固體氧化性測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種固體氧化性測(cè)試方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較差、參考固體物質(zhì)溴酸鉀致癌物有毒的問題。本發(fā)明通過采用一種固體氧化性測(cè)試方法，主要包括以下步驟：（1）將待測(cè)固體物質(zhì)和纖維素的混合物以圓錐體狀覆蓋在點(diǎn)火線圈上；（2）將試驗(yàn)板放置于天平上，接通點(diǎn)火線圈電源，記錄質(zhì)量損失數(shù)據(jù)和時(shí)間；（3）計(jì)算混合物總質(zhì)量減少20%～80%的燃燒速率；（4）準(zhǔn)備過氧化鈣和纖維素的混合物，并重復(fù)步驟（1）～（3）；（5）對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定的技術(shù)方案較好地解決了上述問題，可用于固體氧化性測(cè)試中。
【專利說明】固體氧化性測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固體氧化性測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]危險(xiǎn)品屬國(guó)際強(qiáng)制檢驗(yàn)商品，在生產(chǎn)、包裝和儲(chǔ)運(yùn)過程中如處置不當(dāng)很容易發(fā)生燃燒、爆炸、腐蝕、中毒等事故，對(duì)環(huán)境和人體健康造成危害。具有氧化性的危險(xiǎn)品固體具有與可燃物質(zhì)混合將顯著增加該可燃物質(zhì)的燃燒速度或燃燒強(qiáng)度的潛力或者與可燃物質(zhì)混合可能會(huì)形成自發(fā)著火的混合物的潛力，是國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注的一類重要危險(xiǎn)化學(xué)品，危險(xiǎn)品固體是否具有氧化性是生產(chǎn)、運(yùn)輸和倉儲(chǔ)部分需要確定的一項(xiàng)重要指標(biāo)，國(guó)內(nèi)外均制定了相關(guān)的試驗(yàn)方法來確定危險(xiǎn)品固體是否具有氧化性。聯(lián)合國(guó)發(fā)布的《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書-規(guī)章范本》對(duì)氧化性危險(xiǎn)品固體的運(yùn)輸包裝有著嚴(yán)格的規(guī)定。在我國(guó)的檢驗(yàn)領(lǐng)域，對(duì)氧化性危險(xiǎn)品固體的鑒定以及適宜包裝的歸類與國(guó)際上基本一致。
[0003]對(duì)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)倪^程中固體氧化性的測(cè)試，目前國(guó)內(nèi)外采用的是聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書-試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》(第五修訂版)(紐約和日內(nèi)瓦，2009年，ISBN:978-92-1-730193-3，357?361頁)中的固體氧化性測(cè)試裝置和方法。按照《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書-試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》(第五修訂版)，固體氧化性測(cè)試是將待測(cè)試物質(zhì)與纖維素按照一定的比例混合后點(diǎn)燃，通過目測(cè)觀察燃燒是否結(jié)束判定燃燒時(shí)間，并將燃燒時(shí)間與一定比例的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)溴酸鉀與纖維素的混合物的燃燒時(shí)間進(jìn)行比較，由于該方法通過目測(cè)觀察判斷燃燒是否結(jié)束有很強(qiáng)的主觀性，因此固體氧化性測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較差，且溴酸鉀為致癌物且具有口服急性毒性，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作人員存在健康危害。
