla, įrangos trintis ir medžiagų transportavimas nuolat generuoja statinę elektrą. Nemažai saugos avarijų kyla dėl nematomų elektrostatinių kibirkščių. Įprasti saugos tikrinimo metodai daugiausia dėmesio skiria antistatiniam įžeminimui ir antistatinėms eksploatacinėms dalims patikrinti aplinkoje, kurioje sunku tiesiogiai išmatuoti pačių medžiagų ir komponentų elektrostatinės iškrovos tolerancijos ribą.

Taip pat žinoma kaip elektrostatinio uždegimo, sprogiklių ir kibirkščių jautrumo elektrostatinės iškrovos bandymo sistema, sprogstamųjų medžiagų ESD bandymo sistema yra specialiai sukurta miltelių, skysčių, sprogiklių ir elektroninių prietaisų ESD bandymams. Ji tiekia maksimalią išėjimo įtampą iki 50 kV ir generuoja aukštos įtampos elektrostatinės iškrovos impulsus, pasižyminčius dideliu tikslumu ir palankiu pakartojamumu, kad būtų galima tiksliai įvertinti sprogstamųjų medžiagų ir prietaisų elektrostatinės iškrovos jautrumą. Sprogstamosios ESD bandymo sistema gali imituoti įvairias realaus pasaulio elektrostatinio sužadinimo sąlygas, tokias kaip žmogaus kūno elektrostatinė iškrova ir įrangos sąlyčio iškrova, kompensuodamas tradicinių saugos patikros metodų trūkumus. Jis yra nepakeičiamas bandymo prietaisas kontroliuojamiems elektrostatinių iškrovų bandymams pavojingos rizikos pramonės šakose.

Sprogstamosios ESD bandymo sistemos aparatinės įrangos parametrai ir charakteristikos

LISUN ESD‑ES serijos sprogiųjų medžiagų ESD bandymo sistemą sudaro du modeliai: ESD‑ES30KV ir ESD‑ES50KV. Abu modeliai turi modulinius kištukinius varžos ir talpos modulius su dviejų lizdų struktūra, palaikančius lygiagretų RC modulių derinimą, leidžiantį testuotojams greitai perjungti iškrovimo kilpos parametrus pagal skirtingus nacionalinių, JAV ir Europos karinių standartų reikalavimus. Visa sistema integruoja saugos blokavimo mechanizmą ir realaus laiko aukštos įtampos stebėjimo funkciją, siekiant sumažinti veikimo riziką atliekant aukštos įtampos bandymus. Žmogaus ir mašinos sąveikai naudojamas 5 colių IPS jutiklinis ekranas, palaikantis intuityvų parametrų nustatymą ir būsenos stebėjimą paprastomis valdymo procedūromis. Įranga pasižymi stabiliu impulsų išėjimu ir maža sklaida tarp pakartotinių bandymų vienodomis sąlygomis. Taip pat palaikomas individualus RC parametrų ir išorinių bandymų kamerų modifikavimas, kad būtų patenkinti įvairių formų mėginių bandymo reikalavimai. Pagrindiniai dviejų modelių techniniai parametrai apibendrinti toliau pateiktoje lentelėje.

Kištukinio lizdo RC modulio konstrukcija užtikrina didelį lankstumą. Skirtingi standartai nustato skirtingus talpos ir varžos kilpų reikalavimus elektro sprogstamųjų įtaisų bandymams. Bandymo kilpas galima greitai perjungti pakeičiant modulius, nekeičiant pagrindinės įrangos techninės įrangos. Saugos blokavimo funkcija draudžia aukštos įtampos išvestį, kai bandymų kameros durelės nėra iki galo uždarytos arba apsauginiai įtaisai yra nenormalūs. Realaus laiko aukštos įtampos stebėjimo modulis nuolat renka išėjimo įtampą ir nedelsdamas atlieka apsauginį išjungimą, jei įtampos poslinkis nenormalus, kad būtų užtikrintas operatorių ir mėginių saugumas. Darbinės temperatūros ir drėgmės diapazonas apima daugumą buitinių laboratorijų aplinkų, o įprastus elektrostatinio jautrumo bandymus galima atlikti be papildomų sudėtingų temperatūros reguliavimo priedų.

