umwelt-online: Empfehlungen für die Beförderung gefährlicher Güter - Handbuch über Prüfungen und Kriterien (3)
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Abschnitt 16
Prüfreihe 6
16.1 Einleitung
16.1.1 Die Ergebnisse von vier Prüfarten der Prüfreihe 6 werden angewendet, um festzustellen, welche der Unterklassen 1.1, 1.2, 1.3 und 1.4 bei einem Brand inneren oder äußeren Ursprungs oder bei einer Explosion inneren Ursprungs (Kästchen 32, 33, 34, 35, 36 und 37 der Abbildung 10.3) am ehesten dem Verhalten des Produktes entspricht. Die Ergebnisse sind ebenfalls erforderlich, um zu beurteilen, ob ein Produkt der Verträglichkeitsgruppe S zugeordnet werden kann und ob es aus der Sprengstoffklasse (Kästchen 38 und 39 der Abbildung 10.3) ausgeschlossen werden soll oder nicht. Die vier Prüfarten sind:
Prüfart 6 (a): eine Prüfung mit einem einzelnen Versandstück, um festzustellen, ob eine Massenexplosion des Inhaltes stattfindet;Prüfart 6 (b): eine Prüfung mit Versandstücken mit einem explosiven Stoff oder Gegenständen mit Explosivstoff oder nicht verpackten Gegenständen mit Explosivstoff, um festzustellen, ob eine Explosion von einem Versandstück auf ein anderes oder von einem unverpackten Gegenstand auf einen anderen übertragen wird;
Prüfart 6 (c): eine Prüfung mit Versandstücken mit einem explosiven Stoff oder Gegenständen mit Explosivstoff oder mit unverpackten Gegenständen mit Explosivstoff, um festzustellen, ob bei einem Brand eine Massenexplosion oder die Gefahr von gefährlichen Wurfteilen 1), Wärmestrahlung und/oder heftigem Abbrand oder ein anderer gefährlicher Effekt auftritt; und
Prüfart 6 (d): eine Prüfung mit einem Versandstück mit Gegenständen mit Explosivstoff, auf die die Sondervorschrift 347 des Kapitels 3.3 der Modellvorschriften anzuwenden ist, ohne Einschluss, um zu ermitteln, ob gefährliche Wirkungen außerhalb des Versandstücks, hervorgerufen durch nicht beabsichtigte Anzündung oder Zündung des Inhalts, auftreten.
16.2 Prüfverfahren
16.2.1 Die zurzeit angewendeten Prüfverfahren sind in Tabelle 16.1 aufgelistet.
Tabelle 16.1: Prüfverfahren für Prüfreihe 6
Code | Prüfverfahren | Abschnitt |
6 (a) | Einzelpackstückprüfung * | 16.4.1 |
6 (b) | Stapelprüfung * | 16.5.1 |
6 (c) | Außenbrand-(Bonfire)-Prüfung * | 16.6.1 |
6 (d) | Einzelversandstückprüfung ohne Einschluss * | 16.7.1 |
*) Empfohlene Prüfung. |
16.2.2 Die Prüfverfahren 6 (a), 6 (b), 6 (c) und 6 (d) werden normalerweise in alphabetischer Reihenfolge ausgeführt. Es ist jedoch nicht immer notwendig, alle Prüfverfahren durchzuführen. Es ist jedoch nicht immer notwendig diese Reihenfolge einzuhalten oder alle Prüfverfahren durchzuführen.
16.2.3 Wenn in einer Prüfung des Prüfverfahrens 1 (a) ein Stoff ein "-"-Ergebnis (keine Weiterleitung einer Detonation) liefert, kann auf die Prüfung 6 (a) mit dem Detonator verzichtet werden. Wenn in einer Prüfung des Prüfverfahrens 2 (c) ein Stoff ein "-"-Ergebnis (keine oder langsame Deflagration) liefert, kann auf die Prüfung 6 (a) mit einem Anzünder verzichtet werden.
16.2.4 Erklärungen bestimmter Begriffe, die in der Zuordnung von Unterklassen und Verträglichkeitsgruppen verwendet werden, werden im Glossar des Anhangs B der Modellvorschriften (z.B. Massenexplosion, pyrotechnischer Stoff, Gesamtladung, Gesamtinhalte, explodieren, Explosion der Gesamtinhalte) aufgeführt.
16.3 Prüfbedingungen
16.3.1 Prüfungen der Prüfreihe 6 sind mit Versandstücken mit explosiven Stoffen und Gegenständen in dem Zustand und in der Form, wie sie zur Beförderung aufgegeben werden, auszuführen. Die geometrische Anordnung der Produkte sollte im Hinblick auf die Verpackungsmethode und die Beförderungsbedingungen wirklichkeitsnah sein. Sie sollte so sein, dass sie die schwerwiegendsten Prüfergebnisse liefert. Wenn Gegenstände mit explosiven Stoffen ohne Verpackung eingestuft werden, sind die Prüfungen auf die unverpackten Gegenstände anzuwenden. Alle Arten von Verpackungen, die Stoffe oder Gegenstände enthalten, sind den Prüfungen zu unterwerfen, es sei denn:
16.4 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 6 Prüfung (a)
16.4.1 Prüfung 6 (a): Einzelverpackungstest
16.4.1.1 Einleitung
Dies ist eine Prüfung mit einem einzelnen Versandstück, um festzustellen, ob eine Massenexplosion des Inhaltes stattfindet.
16.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Die folgenden Gegenstände werden benötigt:
Ausrüstung zur Messung des Druckstoßes kann verwendet werden.
16.4.1.3 Prüfverfahren
16.4.1.3.1 Diese Prüfung bezieht sich auf Versandstücke mit explosiven Stoffen und Gegenständen in dem Zustand und in der Form, wie sie zur Beförderung aufgegeben werden. Werden Gegenstände mit Explosivstoff unverpackt eingestuft, so sind die Prüfungen mit unverpackten Gegenständen auszuführen. Die Entscheidung darüber, ob eine Zünd- oder eine Anzündeinrichtung zu verwenden ist, erfolgt auf der Grundlage der folgenden Überlegungen.
16.4.1.3.2 Für verpackte Stoffe:
16.4.1.3.3 Für verpackte Gegenstände 2):
16.4.1.3.4 Das Versandstück wird auf eine auf dem Erdboden liegende Nachweisplatte aus Stahl gestellt. Die bevorzugte Einschlussart besteht aus Behältnissen, die in Form und Größe dem zu prüfenden Versandstück ähnlich sind und die völlig mit Erde oder Sand gefüllt sind. Die Behältnisse werden so dicht wie möglich um das zu prüfende Versandstück herum geschichtet, so dass die Mindestdicke des Einschlusses in jeder Richtung für ein Versandstück, das 0,15 m3 nicht überschreitet, 0,5 m und für ein Versandstück, das größer als 0,15 m3 ist, 1 m beträgt. Alternative Einschlussverfahren sind die Verwendung erd- und sandgefüllter Kisten oder Säcke, die um und auf das Versandstück gestapelt werden, oder die Verwendung von losem Sand.
16.4.1.3.5 Der Stoff oder Gegenstand ist zu zünden und Beobachtungen über das Folgende sind zu machen: Anzeichen thermischer Wirkungen, Wurfteile, Detonation, Deflagration oder Explosion des Gesamtinhalts des Versandstückes. Eine von der Prüfstelle vorgeschriebene, sichere Wartezeit ist nach der Zündung zu beachten. Die Prüfung ist dreimal durchzuführen, es sei denn, ein entscheidendes Ergebnis wird früher erhalten (z.B. Explosion des gesamten Inhalts).
16.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Massenexplosion weist auf einen Kandidaten für die Unterklasse 1.1 hin. Anzeichen für einen solchen Hinweis sind:
Falls das Produkt der Unterklasse 1.1 zugeordnet wird, ist eine weitere Prüfung nicht erforderlich; andernfalls wird mit dem Prüfverfahren 6 (b) fortgefahren.
16.4.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Verpackung | Zündsystem | Ereignis | Ergebnis |
Ammoniumperchlorat (12 Nm) | 10-kg-Fass aus Pappe | Detonator | Detonation | Kandidat Unterklasse 1.1 |
Xylolmoschus | 50-kg-Fass aus Pappe | Detonator | teilweise Zersetzung | nicht Unterklasse 1.1 |
Xylolmoschus | 50-kg-Fass aus Pappe | Anzünder | teilweise Zersetzung | nicht Unterklasse 1.1 |
einbasiger Treibstoff (ungelocht) | 60-Liter-Fass aus Pappe | Anzünder | keine Explosion | nicht Unterklasse 1.1 |
einbasiger Treibstoff (gelocht) | 60-Liter-Fass aus Pappe | Anzünder | Explosion | Kandidat Unterklasse 1.1 |
16.5 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 6 Prüfung (b)
16.5.1 Prüfung 6 (b): *Stapelprüfung (UN)
16.5.1.1 Einleitung
Diese Prüfung mit Versandstücken mit einem explosiven Stoff oder Gegenständen oder unverpackten Gegenständen mit Explosivstoff wird angewendet, um festzustellen, ob eine Explosion von einem Versandstück auf ein anderes oder von einem unverpackten Gegenstand auf einen anderen übertragen wird.
16.5.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Die folgenden Gegenstände sind erforderlich:
Druckstoßmessgeräte können verwendet werden.
16.5.1.3 Prüfverfahren
16.5.1.3.1 3) Diese Prüfung wird auf einen Stapel von Versandstücken mit einem explosiven Produkt oder auf einen Stapel unverpackter Gegenstände angewendet, jeweils in dem Zustand und in der Form, wie sie zur Beförderung aufgegeben werden. Werden Gegenstände mit Explosivstoff unverpackt klassifiziert, so werden die Prüfungen mit unverpackten Gegenständen ausgeführt. Versandstücke oder Gegenstände in ausreichender Anzahl, um ein Gesamtvolumen von 0,15 m3 zu ergeben, werden auf die auf dem Erdboden liegende Nachweisplatte aus Stahl gestapelt. Wenn das Volumen eines einzelnen Versandstücks (oder unverpackten Gegenstandes) 0,15 m3 übersteigt, wird die Prüfung mit mindestens einem Akzeptor ausgeführt, der so platziert wird, dass eine Wechselwirkung zwischen den einzelnen Produkten am ehesten möglich ist (siehe 16.3.1). Ist diese Position unbekannt, werden mehrere Akzeptoren verwendet. Die bevorzugte Einschlussart besteht aus Behältnissen, die in Form und Größe den zu prüfenden Versandstücken ähnlich sind und die völlig mit Erde oder Sand gefüllt sind. Sie sind so nahe wie möglich um das zu prüfende Versandstück herum geschichtet, so dass die Mindestdicke des Einschlusses 1 m in jeder Richtung beträgt. Alternative Einschlussverfahren sind die Verwendung erd- oder sandgefüllter Kisten oder Säcke, die um und auf den Stapel geschichtet werden oder von losem Sand. Wird loser Sand für den Einschluss verwendet, muss der Stapel abgedeckt oder geschützt werden, damit kein Sand in die Zwischenräume zwischen benachbarten Versandstücken oder unverpackten Gegenständen fällt. Gegenstände, die unverpackt klassifiziert werden, werden wie verpackte Gegenstände mit einem Einschluss versehen. Die Entscheidung darüber, ob eine Zünd- oder eine Anzündeinrichtung zu verwenden ist, erfolgt auf der Grundlage der nachfolgenden Überlegungen.
16.5.1.3.2 Für verpackte Stoffe:
16.5.1.3.3 Für verpackte Gegenstände und unverpackte Gegenstände 4):
16.5.1.3.4 Der Ort der Anzündung oder Zündung liegt in einem Versandstück, das sich nahe der Mitte des Stapels befindet. Gegenstände, die unverpackt klassifiziert werden, werden wie verpackte Gegenstände geprüft.
16.5.1.3.5 Der Stoff oder Gegenstand wird gezündet und Beobachtungen gelten folgenden Reaktionen: Anzeichen thermischer Wirkungen, Wirkungen von Wurfteilen, Detonation, Deflagration oder Explosion des Gesamtinhalts des Versandstücks. Eine von der Prüfstelle vorgeschriebene, sichere Wartezeit ist nach der Zündung einzuhalten. Die Prüfung ist dreimal durchzuführen, es sei denn, ein entscheidendes Ergebnis wird früher erhalten (z.B. Explosion des gesamten Inhalts). Wenn die Ergebnisse der empfohlenen Anzahl von Prüfungen keine eindeutige Interpretation der Ergebnisse möglich machen, ist die Anzahl der Prüfungen zu erhöhen.
16.5.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Explodiert bei der Prüfung 6 (b) der Inhalt von mehr als einem Versandstück oder von mehr als einem unverpackten Gegenstand praktisch gleichzeitig, wird das Produkt der Unterklasse 1.1 zugeordnet. Anzeichen für einen solchen Vorgang sind:
16.5.1.5 Ergebnisbeispiele
Es werden keine Ergebnisbeispiele angegeben, da diese zu spezifisch für die Verpackung oder den geprüften Gegenstand sind.
16.6 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 6 Prüfart (c)
16.6.1 Prüfung 6 (c): *Außenbrand-(Bonfire)-Prüfung (UN)
16.6.1.1 Einleitung
Dies ist eine Prüfung mit Versandstücken mit einem explosiven Stoff oder Gegenständen mit Explosivstoff oder unverpackten Gegenständen mit Explosivstoff, um festzustellen, ob bei Einwirkung durch einen Außenbrand eine Massenexplosion oder eine Gefahr durch gefährlichen Wurfteile, Wärmestrahlung und/oder heftigen Abbrand auftreten.
16.6.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Folgende Gegenstände werden benötigt:
Druckaufnehmer, Wärmestrahlungsmesser und zugehörige Aufzeichnungseinrichtungen können ebenfalls verwendet werden. Weitere Ausrüstung kann erforderlich sein, wenn die Vorgehensweise in 16.6.1.3.9 befolgt wird.
16.6.1.3 Prüfverfahren
16.6.1.3.1 Versandstücke oder unverpackte Gegenstände in erforderlicher Anzahl werden in dem Zustand und in der Form, wie sie zur Beförderung aufgegeben werden, so nahe wie möglich aneinander auf dem Metallrost angeordnet. Falls mit gerichteten Effekten zu rechnen ist, werden die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände so ausgerichtet, dass eine maximale Wahrscheinlichkeit gegeben ist, dass Wurfteile die Nachweisschirme treffen und dass einzelne Flammenstrahlen horizontal ausgerichtet sind. Falls erforderlich, können die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände mit einem Stahlband umwickelt werden, um sie während der Prüfung zusammenzuhalten. Der Brennstoff ist so unter den Rost zu legen, dass das Feuer die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände einhüllt. Geeignete Methoden für die Erwärmung sind ein Feuer unter Verwendung von Holz als Brennstoff, von flüssigem oder gasförmigem Brennstoffen oder eine Kombination daraus, das eine Flammentemperatur von mindestens 800 °C erzeugt. Schwankungen der Temperatur unterhalb 800 °C können auftreten und machen die Prüfung nicht ungültig.
16.6.1.3.2 Ein Holzfeuer sollte von ausreichender Intensität und Dauer sein, um die verpackten oder unverpackten Gegenstände abzubrennen und den explosiven Stoff vollständig umzusetzen (siehe 16.6.1.2(e)). Lufttrockene Paletten, Bretter, Latten oder anderes Holz, einzeln oder in Kombination, können gitterförmig unter dem Rost (1,0 m vom Boden entfernt) und bis zur Basis der Rostplattform, die die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände trägt, gestapelt werden. Das Holz sollte über die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände wenigstens 1,0 m hinausragen und damit sicherstellen, dass das Feuer die Gegenstände umschließt.