[0004]本發(fā)明有針對(duì)性的解決了上述問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有技術(shù)中測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較差、參考固體物質(zhì)溴酸鉀致癌有毒的問題，提供一種新的固體氧化性測(cè)試方法。該方法用于固體氧化性測(cè)試中，具有測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好、參考固體物質(zhì)過氧化鈣不致癌且毒性較小的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種固體氧化性測(cè)試方法，(I)將待測(cè)固體物質(zhì)和纖維素的混合物以圓錐體狀覆蓋在點(diǎn)火線圈上；(2)將試驗(yàn)板放置于天平上，并接通點(diǎn)火線圈電源，記錄混合物質(zhì)量損失數(shù)據(jù)和時(shí)間；(3)計(jì)算所述混合物總質(zhì)量減少20%?80%之間的燃燒速率，所述總質(zhì)量減少20%?80%之間的燃燒速率為圓錐體中所述混合物中60%的纖維素質(zhì)量除以混合物總質(zhì)量減少20%?80%所需的時(shí)間；(4)準(zhǔn)備過氧化鈣和纖維素的混合物，并重復(fù)步驟(I)?(3) ;(5)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定；1類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率大于質(zhì)量比為3:1的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率；11類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率不小于質(zhì)量比為1:1的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率，且不符合I類包裝標(biāo)準(zhǔn)；ΙΠ類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率不小于質(zhì)量比為1:2的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率，且不符合I類和II類包裝標(biāo)準(zhǔn)；非
5.1項(xiàng):當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，無法引燃和燃燒，或者得到的平均燃燒速率小于質(zhì)量比為1:2的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒；其中，待測(cè)固體物質(zhì)和纖維素的混合物、過氧化鈣和纖維素的混合物分別進(jìn)行至少兩次步驟(I)~(3)試驗(yàn)，計(jì)算得到的多個(gè)相應(yīng)混合物總質(zhì)量減少20%~80%之間的燃燒速率的算術(shù)平均值即為所述平均燃燒速率。
[0007]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述天平底部放置基座板上，基座板四周設(shè)有擋風(fēng)板，天平托盤上表面設(shè)置定位板，試驗(yàn)板放置于定位板上，點(diǎn)火線圈放置于試驗(yàn)板上，基座板上安裝2~4個(gè)金屬導(dǎo)向條以定位定位板的位置,定位板上設(shè)有試驗(yàn)板定位標(biāo)記，保證試驗(yàn)板在試驗(yàn)過程總是處于天平上的同一中心位置。
[0008]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，試驗(yàn)過程中，基座板、擋風(fēng)板、天平等整套試驗(yàn)裝置放置于氣流速度≤0.5m/s的通風(fēng)區(qū)內(nèi)，通風(fēng)區(qū)的排煙系統(tǒng)能夠排出有毒的煙氣。
[0009]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述天平具備數(shù)據(jù)輸出端口，并與數(shù)據(jù)采集及處理軟件系統(tǒng)連接。
[0010]上述技術(shù)方案中,優(yōu)選地,所述點(diǎn)火線的材質(zhì)為鎳鉻或招鉻合金。
[0011]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述試驗(yàn)板為絕熱型，溫度為O °C時(shí)的導(dǎo)熱率(0.23W.m-1.K'
[0012]上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，整個(gè)試驗(yàn)在常壓、室溫為20°C ±5°C、相對(duì)濕度低于60%情況下進(jìn)行，纖維素的含水量以重量計(jì)小于0.5%。
[0013]本發(fā)明中，埋在圓錐體下的點(diǎn)火線燃燒端形狀如附圖2中的9所示，點(diǎn)火線及連接電源的線應(yīng)足夠柔韌，以避免影響天平托盤的稱量數(shù)據(jù)；定位板上用于金屬導(dǎo)向條的孔徑應(yīng)比導(dǎo)向條自身直徑大，導(dǎo)向條處于孔的正中位置以防止定位板與導(dǎo)向條之間的接觸而影響天平的操作。
[0014]本發(fā)明采用天平實(shí)時(shí)測(cè)量監(jiān)測(cè)試驗(yàn)過程的質(zhì)量變化，并采用過氧化鈣替代溴酸鉀，通過待測(cè)物質(zhì)與纖維素混合物燃燒的質(zhì)量變化與過氧化鈣與纖維素混合物燃燒的質(zhì)量變化的關(guān)系判斷待測(cè)物質(zhì)是否是氧化劑。該方法可以避免人為因素造成的結(jié)果誤差，測(cè)試結(jié)果重復(fù)性較好，使用過氧化鈣(既不是致癌物也不是急性毒物)替代溴酸鉀(致癌物且具有口服急性毒性)作為參考物質(zhì)可以降低對(duì)檢測(cè)人員的危害，取得了較好的技術(shù)效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明所述方法采用的裝置的正視圖；