Taikoma vidaus ir tarptautinė bandymų standartų sistema

Sprogmenų ESD bandymų sistemos ESD-ES serija visiškai atitinka šalies karinius standartus, Jungtinių Valstijų gynybos departamento standartus ir atitinkamus Europos civilinių sprogmenų standartus. Kinijos kariniai standartai apima GJB 736.11 „Pirotechnikos bandymų metodai. 11 dalis. Elektrostatinio jautrumo bandymas“, GJB 5309.1 „Šaudmenų elektrostatinio jautrumo bandymų metodai. 1 dalis. Elektrosprogstantys įtaisai“, GJB 5891.27 „Sprogdiklių aplinkos ir veikimo bandymų metodai. 27 dalis. Elektrostatinio iškrovimo bandymas“ ir GJB 8142 „Šaudmenų elektrostatinio saugumo projektavimo kriterijai“. JAV kariniai standartai apima MIL-STD-331C, MIL-STD-331D, MIL-STD-464D, MIL-STD-1751A, MIL-STD-1576, MIL-DTL-23659 ir daugelį kitų su ginklais susijusių bandymų specifikacijų. Ji taip pat suderinama su Europos standartu EN 13763‑13:2025, skirtu civilinių sprogmenų elektrinių detonatorių atsparumo elektrostatinėms iškrovoms patikrai. Kadangi įranga visapusiškai atitinka standartus, jos sugeneruoti bandymų rezultatai gali būti tiesiogiai taikomi mokslinių tyrimų ir plėtros patikros bei trečiųjų šalių sertifikavimo ataskaitose.

Pagrindinės sprogstamųjų ESD bandymų sistemos taikymo sritys

Sprogstamųjų medžiagų ESD bandymų sistema tenkina kontroliuojamų elektrostatinių iškrovų bandymų poreikius įvairiose pramonės šakose. Jos pagrindinė taikymo sritis yra elektrostatinių iškrovų jautrumo bandymai elektrostatiniams sprogstamiesiems įtaisams (EED). Įvairiems elektriniams detonatoriams ir uždegimo įtaisams taikomas slenksčio matavimas, siekiant nustatyti mėginių suveikimo tikimybę ir kritinę įtampą esant skirtingoms RC iškrovų kilpoms, kad būtų galima vadovautis pirotechnikos įrenginių konstrukcijos projektavimu ir apsaugos schemų optimizavimu. Antra, ji gali atlikti personalo elektrostatinės iškrovos (PESD) modeliavimo bandymus, atkurdama realias statinės elektros sąlygas, kurias išskiria operatoriai, liečiantys įtaisus, ir įvertindama žmogaus kūno statinės elektros keliamos grėsmės lygius pavojingiems komponentams. Produktų atitikties sertifikavimo tikslais įranga atlieka karinių ir civilinių sprogdinimo produktų saugos atitikties bandymus ir generuoja patikimus bandymų duomenis. Gamybos vietose ji padeda kontroliuoti kokybę gamybos metu, imant gaunamų medžiagų ir gatavų gaminių mėginius, kad būtų atrinkti produktai, kurių elektrostatinis jautrumas yra per didelis. Be to, ji gali įvertinti elektrostatinę riziką medžiagų saugojimo ir transportavimo metu, taip pat įvertinti degių miltelių ir degių sprogstamųjų skysčių elektrostatinio užsidegimo riziką transportavimo ir sandėliavimo procesuose. Ji taip pat remia sprogmenų ir specialių elektroninių prietaisų elektrostatinės apsaugos mokslinių tyrimų ir plėtros patikrą, lyginant skirtingų apsaugos konstrukcijų ir medžiagų antistatinį smūgio atsparumą. Sprogmenų ESD bandymų sistema taikoma tokiose pramonės šakose kaip naftos ir dujų, elektronikos gamyba, chemijos inžinerija, karinė pramonė, automobilių, medicinos ir aviacijos bei kosmoso sektoriai.