16.6.1.3.3 Eine mit geeignetem flüssigen Brennstoff oder einer Kombination aus Holz und flüssigem Brennstoff gefüllte Wanne können als Alternativen zum Holzstapel verwendet werden, vorausgesetzt, sie sind von gleicher Heftigkeit. Wird flüssiger Brennstoff verwendet, sollte die Wanne bis zu einem Abstand von mindestens 1,0 m in jede Richtung über die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände hinausgehen. Der Abstand zwischen der Rostplattform und der Wanne sollte ungefähr 0,5 m betragen. Bevor diese Methode angewendet wird, muss überlegt werden, ob zwischen dem explosiven Gut und dem Brennstoff eine Löschwirkung oder ungünstige Wechselwirkung eintreten und die Ergebnisse in Frage stellen kann.
16.6.1.3.4 Wird ein Gas als Brennstoff verwendet, muss die Brandzone bis zu einem Abstand von mindestens 1,0 m in jede Richtung über die Versandstücke oder unverpackten Gegenstände hinausgehen. Die Gaszufuhr muss so sein, dass sichergestellt ist, dass das Feuer gleichmäßig um die Versandstücke herum brennt. Der Gasbehälter muss groß genug sein, um das Feuer wenigstens 30 Minuten brennen zu lassen. Die Anzündung des Gases geschieht entweder durch ferngesteuert angezündete Pyrotechnik oder durch ferngesteuertes Ausströmen des Gases, das sich an einer bereits bestehenden Anzündquelle entzündet.
16.6.1.3.5 In jedem von drei Quadranten wird ein Nachweisschirm senkrecht im Abstand von 4 m von den Kanten der Versandstücke oder unverpackten Gegenstände errichtet. Die Schirme sind so zu platzieren, dass die Mitte auf gleicher Höhe mit der Mitte der Versandstücke oder unverpackten Gegenstände ist, oder, wenn diese weniger als 1,0 m oberhalb des Bodens ist, in Kontakt mit dem Boden. Im Falle, dass vor der Prüfung Durch- oder Einschläge in den Nachweisschirmen sind, sind diese zu markieren, so dass sie deutlich von denen, die während der Prüfung entstehen, zu unterscheiden sind.
16.6.1.3.6 Das Anzündsystem ist zu platzieren und der Brennstoff wird an zwei Seiten gleichzeitig angezündet, wobei eine dem Wind zugewandt ist. Wenn die Windgeschwindigkeit 6 m/s überschreitet, ist die Prüfung nicht vorzunehmen. Die von der Prüfbehörde vorgeschriebene sichere Wartezeit ist einzuhalten, bevor das Versuchsgelände betreten wird.
16.6.1.3.7 Beobachtungen werden gemacht über Folgendes:
16.6.1.3.8 Diese Prüfung wird normalerweise nur einmal durchgeführt, aber wenn das Holz oder anderer für das Feuer verwendeter Brennstoff vollständig aufgebraucht ist und eine merkliche Menge nicht aufgebrauchten explosiven Stoffs in den Überresten oder in der Nachbarschaft des Feuers übriggeblieben ist, ist die Prüfung mit mehr Brennstoff erneut durchführen, oder eine andere Methode anzuwenden, die die Intensität und/oder die Dauer des Brandes erhöht. Wenn das Ergebnis die Bestimmung einer Unterklasse nicht ermöglicht, ist eine weitere Prüfung durchzuführen.
16.6.1.3.9 Bei Kandidaten für Patronen für Handfeuerwaffen (Unterklasse 1.4 Verträglichkeitsgruppe S beim Transport UN Nr. 0012) kann diese Prüfung durch die in Anhang 9 beschriebene spezielle Messung der Energie von Wurfteilen ergänzt oder ersetzt werden. Dies ist anwendbar auf Verhältnisse, bei denen die vorherrschende Gefährdung durch Wurfteile besteht, wie es zum Beispiel von der früheren Prüfung ähnlicher Gegenstände mit explosiven Stoffen bekannt ist.
16.6.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
16.6.1.4.1 Die folgenden Kriterien werden zur Beantwortung der Fragen in Abbildung 10.3 (Kästchen 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38 und 39) im Hinblick auf die Bewertung der Ergebnisse herangezogen, um so das Produkt zu klassifizieren.
16.6.1.4.2 Wenn eine Massenexplosion erfolgt, wird das Produkt der Unterklasse 1.1 zugeordnet. Eine Massenexplosion liegt vor, wenn ein wesentlicher Anteil explodiert, so dass die praktische Gefahr durch Annahme gleichzeitiger Explosion des gesamten explosiven Inhalts der Versandstücke oder unverpackten Gegenstände zu bewerten ist.
16.6.1.4.3 Wenn keine Massenexplosion, aber eine der folgenden Wirkungen eintritt:
dann wird das Produkt der Unterklasse 1.2 zugeordnet.
16.6.1.4.4 Wenn keine der Wirkungen eintritt, auf Grund derer das Produkt den Unterklassen 1.1 oder 1.2 zuzuordnen wäre, aber eine der folgenden Reaktionen eintritt:
dann wird das Produkt der Unterklasse 1.3 zugeordnet.
16.6.1.4.5 Wenn keine der Wirkungen eintritt, auf Grund derer das Produkt den Unterklassen 1.1, 1.2 oder 1.3 zuzuordnen wäre, aber eine der folgenden Reaktionen eintritt:
dann wird das Produkt der Unterklasse 1.4 und einer Verträglichkeitsgruppe anders als S zugeordnet.
16.6.1.4.6 Wenn keine der Wirkungen eintritt, auf Grund derer das Produkt den Unterklassen 1.1, 1.2, 1.3 oder 1.4 Verträglichkeitsgruppe anders als S (siehe Kästchen 32 der Abbildung 10.3) zuzuordnen wäre, dann wird das Produkt der Unterklasse 1.4 und der Verträglichkeitsgruppe S zugeordnet, es sei denn Sondervorschrift 347 des Kapitels 3.3 der Modellvorschriften ist anzuwenden. Bei Kandidaten für Patronen für Handfeuerwaffen (Unterklasse 1.4 Verträglichkeitsgruppe S beim Transport UN Nr. 0012) kann der Nachweis der kinetischen, nicht 8 J überschreitenden Energie von Wurfteilen über das in Anhang 9 beschriebene Verfahren herangezogen werden, um den Gegenstand der Verträglichkeitsgruppe S zuzuordnen.
16.6.1.4.7 Wenn überhaupt keine gefährliche Wirkung auftritt, wird das Produkt zum Ausschluss aus der Klasse 1 vorgesehen. Die Möglichkeiten, wie in den Kästchen 38 und 39 in Abbildung 10.3 gezeigt, sind:
16.6.1.4.8 Bemerkungen für die Berechnung von Zeitmessungen bei der Auswertung von Wärmeflusseffekten
Bemerkungen 1: Der Wert von 35 Sekunden/100 kg (siehe 16.6.1.4.4 (c)) entspricht einem durchschnittlichen Wärmefluss von 4 Kw/m2 bei 15 m und basiert auf einer angenommenen Verbrennungswärme von 12500 J/g. Wenn die wahre Verbrennungswärme sich beträchtlich unterscheidet, kann die Abbrandzeit von 35 s korrigiert werden, beispielsweise würde eine wahre Verbrennungswärme von 8372 J/g mit einer Abbrandzeit von (8372/12500) x 35 s = 23,4 s den gleichen Wärmefluss ergeben. Korrekturen für von 100 kg abweichenden Massen werden entsprechend den Skalierungsverhältnissen und Beispielen in Tabelle 16.2 vorgenommen.Bemerkungen 2: Der Wert von 330 Sekunden/100 kg (siehe 16.6.1.4.5 (e)) entspricht einem durchschnittlichen Wärmefluss von 4 kW/m2 bei 5 m und basiert auf einer angenommenen Verbrennungswärme von 12500 J/g. Wenn die wahre Verbrennungswärme sich beträchtlich unterscheidet, kann die Abbrandzeit von 330 s korrigiert werden; beispielsweise würde eine wahre Verbrennungswärme von 8372 J/g mit einer Abbrandzeit von (8372/12500) x 330 s = 221 s den gleichen Wärmefluss ergeben. Korrekturen für von 100 kg abweichenden Massen werden entsprechend den Skalierungsverhältnissen und Beispielen in Tabelle 16.2 vorgenommen.
Bemerkungen 3: In einigen Abbrandversuchen wird beobachtet, dass einzelne Versandstücke oder Gegenstände in getrennt zu erkennenden Vorgängen abbrennen; in solchen Fällen sollen die Abbrandzeiten und Massen jedes einzelnen Vorgangs verwendet werden.
Tabelle 16.2: Wärmeflussvergleichswerte für unterschiedliche Massen
1.3/1.4 | 1.4/1.4 S | |||||||
Masse (kg) | Fluss (15 m) a kW/m2 | Abbrandzeit b (s) | Fluss (5 m) a kW/m2 | Abbrandzeit b (s) | ||||
20 | 1,36 | 21,7 | 1,36 | 195 | ||||
50 | 2,5 | 29,6 | 2,5 | 266 | ||||
100 | 4 | 35 | 4 | 330 | ||||
200 | 6,3 | 46,3 | 6,3 | 419 | ||||
500 | 11,7 | 63,3 | 11,7 | 569 | ||||
|
Die Wärmeflusswerte können errechnet werden auf der Grundlage der Gleichung:
F = (C * E) / (4π R2 t)
wobei: | |
F | = Wärmefluss in kW/m2, |
C | = Konstante = 0,33, |
E | = Gesamtenergieinhalt in kJ, |
R | = Entfernung vom Feuer zum Messpunkt in Metern, |
t | = beobachtete Abbrandzeit in Sekunden. |
16.6.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Verpackung | Ereignis | Ergebnis |
Xylolmoschus | 3 x 50 kg Fässer aus Pappe | nur langsam brennend | nicht Klasse 1 |
Abbildung 16.6.1.1: Entfernung/Masse-Verhältnis für metallische Wurfteile mit einer kinetischen Energie von 20 J und 8 J 5)
Entfernung/Masse-Verhältnis
Masse | Wurfteilentfernung (m) | |
(g) | 20 J | 8 J |
25 | 83,6 | 46,8 |
50 | 58,4 | 28,7 |
75 | 44,4 | 20,6 |
100 | 35,6 | 16,2 |
125 | 29,8 | 13,3 |
150 | 25,6 | 11,4 |
175 | 22,43 | 10 |
200 | 20 | 8,8 |
300 | 13,9 | 6,3 |
400 | 10,9 | 4,9 |
500 | 8,9 | 4,1 |
Beispieldaten für metallische Wurfteile mit einer kinetischen Energie von 20 J und 8 J
16.7 Beschreibung der Prüfung 6 (d)
16.7.1 Prüfung 6 (d): *Einzelversandstückprüfung ohne Einschluss
16.7.1.1 Einleitung
Dies ist eine Prüfung mit einem einzelnen Versandstück, um zu ermitteln, ob gefährliche Wirkungen außerhalb des Versandstücks, hervorgerufen durch nicht beabsichtigte Anzündung oder Zündung des Inhalts, auftreten.
16.7.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Die folgenden Gegenstände werden benötigt:
Ausrüstung für Videoaufnahmen kann verwendet werden.
16.7.1.3 Prüfverfahren
16.7.1.3.1 Diese Prüfung bezieht sich auf Versandstücke mit Gegenständen mit Explosivstoff in dem Zustand und in der Form, wie sie zur Beförderung aufgegeben werden. Werden explosive Gegenstände als unverpackt klassifiziert, so sind die Prüfungen mit unverpackten Gegenständen auszuführen. Die Entscheidung darüber, ob eine Zünd- oder eine Anzündeinrichtung zu verwenden ist, erfolgt auf der Grundlage der folgenden Überlegungen.
16.7.1.3.2 Für verpackte Gegenstände:
16.7.1.3.3 Das Versandstück wird ohne Einschluss auf eine auf dem Erdboden liegende Nachweisplatte aus Stahl gestellt.
16.7.1.3.4 Der Gebergegenstand wird gezündet und Beobachtungen gelten folgenden Reaktionen: Eindellung oder Perforation der Nachweisplatte unter dem Versandstück, ein Blitz oder eine Flamme, die in der Lage sind, danebenliegendes Material anzuzünden, Auseinanderreißen des Versandstücks, das das Wegschleudern von explosivem Inhalt verursacht, oder ein Durchschlagen der Verpackung durch ein Wurfteil 6). Eine von der Prüfstelle vorgeschriebene, sichere Wartezeit ist nach der Zündung zu beachten. Die Prüfung ist dreimal in verschiedenen Ausrichtungen durchzuführen, es sei denn, ein entscheidendes Ergebnis wird früher erhalten. Wenn die Ergebnisse der empfohlenen Anzahl von Prüfungen keine eindeutige Interpretation der Ergebnisse möglich machen, ist die Anzahl der Prüfungen zu erhöhen.
16.7.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Die Zuordnung zur Verträglichkeitsgruppe S erfordert, dass alle gefährlichen Wirkungen, hervorgerufen durch die Reaktion des Gegenstandes bei dieser Prüfung, auf das Versandstück beschränkt bleiben. Anzeichen für eine gefährliche Wirkung außerhalb des Versandstückes sind:
Die zuständige Behörde kann bei der Ergebnisbewertung die erwartete Wirkung des Zünders berücksichtigen, wenn sie als bedeutend im Vergleich mit den zu prüfenden Gegenständen angesehen wird. Wenn gefährliche Wirkungen außerhalb des Versandstücks auftreten, darf das Produkt nicht der Verträglichkeitsgruppe S zugeordnet werden.
