烹饪材料储存容器评估防火安全

放大字体  缩小字体 2021-11-20 15:30  浏览次数:

Sandia cooks material-storage co<em></em>ntainers to assess fire safety

桑迪亚国家实验室的一个小组对能源部用于储存和运输危险材料的特别设计的不锈钢容器完成了一系列测试。

工程师、技术人员和项目经理惊讶地发现,当加热到2000华氏度时,容器没有裂开。这几乎和水泥窑一样热。

“这些容器被焊接起来,加热到2000度,所以我们以为它们会裂开,但它们却出现了小针孔,”测试主管、桑迪亚机械工程师沃尔特·吉尔(Walt Gill)说。“我们认为容器内部的材料与容器本身发生了反应,并在容器上产生了小孔。这些小洞让所有过热的气体流出,而容器没有加压和拉伸。”

这一系列的10个测试是为了模拟一个假设的高温火焰在美国能源部的设施中燃烧,并吞噬一个容器,这个容器被撞到侧面,并被放在保护容器不受热的绝缘包装外面。测试工程师吉尔和奥斯汀·贝尔德(Gill and Austin Baird)表示,由于这些容器的设计不能承受这样的火灾,所以测试的目的是确定在此类事故中,如果有的话,容器中储存的材料会有多少会释放到空气中。

因为容器是一个复杂的分层钢质容器系统,希望任何通过针孔流出的材料都能被外层所容纳或减少。2018年,该团队进行了类似测试,评估了类似容器的安全性。

这些信息将被决策者用来确定安全法规,以保护员工和环境。

嵌套有限公司用于储存和处理的容器

Baird说,这些不锈钢容器彼此嵌套,作为一个复杂的分层系统的一部分。里面有一个不锈钢容器,有一个可以打开的盖子,就像一个饼干罐,叫做方便罐。然后有两个焊接的不锈钢容器:一个内容器和一个外容器。这三个集装箱被放置在另一个包裹内以便运输。容器在整个DOE综合体中使用。

Sandia cooks material-storage co<em></em>ntainers to assess fire safety桑迪亚国家 nal实验室测试工程师Austin Baird(左)和热测试技术员Shane Adee小心地插入测试co . 将容器装入特制的加热器内。每一个公司 Ntainer有18个温度传感器和2个压力传感器。信贷:桑迪亚国家 部分实验室

该测试系列于去年秋天开始,并在桑迪亚的热测试中心进行。吉尔说,热测试综合体为从武器系统到集装箱等多种项目进行防火安全测试。该综合体还具有为这些测试设计和建造定制的加热室的能力,以及将现场测试的结果与先进的计算建模相结合。

在测试中,工程师们在5分钟内将钢容器加热到2000华氏度,然后在定制的圆柱形加热器中保持容器在这个高温下4小时。这组时间和温度是为了模拟建筑内部的火灾而设计的。吉尔说,从建筑材料到防火保险柜的许多东西都经过了类似的测试。

“桑迪亚的能力之一是我们有质量保证,可以在此基础上进行测试,”该系列测试的质量保证协调员维克多·菲格罗亚(Victor Figueroa)说。“我认为这是许多像Savannah River这样的消费者来找我们的最大原因。我们拥有最高级的质量保证行政框架,对涉及储存和运输危险材料的物品进行认证。”

洛斯阿拉莫斯国家实验室也参与了一系列测试。贝尔德说,他们把预定的混合物装入集装箱。这种混合物中含有氧化铝(用于防晒霜、油漆和玻璃制造),以及不同比例的盐和水。萨凡纳河基地为测试建造了压力歧管,萨凡纳河国家实验室测试了容器的泄漏情况。

贝尔德说,由于容器没有像预期的那样破裂,研究小组和他们的科学合作者正在分析发生了什么。一种理论是容器内的混合物与不锈钢发生反应,形成针孔,使压力得以释放,而不会发生灾难性的故障。另一种说法是,过热的蒸汽通过薄薄的不锈钢容器壁,降低了容器内部的压力。

Baird补充说:“由于结果与我们想象的非常不同,我们正在研究容器内发生化学反应之前和之后的气体成分。”

顶层的测试技术

Sandia工程团队大约在两年前开始计划测试,其中包括花时间设计和构建定制的测试设置。火灾测试还需要大量专门的记录设备来收集所有必要的数据,以通知决策者。

Sandia cooks material-storage co<em></em>ntainers to assess fire safetyVictor Figueroa, Sandia nation的人 nal实验室质量保证协调员,检查一个专门设计的不锈钢公司 在将容器加热到2000华氏度之前,请确保容器的安全 用于储存和运输有害物质的容器。信贷:桑迪亚国家 部分实验室

Baird说,每个容器都配备了18个温度传感热电偶和两个压力传感器。此外,该团队还使用了实时x射线成像和针孔摄像机来监控加热室内的情况。他们还在加热室外安装了摄像机。

该团队与数据采集专家合作,使用Sandia的移动仪器数据采集系统(MIDAS)收集所有这些数据。

菲格罗亚说:“用针孔摄像机观察测试内部是件大事。”“在某些情况下,我们实际上能够看到,并了解针孔有多大。在过去,由于严酷的测试环境,我们未能做到这一点。随着技术的进步,我们能够对安全性做出更好的评估。”

吉尔说,火灾测试只是一套安全测试的一部分,在运输配置中,必须模拟事故的条件。运输包裹的设计可以承受假设的事故场景,而不会有任何材料从里面的容器中释放出来。集装箱装进运输包裹后,包裹被撞到坚硬的表面,被下落的重物压碎,被刺穿,浸入50英尺深的水中,当然,被大火完全吞噬。

要获得监管机构的认证,整套系统必须完成所有这些测试并取得满意的结果。他补充说,“在资格测试过程中,为了证明它们是安全的,这些包装真的被滥用了。”

菲格罗亚补充说,几十年来,美国能源部一直在桑迪亚支持各种套件的防火测试和认证。

菲格罗亚说:“这些包裹将上路,并在美国各地使用。”“我们和整个行业都必须确保包装的设计和严格测试是安全的。我们必须确保能源部现场工作人员和公众的安全。”

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