ASTM D441-07(2019)e1
Стандартный метод испытаний угля в барабане
- Стандартный №
- ASTM D441-07(2019)e1
- Дата публикации
- 2019
- Разместил
- American Society for Testing and Materials (ASTM)
- состояние
- 2012-09
- быть заменен
- ASTM D441-12
- Последняя версия
- ASTM D441-12
- сфера применения
-
Обзор стандарта и техническая база
ASTM D441-07(2019) описывает метод определения относительной хрупкости угля определенного размера частиц с помощью барабанного испытания. Этот метод испытаний в основном используется для оценки тенденции угля к разрушению на мелкие куски при многократной обработке в процессе добычи, распределения или потребления. Первоначально разработанный в 1937 году и последний раз пересмотренный в 2019 году, этот стандарт отражает постоянное развитие технологии испытаний физических свойств угля.
Принцип испытания и его значение
Барабанное испытание измеряет способность угля противостоять удару и истиранию путем моделирования трения между углем и стенками транспортного средства. Во время испытания образец угля вращается в барабане с определенной скоростью в течение определенного периода времени. Затем изменение размера частиц определяется с помощью ситового анализа, который позволяет рассчитать индекс хрупкости и индекс пыли.
Параметры испытания Технические требования Допустимое отклонение Единица измерения Скорость вращения барабана 40 об/мин ±1 об/мин оборотов в минуту Время испытания 1 час ±0,5% часов Общее количество оборотов 2400 оборотов ±1% оборотов Образец вес 1000 г ±1 г г Требования к приборам
Барабанное устройство
Стандарт требует использования фарфорового барабана с внутренними размерами 7¼ дюймов (184 мм) в диаметре и 7¼ дюймов в глубину. Внутри барабана установлена трехлопастная железная рама для обеспечения тщательного перемешивания и удара угля во время вращения. В качестве альтернативы можно использовать железный барабан с такими же внутренними размерами, но при этом должна быть гарантирована точность обработки внутренних стенок и прочность конструкции.
Оборудование для просеивания
В испытании для анализа размера частиц используется сито с квадратными отверстиями. Характеристики сит должны соответствовать требованиям ASTM E11. Для предварительной обработки используются сита с ячейками 1,50 и 1,06 дюйма, а для последующего анализа — сита шести размеров: 1,06 дюйма, 0,750 дюйма, 0,530 дюйма, 0,375 дюйма, 0,0469 дюйма и 0,0117 дюйма.
Характеристики подготовки образцов
Отбор образцов проводился в соответствии со стандартами ASTM D2234/D2234M и D4749. Представительная часть общей пробы была первоначально просеяна для получения образца угля с размером частиц от 1,06 до 1,50 дюйма. Если исходный образец угля содержит большое количество крупных частиц, его следует измельчить молотком до тех пор, пока они не пройдут через сито с ячейками 1,50 дюйма, но не останутся на сите 1,06 дюйма. Следует соблюдать осторожность, чтобы избежать чрезмерного получения частиц размером менее 1,06 дюйма.
Основные требования к подготовке: Размер образца должен быть не менее 25 фунтов (11 килограммов), а распределение размеров частиц должно быть сбалансированным, примерно по 50% каждого из размеров 1,06-1,25 дюйма и 1,25-1,50 дюйма. Угольные блоки с очевидными трещинами, вызванными молотком, должны быть удалены, чтобы обеспечить репрезентативность образца.
Процесс проведения испытания
Точно взвесьте 1000 граммов подготовленного образца угля и поместите его в барабан, который вращается со скоростью 40±1 об/мин в течение 1 часа (около 2400 оборотов). После завершения вращения образец угля тщательно просеивают с использованием указанной серии сит. Просеивание можно выполнять вручную или механически, но ручное просеивание более благоприятно для обеспечения полного контакта отдельных угольных блоков с ситом.
Для сит большего размера, таких как 1,06 дюйма и 0,750 дюйма, необходимо вручную отрегулировать положение угольных блоков, которые не прошли через сито, чтобы подтвердить, могут ли они пройти через отверстия сита в любой ориентации. Этот шаг имеет решающее значение для обеспечения точности просеивания.
Расчет и представление результатов
Расчет рассыпчатости
Рассыпчатость рассчитывается по следующей формуле: Рассыпчатость = 100 × (S - s) / S
Где S - нормализованный коэффициент размера исходного образца угля (принят за 100), а s - средневзвешенный коэффициент размера образца угля после испытания в барабане. Точность расчётов составляет 0,5%.
Индекс пыли
Индекс пыли равен проценту материала, проходящего через сито с ячейками 0,0117 дюйма (№ 50), и отражает пылеобразование угля при интенсивной переработке. Округляется до ближайшего целого числа.