16.7.1.5 Ergebnisbeispiele
Gegenstand | Verpackung | Zündung | Ereignisse | Ergebnis |
Kartuschen für technische Zwecke | Kiste aus Pappe mit 20 Gegenständen (jeder mit 300 g Treibladung) jeder in einer Kunststofftüte | einer der Gegenstände | Gegenstände nach einander entzündet, Flammen bis 2 m hoch außerhalb des Versandstücks | nicht vereinbar mit Verträglichkeitsgruppe S |
Zündeinrichtungen, nicht elektrisch | Kiste aus Pappe mit 60 Einrichtungen jede in einer Kunststofftüte mit seinem Schlauch, gewickelt als 8, mit Schutzkappen auf den Zündern | einer der Gegenstände | Einer der 60 Zünder reagierte und keine sichtbaren Wirkungen außerhalb des Versandstücks. | vereinbar mit Verträglichkeitsgruppe S |
Zünder, elektrisch | Kiste aus Pappe mit 84 Einrichtungen, jede mit seinem Draht gebündelt, so dass die Sprengwirkung eines ausgelösten Zünders abgeschwächt wird. | einer der Gegenstände | Einer der 84 Zünder reagierte. Die Reaktion ließ die Kiste aufbrechen und einige Einrichtungen fielen heraus, aber es wurde entschieden, dass keine gefährlichen Wirkungen außerhalb des Versandstücks auftraten. | vereinbar mit Verträglichkeitsgruppe S |
Hohlladungen (offene 19-g-Perforatoren) | Kiste aus Pappe mit 50 Ladungen in zwei Lagen, so dass die Ladungen paarweise gegeneinander lagen. | Zünder mit ca. 60 mm Sprengschnur | Drei Versuche wurden ausgeführt. Bei jedem der Versuche wurde die Nachweisplatte durchlöchert. Die Versandstücke zerrissen, die verbliebenen Ladungen wurden über einen weiten Bereich verstreut. | nicht vereinbar mit Verträglichkeitsgruppe S |
Zünder, elektrisch | Kiste aus Pappe mit 50 Zündern, jeder mit 450 mm Draht. Jede Einrichtung war in einer Pappinnenschachtel. Die Schachteln waren durch Pappwände von einander getrennt. | einer der Gegenstände | Einer der 50 Zünder reagierte, die Kistenklappen öffneten sich. Es traten keine gefährlichen Wirkungen außerhalb des Versandstücks auf. | vereinbar mit Verträglichkeitsgruppe S |
Abschnitt 17
Prüfreihe 7
17.1 Einleitung
Die Frage "Handelt es sich um einen extrem unempfindlichen explosiven Gegenstand?" (Kästchen 23, Abbildung 10.3) wird durch Prüfungen der Prüfreihe 7 beantwortet. Jeder Kandidat für die Unterklasse 1.6 muss jede der elf Prüfarten, der Prüfreihe 7 unterzogen werden. Die ersten 6 Prüfarten 7 (a) bis 7 (f) werden angewendet, um festzustellen, ob ein Stoff ein extrem unempfindlicher Stoff (EIS 1) ist. Die verbleibenden fünf Prüfarten 7 (g), 7 (h), 7 (j), 7 (k) und 7 (l) werden angewendet, um festzustellen, ob ein Gegenstand, der überwiegend EIS enthält, der Unterklasse 1.6 zugeordnet werden kann.
Die elf Prüfarten sind:
Prüfart 7 (a): | eine Stoßprüfung, um die Empfindlichkeit gegenüber intensiver mechanischer Beanspruchung 2 festzustellen; |
Prüfart 7 (b): | eine Stoßprüfung mit einer definierten Verstärkungsladung und einem definierten Einschluss, um die Empfindlichkeit gegenüber Stoß festzustellen; |
Prüfart 7 (c): | eine Prüfung, um die Empfindlichkeit des explosiven Stoffes gegenüber einer Verschlechterung unter Schlagwirkung festzustellen; |
Prüfart 7 (d): | eine Prüfung, um den Reaktionsgrad des explosiven Stoffes gegenüber Schlag oder Durchschlagen, resultierend aus einer vorgegebenen Energiequelle, festzustellen; |
Prüfart 7 (e): | eine Prüfung, um die Reaktion des explosiven Stoffes gegenüber Außenbrand festzustellen, wenn das Material eingeschlossen ist; |
Prüfart 7 (f): | eine Prüfung, um die Reaktion des explosiven Stoffes in einer Umgebung, in der die Temperatur schrittweise auf 365 °C ansteigt, festzustellen; |
Prüfart 7 (g): | eine Prüfung, um die Reaktion eines Gegenstandes im gleichen Zustand, wie er zur Beförderung aufgegeben wird, gegenüber Außenbrand festzustellen; |
Prüfart 7 (h): | eine Prüfung, um die Reaktion eines Gegenstandes in einer Umgebung, in der die Temperatur schrittweise auf 365 °C ansteigt, festzustellen; |
Prüfart 7 (j): | eine Prüfung, um die Reaktion eines Gegenstandes gegenüber Schlag oder Durchschlagen, resultierend aus einer vorgegebenen Energiequelle, festzustellen; |
Prüfart 7 (k): | eine Prüfung, um festzustellen, ob die Detonation eines Gegenstandes eine Detonation in einem benachbarten gleichen Gegenstand auslöst; und |
Prüfart 7 (l) | eine Prüfung, um die Empfindlichkeit des Gegenstandes bei direkter Einwirkung eines Aufpralls an verwundbaren (gefährdeten) Bauteilen festzustellen. |
Die Antwort in Kästchen 40 lautet "nein", wenn in einer Prüfung der Prüfreihe 7 ein "+"-Ergebnis erzielt wird.
17.2 Prüfverfahren
Die zurzeit angewendeten Prüfverfahren werden in Tabelle 17.1 aufgeführt.
Tabelle 17.1: Prüfverfahren für Prüfreihe 7
Code |
Prüfverfahren | Abschnitt |
Prüfungen von Stoffen | ||
7 (a) | EIS Kapselprüfung a | 17.4.1 |
7 (b) | EIS Gap-Prüfung a | 17.5.1 |
7 (c) (i) | Susan-Schlagprüfung | 17.6.1 |
7 (c) (ii) | Bröckligkeitsprüfung a | 17.6.2 |
7 (d) (i) | EIS Geschossaufschlagprüfung a | 17.7.1 |
7 (d) (ii) | Bröckligkeitsprüfung | 17.7.2 |
7 (e) | EIS Außenbrandprüfung a | 17.8.1 |
7 (f) | EIS Langsame Aufheizprüfung unter Einschluss a | 17.9.1 |
Prüfungen von Gegenständen | ||
7 (g) | 1.6 Gegenstand Außenbrandprüfung a 3 | 17.10.1 |
7 (h) | 1.6 Gegenstand Langsame Aufheizprüfung a 3 | 17.11.1 |
7 (j) | 1.6 Gegenstand Geschossaufschlagprüfung a 3 | 17.12.1 |
7 (k) | 1.6 Gegenstand Stapelprüfung a 4 | 17.13.1 |
7 (l) | 1.6 Gegenstand Splittereinschlagprüfung a 3 | 17.14.1 |
a) Empfohlene Prüfung. |
17.3 Prüfbedingungen
17.3.1 Alle explosiven Bauteile müssen während der Prüfungen 7 (g) bis 7 (l) der Prüfreihe 7 im Gegenstand vorhanden sein. Kleinere explosive Bauteile, die Stoffe enthalten, die nicht den Prüfungen 7 (a) bis 7 (f) unterzogen werden müssen, müssen besonders gezielt in den Prüfungen 7 (j) bis 7 (l) untersucht werden, wenn davon auszugehen ist, dass diese die schlimmste Reaktion des Prüfgegenstandes hervorrufen können. Damit soll sichergestellt werden, dass die Wahrscheinlichkeit deren unbeabsichtigter Auslösung oder Übertragung auf den 1.6 Gegenstand vernachlässigbar ist.
17.3.2 Ein Stoff, der als explosive Hauptladung in einem Gegenstand der Unterklasse 1.6 vorgesehen ist, ist gemäß den Prüfreihen 3 und 7 zu prüfen. Ein Stoff, der als größere (Dimension) Verstärkungsladung in einem Artikel der Unterklasse 1.6 vorgesehen ist, dessen Volumengröße jedoch relativ zu der explosiven Hauptladung, die er zündet, begrenzt ist, ist gemäß Prüfreihe 3 und den Prüfungen 7 (c) (ii) und 7 (e) zu prüfen. Die Prüfreihe 7 ist mit dem Stoff in der Form (d. h. Zusammensetzung, Körnung, Dichte usw.) durchzuführen, in der er in dem Gegenstand verwendet wird.
17.3.3 Ein Gegenstand, der für eine Zuordnung in die Unterklasse 1.6 vorgesehen ist, ist den Prüfungen der Prüfreihe 7 erst dann zu unterziehen, wenn die Ergebnisse der Prüfungen 7 (a) bis 7 (f) für die Stoffe der explosiven Hauptladung und bestimmter Verstärkungsladungen zeigen, dass diese die Anforderungen für die Unterklasse 1.6 erfüllen. Ein Leitfaden zum Prüfverfahren der Stoffe ist in Abschnitt 10.4.3.6 vorgegeben.
17.3.4 Die Prüfungen 7 (g), 7 (h), 7 (j), 7 (k) und 7 (l) sind durchzuführen, um zu bestimmen, ob ein Gegenstand mit einer EIS-Hauptladung und ausreichend unempfindlichen Verstärkungsladungen der Unterklasse 1.6 zugeordnet werden kann. Diese Prüfungen werden auf Gegenstände in dem Zustand und in der Form angewendet, in denen sie zur Beförderung aufgegeben werden, ausgenommen, dass nicht-explosive Bestandteile weggelassen oder ersetzt werden können, wenn die zuständige Behörde davon überzeugt ist, dass dies die Ergebnisse der Prüfungen nicht ungültig macht.
17.3.5 Die Kriterien gemäß der Prüfreihe 7 werden für die einzelnen Prüfungen im Anhang 8 (Beschreibung der Kriterien) aufgeführt, um Hilfestellung bei der Bewertung der Ergebnisse der Prüfungen 7 (g), 7 (h), 7 (j), 7 (k) und 7 (l) zu geben. Sie sind der zuständigen Behörde mitzuteilen, um die Zuordnung zur Unterklasse 1.6 zu belegen.
17.4 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (a)
17.4.1 Prüfung 7 (a): *EIS Kapselprüfung (D/USA)
17.4.1.1 Einleitung
Diese Stoßprüfung wird angewendet, um die Empfindlichkeit eines EIS-Kandidaten gegenüber intensiver mechanischer Beanspruchung 5 zu bestimmen.
17.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Der Versuchsaufbau für diese Prüfung ist der gleiche wie für Prüfung 5 (a) (siehe 15.4.1).
17.4.1.3 Prüfverfahren
Das Prüfverfahren ist das gleiche wie für Prüfung 5 (a) (siehe 15.4.1).
17.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Das Ergebnis wird "+" bewertet und der Stoff ist nicht als ein EIS einzustufen, wenn in einem der Versuche:
Andernfalls wird das Ergebnis "-" bewertet.
17.4.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | - |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
17.5 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (b)
17.5.1 Prüfung 7 (b): *EIS Gap-Prüfung (USA)
17.5.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um die Empfindlichkeit eines EIS-Kandidaten gegenüber einem festgelegten Stoßniveau *6, d.h. einer festgelegten Geberladung und einer Sperrschicht zu bestimmen.
17.5.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Der Aufbau für diese Prüfung besteht aus einer explosiven Ladung (Geber), einem Hindernis (Zwischenraum), einem Behälter, der die Prüfladung (Akzeptor) enthält, und einer Nach-weisplatte aus Stahl (Zielobjekt).
Folgende Materialien sind zu verwenden:
17.5.1.3 Prüfverfahren
17.5.1.3.1 Wie in Abbildung 17.5.1.1 gezeigt, werden der Detonator, die Geberladung, die Sperrschicht und die Akzeptorladung zentrisch oberhalb der Mitte der Nachweisplatte ausgerichtet. Ein 1,6 mm großer Luftzwischenraum wird durch geeignete Abstandhalter, die die Akzeptorladung nicht überlappen, zwischen dem freien Ende der Akzeptorladung und der Nachweisplatte erhalten. Es ist dafür zu sorgen, dass ein guter Kontakt zwischen dem Detonator und der Geberladung, der Geberladung und der Sperrschicht und der Sperrschicht und der Akzeptorladung sichergestellt ist. Die zu prüfende Probe und die Verstärkerladung sollten während der Prüfung Umgebungstemperatur haben.
17.5.1.3.2 Um das Sammeln der Reststücke der Nachweisplatte zu erleichtern, kann die gesamte Einrichtung über einem Wasserbehälter mit wenigstens 10 cm Luftzwischenraum zwischen der Oberfläche des Wassers und dem Boden der Nachweisplatte, die nur auf zwei Ecken gehalten wird, montiert werden.
17.5.1.3.3 Alternative Sammelverfahren können angewendet werden, aber es ist wichtig, dass ausreichend freier Raum unterhalb der Nachweisplatte ist, so dass der Durchschlag der Platte nicht behindert wird. Die Prüfung wird dreimal durchgeführt, es sei denn, vorzeitig wird ein positives Ergebnis beobachtet.
17.5.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Ein durch die Platte sauber gestanztes Loch zeigt an, dass in der Probe eine Detonation initiiert wurde. Ein Stoff, der in einem Einzelversuch detoniert, ist kein EIS und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.5.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/ inertes Bindemittel (86/14), gegossen | + |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | + |
RDX/ inertes Bindemittel (85/15), gegossen | + |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
TNT, gegossen | + |
Abbildung 17.5.1.1: EIS GAP-Prüfung
(A) | Detonator | (B) | Verstärkungsladung |
(C) | PMMA Sperrschicht | (D) | Zu prüfender Stoff |
(E) | Stahlrohr | (F) | Luftzwischenraum |
(G) | Nachweisplatte |
17.6 Beschreibungen der Prüfungen zur Prüfreihe 7 Prüfart (c)
17.6.1 Prüfung 7 (c) (i): Susan-Schlagprüfung
17.6.1.1 Einleitung
Die Susan-Schlagprüfung wird angewendet, um den Grad der explosiven Reaktion bei einem Schlag mit hoher Geschwindigkeit zu bewerten. Diese Prüfung wird durch das Laden der Sprengstoffe in genormte Geschosse und das Feuern der Geschosse bei einer bestimmten Geschwindigkeit gegen ein Zielobjekt ausgeführt.
17.6.1.2 Prüfgeräte und Materialien
17.6.1.2.1 Es werden durch übliche Verfahren hergestellte Explosivstoffkörper mit einem Durchmesser von 51 mm und einer Länge von 102 mm verwendet.
17.6.1.2.2 In der Susan-Schlagprüfung wird das in Abbildung 17.6.1.1 gezeigte Prüfgeschoss verwendet. Das Geschoss hat ein Gesamtgewicht von 5,4 kg und enthält geringfügig weniger als 0,45 kg Explosivstoff. Die Außenabmessungen sind 81,3 mm Durchmesser bei einer Länge von 220 mm.
17.6.1.2.3 Die Geschosse werden von einem 81,3 mm (Innendurchmesser) glatten Geschosslauf abgeschossen. Die Mündung wird ungefähr 4,65 m von der 64 mm dicken, glatten Panzerstahlplatte entfernt positioniert. Die Aufschlaggeschwindigkeit des Geschosses wird durch Anpassen der Treibladungen in der Kanone erzielt.
17.6.1.2.4 Eine schematische Zeichnung der Schießanlage, die den Aufbau der Kanone und die relativen Positionen der Messausrüstung zeigt, wird in Abbildung 17.6.1.2 gezeigt. Die Flugbahn ist ungefähr 1,2 m oberhalb des Bodenniveaus.
17.6.1.2.5 Das Prüfgelände ist mit kalibrierten Druckaufnehmern und Aufzeichnungseinrichtungen ausgestattet. Das Aufzeichnungssystem für den Luftstoßdruck muss einen Frequenzgang von wenigstens 20 kHz haben. Aufschlaggeschwindigkeiten und der Überdruck der Luftstoßwelle werden gemessen. Der Luftstoßdruck wird in einer Entfernung von 3,05 m vom Aufschlagpunkt (Messstellen in Abbildung 17.6.1.2) gemessen.
17.6.1.3 Prüfverfahren
17.6.1.3.1 Die Treibladung in der Kanone ist so zu bemessen, dass eine Geschossgeschwindigkeit von 333 m/s erzielt wird. Das Geschoss wird abgefeuert und die Aufschlaggeschwindigkeit und der Luftstoßdruck, hervorgerufen als ein Ergebnis der Reaktion auf den Aufschlag, werden registriert. Wird eine Geschwindigkeit von 333 m/s (+ 10 %, - 0 %) nicht erzielt, wird die Treibmittelmenge geändert und die Prüfung wiederholt.
