Minimum Burning Pressure of Emulsion Explosives

It is well accepted that modem emulsion explosives are intrinsically much less sensitive than traditional products such as dynamites or black powder. However, they have still been involved in a significant number of accidental explosions. In October 1975, Canadian Research, Limited's, Energetic Research Laboratory in Quebec exploded. Although explanations for the incident varied, one logical explanation was that the pump used in transporting the emulsion dead headed, thereby turning mechanical work in to frictional heating under a zero flow rate. There is a minimum pressure required for combustion(MBP) to propagate in emulsion explosives. A stable deflagration may lead to a deflagration-to-detonation transition(DDT) in emulsion explosives. Tests were also performed on sensitized sampled consisting of 6 to 21% waters as well as 1 to 11% aluminium powder. It was founded the emulsion explosives consisting of 6% waters had the lowest minimum homing pressure(MBP) of 3 bar, and the 21% waters were unable to achieve sustained homing at pressures as high as 100 bar. The aluminium contained explosives tested here displayed a MBP higher than that of without emulsion. It appears that this test may offer a firm ground for the classification of emulsion explosives in view of the regulating the hazards associated with the various process used for their manufacturing and transport.

에멀젼폭약의 최소연소압력에 관한 연구

일반적으로 유중수형 에멀젼폭약은 제조공정이나 사용조건에서 안전하다고 알려져 있다. 그러나 1975년 캐나다에서 벌크 에멀젼폭약을 펌프로 이송 중에 발생한 폭발사고와 같이 원치 않는 사고가 발생할 가능성이 있다. 에멀젼폭약은 어떠한 조건하에서 착화하는 경우 연소에서 폭굉으로 전이(Deflagration-to-Detonation Transition, 약칭 DDT)하는 현상이 발생하며 또한 연소가 온도에 따라 지속되는 최소 압력(Minimum Burning Pressure, 약칭 MBP)이 존재하며 최소 압력이하로 유지할 경우 착화되어도 바로 연소가 중단되는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 에멀젼폭약 제조공정의 안전성 평가를 목적으로 다양한 에멀젼폭약을 제조, 밀폐용기 내에서 최소연소압력(MBP) 측정 시험을 실시하였다. 본 실험에서 수분함량 6%에서 20%, 알루미늄 함량 1%에서 11%까지 함유한 시료를 각각 제조하여 밀폐용기 내에서 열원의 온도별로 실시하였다. 실험결과 수분함량 6% 시료의 최소연소압력(MBP)이 가장 낮은 3 bar를 나타냈으며 수분함량 18%이상에서는 100bar이상에서도 연소가 지속되지 않았다. 알루미늄 함량에 따라서는 큰 변화는 보이지 않았으나 알루미늄을 함유하지 않는 것에 비해 최소연소압력(MBP)가 비교적 높게 나타났다. 따라서 향후 에멀젼폭약 제조공정의 안전성 향상을 위하여 제조하는 에멀젼폭약의 최소연소압력(MBP)를 측정, 공정압력조건을 MBP 이하로 관리할 때 안전을 보증할 수 있을 것으로 판단된다.