GB∕T 39090-2020 危險品絕熱儲存試驗方法

危險品絕熱儲存試驗方法國家市場監(jiān)督管理總局國家標準化管理委員會I Ⅲ 1 1 1 1 2 2 3附錄A(資料性附錄)絕熱儲存試驗裝置 5 6附錄C(資料性附錄)確定自加速分解溫度的示例 7附錄D(資料性附錄)危險品絕熱儲存試驗結(jié)果示例 8ⅢGB/T39090—2020本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由全國危險化學品管理標準化技術(shù)委員會(SAC/TC251)提出并歸口。本標準起草單位：應急管理部化學品登記中心、中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院、南京理工大學、南京海關(guān)危險貨物與包裝檢測中心、中國化工經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展中心。1GB/T39090—2020危險品絕熱儲存試驗方法警示——本試驗具有潛在爆炸危險性，應保證試驗設備對試驗人員具備足夠的防護，避免爆炸帶來的災難性后果。1范圍本標準適用于危險品的絕熱儲存試驗。2術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。2.1自加速分解溫度self-acceleratingdecompositiontemperature;SADT物質(zhì)裝在運輸所用的容器里可能發(fā)生自加速分解的最低環(huán)境溫度。[GB21178—2007,3.3]注：危險品絕熱儲存試驗用于確定危險品隨溫度而變的發(fā)熱率，所得到的發(fā)熱參數(shù)與有關(guān)包裝的熱損失數(shù)據(jù)一起用于確定危險品在其容器中的自加速分解溫度，適用于每一種類型的容器，包括中型散貨箱和罐體。3安全措施3.1如果在發(fā)熱率超過冷卻系統(tǒng)的冷卻能力時才開啟冷卻系統(tǒng)，試樣可能發(fā)生爆炸。因此應及時開啟冷卻系統(tǒng)，并選擇安全的試驗場所，以便盡量降低可能發(fā)生的爆炸危險性以及分解產(chǎn)物引起氣體爆炸(二次爆炸)的危險性。3.2試驗完畢盡快將試樣做安全無害處理，試樣在試驗后可能會變得更不穩(wěn)定、更加敏感，應謹慎4試驗設備4.1危險品絕熱儲存試驗設備包括一個用于裝試樣的玻璃杜瓦瓶(1.0L或1.5L)、一個具備能保持與試樣溫度相差±0.1℃內(nèi)的隔熱烘箱、一個惰性杜瓦瓶蓋。特殊情況下，試樣容器可選用其他材質(zhì)。采用惰性材質(zhì)制作的盤管狀內(nèi)部加熱器和冷卻管穿過瓶蓋插入試樣內(nèi)部。隔熱瓶蓋上插入一根2m長的聚四氟乙烯毛細管以防止杜瓦瓶內(nèi)的壓力上升。內(nèi)部加熱器加熱功率可調(diào)節(jié)，用于將試樣加熱到預設溫度或用于校準。杜瓦瓶內(nèi)試樣達到預設溫度時可自動停止內(nèi)部加熱或啟動冷卻。除了冷卻系統(tǒng)，設備還應裝有輔助安全裝置，超過安全溫度限值時切斷烘箱電源。絕熱儲存試驗的示意圖參見附錄A。4.2用精確度至少達到0.1℃的鎧裝熱電偶或鉑電阻傳感器在試樣中心測量得到試樣溫度。同樣用熱電偶或鉑電阻傳感器在與測量試樣溫度點相同的高度處測量，得到烘箱內(nèi)環(huán)境溫度。需要用連續(xù)的溫度測量和記錄設備監(jiān)控試樣溫度和烘箱內(nèi)環(huán)境溫度。試驗設備應放置在單獨隔離的觀察區(qū)內(nèi)。