17.6.1.3.2 Wenn eine Aufschlaggeschwindigkeit von 333 m/s erreicht ist, wird die Prüfung wiederholt bis genaue Druck/Zeitaufzeichnungen von wenigstens fünf einzelnen Schüssen erzielt wurden. Bei jeder dieser präzisen Schüsse muss die Aufschlaggeschwindigkeit 333 m/s (+10 %, - 0 %) betragen.
17.6.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Der maximale Luftstoßüberdruck, der von jedem Luftstoß festgestellt wird, wird registriert. Der Durchschnitt der Maximaldrücke, die bei fünf präzisen Schüssen erzielt wurden, wird bestimmt. Ist der Durchschnittsdruck, der bei einem solchen Prüfverfahren erzielt wurde, größer oder gleich 27 kPa, dann ist der Stoff kein EIS Sprengstoff und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.6.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | + |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
Abbildung 17.6.1.1: Susan Geschoss
| |
(A) Lederdichtung | (B) Stahlkörper |
(C) Zu prüfender Sprengstoff | (D) Aluminiumkappe |
Abbildung 17.6.1.2: Schematischer Aufbau der Susan-Prüfung (Draufsicht) 9
(A) Zielplatte (6,4 cm dick) | (B) Flugweg |
(C) Luftstoßdruckaufnehmer (3,05 m vom Zielpunkt) | (D) Schwadenbarriere |
(E) 81,3-mm-Kanone |
17.6.2 Prüfung 7 (c) (ii): *Bröckligkeitsprüfung (F)
17.6.2.1 Einleitung
Die Bröckligkeitsprüfung wird angewendet, um die Tendenz eines festen EIS-Kandidaten festzustellen, sich unter Schlageinwirkung gefährlich zu verändern.
17.6.2.2 Prüfgeräte und Materialien
Die nachfolgenden Prüfgeräte sind erforderlich:
17.6.2.3 Prüfverfahren
17.6.2.3.1 Die Probe wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit, die groß genug ist, um so nahe wie möglich an eine Aufschlaggeschwindigkeit von 150 m/s heranzukommen, gegen die Stahlplatte geschossen. Die Masse der nach dem Schlag aufgesammelten Bruchstücke sollte mindesten 8,8 g betragen. Diese Bruchstücke werden in einer manometrischen Bombe gezündet. Es werden drei Prüfungen ausgeführt.
17.6.2.3.2 Die Kurve Druck gegen Zeit p = f (t) wird registriert; dies gestattet es, die Kurve (dp/dt) = f" (t) zu erstellen. Aus dieser Kurve wird der Maximalwert (dp/dt)max abgelesen. Dies ermöglicht die Bestimmung des Wertes (dp/dt)max, der einer Aufschlaggeschwindigkeit von 150 m/s entspricht.
17.6.2.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Wenn der durchschnittliche Maximalwert (dp/dt)max, der bei einer Geschwindigkeit von 150 m/s erzielt wurde, größer als 15 MPa/ms ist, ist der geprüfte Stoff kein EIS und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.6.2.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | - |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
17.7 Beschreibungen der Prüfungen zur Prüfreihe 7 Prüfart (d)
17.7.1 Prüfung 7 (d) (i): *EIS Geschossaufschlagprüfung (USA)
17.7.1.1 Einleitung
Die Geschossaufschlagprüfung wird angewendet, um die Reaktion eines EIS-Kandidaten auf eine kinetische Energieübertragung, welche mit Schlag und Durchschlag durch eine vorgegebene Energiequelle, d. h. ein 12,7-mm-Geschoss, das sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, verbunden ist, zu bewerten.
17.7.1.2 Prüfgeräte und Materialien
17.7.1.2.1 Durch normale Techniken hergestellte, explosive Prüfproben werden verwendet. Die Proben sollten eine Länge von 20 cm und einen Durchmesser haben, mit dem sie eng in ein nahtloses Stahlrohr passen, das einen Innendurchmesser von 45 mm (± 10 % Abweichung), eine Wanddicke von 4 mm (± 10 % Abweichung) und eine Länge von 200 mm hat. Die Rohre werden an den Enden mit Stahlkappen oder Kappen aus Gusseisen, die mindestens so fest wie das Rohr sind, verschlossen und mit einem Drehmoment von 204 Nm angezogen.
17.7.1.2.2 Das Geschoss ist ein genormtes 12,7-mm-Hartkerngeschoss mit einer Geschossmasse von 0,046 kg und wird mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 840 ± 40 m/s aus einer 12,7-mm-Waffe verschossen.
17.7.1.3 Prüfverfahren
17.7.1.3.1 Mindestens sechs Prüfgegenstände (explosiver Stoff in einem verschlossenen Stahlrohr) sind für die Prüfungen herzustellen.
17.7.1.3.2 Jeder Prüfgegenstand wird auf ein geeignetes Gestell in einer geeigneten Entfernung von der Mündung der Waffe gestellt. Jeder Prüfgegenstand muss in einer Haltevorrichtung auf seinem Gestell gesichert werden. Diese Vorrichtung muss so sein, dass sich der Gegenstand durch das Geschoss nicht verschieben oder lösen kann.
17.7.1.3.3 Eine Prüfung besteht aus dem Abfeuern eines Geschosses gegen jeden Prüfgegenstand. Es sollten wenigstens drei Prüfungen mit dem Prüfgegenstand durchgeführt werden, der so ausgerichtet ist, dass seine Längsachse senkrecht zur Fluglinie (d. h. Schlag durch die Seite des Rohres) ist. Es sind auch mindestens drei Prüfungen durchzuführen, bei denen der Prüfgegenstand so auszurichten ist, dass dessen Längsachse parallel zur Fluglinie (d. h. Schlag durch die Endkappe) ist.
17.7.1.3.4 Die Reste des Prüfbehälters werden gesammelt. Eine vollständige Fragmentierung des Behälters weist auf eine Explosion oder Detonation hin.
17.7.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Ein Stoff, der in einem der Versuche explodiert oder detoniert, ist kein EIS und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.7.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | - |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
17.7.2 Prüfung 7 (d) (ii): Bröckligkeitsprüfung (F)
17.7.2.1 Einleitung
Die Bröckligkeitsprüfung wird angewendet, um die Reaktion eines sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegenden EIS-Kandidaten gegenüber einer kinetischem Energieübertragung, welche mit Schlag und Durchschlagen aus einer vorgegebenen Energiequelle verbunden ist, zu bewerten.
17.7.2.2 Prüfgeräte und Materialien
Die nachfolgenden Prüfgeräte sind erforderlich:
17.7.2.3 Prüfverfahren
17.7.2.3.1 Die Probe wird mit einer Anfangsgeschwindigkeit, die groß genug ist, um so nahe wie möglich an eine Aufschlaggeschwindigkeit von 150 m/s heranzukommen, gegen die Stahlplatte geschossen. Die Masse der nach dem Schlag aufgesammelten Bruchstücke sollte mindestens 8,8 g betragen. Diese Bruchstücke werden in einer manometrischen Bombe gezündet. Es werden drei Prüfungen ausgeführt.
17.7.2.3.2 Die Kurve Druck gegen Zeit p = f (t) wird registriert; dies gestattet es, die Kurve dp/dt) = f" (t) zu erstellen. Aus dieser Kurve wird der Maximalwert (dp/dt)max abgelesen. Dies ermöglicht die Bestimmung des Wertes (dp/dt)max, der einer Aufschlaggeschwindigkeit von 150 m/s entspricht.
17.7.2.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Wenn der durchschnittliche Maximalwert (dp/dt)max, der bei einer Geschwindigkeit von 150 m/s erzielt wurde, größer als 15 MPa/ms ist, ist der geprüfte Stoff kein EIS und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.7.2.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | - |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
17.8 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfung (e)
17.8.1 Prüfung 7 (e): *EIS Außenbrandprüfung (UN)
17.8.1.1 Einleitung
Die Außenbrandprüfung wird angewendet, um die Reaktion eines EIS-Kandidaten unter Einschluss gegenüber einem Außenbrand zu bestimmen.
17.8.1.2 Prüfverfahren
Durch normale Techniken hergestellte, explosive Prüfproben werden verwendet. Die Proben sollten eine Länge von 20 cm und einen Durchmesser haben, mit dem sie eng in ein nahtloses Stahlrohr passen, das einen Innendurchmesser von 45 mm (± 10 % Abweichung), eine Wanddicke von 4 mm (± 10 % Abweichung) und eine Länge von 200 mm hat. Die Rohre werden an den Enden mit Stahlkappen oder Kappen aus Gusseisen, die mindestens so fest wie das Rohr sind, verschlossen und mit einem Drehmoment von 204 Nm angezogen.
17.8.1.3 Prüfgeräte und Materialien
17.8.1.3.1 Das Prüfverfahren ist das gleiche wie für Prüfung 6 (c) (siehe 16.6.1), ausgenommen wie in Abschnitt 17.8.1.3.2 unten vermerkt.
17.8.1.3.2 Die Prüfung wird wie folgt durchgeführt:
Es werden Farbfotografien angefertigt, um den Zustand der Proben nach jeder Prüfung festzuhalten. Kraterbildung sowie die Abmessungen und Lage von Splittern des Einschlussrohres werden als Hinweis auf den Reaktionsgrad dokumentiert.
17.8.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Ein explosiver Stoff, der detoniert oder heftig reagiert mit Splittern, die weiter als 15 m geworfen werden, ist kein EIS und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.8.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/ inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/inertes Bindemittel (85/15), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
HMX/Aluminium/energetisches Bindemittel (51/19/14), gegossen | - |
RDX/inertes Bindemittel (85/15), gegossen | + |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst |
17.9 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (f)
17.9.1 Prüfung 7 (f): *EIS Langsame Aufheizprüfung unter Einschluss (USA)
17.9.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um die Reaktion eines EIS-Kandidaten auf ein schrittweises Ansteigen der Umgebungstemperatur und die Temperatur, bei der die Reaktion eintritt, zu bestimmen.
17.9.1.2 Prüfgeräte und Materialien
17.9.1.2.1 Durch normale Techniken hergestellte, explosive Prüfproben werden verwendet. Die Proben sollten eine Länge von 20 cm und einen Durchmesser haben, mit dem sie eng in ein nahtloses Stahlrohr passen, das einen Innendurchmesser von 45 mm (± 10 % Abweichung), eine Wanddicke von 4 mm (± 10 % Abweichung) und eine Länge von 200 mm hat. Die Rohre werden an den Enden mit Stahlkappen oder Kappen aus Gusseisen, die mindestens so fest wie das Rohr sind, verschlossen und mit einem Drehmoment von 204 Nm angezogen.
17.9.1.2.2 Der Probenaufbau wird in einem Ofen platziert, der in einem Temperaturbereich von 40 °C bis 365 °C für eine kontrollierte Umgebungstemperatur sorgt und in welchem sich die Lufttemperatur mit 3,3 °C pro Stunde über den gesamten Temperaturbereich erhöhen lässt. Durch Luftzirkulation oder andere Mittel ist sicherzustellen, dass die Probe eine einheitliche Umgebungstemperatur hat.
17.9.1.2.3 Vorrichtungen zum Aufzeichnen der Temperatur werden verwendet, um die Temperatur in Intervallen von zehn Minuten oder weniger zu überwachen; permanente Überwachung ist vorzuziehen. Eine Messgeräteausrüstung mit einer Genauigkeit von ± 2 % über den Prüftemperaturbereich wird verwendet zur Temperaturmessung
17.9.1.3 Prüfverfahren
17.9.1.3.1 Der Prüfgegenstand ist einem schrittweisen Anstieg der Lufttemperatur mit einer Rate von 3,3 °C pro Stunde unterworfen, bis eine Reaktion eintritt. Die Prüfung kann mit dem auf 55 °C unterhalb der vorausgesagten Reaktionstemperatur vorgeheizten Prüfgegenstand beginnen. Die Temperatur bei einsetzender Reaktion, bei der die Temperatur der Probe die Temperatur des Ofens überschreitet, ist zu registrieren.
17.9.1.3.2 Nach jeder Prüfung werden das Rohr oder Splitter des Rohres im Prüfraum geborgen und in Hinblick auf ein Anzeichen für eine heftige explosive Reaktion geprüft. Es können Farbfotografien aufgenommen werden, um den Zustand der Einheit und der Prüfausrüstung vor und nach der Prüfung zu dokumentieren. Kraterbildung und die Abmessungen und Lage von Splittern können auch als Hinweis auf den Grad der Reaktion dokumentiert werden.
17.9.1.3.3 Es sind für jeden Stoff-Kandidaten drei Prüfungen durchzuführen, es sei denn, ein positives Ergebnis wird früher beobachtet.
17.9.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Ein Stoff, der detoniert oder heftig reagiert (Splitterbildung an einem oder zwei Endkappen und Zersplitterung des Rohres in mehr als drei Stücke), wird nicht als ein EIS angesehen und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
17.9.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
HMX/inertes Bindemittel (86/14), gegossen | - |
HMX/energetisches Bindemittel (80/20), gegossen | + |
RDX/TNT (60/40), gegossen | + |
TATB/Kel-F (95/5), gepresst | - |
17.10 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (g)
17.10.1 Prüfung 7 (g): *1.6 Gegenstand (oder Bauteil) Außenbrandprüfung (UN)
17.10.1.1 Einleitung
Die Außenbrandprüfung wird angewendet, um die Reaktion eines wie für den Transport verpackten Gegenstandes, der möglicherweise der Unterklasse 1.6 zu zuordnen ist, gegenüber einem Außenbrand zu bestimmen.
17.10.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Der Versuchsaufbau für diese Prüfung ist der gleiche wie für Prüfung 6 (c) (siehe 16.6.1.2).
17.10.1.3 Prüfverfahren
17.10.1.3.1 Das Prüfverfahren für diese Prüfung ist das gleiche wie für Prüfung 6 (c) (siehe 16.6.1.3), ausgenommen, dass das Volumen eines einzelnen Gegenstandes 0,15 m3 überschreitet; dann wird nur ein Gegenstand benötigt.
17.10.1.3.2 Farbfotografien sind anzufertigen, um den Zustand der Prüfgegenstände und der Versuchseinrichtung vor und nach dem Versuch zu dokumentieren. Reste von explosiven Substanzen, Fragmentierung, Druckwelle, Projektile, Kraterbildung, Beschädigungen an den Nachweisschirmen und Schubentwicklung werden für die Bewertung des Verhaltens des Gegenstandes dokumentiert.
17.10.1.3.3 Farbvideos, die über die Dauer jeden Versuchs aufgenommen werden, können für die Bewertung des Verhaltens wesentlich sein. Bei der Positionierung der Kamera(s) ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Sichtfeld nicht durch Prüfeinrichtungen oder die Messausstattung versperrt ist und dass das Sichtfeld der Kamera alle notwendigen Informationen beinhaltet.
17.10.1.3.4 Um komplexe Gegenständen mit mehreren explosiven EIS-Hauptladungen einzustufen, sind Außenbrandversuche mit den individuellen Bauteilen der Hauptladungen durchzuführen, damit die Reaktion des Gegenstandes vollständig charakterisiert und bewertet werden kann.
17.10.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Wenn es eine heftigere Reaktion als einen wie in Anhang 8 beschriebenen Abbrand gibt, wird das Ergebnis als "+" vermerkt und die Gegenstände werden nicht als Gegenstände der Unterklasse 1.6 klassifiziert.
