(一)静电实验
静电实验是为了检测磨料水射流机器人在切割金属部件时,产生的静电是否对爆炸物的稳定性产生影响。试验在室内进行,测试期间温度为26.3℃,空气湿度为86.6%。测试时排爆系统被伺服机构带动,被切割金属管固定在金属三脚架上,排爆机器人的喷头与金属管之间有金属链条相连接,且金属管和三脚架都与潮湿的水泥地相接触。利用FMX-002数字式静电电压表和ZDY-3A静电电位动态测试仪,测量排爆机器人恒速切割时,切割喷头起点和被切割铁管起点的电位,测试结果如表3.8所示。
表3.8 测试结果
由表3.8可以看出,被测排爆机器人使用磨料水射流切割金属管的过程中,切割喷头与被切割金属管的起点电位都小于100 V。如表3.9所示,在该电位下的静电能量无法引爆常见爆炸物。
表3.9 典型爆炸物的经典电火花感度
(二)温升实验
为了检测排爆机器人在排爆过程中温升的变化,防止温度升高引起意外危险,通过试验对切割作业过程中作业区域的温度变化特征进行测试,如图3.37所示。试验样品包括排爆机器人1台;被切割物包括钢制圆筒1个,壁厚6 cm;45#钢板1块,壁厚2 cm;检测仪器为FLIR ThermaCAM S65红外热成像仪和Photron FASTCAM高速摄像机各1台。
1.检测方法
(1)排爆机器人正常工作5 min后,用FLIR ThermaCAM S65红外热成像仪记录喷头(喷嘴)、被切割体和切割区域的温度变化特征,用高速摄像机记录切割过程,持续3 min。
(2)排爆机器人正常工作2 min后,用Photron FASTCAM高速摄像机记录磨料水射流切割钢板穿透过程,并计算穿透后的水流速度。
2.检测结果
(1)选择排爆机器人工作后不同时间段的3幅典型红外热成像图,并分析其结果,测试结果如图3.38至图3.40和表3.10至表3.12所示。
图3.37 测试现场
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图3.38 水刀切割过程的红外热成像图一及温度变化曲线(IR0432)
图3.39 水刀切割过程的红外热成像图二及温度变化曲线(IR0433)
图3.40 水刀切割过程的红外热成像图三及温度变化曲线(IR0435)
表3.10 典型红外热成像图—测试结果
表3.11 典型红外热成像图二测试结果
续表
表3.12 典型红外热成像图三测试结果
根据上述三个典型切割作业过程的热成像图,经分析得出,在排爆切割作业过程中,作业区域内(包括水射流主体和被切割体)的温度最大值为40.3℃,最大温差值为15.2℃。
(2)分析高速摄像1000张图像显示,切割过程未见明火。经计算,水流穿透钢板后的剩余速度为40 m/s。
3.检测结论
根据典型切割作业过程的热成像图分析认为,在水刀切割作业过程中,作业区域内(包括水刀和被切割体)的温度最大值为40.3℃,最大温差值为15.2℃。由此可知,水射流具有较强的降温作用和火花湮灭功能,爆炸物在此温度下应处于安全状态。
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