[0016]圖2為本發(fā)明所述方法采用的裝置的俯視圖。
[0017]I為圓錐體狀混合物；2為點(diǎn)火線；3為試驗(yàn)板；4為定位板；5為擋風(fēng)板；6為導(dǎo)向條；7為基座板；8為天平；9為埋在圓錐體狀混合物下的點(diǎn)火線燃燒端。
[0018]下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0019]【實(shí)施例1】[0020]在如圖1所示的裝置上，使用Mettler Toledo天平，具有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換能力，配備數(shù)據(jù)采集所需的RS232接口，使用該天平配套的數(shù)據(jù)采集和處理軟件，記錄所需數(shù)據(jù)(時(shí)間，質(zhì)量)，頻率為每秒5個(gè)數(shù)據(jù)。點(diǎn)火線材質(zhì)為鎳鉻合金,長(zhǎng)度為30cm ;直徑為0.8mm,點(diǎn)火線線功耗為150W±7W，埋在混合物下的點(diǎn)火線頭部部分的形狀如圖2中的9所示。加熱點(diǎn)火線的電源接頭應(yīng)足夠柔韌，以避免對(duì)于天平的正常操作造成任何不必要的影響。使用內(nèi)徑70mm、窄端封閉的60°漏斗，用于將混合物做成底部直徑70mm的截頭圓錐體堆在涼的、不滲透和低導(dǎo)熱的試驗(yàn)板上。使用絕熱試驗(yàn)板以避免熱傳導(dǎo)引起的能量損失，試驗(yàn)板長(zhǎng)150mm、寬150mm、厚6mm、導(dǎo)熱率(溫度為0°C時(shí))為0.23W-m^1 -T10試驗(yàn)板上覆蓋一層同樣導(dǎo)熱率的陶瓷薄板用以增加平板的使用壽命。整套裝置放置于氣流速度為0.2m/s的通風(fēng)櫥內(nèi)，排煙系統(tǒng)能夠排出所有有毒的煙氣。所述天平底部放置基座板上，基座板四周設(shè)有擋風(fēng)板，擋風(fēng)板與基座板一體化，該擋風(fēng)板底部不應(yīng)有縫隙，擋風(fēng)板本身是可以閉合的，并高于其它設(shè)備IOcm以防止頂部空氣流動(dòng)的影響?；迕娣e比天平大，由聚酰胺材料制作而成，在低端一側(cè)安裝有減震器，以減少環(huán)境振動(dòng)。天平托盤上表面設(shè)置定位板，試驗(yàn)板放置于定位板上，點(diǎn)火線圈放置于試驗(yàn)板上，基座板上安裝4個(gè)金屬導(dǎo)向條以定位定位板的位置，定位板上設(shè)有試驗(yàn)板定位標(biāo)記，保證試驗(yàn)板在試驗(yàn)過程總是處于天平上的同一中心位置。定位板由低導(dǎo)熱耐火材料制成，類似于試驗(yàn)板性能。定位板上用于定位導(dǎo)向條的孔徑應(yīng)比導(dǎo)向條自身直徑大8_。導(dǎo)向條處于孔的正中位置以防止定位板與導(dǎo)向條之間的接觸而影響天平的操作。定位板上設(shè)有定位標(biāo)記來保證試驗(yàn)板準(zhǔn)確的位于天平的中心位置。燃燒的錐形料堆應(yīng)保證一直處于天平中心。同樣，保護(hù)天平在試驗(yàn)過程中免受熱和燃燒顆粒的影響也很重要。
[0021]試驗(yàn)過程描述如下:
[0022](I)將每種參考固體物質(zhì)與纖維素混合物準(zhǔn)備30.0g±0.lg，待測(cè)固體試驗(yàn)物質(zhì)與纖維素的混合物各準(zhǔn)備30.0g±0.lg。纖維素的含水量以重量計(jì)為0.25%。每一混合物應(yīng)以機(jī)械方法盡可能徹底的混合，時(shí)間至少I分鐘，但應(yīng)不要過度的用力。每一混合物均應(yīng)獨(dú)立準(zhǔn)備，且從不同批次獲取，混合后應(yīng)盡快使用。
[0023](2)使用所述的圓錐形漏斗將混合物做成底部直徑70_的截頭圓錐體。填入混合物后輕拍漏斗形成堆狀，然后將試驗(yàn)板蓋在漏斗上——包括薄板(若有)——然后全部翻轉(zhuǎn)過來。移開漏斗前輕拍漏斗，將堆體覆蓋在已置于試驗(yàn)板上的環(huán)形點(diǎn)火線上。試驗(yàn)應(yīng)在大氣壓力、室溫為20°C ±5°C、相對(duì)濕度低于60%情況下進(jìn)行，以減少操作過程中纖維素的吸潮。
[0024](3)將置于通風(fēng)區(qū)域的天平置零。點(diǎn)火線在整個(gè)試驗(yàn)過程中都接通電源，如果混合物無法點(diǎn)燃則通電3分鐘。數(shù)據(jù)采集應(yīng)在電源接通前數(shù)秒開始，直到反應(yīng)結(jié)束，或直至I分鐘內(nèi)質(zhì)量損失小于lg。如果加熱金屬線斷裂，則試驗(yàn)需要重做以確保金屬線的斷裂不影響試驗(yàn)結(jié)果。