17.11 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (h)
17.11.1 Prüfung 7 (h): *1.6 Gegenstand oder Bauteil langsame Aufheizprüfung (USA)
17.11.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um die Reaktion eines Gegenstandes, der ein Kandidat für einen Gegenstand der Unterklasse 1.6 ist, gegenüber schrittweisem Ansteigen der Umgebungswärme, zu bestimmen und die Temperatur herauszufinden, bei der die Reaktion eintritt.
17.11.1.2 Prüfgeräte und Materialien
17.11.1.2.1 Der Prüfgegenstand wird in einem Ofen platziert, der in einem Temperaturbereich von 40 °C bis 365 °C für eine kontrollierte Umgebungstemperatur sorgt. In dem Ofen soll sich die Lufttemperatur mit 3,3 °C pro Stunde über den gesamten Temperaturbereich erhöhen lassen und Temperaturspitzen sollen minimiert werden, damit sichergestellt ist, dass der Prüfgegenstand (durch Zirkulation oder andere Mittel) eine einheitliche Umgebungstemperatur hat. Sekundärreaktionen (wie solche, die durch ausschwitzendes Material und explosive Gase, die in Kontakt mit den Heizvorrichtungen kommen, verursacht werden) machen die Prüfung ungültig, aber dieses kann durch einen verschlossenen Innencontainer, der die unverpackten Gegenstände umschließt, verhindert werden. Eine Druckentlastungsvorrichtung ist vorzusehen, da aufgrund der Erwärmung während der Prüfung ein erhöhter Luftdruck erzeugt wird.
17.11.1.2.2 Vorrichtungen zum Aufzeichnen der Temperatur (solche mit permanenter Aufzeichnung) werden verwendet, um die Temperatur fortlaufend zu messen, mindestens aber alle zehn Minuten. Eine Messgeräteausrüstung mit einer Genauigkeit von ± 2 % über den Prüftemperaturbereich wird verwendet zur Temperaturmessung
17.11.1.3 Prüfverfahren
17.11.1.3.1 Der Prüfgegenstand wird einem schrittweisen Anstieg der Lufttemperatur mit einer Rate von 3,3 °C pro Stunde unterworfen, bis eine Reaktion der Einheit eintritt. Die Prüfung kann mit dem auf 55 °C unter der vorausgesagten Reaktionstemperatur vorgeheizten Prüfgegenstand beginnen. Die Temperaturen und die verstrichene Prüfzeit werden gemessen und registriert.
17.11.1.3.2 Farbfotografien sind anzufertigen, um den Zustand des Prüfgegenstandes und der Versuchseinrichtung vor und nach dem Versuch zu dokumentieren. Reste von explosiven Substanzen, Fragmentierung, Druckwelle, Projektile, Kraterbildung, Beschädigungen an der Nachweisplatte und Schubentwicklung werden für die Bewertung des Verhaltens des Gegenstandes dokumentiert. Farbvideos, die über die Dauer jeden Versuchs aufgenommen werden, können für die Bewertung des Verhaltens wesentlich sein. Bei der Positionierung der Kamera(s) ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Sichtfeld nicht durch Prüfeinrichtungen oder die Messausstattung versperrt ist und dass das Sichtfeld der Kamera alle notwendigen Informationen beinhaltet.
17.11.1.3.3 Die Prüfung wird zweimal durchgeführt, es sein denn, ein positives Ergebnis wird früher erzielt. Um komplexe Gegenstände mit mehreren explosiven EIS-Hauptladungen einzustufen, sind langsame Aufheizprüfungen mit den individuellen Bauteilen der Hauptladungen durchzuführen, damit die Reaktion des Gegenstandes vollständig charakterisiert und bewertet werden kann.
17.11.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Tritt eine Reaktion ein, die heftiger ist als der in Anhang 8 beschriebene Abbrand, wird das Ergebnis als "+" vermerkt und die Gegenstände werden nicht als Gegenstände der Unterklasse 1.6 klassifiziert.
17.12 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (j)
17.12.1 Prüfung 7 (j): *1.6 Gegenstand oder Bauteil Geschossaufschlagprüfung (USA)
17.12.1.1 Einleitung
Die Geschossaufschlagprüfung wird angewendet, um die Reaktion eines Kandidaten auf die kinetische Energieübertragung für die Unterklasse 1.6, welche mit Schlag und Durchschlag durch eine vorgegebene Energiequelle verbunden ist, zu bewerten.
17.12.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Drei 12,7 mm Schussapparate werden benutzt um 12,7 mm panzerbrechende Munition mit einer Geschossmasse von 0,046 kg zu verschießen. Standardtreibladungen benötigen möglicherweise eine Anpassung zur Einstellung einer Geschossgeschwindigkeit innerhalb des Toleranzbereichs. Die Schussapparate werden ferngesteuert ausgelöst und zum Schutz vor Splittern durch ein Loch in einer schweren Stahlplatte abgefeuert. Die Mündung des Schussapparates sollte mindestens 10 m vom Prüfstück entfernt sein, um eine Stabilisierung des Projektils vor dem Einschlag zu ermöglichen und maximal 30 m vom Prüfstück entfernt sein, je nach Explosivstoffmasse des Prüfstücks. Das Prüfstück sollte in einer Halterung befestigt sein, die in der Lage ist, das Prüfstück gegen eine Verschiebung durch die Projektile zu sichern.
17.12.1.3 Prüfverfahren
17.12.1.3.1 Ein Gegenstand, der Kandidat für die Unterklasse 1.6 ist, wird einer drei Schuss-Salve bei einer Geschwindigkeit von 840 ± 40 m/s und einer Feuerrate von 600 Schuss/Minute, unterworfen. Die Prüfung wird in drei verschiedenen räumlichen Anordnungen wiederholt, die Aufschlagstelle an der verwundbarsten Stelle des Prüfgegenstands wird von der zuständigen Behörde festgelegt. Für die Festlegung dieser Bereiche ist die explosive Empfindlichkeit (Explosionsfähigkeit und Empfindlichkeit) mit dem Wissen über den Aufbau des Gegenstandes zu kombinieren, damit die Auslösung mit der möglichst heftigsten Reaktion angegeben werden kann.
17.12.1.3.2 Farbfotografien sind anzufertigen, um den Zustand des Prüfgegenstandes und der Versuchseinrichtung vor und nach dem Versuch zu dokumentieren. Reste von explosiven Substanzen, Fragmentierung, Druckwelle, Projektile, Kraterbildung, Beschädigungen an der Nachweisplatte und Schubentwicklung werden für die Bewertung des Verhaltens des Gegenstandes dokumentiert.
17.12.1.3.3 Farbvideos, die über die Dauer jeden Versuchs aufgenommen werden, können für die Bewertung des Verhaltens wesentlich sein. Bei der Positionierung der Kamera(s) ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Sichtfeld nicht durch Prüfeinrichtungen oder die Messausstattung versperrt ist und dass das Sichtfeld der Kamera alle notwendigen Informationen beinhaltet.
17.12.1.3.4 Um komplexe Gegenstände mit mehreren explosiven EIS-Hauptladungen einzustufen, sind Geschossaufschlagprüfungen mit den individuellen Bauteilen der Hauptladungen durchzuführen, damit die Reaktion des Gegenstandes vollständig charakterisiert und bewertet werden kann.
17.12.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Tritt eine Reaktion ein, die heftiger ist als der in Anhang 8 beschriebene Abbrand, wird das Ergebnis als "+" vermerkt und die Gegenstände werden nicht als Gegenstände der Unterklasse 1.6 klassifiziert.
17.13 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (k)
17.13.1 Prüfung 7 (k): 1.6 Gegenstand Stapelprüfung
17.13.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um zu bestimmen, ob eine Detonation eines Kandidaten für einen Gegenstand der Unterklasse 1.6, wie er für die Beförderung aufgegeben wird, eine Detonation in einem benachbarten gleichen Gegenstand auslöst.
17.13.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Der Versuchsaufbau ist der gleiche wie für die Prüfung nach 6 (b) (siehe 16.5.1.2) mit einem Versuch mit Einschluss und einem anderen ohne Einschluss. Die Prüfung wird nur mit detonationsfähigen Kandidaten, die für eine Einstufung in die Unterklasse 1.6 vorgesehen sind, durchgeführt. Auf die Gegenstand Stapelprüfung 7 (k) wird für nicht detonationsfähige Kandidaten, die für eine Einstufung in die Unterklasse 1.6 (Nachweise hierfür liegen vor, wenn der Gegenstand eine Detonation nicht unterstützen kann) vorgesehen sind, verzichtet. Bei Gegenständen, die für eine detonative Wirkung bestimmt sind, wird für die Auslösung der Geberladung (Detonator) das eigene Zündmittel des Gegenstandes oder ein vergleichbarer Impuls verwendet. Falls der Gegenstand nicht für eine detonative Wirkung bestimmt ist, aber dennoch in der Lage ist, eine Detonation zu unterstützen, soll für die Initiierung der Geberladung ein Zündsystem verwendet werden, dessen explosive Effekte einen möglichst geringen Einfluss auf den/die Empfängergegenstand/-gegenstände (Akzeptor) haben.
17.13.1.3 Prüfverfahren
Der Versuchsaufbau ist der gleiche wie für die Prüfung nach 6 (b) (siehe 16.5.1.3). Die Prüfung wird zweimal durchgeführt, es sei denn, eine Detonation eines Akzeptors wird vorher beobachtet. Farbfotografien sind anzufertigen, um den Zustand der Prüfgegenstände und der Versuchseinrichtung vor und nach dem Versuch zu dokumentieren. Reste von explosiven Substanzen, Fragmentierung, Druckwelle, Projektile, Kraterbildung, Beschädigungen an der Nachweisplatte und Schubentwicklung werden für die Bewertung, ob ein Akzeptor detoniert ist (einschließlich teilweise Detonation), dokumentiert. Druckstoßdaten können verwendet werden, um diese Entscheidung zu unterstützen. Farbvideos, die über die Dauer jeden Versuchs aufgenommen werden, können für die Bewertung des Verhaltens wesentlich sein. Bei der Positionierung der Kamera(s) ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Sichtfeld nicht durch Prüfeinrichtungen oder die Messausstattung versperrt ist und dass das Sichtfeld der Kamera alle notwendigen Informationen beinhaltet. Der Vergleich der Ergebnisse der zwei Stapelprüfungen mit den Ergebnissen einer kalibrierten einzelnen Geberladung oder mit dem berechneten Detonationsdruck der Geberladung kann bei der Bewertung des Verhaltens des Akzeptors hilfreich sein.
17.13.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Wenn im Stapel eine Detonation von einem Donator zu einem Akzeptor weitergeleitet wird, wird das Prüfergebnis als "+" vermerkt und der Gegenstand kann nicht der Unterklasse 1.6 zugeordnet werden. Reaktionen des Akzeptorgegenstandes wie keine Reaktion, Abbrand, Deflagration oder Explosion, wie in Anhang 8 beschrieben, werden als negative Ergebnisse bewertet und mit "-" vermerkt.
17.14 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 7 Prüfart (l)
17.14.1 Prüfung 7 (l): 1.6 Gegenstand (oder Bauteil) Splittereinschlagprüfung
17.14.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um das Verhalten eines Gegenstandes in seiner Transportkonfiguration zu bestimmen, wenn ein örtlich lokalisierter Stoßimpuls, der typisch für den Splittereinschlag eines in der Nähe detonierenden Gegenstandes ist, auf ihn einwirkt.
17.14.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Um Abweichungen aufgrund von Gierung zu verringern, wird ein Gewehrsystem, mit welchem ein Standard-18,6-g-Stahlsplitter in Form eines geraden kreisförmigen Zylinder mit einer konischer Spitze, wie in Abbildung 17.14.1 beschrieben, auf einen 1.6 Gegenstand geschossen werden kann, empfohlen. Der Abstand zwischen dem Schussgerät und dem Prüfgegenstand muss sicherstellen, dass der Splitter beim Einschlag ballistisch stabil ist. Barrikaden müssen das ferngesteuerte Gewehrsystem vor den möglichen zerstörenden Wirkungen des Prüfgegenstandes schützen.
17.14.1.3 Prüfverfahren
17.14.1.3.1 Die Prüfung wird in zwei unterschiedlichen räumlichen Ausrichtungen wiederholt, damit der Einschlag an der von der zuständigen Behörde festgelegten verwundbarsten Stelle erfolgt. Für die Festlegung dieser Bereiche ist die explosive Empfindlichkeit (Explosionsfähigkeit und Empfindlichkeit) mit dem Wissen über den Aufbau der Gegenstände zu kombinieren, damit die Auslösung mit der möglichst heftigsten Reaktion angegeben werden kann. Üblicherweise würde die erste Prüfung mit dem Ziel eine Nicht-EIS-Verstärkungskomponente und die Zweite mit dem Ziel das Zentrum der ex-plosiven Hauptladung zu treffen, durchgeführt werden. Die räumliche Ausrichtung des Einschlags hat in der Regel an der Außenoberfläche zu erfolgen. Der Geschwindigkeit des Splittereinschlags sollte 2530 ± 90 m/s betragen.
17.14.1.3.2 Farbfotografien werden verwendet, um den Zustand der Prüfgegenstände und der Versuchseinrichtung vor und nach dem Versuch zu dokumentieren. Reste von explosiven Substanzen, Fragmentierung, Druckwelle, Projektile, Kraterbildung, Beschädigungen an den Nachweisschirmen und Schubentwicklung werden für die Bewertung des Verhaltens des Gegenstandes dokumentiert.
17.14.1.3.3 Farbvideos, die über die Dauer jeden Versuchs aufgenommen werden, können für die Bewertung des Verhaltens wesentlich sein. Bei der Positionierung der Kamera(s) ist es wichtig, sicherzustellen, dass das Sichtfeld nicht durch Prüfeinrichtungen oder die Messausstattung versperrt ist und dass das Sichtfeld der Kamera alle notwendigen Informationen beinhaltet.
17.14.1.3.4 Um komplexe Gegenständen mit mehreren explosiven EIS-Hauptladungen einzustufen, sind Splittereinschlagprüfungen mit den individuellen Bauteilen der Hauptladungen durchzuführen, damit der Gegenstand vollständig charakterisiert und bewertet werden kann.
17.14.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Tritt eine Reaktion ein, die heftiger ist als der in Anhang 8 beschriebene Abbrand, wird das Ergebnis als "+" vermerkt und die Gegenstände werden nicht als Gegenstände der Unterklasse 1.6 klassifiziert.
Abbildung 17.14.1: Standard-Splitter für die 1.6 Gegenstand Splittereinschlagprüfung
Abbildung 17.14.2: Typischer Aufbau für die 1.6 Gegenstand Splittereinschlagprüfung
Abschnitt 18
Prüfreihe 8
18.1 Einleitung
Die Beurteilung, ob ein Kandidat für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder Ammoniumnitrat-Suspension oder Ammoniumnitrat-Gel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen (ANE)" unempfindlich genug ist für eine Aufnahme in die Klasse 5.1, wird durch Prüfungen der Prüfreihe 8 beantwortet und jeder dieser Kandidaten soll jede der drei Prüfarten der Prüfreihe bestehen. Die drei Prüfarten sind:
Prüfung 8 (a): eine Prüfung zur Ermittlung der thermischen Stabilität,Prüfung 8 (b): eine Stoßprüfung zur Ermittlung der Empfindlichkeit gegen starken Detonationsstoß,
Prüfung 8 (c): eine Prüfung zur Bestimmung der Wirkung beim Erwärmen unter Einschluss.
Prüfung 8 (e): eine Prüfung zur Bestimmung der Wirkung beim intensiver lokaler thermischer Zündung unter Druck.