Показатели результата Формула расчета Точность отчета Физическое значение Процент хрупкости 100×(Ss)/S 0,5% Средний процент уменьшения размера образца угля Индекс пыли -% отсева через сито № 50 Целое число Склонность к образованию угольной пыли Контроль качества и требования к точности
Стандарт требует проведения не менее 4 испытаний с одной банкой. Если объем образца достаточен, рекомендуется провести 2 или более групп испытаний с 4 банками. При проведении только четырёх испытаний с одной банкой содержимое каждой банки необходимо просеивать отдельно для обеспечения согласованности результатов. При проведении групповых испытаний четырёх банок образцы из всех четырёх банок можно объединить и просеять. Стандарт в настоящее время не устанавливает конкретных данных по повторяемости и воспроизводимости, но подчёркивает, что это эмпирический метод испытаний, и заявления о смещении невозможны. Это отражает сложность испытаний на рыхлость угля и влияние вариабельности образцов. Испытание в барабане ASTM D441 в основном используется для: относительного сравнения рыхлости угля, оценки деградации размера частиц в механических подающих устройствах, дифференциации различных марок и сортов угля, а также для классификации угля. Результаты испытаний помогают прогнозировать поведение угля во время транспортировки, погрузки, разгрузки и обработки. Пример практического применения: угольная компания использовала испытание в барабане для оценки пригодности угля из разных горнодобывающих районов к транспортировке. Было обнаружено, что уголь с рыхлостью выше 35% демонстрировал значительное деградацию размера частиц после транспортировки на большие расстояния. На основе этой информации они оптимизировали методы смешивания и транспортировки угля, эффективно сократив потери при транспортировке и загрязнение пылью.
Рекомендации по внедрению и меры предосторожности
Калибровка оборудования
Регулярно проверяйте точность скорости барабана. Рекомендуется ежемесячная калибровка с помощью тахометра. Внутреннюю раму барабана следует проверять на износ каждые шесть месяцев. Чрезмерный износ повлияет на повторяемость результатов испытаний.
Репрезентативность образца
Обеспечивайте равномерное распределение размеров частиц во время подготовки образца, чтобы избежать смещения, вызванного человеческим фактором. Рекомендуется использовать промежуточное сито с ячейками 1,25 дюйма для контроля распределения в диапазоне размеров от 1,06 до 1,50 дюйма.
Операция просеивания
Поддерживайте тонкий слой во время просеивания, чтобы обеспечить достаточный контакт между углем и ситом. Для труднопроходимого угля вручную отрегулируйте ориентацию и попробуйте разные углы, но избегайте чрезмерного усилия, которое может привести к дополнительному смятию.
Меры предосторожности
Барабан должен быть надежно закреплен, чтобы предотвратить смещение или опрокидывание во время работы. Операторам следует носить пылезащитные маски, особенно при загрузке и просеивании образцов, чтобы избежать вдыхания угольной пыли.
Развитие технологий и разработка стандартов
С момента своей первой публикации в 1937 году стандарт ASTM D441 претерпел многочисленные изменения, отражающие достижения в технологии испытаний угля. В последней редакции 2019 года были внесены, главным образом, редакционные изменения по всему тексту, чтобы сделать стандарт более понятным и точным.
Дальнейшие тенденции развития включают возможное внедрение более точных анализаторов размера частиц, создание более полных данных о точности и отклонениях, расширение применимых типов угля и дальнейшую гармонизацию со стандартами ISO.
Барабанное испытание, являясь важным методом определения физических свойств угля, продолжит играть важную роль в контроле качества угля, оптимизации транспортировки и повышении эффективности его использования. С развитием технологий автоматизации в будущем могут появиться полностью автоматизированные системы барабанного испытания, которые повысят эффективность испытаний и согласованность результатов.
ASTM D441-07(2019)e1 Ссылочный документ
- ASTM D2234/D2234M Стандартная практика сбора общей пробы угля*， 2020-04-01 Обновление
- ASTM D4749 Стандартный метод испытаний для проведения ситового анализа угля и определения крупности угля
- ASTM E11 Стандартные спецификации на проволочную ткань и сита для целей испытаний
ASTM D441-07(2019)e1 История
- 2012 ASTM D441-12 Стандартный метод испытания угля в барабане
- 2019 ASTM D441-07(2019)e1 Стандартный метод испытаний угля в барабане
- 2007 ASTM D441-07(2012) Стандартный метод испытаний угля в барабане
- 2007 ASTM D441-07 Стандартный метод испытаний угля в барабане
- 1986 ASTM D441-86(2002) Стандартный метод испытаний угля в барабане
- 1994 ASTM D441-86(1994)e1 Стандартный метод испытаний угля в барабане