[0025](4)計(jì)算燃燒速率(BR)。燃燒速率(BR)是取決于燃燒強(qiáng)度和混合物中纖維素的含量。因此，將它定義為圓錐體中60%的纖維素量與主要反應(yīng)燃燒時(shí)間之商。燃燒時(shí)間t20_80就是混合物總質(zhì)量減少20%到80%的時(shí)間。
[0026]燃燒速率BR2tl,按以下公式計(jì)算:
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種固體氧化性測(cè)試方法，主要包括以下步驟: (1)將待測(cè)固體物質(zhì)和纖維素的混合物以圓錐體狀覆蓋在點(diǎn)火線圈上； (2)將試驗(yàn)板放置于天平上，并接通點(diǎn)火線圈電源，記錄混合物質(zhì)量損失數(shù)據(jù)和時(shí)間； (3)計(jì)算所述混合物總質(zhì)量減少20%~80%之間的燃燒速率，所述總質(zhì)量減少20%~80%之間的燃燒速率為圓錐體中所述混合物中60%的纖維素質(zhì)量除以混合物總質(zhì)量減少20%~80%所需的時(shí)間； (4)準(zhǔn)備過氧化鈣和纖維素的混合物，并重復(fù)步驟(1)~(3)； (5)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行判定； I類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率大于質(zhì)量比為3:1的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率； II類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率不小于質(zhì)量比為1:1的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率，且不符合I類包裝標(biāo)準(zhǔn)； III類包裝:當(dāng)以待測(cè)固體物質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，得到的平均燃燒速率不小于質(zhì)量比為1:2的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒速率，且不符合I類和II類包裝標(biāo)準(zhǔn)； 非5.1項(xiàng):當(dāng)以待測(cè)固體物 質(zhì)對(duì)纖維素的質(zhì)量比為4:1或者1:1進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，無法引燃和燃燒，或者得到的平均燃燒速率小于質(zhì)量比為1:2的過氧化鈣和纖維素混合物的平均燃燒； 其中，待測(cè)固體物質(zhì)和纖維素的混合物、過氧化鈣和纖維素的混合物分別進(jìn)行至少兩次步驟(1)~(3)試驗(yàn)，計(jì)算得到的多個(gè)相應(yīng)混合物總質(zhì)量減少20%~80%之間的燃燒速率的算術(shù)平均值即為所述平均燃燒速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于所述天平底部放置基座板上，基座板四周設(shè)有擋風(fēng)板，天平托盤上表面設(shè)置定位板，試驗(yàn)板放置于定位板上，點(diǎn)火線圈放置于試驗(yàn)板上，基座板上安裝2~4個(gè)金屬導(dǎo)向條以定位定位板的位置，定位板上設(shè)有試驗(yàn)板定位標(biāo)記，保證試驗(yàn)板在試驗(yàn)過程總是處于天平上的同一中心位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于試驗(yàn)過程中，基座板、擋風(fēng)板、天平等整套試驗(yàn)裝置放置于氣流速度< 0.5m/s的通風(fēng)區(qū)內(nèi)，通風(fēng)區(qū)的排煙系統(tǒng)能夠排出有毒的煙氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于所述天平具備數(shù)據(jù)輸出端口，并與數(shù)據(jù)采集及處理軟件系統(tǒng)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于所述點(diǎn)火線的材質(zhì)為鎳鉻或招絡(luò)合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于所述試驗(yàn)板為絕熱型，溫度為(TC時(shí)的導(dǎo)熱率≤0.23W.m-1.K'
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述固體氧化性測(cè)試方法，其特征在于整個(gè)試驗(yàn)在常壓、室溫為200C ±5°C、相對(duì)濕度低于60%情況下進(jìn)行，纖維素的含水量以重量計(jì)小于0.5%。
【文檔編號(hào)】G01N5/04GK104007038SQ201410146661
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月11日
【發(fā)明者】張金梅, 霍明甲, 王亞琴, 張玉霞 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院