Die Prüfung 8 (d) ist in diesen Abschnitt eingefügt worden als eine Methode, um die Eignung von ANEs als oxidierende Substanz zum Einschluss in ortsbeweglichen Tanks zu ermitteln.
18.2 Prüfverfahren
Die zurzeit angewendeten Prüfverfahren sind in Tabelle 18.1 aufgeführt.
Tabelle 18.1: Prüfverfahren für Prüfreihe 8
Code | Prüfverfahren | Abschnitt | ||||
8 (a) | Thermische Stabilitätsprüfung für ANE a | 18.4 | ||||
8 (b) | ANE Gap-Prüfung a | 18.5 | ||||
8 (c) | Koenen-Prüfung a | 18.6 | ||||
8 (d) | Rohrprüfungen mit Entlastungsöffnung b | 18.7 | ||||
8 (e) | CanmetCERL Mindestbrenndruck (MBP) Prüfung a | 18.8 | ||||
|
18.3 Prüfbedingungen
18.3.1 Sofern nichts anderes in diesen Prüfungen vorgeschrieben ist, soll der Stoff, wie zur Beförderung vorgesehen, bei der höchsten Temperatur, welche während der Beförderung auftreten kann, geprüft werden (siehe 1.5.4 dieses Prüfhandbuchs).
18.4 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 8 Prüfung (a)
18.4.1 Prüfung 8 (a): Thermische Stabilitätsprüfung für Ammoniumnitrat-Emulsionen, -Suspensionen oder -Gele
18.4.1.1 Einleitung
18.4.1.1.1 Diese Prüfung wird angewendet um festzustellen, ob ein Kandidat für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder Ammoniumnitrat-Suspension oder Ammoniumnitrat-Gel, Zwischenprodukt für die Sprengstoffherstellung" bei den während des Transports auftretenden Temperaturen thermisch stabil ist. In der Weise, in der die Prüfart üblicherweise ausgeführt wird (siehe 28.4.4), ist das 500 ml isolierte Prüfgefäß (Dewargefäß) nur repräsentativ für Verpackungen, IBCs und kleine Tanks. Für die Beförderung von Ammoniumnitrat-Emulsionen, -Suspensionen oder -Gelen wird die Prüfung zur Messung deren thermischer Stabilität während der Tankbeförderung nur angewendet, wenn die Prüfung mit den vorgesehenen Produkten bei einer Temperatur, welche 20 °C höher als die maximale während der Beförderung zu erwartende Temperatur ist oder, falls höher, bei der Temperatur zum Zeitpunkt der Beladung, ausgeführt wird.
18.4.1.2 Prüfgeräte und Materialien
18.4.1.2.1 Der Versuchsaufbau besteht aus einer geeigneten thermostatisch kontrollierten Prüfkammer (ggf. ausgerüstet mit einem Lüfter), passenden isolierten Prüfgefäßen mit Verschlüssen, Temperatursonden und einer Aufzeichnungseinrichtung.
18.4.1.2.2 Die Prüfung sollte unter Beachtung einer Risikoanalyse, welche die Auswirkungen von Feuer und/oder Explosionen in der Prüfkammer berücksichtigt, und der Verwendung geeigneter Überwachungsmaßnahmen zum Schutz von Personen und Sachgütern durchgeführt werden. Eine Reihe von Prüfungen können gleichzeitig durchgeführt werden. Das Aufzeichnungssystem ist in einem getrennten Beobachtungsraum unterzubringen.
18.4.1.2.3 Die Prüfkammer muss groß genug sein, um die Luftzirkulation an allen Seiten des isolierten Prüfgefäßes zuzulassen. Die Lufttemperatur in der Prüfkammer ist so zu kontrollieren, dass die erwünschte Temperatur für eine flüssige, inerte Probe in dem isolierten Prüfgefäß bis zu 10 Tagen mit einer Abweichung von nicht mehr als ± 2 °C beibehalten wird. Die Lufttemperatur in der Prüfkammer ist zu messen und zu registrieren.
18.4.1.2.4 Es werden isolierte Prüfgefäße mit einem Volumen von ca. 500 ml und einem Verschlusssystem verwendet. Der Verschluss des Prüfgefäßes soll inert sein.
18.4.1.2.5 Die Wärmeverlustmerkmale des verwendeten Systems, d. h. isoliertes Prüfgefäß und Verschluss, müssen vor der Durchführung der Prüfung bestimmt werden. Da das Verschlusssystem eine bedeutende Auswirkung auf die Wärmeverlustmerkmale hat, können diese bis zu einem gewissen Ausmaß durch Änderung des Verschlusssystems angeglichen werden. Die Wärmeverlustmerkmale werden durch Messung der Halbwertzeit der Abkühlung des Gefäßes, gefüllt mit einem bekannten, inerten, flüssigen Stoff z.B. destilliertem Wasser, bestimmt. Der Wärmeverlust je Masseneinheit L (W/kg×K) wird berechnet aus der Halbwertzeit der Abkühlung t1/2 (s) und der spezifischen Wärme Cp (J/kg×K) des Stoffes mit der Formel:
L = ln 2 x (cp / t1/2)
18.4.1.2.6 Mit 400 ml inertem Stoff gefüllte isolierte Prüfgefäße mit einem Wärmeverlust von 100 mW/kg×K oder weniger sind geeignet.
18.4.1.3 Prüfverfahren
18.4.1.3.1 Stelle die Prüfkammer auf eine Temperatur 20 °C höher als die maximale während der Beförderung mögliche Temperatur oder, wenn höher, auf die Temperatur bei der Beladung ein. Fülle das Prüfgefäß mit dem zu prüfenden Stoff bis auf ca. 80 % des Fassungsvermögens des Prüfgefäßes oder auf ungefähr 400 ml. Setze die Temperatursonde in die Mitte der Probe. Das Prüfgefäß mit dem Deckel dicht verschließen und in die Prüfkammer einsetzen. Schließe das Temperaturaufzeichnungssystem an und verschließe die Prüfkammer.
18.4.1.3.2 Die Temperatur der Probe und der Prüfkammer werden fortlaufend überwacht. Die Zeit wird vermerkt, bei der die Probentemperatur eine Temperatur von 2 °C unter der Temperatur der Prüfkammer erreicht. Die Prüfung wird dann für weitere sieben Tage fortgesetzt oder, wenn dies früher eintritt, bis die Probentemperatur auf 6 °C oder mehr oberhalb der Temperatur der Prüfkammer ansteigt.
18.4.1.3.3 Nach dem Ende der Prüfung soll die Probe auskühlen, wird dann aus der Prüfkammer entfernt und vorsichtig so schnell wie möglich entsorgt.
18.4.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
18.4.1.4.1 Wenn die Probentemperatur innerhalb von sieben Tagen die Temperatur der Prüfkammer in keiner Prüfung um 6 °C oder mehr überschreitet, kann die Ammoniumnitrat-Emulsion, die -Suspension oder das -Gel als thermisch stabil angesehen und weiter geprüft werden als ein Kandidat für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder Ammoniumnitrat-Suspension oder Ammoniumnitratgel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen".
18.4.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoffe | Probenmasse (g) | Prüftemperatur (°C) | Ergebnis | Bemerkungen |
Ammoniumnitrat | 408 | 102 | - | leichte Verfärbung, zu Klumpen verfestigt, Masseverlust 0,5 % |
ANE-1 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 551 | 102 | - | Trennung von Öl und kristallisierten Salzen, Masseverlust 0,8 % |
ANE-2 (sensibilisiert) Ammoniumnitrat 75 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 501 | 102 | - | einige Verfärbungen, Masseverlust 0,8 % |
ANE-Y Ammoniumnitrat 77 % Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 500 | 85 | - | Masseverlust 0,1 % |
ANE-Z Ammoniumnitrat 75 % Wasser 20 %, Öl/Emulgator 5 % | 510 | 95 | - | Masseverlust 0,2 % |
ANE-G1 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 1 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 9% | 553 | 85 | - | keine Temperaturerhöhung |
ANE-G2 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 1 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 9 % | 540 | 85 | - | keine Temperaturerhöhung |
ANE-J1 Ammoniumnitrat 80 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 7 % | 613 | 80 | - | Masseverlust 0,1 % |
ANE-J2 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 605 | 80 | - | Masseverlust 0,3 % |
ANE-J4 Ammoniumnitrat 71 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 12 %, Öl/Emulgator 6 % | 602 | 80 | - | Masseverlust 0,1 % |
18.5 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 8 Prüfart (b)
18.5.1 Prüfung 8 (b): ANE Gap-Prüfung
18.5.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um die Empfindlichkeit eines Kandidaten für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder -Gel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen" gegenüber einem festgelegten Stoßniveau, d. h. einer festgelegten Geberladung und einer Sperrschicht, zu bestimmen.
18.5.1.2 Prüfgeräte und Materialien
18.5.1.2.1 Der Aufbau für diese Prüfung besteht aus einer explosiven Ladung (Geberladung), einem Hindernis (Sperrschicht), einem Behälter, der die Prüfsubstanz (Akzeptorladung) enthält, und einer Nachweisplatte aus Stahl (Zielobjekt).
Folgende Materialien sind zu verwenden:
18.5.1.3 Prüfverfahren
18.5.1.3.1 Wie in Abbildung 18.5.1.1 gezeigt, werden der Detonator, die Geberladung, die PMMASperrschicht und die Akzeptorladung zentrisch (koaxial) oberhalb der Mitte der Nachweisplatte ausgerichtet. Vor dem Einbringen der Stoffprobe, wird das untere Ende des Rohres mit einer Schicht Gewebeband oder etwas Vergleichbarem dicht verschlossen und vorsichtig befüllt, sodass die Bildung von Blasen in der Probe oder von Hohlräumen zwischen der Probe und den Rohrwänden verhindert wird. Die Oberfläche der Probe soll auf dem gleichen Niveau wie der Rand des Rohres sein. Es ist dafür zu sorgen, dass ein guter Kontakt zwischen dem Detonator und der Geberladung, der Geberladung und der Sperrschicht und der Sperrschicht und der Akzeptorladung sichergestellt ist. Die Stoffprobe soll während der Prüfung auf Umgebungstemperatur sein. Der den Detonator haltende Holzblock, die Geberladung, der PMMA-Zylinder (Sperrschicht) und das Stahlrohr sind so zu befestigen, dass sie axial ausgerichtet sind (z.B. indem ein Klebeband an jedem Übergang angebracht wird).
18.5.1.3.2 Der gesamte Aufbau, einschließlich der Nachweisplatte, wird über dem Boden angehoben, so dass mindestens ein 100 mm Luftzwischenraum zur unteren Fläche der Nachweisplatte, welche an zwei Ecken nur von Holzblöcken gehalten wird, besteht, wie in Abbildung 18.5.1.1 gezeigt. Die Anordnung der Blöcke muss sicherstellen, dass dort, wo das Stahlrohr auf der Nachweisplatte steht, ein deutlicher Abstand (Luftzwischenraum) besteht. Um das Sammeln der Reststücke der Nachweisplatte zu erleichtern, sollte die gesamte Einrichtung vertikal stehen (z.B. überprüft mittels einer Wasserwaage).
18.5.1.3.3 Die Prüfung wird dreimal durchgeführt, es sei denn, vorzeitig wird ein positives Ergebnis beobachtet.
18.5.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Ein durch die Platte sauber gestanztes Loch zeigt an, dass eine Detonation initiiert und auf die Probe übertragen wurde. Ein Stoff, der detoniert und in irgendeinem Versuch ein Loch in die Nachweisplatte stanzt, ist nicht als "Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder -Gel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen" zu klassifizieren und das Ergebnis wird als "+" vermerkt.
18.5.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoffe | Dichte g/cm3 | Sperrschicht mm | Ergebnis | Bemerkungen |
Ammoniumnitrat (niedrige Dichte) | 0,85 | 35 | - | Rohr zerlegt (große Splitter) Platte durchgebogen Detonationsgeschwindigkeit: 2,3 - 2,8 km/s |
Ammoniumnitrat (niedrige Dichte) | 0,85 | 35 | - | Rohr zerlegt (große Splitter) Platte zerbrochen |
ANE-FA Ammoniumnitrat 69 %, Natriumnitrat 12 %, Wasser 10 %, Öl/Emulgator 8 % | 1,40 | 50 | - | Rohr zerlegt (große Splitter) Platte nicht gelocht |
ANE-FA | 1,44 | 70 | - | Rohr zerlegt (große Splitter) Platte nicht gelocht |
ANE-FB Ammoniumnitrat 70 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 12 %, Öl/Emulgator 7 % | ca. 1,40 | 70 | - | Rohr zerlegt (große Splitter) Platte nicht gelocht |
ANE-FC (sensibilisiert) Ammoniumnitrat 75 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 10 % | 1,17 | 70 | + | Rohr zerlegt (kleine Splitter) Platte gelocht |
ANE-FD (sensibilisiert) Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | ca. 1,22 | 70 | + | Rohr zerlegt (kleine Splitter) Platte gelocht |
ANE-1 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,4 | 35 | - | Rohr zerlegt in große Splitter Platte gedellt Detonationsgeschwindigkeit: 3,1 km/s |
ANE-2 (sensibilisiert) Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,3 | 35 | + | Rohr zerlegt in kleine Splitter Platte gelocht Detonationsgeschwindigkeit: 6,7 km/s |
ANE-2 (sensibilisiert) Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,3 | 70 | + | Rohr zerlegt in kleine Splitter Platte gelocht Detonationsgeschwindigkeit: 6,2 km/s |
ANE-G1 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 1 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 9 % | 1,29 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt Detonationsgeschwindigkeit: 1968 m/s |
ANE-G2 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 3 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,32 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt |
ANE-G3 (sensibilisiert durch Gassing) Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 1 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 9 % | 1,17 | 70 | + | Rohr zerlegt Platte gelocht |
ANE-G4 (sensibilisiert durch Microballoons) Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 3 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,23 | 70 | + | Rohr zerlegt Platte gelocht |
ANE-G5 Ammoniumnitrat 70 %, Kalziumnitrat 8 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,41 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt Detonationsgeschwindigkeit: 2061 m/s |
ANE-J1 Ammoniumnitrat 80 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,39 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt |
ANE-J2 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,42 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt |
ANE-J4 Ammoniumnitrat 71 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 12 %, Öl/Emulgator 6 % | 1,40 | 70 | - | Rohr zerlegt Platte gedellt |
ANE-J5 (sensibilisiert durch Microballoons) Ammoniumnitrat 71 %, Natriumnitrat 5 %, Wasser 18 %, Öl/Emulgator 6 % | 1,20 | 70 | + | Rohr zerlegt Platte gelocht Detonationsgeschwindigkeit: 5,7 km/s |
ANE-J6 (sensibilisiert durch Microballoons) Ammoniumnitrat 80 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 7 % | 1,26 | 70 | + | Rohr zerlegt Platte gelocht Detonationsgeschwindigkeit: 6,3 km/s |
Abbildung 18.5.1.1 ANE Gap-Prüfung
(A) | Detonator | |
(B) | Holzhalterung für Detonator | |
(C) | Geberladung | |
(D) | PMMA-Sperrschicht | |
(E) | Zu prüfender Stoff | |
(F) | Stahlrohr | |
(G) | Nachweisplatte | |
(H) | Holzblöcke |
18.6 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 8 Prüfart (c)
18.6.1 Prüfung 8 (c): Koenen-Prüfung
18.6.1.1 Einleitung
Diese Prüfung wird angewendet, um die Emfindlichkeit eines Kandidaten für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder -Gell, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen (ANE)" gegenüber intensiver Wärmeeinwirkung unter starkem Einschluss zu bestimmen.