對于自加速分解溫度低于環(huán)境溫度的試樣，試驗應當在冷卻室中進行，或者用固態(tài)二氧化碳冷卻烘箱。24.3危險品絕熱儲存試驗可在-20℃~220℃的溫度范圍內(nèi)進行。可檢測的最低溫升速率相當于發(fā)熱率15mW/kg?？蓹z測的最高溫升速率取決于冷卻系統(tǒng)安全地冷卻試樣的能力(如果用水作冷卻劑，最高達500W/kg)。雖然試驗不是完全絕熱，但熱損失小于10mW。在發(fā)熱率為15mW/kg時，最大誤差是30%,在發(fā)熱率為100mW/kg～10W/kg時，最大誤差是10%。5試驗步驟5.1校準校準程序是通過在試驗環(huán)境下加熱和冷卻杜瓦瓶及瓶內(nèi)已知熱容量的惰性校準物質(zhì)，監(jiān)測杜瓦瓶內(nèi)校準物質(zhì)的溫度變化率來確定杜瓦瓶在各溫度點的熱損失率及熱容量。校準程序如下：a)杜瓦瓶中裝入校準物質(zhì)，例如分析純的氯化鈉、鄰苯二甲酸二丁酯，并把它放在絕熱儲存試驗烘箱的瓶架上；b)用內(nèi)部加熱器選擇合適功率(例如0.333W或1.000W)加熱校準物質(zhì)至20℃為間隔的多個溫度點，例如40℃、60℃、80℃和100℃,以獲得內(nèi)部加熱時校準物質(zhì)溫升速率，校準物質(zhì)加熱至預定溫度后，停止加熱，記錄校準物質(zhì)溫度隨時間的變化，以確定校準物質(zhì)溫降速率，最終確定各溫度點下的熱損失率；c)根據(jù)6.2和6.3所述的方法確定杜瓦瓶的熱容量和熱損失。試驗程序如下：a)杜瓦瓶中裝入稱重過的試樣，如果包裝材料是金屬，還應加入有代表量的包裝材料，把杜瓦瓶放在絕熱儲存試驗烘箱的瓶架上；b)啟動溫度監(jiān)控，使用內(nèi)部加熱器把試樣加熱到可能檢測到自熱現(xiàn)象的預設溫度。試樣比熱容可從樣品溫升、加熱時間和加熱功率計算得到；c)停止內(nèi)部加熱并監(jiān)控溫度。如果在24h內(nèi)沒有觀察到試樣自熱引起的溫度上升，把試樣溫度增加5℃,重復這一程序直到檢測到自熱為止；d)當檢測到試樣出現(xiàn)自熱時，讓杜瓦瓶所處的環(huán)境溫度，即烘箱溫度保持與杜瓦瓶內(nèi)試樣溫度一致，并允許試樣在絕熱條件下升溫至發(fā)熱率小于冷卻能力的預設溫度，一旦到達預設溫度啟動冷卻系統(tǒng)；e)冷卻后立即測量試樣質(zhì)量損失，必要時確定成分改變。做過試驗的試樣應在試驗后盡快安全地銷毀。6數(shù)據(jù)處理6.1計算在校準測試中裝有校準物質(zhì)的杜瓦瓶在不同溫度時的溫降速率。通過這些數(shù)值繪制曲線圖，以便確定在任何溫度下的溫降速率。6.2用式(1)計算杜瓦瓶的熱容量：…………(1)H———杜瓦瓶熱容量，單位為焦耳每開爾文(J/K);3GB/T39090—2020E?——內(nèi)部加熱器加熱時功率，單位為瓦(W);A——內(nèi)部加熱停止后，計算溫度點校準物質(zhì)的溫降速率，單位為開爾文每小時(K/h);B——內(nèi)部加熱時，計算溫度點校準物質(zhì)的溫升速率，單位為開爾文每小時(K/h);M?——校準物質(zhì)的質(zhì)量，單位為千克(kg);Cp?—-—校準物質(zhì)的比熱容，單位為焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)]。6.3用式(2)計算裝有校準物質(zhì)的杜瓦瓶在每一特定溫度下的熱損失，并通過這些數(shù)值繪制熱損失隨溫度變化的曲線圖。