Sprogstamosios ESD bandymo sistema

Pagrindiniai bandymų įgyvendinimo aspektai ir inžinerinė vertė

Atliekant bandymus su sprogstamųjų medžiagų ESD bandymo sistema, be įrangos tikslumo, bandymo rezultatus labai paveiks aplinkos sąlygos, mėginio išankstinis apdorojimas ir RC kilpos parametrų parinkimas. Aplinkos temperatūra ir drėgmė turi būti palaikomos leistinose įrangos veikimo ribose. Medžiagos linkusios kaupti daugiau statinės elektros esant žemai drėgmei, o tai pakeis faktinius mėginių bandymo atsakus. Mėginiai turi būti iš anksto apdorojami pagal atitinkamus standartus, siekiant pašalinti trukdžius, kuriuos sukelia liekamieji paviršiaus krūviai. RC kilpos parametrai turi griežtai atitikti atitinkamus standartus, nes skirtinguose standartuose apibrėžti statinės elektros šaltinių modeliai skiriasi vienas nuo kito. Neteisinga varžos ir talpos konfigūracija tiesiogiai iškraipys jautrumo slenksčių matavimus. Tuo tarpu įrangai turi būti atliekamas reguliarus įtampos kalibravimas, siekiant užtikrinti, kad išėjimo įtampos paklaidos išliktų leistinose standartų nurodytose ribose.

Inžinerinės vertės požiūriu, sprogstamųjų ESD bandymų sistema kokybinį elektrostatinės rizikos vertinimą paverčia kiekybiniu slenksčio matavimu. MTEP etape tyrėjai, remdamiesi bandymų duomenimis, gali optimizuoti saugiklių ir energetinių komponentų elektrostatinės apsaugos projektą, kad sumažintų atsitiktinio suveikimo riziką iš šaltinio. Kokybės kontrolei ji naudojama partijų gaminių patikrai, siekiant užkirsti kelią didelio elektrostatinio jautrumo produktams patekti į cirkuliacijos linijas. Saugos vertinimui ji suteikia bandymų pagrindą medžiagų saugojimo ir transportavimo saugos specifikacijoms formuluoti ir sumažina galimus pavojus saugai, kuriuos sukelia elektrostatinės kibirkštys pavojingoje darbo aplinkoje.

Išvada

Statinė elektra kelia paslėptą ir aukšto dažnio saugos riziką pavojingose ​​darbo aplinkose. Vien tik antistatinės apsaugos priemonės negali visiškai patvirtinti sprogmenų ir elektrostatinio sprogimo įtaisų atsparumo elektrostatiniam krūviui. Sprogmenų ESD bandymo sistema gali tiksliai atkurti įvairias aukštos įtampos elektrostatinės iškrovos sąlygas ir kiekybiškai nustatyti pavojingų medžiagų ir komponentų elektrostatinio iškrovimo jautrumą, suteikdama patikimą bandymų pagrindą saugos projektavimui, gaminių kokybės tikrinimui ir rizikos vertinimui. LISUN ESD‑ES30KV Sprogstamosios ESD bandymo sistema pasižymi moduline aparatinės įrangos architektūra, visapusiška saugos apsauga ir plačiu standartų atitikimu, tenkinant kontroliuojamų elektrostatinių iškrovų bandymų poreikius karinėje, chemijos, naftos ir dujų, aviacijos ir kosmoso bei kitose pramonės šakose. Vykdydamos saugos valdymą, pavojingos rizikos pramonės šakos turi skirti pakankamai dėmesio elektrostatinio jautrumo bandymams ir įtraukti sprogstamųjų medžiagų ESD bandymų sistemą į patikimumo tikrinimo sistemas. Bandymų duomenys turi būti naudojami siekiant paremti visą pavojingų medžiagų ir komponentų gyvavimo ciklą apimantį elektrostatinės saugos valdymą ir sumažinti didelių avarijų, kurias sukelia elektrostatinės kibirkštys, tikimybę.