18.6.1.2 Prüfgeräte und Materialien
18.6.1.2.1 Das Prüfgerät besteht aus einer nicht wieder verwendbaren Stahlhülse mit wieder verwendbarer Verschraubung, eingesetzt in eine Erwärmungs- und Schutzvorrichtung. Die Hülse ist durch Tiefziehen aus Stahlblech mit der Spezifikation DC04 (EN 10027-1) oder gleichwertig A620 (AISI/SAE/ASTM) oder gleichwertig SPCEN (JIS G 3141) hergestellt. Die Abmessungen sind in Abbildung 18.6.1.1 angegeben. Das offene Ende der Hülse ist mit einem Flansch versehen. Die Verschlussplatte mit einer Öffnung, durch die die Zersetzungsgase des zu prüfenden Stoffes entweichen, ist aus warmfestem Chromstahl und ist mit zahlreichen Lochdurchmessern verfügbar.
Für diese Prüfung werden die folgenden Durchmesser verwendet:
Die Abmessungen des Gewinderinges und der Mutter (Verschraubung) sind in Abbildung 18.6.1.1 wiedergegeben.
Für die Qualitätskontrolle der Stahlhülsen wird 1 % der Hülsen aus jeder Produktionscharge einer Qualitätskontrolle unterzogen und die folgenden Daten werden überprüft:
18.6.1.2.2 Die Erwärmung erfolgt mit Brenngas (z.B. Propan), das aus einer Gasflasche mit Druckregler über einen Durchflussmesser und einen Verteiler vier Brennern zugeführt wird. Der Gasdruck ist so reguliert, dass er eine Heizrate von 3,3 ± 0,3 K/s ergibt, wenn mit dem Kalibrierverfahren gemessen wird. Zur Kalibrierung wird ein Rohr (mit einer 1,5-mm-Blende) beheizt, das mit 27 cm3 Silikonöl mit einer Dichte von 0,96 ± 0,02 g/m3 bei 20 °C und einer Wärmekapazität von 1,46 ± 0,02 J/g.K bei 25 °C gefüllt ist. Die Zeit, in der die Temperatur der Flüssigkeit (gemessen mit einem Thermoelement mit einem Durchmesser von 1 mm, das 43 mm unter dem Rand des Rohrs angebracht ist) von 135 °C auf 285 °C ansteigt, wird aufgezeichnet und die Heizrate berechnet.
18.6.1.2.3 Da die Stahlhülse während der Prüfung zerstört werden kann, wird die Erwärmung in einem geschweißten Schutzkasten vorgenommen. Eine geeignete Konstruktion des Kastens bezüglich Bauart und Abmessungen ist in Abbildung 18.6.1.2 angegeben. Die Stahlhülse wird zwischen zwei Stäben aufgehängt, die durch in die gegenüberliegenden Wände des Schutzkastens gebohrte Löcher geführt sind. Eine geeignete Anordnung der Brenner ist in Abbildung 18.6.1.2 wiedergegeben. Die Brenner werden mit einer Anzündflamme oder einer elektrischen Anzündeinrichtung gleichzeitig angezündet. Das Prüfgerät wird in einer geschützten Umgebung platziert. Maßnahmen sind zu treffen, um sicherzustellen, dass die Brennerflammen nicht von Luftzügen beeinträchtigt werden. Für das Absaugen jeglicher während der Prüfung entstehender Gase und des Rauches ist Vorsorge zu treffen.
18.6.1.2.4 Es sollte eine Videokamera vorgesehen werden, um die Prüfung aufzuzeichnen und um sicherzustellen, dass alle Brenner während der Prüfung funktionieren. Die Kamera kann auch dazu dienen, Verstopfung der Düsen durch Feststoffe in der Probe festzustellen.
18.6.1.3 Prüfverfahren
18.6.1.3.1 Der Stoff wird bis zu einer Höhe von 60 mm in die Stahlhülse eingefüllt, wobei zur Vermeidung von Hohlräumen mit besonderer Vorsicht zu arbeiten ist. Der Gewindering wird von unten über die Hülse gestreift, die 2-mm-Düsenplatte eingesetzt und die Mutter von Hand festgezogen, nachdem etwas hochtemperaturbeständiges Gleitmittel (z.B. auf Molybdändisulfidbasis (MoS2-Basis)) aufgetragen wurde. Es ist wichtig, darauf zu achten, dass kein Stoff zwischen den Hülsenflansch und die Düsenplatte oder in die Gewindegänge gelangt.
18.6.1.3.2 Jede Stahlhülse wird für nur einen Versuch verwendet. Die Düsenplatten, die Gewinderinge und die Muttern können wiederverwendet werden, vorausgesetzt, sie sind unbeschädigt.
18.6.1.3.3 Die Hülse wird in eine fest montierte Vorrichtung eingesetzt und die Mutter mit einem Schraubenschlüssel festgezogen. Die Stahlhülse wird danach zwischen zwei Stäben im Schutzkasten aufgehängt. Der Prüfbereich wird von allen Personen verlassen, die Gaszufuhr aufgedreht und die Brenner angezündet. Die Zeit bis zur Reaktion und die Dauer der Reaktion können zusätzliche Informationen, die nützlich für die Ergebnisauswertung sind, liefern. Wenn kein Aufreißen der Hülse auftritt, ist die Erwärmung für wenigstens fünf Minuten fortzusetzen, bevor der Versuch beendet wird. Nach jedem Versuch sind die Teile der Stahlhülse, soweit vorhanden, einzusammeln und zu wiegen, um sicherzustellen, dass alle Teile gefunden wurden.
18.6.1.3.4 Folgende Zerlegungsarten werden unterschieden:
"O"4: Stahlhülse unverändert;"A": Stahlhülsenboden aufgebeult;
"B": Stahlhülsenboden und -wandung aufgebeult;
"C": Stahlhülsenboden ab-/aufgerissen;
"D": Wand der Stahlhülse aufgerissen;
"E": Stahlhülse in zwei 2) Teile zerrissen;
"F": Stahlhülse in drei 2) oder mehr, hauptsächlich große Teile zerlegt, die in einigen Fällen durch einen schmalen Streifen miteinander verbunden sein können;
"G": Stahlhülse in viele, hauptsächlich kleine Teile zerlegt, Verschraubung unbeschädigt; und
"H": Stahlhülse in viele, hauptsächlich sehr kleine Teile zerlegt, Verschraubung aufgeweitet oder zerlegt.
Beispiele für die Zerlegungsarten "D", "E" und "F" werden in Abbildung 18.6.1.3 gezeigt. Wenn ein Versuchsergebnis einer der Zerlegungsarten "O" bis "E" entspricht, wird das Ergebnis als "keine Explosion" (negativ (-)) bezeichnet. Wenn ein Versuch der Zerlegungsart "F", "G" oder "H" entspricht, wird das Ergebnis als "Explosion" (positiv (+)) bezeichnet.
18.6.1.3.5 Die Prüfung wird durchgeführt, um negative (-) Ergebnisse in drei Versuchen zu erreichen.
Angesichts der Natur der Ammoniumnitrat-Emulsionen, -Suspensionen oder -Gele und der eventuell unterschiedlichen prozentualen Anteile an Feststoffen in ihnen, können möglicherweise Verstopfungen der Düsenplatten während der Versuche auftreten, welche zu einem falsch positiven "+" Ergebnis führen. Wenn dieses beobachtet wird, ist der Versuch zu wiederholen (maximal zweimal).
18.6.1.4 Prüfkriterien und Prüfverfahren der Ergebnisbewertung
Das Ergebnis gilt als "+", wenn innerhalb von höchstens fünf Versuchen drei negative (-) Ergebnisse nicht erreicht werden können. In diesem Fall kann der ANE-Kandidat entweder der Klasse der explosiven Stoffe zugeordnet werden, oder, wenn die Reaktionszeit 60 Sekunden überschreitet und der Stoff mehr als 14 % Wasser enthält, kann er der Prüfung 8 (e) (wie in 18.8 beschrieben) unterzogen werden, um festzustellen, ob er in die Unterklasse 5.1 eingestuft werden kann.
18.6.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoffe | Ergebnis | Bemerkungen |
Ammoniumnitrat (niedrige Dichte) | - | Grenzdurchmesser <1 mm |
ANE-F1 Ammoniumnitrat 71 %, Wasser 21 %, Öl/Emulgator 7 % | - | |
ANE-F2 Ammoniumnitrat 77 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | - | |
ANE-F3 Ammoniumnitrat 70 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 12 %, Öl/Emulgator 7 % | - | |
ANE-F4 Ammoniumnitrat 42 %, Kalziumnitrat 35 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 7 % | - | |
ANE-F5 Ammoniumnitrat 69 %, Natriumnitrat 13 %, Wasser 10 %, Öl/Emulgator 8 % | - | |
ANE-F6 Ammoniumnitrat 72 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 10 %, Öl/Emulgator 6 % | - | |
ANE-F7 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 10 % | - | |
ANE-F8 Ammoniumnitrat 77 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 6 % | - | |
ANE-1 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | - | Grenzdurchmesser: 1,5 mm |
ANE-2 (sensibilisiert durch Microballoons) Ammoniumnitrat 75 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | + | Grenzdurchmesser: 2 mm |
ANE-4 (sensibilisiert durch Microballoons) Ammoniumnitrat 70 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 9 %, Öl/Emulgator 5,5 % | + | Grenzdurchmesser: 2 mm |
ANE-G1 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 1 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 9 % | - | |
ANE-G2 Ammoniumnitrat 74 %, Natriumnitrat 3 %, Wasser 16 %, Öl/Emulgator 7 % | - | |
ANE-J1 Ammoniumnitrat 80 %, Wasser 13 %, Öl/Emulgator 7 % | - | Zerlegungsart "0" |
ANE-J2 Ammoniumnitrat 76 %, Wasser 17 %, Öl/Emulgator 7 % | - | Zerlegungsart "0" |
ANE-J4 Ammoniumnitrat 71 %, Natriumnitrat 11 %, Wasser 12 %, Öl/Emulgator 6 % | - | Zerlegungsart "A" |
Abbildung 18.6.1.1: Aufbau der Prüfhülse
(A) | Mutter (b = 10,0 mm) mit Flächen für Schraubenschlüssel Durchmesser Größe 41 | (B) Düsenplatte (a = 1,5 oder 2,0 mm Durchmesser) |
(C) | Gewindering | (D) Flächen für Schraubenschlüssel Größe 36 |
(E) | Hülsenflansch | (F) Stahlhülse |
Abbildung 18.6.1.2: Erwärmungsvorrichtung
(A) | Brenner | (B) | Metallhalterung für die Prüfhülse | |
(C) | Anzündflamme |
Abbildung 18.6.1.3: Beispiele für Zerlegungsarten D, E und F
18.7 Beschreibung der Prüfung zur Prüfreihe 8 Prüfart (d)
18.7.1 Prüfung 8 (d) (i): Rohrprüfung mit Entlastungsöffnung
18.7.1.1 Einleitung
Diese Prüfung ist nicht zur Klassifizierung bestimmt, sondern ist im Handbuch zur Beurteilung der Eignung für die Aufbewahrung in tragbaren Tanks als oxidierende Substanz enthalten.
Die Rohrprüfung mit Abzugsöffnung wird angewendet, die Wirkung eines Stoffes, der ein Kandidat für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder Ammoniumnitrat-Suspension oder Ammoniumnitratgel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen (ANE)" ist, der einem großen Feuer unter Einschluss mit Entlastungsöffnung ausgesetzt wird, zu ermitteln.
18.7.1.2 Prüfgeräte und Materialien
Folgende Materialien werden gebraucht:
18.7.1.3 Prüfverfahren
18.7.1.3.1 Das Rohr wird ohne Stampfen mit dem zu prüfenden Stoff gefüllt. Der Stoff ist vorsichtig einzufüllen zur Vermeidung von Hohlräumen. Das Stahlrohr wird senkrecht auf den Rost gestellt und ist vor Umkippen zu sichern. Der Brennstoff ist so unter den Rost zu legen, dass er sich in jeder Richtung unter dem Rohr erstreckt, so dass das Feuer das Rohr vollständig einhüllt. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten können Vorkehrungen gegen Seitenwinde erforderlich sein. Geeignete Methoden für die Erwärmung sind ein Holzfeuer sowie ein Feuer mit flüssigem oder mit gasförmigem Brennstoff, die eine Flammentemperatur von mindestens 800 °C erzeugen.
18.7.1.3.2 Die Prüfung soll nicht durchgeführt werden, wenn die Windgeschwindigkeit durchweg größer als 6 m/s ist.
18.7.1.3.3 Folgende Daten werden dokumentiert:
18.7.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Eine Prüfung ist gültig, wenn die in 18.7.1.3.3 (a) bis (d) beschriebenen Voraussetzungen erfüllt wurden.
Das Prüfergebnis wird "+" bewertet und der Stoff soll nicht in ortsbeweglichen Tanks als oxidierende Substanz enthalten sein, wenn eine Explosion und/oder eine Zersplitterung des Rohres, wie in 18.7.1.3.3 (e) und (f) beschrieben, beobachtet wird.
Das Prüfergebnis wird mit "-" bewertet, wenn keine Explosion und/oder Zersplitterung des Rohres beobachtet wird. Ein Zersplittern oder Trennung des Rohres von der Bodenplatte wie in 18.7.1.3.3 (g) beschrieben, führt zu dem Ergebnis "-".
18.7.1.5 Ergebnisbeispiele
Stoff | Ergebnis |
Bleibt frei |
Abbildung 18.7.1.1: Rohrprüfung mit Entlastungsöffnung
| (A) Deckplatte (Schedule 40 Baustahl (A53 Grade B))
(B) Bodenplatte (Schedule 40 Baustahl (A53 Grade B)) (C) Stahlrohrstutzen (a = 0,5 cm) (Schedule 40 Baustahl (A53 Grade B)) (D) Stahlrohr (Schedule 40 Baustahl (A53 Grade B)) |
18.7.2 Test 8 (d) (ii): Modifizierte Rohrprüfung mit Entlastungsöffnung
18.7.2.1 Einleitung
Diese Prüfung ist nicht für die Klassifizierung bestimmt, sondern ist im Handbuch zwecks Beurteilung der Eignung eines Kandidaten für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder -Gel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen" für die Beförderung in ortsbeweglichen Tanks als oxidierende Substanz enthalten.
Die modifizierte Rohrprüfung mit Entlastungsöffnung wird angewendet, die Wirkung eines Stoffes, der ein Kandidat für "Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder -Gel, Zwischenprodukt für die Herstellung von Sprengstoffen" ist, der einem großen Feuer unter Einschluss mit Entlastungsöffnung ausgesetzt wird, zu ermitteln.
18.7.2.2 Prüfgeräte und Materialien
Folgende Materialien werden gebraucht:
18.7.2.3 Kalibrierung
18.7.2.3.1 Der Behälter wird bis zum 75-%-Niveau (d. h. bis zu einer Höhe von ungefähr 435 mm) mit dem reinen Wasser gefüllt und nach dem Verfahren, das in 18.7.2.4 beschrieben ist, aufgeheizt. Das Wasser wird von der Außentemperatur auf 90 °C aufgeheizt, wobei die Temperatur durch das Thermoelement kontrolliert wird. Die Temperatur-Zeit-Daten müssen eine gerade Linie ergeben, deren Steigung die "Kalibrierungsaufheizrate" für die benutzte Kombination aus Behälter und Wärmequelle ist.