…………式中：K——杜瓦瓶熱損失，單位為瓦(W);A——內(nèi)部加熱停止后，計算溫度點校準物質(zhì)的溫降速率，單位為開爾文每小時(K/h);Cpi——校準物質(zhì)的比熱容，單位為焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)]。6.4用式(3)計算試樣的比熱容：式中：K——杜瓦瓶熱損失，單位為瓦(W);H——杜瓦瓶熱容量，單位為焦耳每開爾文(J/K);C——內(nèi)部加熱時，計算溫度點試樣的溫升速率，單位為開爾文每小時(K/h);6.5用式(4)每隔5℃計算試樣在每一溫度下的單位質(zhì)量的發(fā)熱率：式中：Qr——試樣單位質(zhì)量的發(fā)熱率，單位為瓦每千克(W/kg);H——杜瓦瓶熱容量，單位為焦耳每開爾文(J/K);D——試樣在自熱階段計算溫度點的溫升速率，單位為開爾文每小時(K/h);6.6將計算出的單位質(zhì)量發(fā)熱率作為溫度的函數(shù)，在線性坐標中作圖標出各數(shù)據(jù)點，并通過這些標出的點畫一條最佳擬合曲線，即試樣發(fā)熱曲線。確定試樣在實際運輸中包裝(包括中型散貨箱或罐體)的單位質(zhì)量熱損失率L(參見附錄B),在圖中繪制一條與發(fā)熱曲線相切且斜率等于L的直線。該直線與橫坐標的交點就是臨界環(huán)境溫度，即包裝中物質(zhì)不出現(xiàn)自加速分解的最高溫度。自加速分解溫度則是臨界環(huán)境溫度向上修約至5(℃)的整數(shù)倍的溫度。確定自加速分解溫度的示例參見附錄C,危險品絕熱儲存試驗結(jié)果示例參見附錄D。7試驗報告試驗報告應至少包括以下內(nèi)容：4GB/T39090—2020——臨界環(huán)境溫度；——記錄在試驗中觀察到的任何有助于解釋試驗結(jié)果的現(xiàn)象；5GB/T39090—2020(資料性附錄)絕熱儲存試驗裝置絕熱儲存試驗裝置見圖A.1。ABCDEFA——多點記錄器和溫度控制器；D——控制器；E——繼電器；F——內(nèi)部加熱器。圖A.1絕熱儲存試驗裝置(資料性附錄)包裝、中型散貨箱或罐體的單位質(zhì)量熱損失率(L)的計算B.1用式(B.1)計算特定包裝、中型散貨箱或罐體的單位質(zhì)量熱損失率：…………(B.1)L——單位質(zhì)量熱損失率，單位為瓦每千克開爾文[W/(kg·K)];C。物質(zhì)的比熱容，單位為焦耳每千克開爾文[J/(kg·K)]。B.2表B.1給出了典型包裝、中型散貨箱和罐體的單位質(zhì)量熱損失率示例，實際熱損失率特性數(shù)值取決于容器的形狀、壁厚和表面涂層等。表B.1包裝、中型散貨箱和罐體的單位質(zhì)量熱損失率示例容器類型內(nèi)容物內(nèi)容物狀態(tài)標稱容量L裝載量單位質(zhì)量熱損失率DMPb液體47.5DMPb液體47.5水液體3H1(黑色)DMPb液體47.56HG2DMPb液體31HA1水液體罐體水液體罐式集裝箱(隔熱)異十二烷液體20000DCHPd固體28.0DCHPd固體DCHPd固體85.0DCHPd固體容器類型編碼參見聯(lián)合國《關(guān)于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書規(guī)章范本》(第二十一修訂版)第6.1章容器的制造和試驗要求。b鄰苯二甲酸二甲酯。用熱傳導系數(shù)=5W/m2·K計算。d鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(固體)。6GB/T39090—2020(資料性附錄)確定自加速分解溫度的示例確定自加速分解溫度的示例見圖C.1。FFXA——發(fā)熱曲線