18.7.2.3.2 Der Gasdruck und -durchfluss muss für eine Aufheizrate von 3,3 ± 0,3 K/min eingeregelt werden.
18.7.2.3.3 Die Kalibrierung muss vor jeder Prüfung einer Prüfsubstanz durchgeführt werden, jedoch kann dieselbe Kalibrierung für eine Prüfung verwendet werden, wenn diese am selben Tag der Kalibrierung stattfindet, vorausgesetzt, es hat keine Änderung in der Behälterkonstruktion oder der Gaszufuhr gegeben. Eine neue Kalibrierung ist notwendig nach jedem Wechsel des Brenners.
18.7.2.4 Prüfverfahren
18.7.2.4.1 Der Betonblock oder das vergleichbar feste Fundament wird auf einem sandigen Untergrund platziert und mit Hilfe einer Wasserwaage nivelliert. Der Gasbrenner wird in die Mitte des festen Fundaments gebracht und mit der Gaszufuhr verbunden. Das Metallgestell wird über den Brenner gestellt.
18.7.2.4.2 Der Behälter wird senkrecht auf das Gestell gesetzt und vor Umfallen gesichert. Der Behälter wird ohne Stampfen bis auf 75 % seines Volumens (d. h. bis zu einer Höhe von ungefähr 435 mm) mit dem zu prüfenden Stoff gefüllt. Die Anfangstemperatur des Stoffes muss aufgezeichnet werden. Der Stoff ist vorsichtig einzufüllen zur Vermeidung von Hohlräumen. Der Windschutz wird unten um den Versuchsaufbau gesetzt, um die Gasflamme vor Wärmeverlust durch Seitenwinde zu schützen.
18.7.2.4.3 Die Positionen der Thermoelemente sind wie folgt:
Die Thermoelemente werden mit dem Messwerterfasser verbunden und die Zuleitungsdrähte der Thermoelemente und der Messwerterfasser werden angemessen vor dem Versuchsaufbau für den Fall einer Explosion geschützt.
18.7.2.4.4 Gasdruck und -durchfluss werden geprüft und auf die Werte während der Wasser-Kalibrierung, die in 18.7.2.3 beschrieben ist, justiert. Videokameras und die anderen Aufzeichnungsgeräte werden geprüft und gestartet. Das Funktionieren der Thermoelemente wird überprüft und die Messwerterfassung wird gestartet, mit einer Zeiteinstellung, so dass die Abstände der Messwerterfassung der Thermoelemente nicht mehr als zehn Sekunden betragen, besser kürzer. Die Prüfung ist nicht vorzunehmen, wenn die Windgeschwindigkeit 6 m/s überschreitet; es sei denn, es werden zusätzliche Maßnahmen gegen Seitenwind zum Schutz vor Wärmeverlust ergriffen.
18.7.2.4.5 Der Gasbrenner kann am Ort oder fernbetätigt gestartet werden und alle Mitarbeiter haben sich sofort in eine geschützte Position zurückzuziehen. Der Fortschritt der Prüfung wird verfolgt durch Kontrolle der Thermoelementsignale und Bilder einer Videoüberwachung. Die Startzeit der Prüfung ist definiert als die Zeit, bei der die Temperatur des Thermoelements in der Flamme beginnt anzusteigen.
18.7.2.4.6 Der Gasbehälter muss groß genug sein, um den Stoff zu einer möglichen Reaktion zu bringen und zu gewährleisten, dass das Feuer über den Zeitpunkt der kompletten Umsetzung des Stoffes hinaus brennt. Wenn das Rohr nicht aufreißt, soll der Versuchseinrichtung genug Zeit zum Abkühlen gegeben werden, bevor sie abgebaut und das Rohr geleert wird.
18.7.2.4.7 Folgende Daten werden dokumentiert:
18.7.2.4.8 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
Eine Prüfung ist gültig, wenn die in 18.7.2.4.7 (a) bis (d) beschriebenen Voraussetzungen erfüllt werden.
Das Prüfergebnis wird "+" bewertet und der Stoff soll nicht in ortsbeweglichen Tanks als oxidierende Substanz enthalten sein, wenn eine Explosion und/oder eine Zersplitterung des Rohres, wie in 18.7.2.4.7 (e) und (f) beschrieben, beobachtet wird.
Das Prüfergebnis wir mit "-" bewertet, wenn keine Explosion und/oder Zersplitterung des Rohres beobachtet wird. Ein Zersplittern oder Trennung des Rohres von der Bodenplatte wie in 18.7.2.4.7 (g) beschrieben, führt zu dem Ergebnis "-".
18.7.2.5 Ergebnisbeispiele
Stoffe | Ergebnis |
76,0 Ammoniumnitrat / 17,0 Wasser / 5,6 Paraffinöl / 1,4 PIBSA-Emulgator | - |
84,0 Ammoniumnitrat / 9,0 Wasser / 5,6 Paraffinöl / 1,4 PIBSA-Emulgator | + |
67,7 Ammoniumnitrat / 12,2 Natriumnitrat / 14,1 Wasser / 4,8 Paraffinöl / 1,2 PIBSA-Emulgator | - |
67,4 Ammoniumnitrat / 15,0 Methylaminnitrat / 12,0 Wasser / 5,0 Glykol / 0,6 Verdickungsmittel | - |
71,4 Ammoniumnitrat / 14,0 Hexaminnitrat / 14,0 Wasser / 0,6 Verdickungsmittel | - |
18.8 Prüfung 8 Type (e) Beschreibung
18.8.1 Prüfung 8 (e): CanmetCERL Mindestbrenndruck (MBP) Prüfung
18.8.1.1 Einleitung
Diese Prüfung dient zur Bestimmung der Empfindlichkeit Ammoniumnitrat-Emulsion oder -Suspension oder eines Gels, Zwischenprodukt für Sprengstoff, gegenüber der Wirkung einer intensiven, lokal begrenzten thermischen Zündung unter hohem Druck. Diese Prüfung kann im Falle eines positiven ("+") Ergebnisses in Prüfung 8 c) durchgeführt werden, wenn die Reaktionszeit in dieser Prüfung 60 Sekunden überschritten hat und die Substanz einen Wassergehalt von mehr als 14 % aufweist.
18.8.1.2 Prüfgeräte und Materialien
18.8.1.2.1 Die Proben werden in kleine zylindrische Stahlrohre (sogenannte Prüfzellen) mit einer Nennlänge von 7,6 cm und einem Innendurchmesser von mindestens 1,6 cm eingebracht. Jede Prüfzelle ist parallel der Längsachse einen 3 mm breiten Schlitz versehen, durch den die Verbrennungsgase während der Prüfungen entweichen können (Abbildung 18.8.1). Innen ist jede Prüfzelle mit einer nicht leitenden Hochtemperaturfarbe gestrichen.
Das Einfüllen der Probe in die Zelle erfolgt mit Vorsicht, um ein Auskristallisieren zu vermeiden und Luftporen in die Probe auszuschließen. Nachdem der Zünddraht in die Probe eingeführt wurde (siehe 18.8.1.2.2), werden die Enden der Zelle mit Neoprenstopfen Nr. 0 oder ähnlichen Stopfen verschlossen, die an ihrer Innenseite aufgebohrt sind, um die Anschlüsse der Zünddrahtes aufzunehmen.
18.8.1.2.2 Bei dem Zünddraht handelt es sich um einen Ni/Cr-Draht mit einem Nenndurchmesser von 0,51 mm (Nennwiderstand von 5,5 Ωm-1 bei 20°C) und einer Länge von 7 cm. Beide Enden des Zünddrahtes sollten mit geeigneten Stoßverbindern auf 50 cm lange blanke Kupferdrähte mit 14 AWG (American Wire Gage) (1,628 mm) oder größerem Kern gespleißt werden. Der Zünddraht wird längs parallel zur Achse der Testzelle in die Probe eingeführt. Die Stopfen werden dann darauf gesetzt.
18.8.1.2.3 Die Prüfzelle sollte so in ein Druckgefäß eingeführt werden, dass die Achse der Zelle mit dem Schlitz oben horizontal gehalten wird (Abbildung 18.8.2). Für dieses Druckgefäß werden ein Mindestvolumen von 4 Litern und eine Betriebsdruckfestigkeit von 20,8 MPa (oder 3000 psig) empfohlen. Der Behälter muss mit zwei isolierten, starren Durchführungselektroden ausgestattet sein, die einen elektrischen Strom bis zu 20 A führen können und so abgedichtet sind, dass sie eine Druckfestigkeit aufweisen, die der des Behälters selbst entspricht. Das Gefäß sollte außerdem mit einem Gaseinlass und einem -auslass ausgestattet sein. Über den Gaseinlass wird der Druckbehälter vor der Prüfung auf einen vorbestimmten Anfangsdruck eingestellt. Das Gefäß ist mit einem Drucksensor für den Messbereich von 0 bis 25 MPa auszustatten.
18.8.1.2.4 Über ein Gasversorgungssystem wird der Druckbehälter auf einen gewählten Anfangsdruck mit Argon gebracht. Der Einfachheit halber sollte dieser Verteiler mit einem Nadelventil ausgestattet sein, das als Ablassventil verwendet werden kann, um den Anfangsdruck im Behälter einzustellen.
18.8.1.2.5 Ein geeignetes Netzteil soll einen konstanten Strom bis zu 20 A liefern können. Der Strom kann durch Messung der Spannung über einem Shunt-Widerstand (einige m&), der in Reihe mit dem Zündkabel geschaltet ist, überwacht werden.
18.8.1.2.6 Mittels geeignetem Oszilloskop oder geeignetem PC-basiertes Datenerfassungssystem werden das Signal des Drucksensors und der Strom des Zündkabels dokumentiert. Die Erfassungsrate sollte mindestens 100 Hz für Zeiträume bis zu 5 Minuten betragen.
18.8.1.2.7 Ein Multimeter, das den elektrischen Widerstand im Bereich von 0,1 n bis 10 MΩ messen kann..
18.8.1.3 Prüfverfahren
18.8.1.3.1 Eine nach 18.8.1.2.1 und 18.8.1.2.2 vorbereitete Prüfzelle wird so in den Druckbehälter eingeführt, dass die Längsachse der Zelle horizontal ausgerichtet ist. Die Kupferzuleitungen der Zelle werden im Inneren des Gefäßes leitend mit den Elektroden des Druckgefäßes verbunden und das Druckgefäß wird geschlossen.
18.8.1.3.2 Mittels Multimeter (siehe 18.8.1.2.7) wird geprüft, dass kein Kurzschluss den Elektroden und dem Druckbehältergehäuse besteht.
18.8.1.3.3 Der Gasauslass des Behälters wird geschlossen und der Gaseinlass wird geöffnet bis der ungefähr erforderliche Anfangsdruck für die Prüfung im Behälter erreicht ist. Für den ersten Test einer neuen Substanz wird der Anfangsdruck anhand der Probenzusammensetzung über einen fundierten Analogieschluss des zu erwartenden MBP geschätzt. Das Druckventil wird geschlossen und der Behälter mehrere Minuten lang unter Druck belassen, um das System auf Dichtigkeit zu prüfen. Sobald diese festgestellt wurde, wird der Druck auf den erforderlichen Anfangswert eingestellt und der Behältereinlass wird geschlossen.
18.8.1.3.4 Dann wird die Datenerfassung (oder das Oszilloskop) gestartet und ein Strom von 10,5 A oder mehr durch den Zünddraht geleitet. Der Stromfluss wird beibehalten, bis die Probe zündet und den Zünddraht schmilzt oder für maximal 100 Sekunden.
18.8.1.3.5 Wenn die Probe vollständig verbrennt (die Verbrennungsfront erreicht die Wand der Testzelle; eine kleine Menge der Probe kann an den Stopfen zurückbleiben), gilt das Ergebnis als "Go" und der Druck sollte für den nächsten Test verringert werden. Andernfalls gilt das Ergebnis als "No-Go" und der Druck sollte für den nächsten Test erhöht werden (Abbildung 18.8.3). Die Aufzeichnungen des Drucksensors dokumentiert eine erfolgte anhaltende Verbrennung (Abbildung 18.8.4).
18.8.1.3.6 Die Schritte 18.8.1.3.1 bis 18.8.1.3.5 werden unter schrittweiser Erhöhung oder Senkung der Drücke in Abhängigkeit von Ergebnisse wiederholt bis der MBP mit der gewünschten Genauigkeit bestimmt wurde (siehe typische Beispiele unten). Es sollten mindestens 12 Tests mit dieser "Up-and-Down"-Methodik durchgeführt werden. Der MBP sollte als Mittelwert zwischen dem Anfangsdruck des höchsten "No-Go"-Ereignisses und dem des niedrigsten "Go"-Ereignisses angegeben werden.
18.8.1.4 Prüfkriterien und Bewertung der Ergebnisse
18.8.1.4.1 Das Ergebnis wird als positiv ("+") bewertet und der Stoff sollte nicht in Unterklasse 5.1 eingestuft werden, wenn der MBP weniger als 5,6 MPa (800 psig) beträgt.
18.8.1.5 Ergebnisbeispiele
Substanz | MBP/MPa (psig)a | Ergebnis | |||||
1. | 72.5 Ammoniumnitrat/6.1 Natriumperchlorat/8.1 Wasser/5.3 Öl+Wachs/5.0 Aluminium/3.0 Glass µS b | 0.93 (120) | + | ||||
2. | 69.4 Ammoniumnitrat/5.7 Natriumnitrat/6.4 Natriumperchlorate/7.8 Wasser/5.5 Öl+Wachs/5.0 Aluminium/0.2 Plastik µS b | 1.58 (215) | + | ||||
3. | 72.1 Ammoniumnitrat/11.2 Natriumnitrat/11.2 Wasser/5.5 Öl+Wachs | 3.03 (425) | + | ||||
4. | 69.3 Ammoniumnitrat/10.5 Natriumnitrat/14.7 Wasser/5.5 Öl+Wachs | 4.17 (590) | + | ||||
5. | 83.0 Ammoniumnitrat/11.7 Wasser/5.3 Öl+Wachs | 4.48 (635) | + | ||||
6. | 66.9 Ammoniumnitrat/10.4 Natriumnitrat/17.2 Wasser/5.5 Öl+Wachs | 5.72 (815) | - | ||||
7. | 79.9 Ammoniumnitrat/14.6 Wasser/5.5 Öl+Wachs | 6.82 (975) | - | ||||
8. | 77.2 Ammoniumnitrat/17.4 Wasser/5.4 Öl+Wachs | 8.18 (1170) | - | ||||
9. | 69.8 Ammoniumnitrat/24.8 Wasser/5.4 Öl+Wachs | 14.24 (2050) | - | ||||
|
Abbildung 18.8.1: Prüfzelle für den CanmetCERL MBP Prüfung
(A) Schlitz | (B) Explosivstoff |
(C) Kupferzuleitung | (D) Ni/Cr Draht |
(E) Gummistopfen | (F) Stahlröhre |
(G) Leitende Verbindung |
Abbildung 18.8.2: Horizontal unter dem Deckel des Druckbehälters montierte Prüfzelle (Kupferleiter mit den festen Elektroden des Behälters verbunden)
Abbildung 18.8.3: Typisches Aussehen von Testzellen nach "Go" (links) und "No-Go" (rechts) Ergebnis
Abbildung 18.8.4: Typische Druckverläufe für "Go" und "No-Go" Ergebnisse
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