Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - 1957, H. 19 - Pyrofora metaller i atomindustrin
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
när blandningar av brännbara gaser med luft
exploderar. Då explosionstrycket är i stort sett
proportionellt mot utvecklad värmemängd och
den slutliga gasvolymen, kan man vänta att det
skall ökas genom gaser lösta i metallen. Detta
har också bekräftats genom experiment.
Den lätthet, varmed en dispersion av metall
i luft tänds, och det explosionstryck, som
kan uppstå, beror givetvis på metallens natur
och metalldammets kornstorlek. Man vet ännu
inte med tillräcklig säkerhet hur grovt ett
metallpulver måste vara för att det, dispergerat i
luft, inte skall underhålla förbränning. Man
har emellertid funnit att tändningsenergin för
fina metalldispersioner är förvånansvärt liten.
I vissa fall är den energi, som behövs för
metallpulvrets dispergering, tillräcklig för
tänd-ning.
Undersökningar tycks visa att reaktionen
mellan vissa metallpulver, t.ex. Al eller Mg,
och vatten teoretiskt kan ge något mer energi
än TNT eller nitroglycerin. Många metoder
för utlösning av vatten-metalldetonationer är
kända. Ett fåtal våldsamma explosioner har
inträffat i industrin vid ljusbågssmältning av
titan i vattenkyld koppardegel när ljusbågen
råkat smälta hål på denna. Att sådana
olyckshändelser är sällsynta antyder att de kan
uppstå bara under betingelser inom mycket snäva
gränser.
De flesta metallhydrider tycks vara mindre
pyrofora än motsvarande metaller med
samma kornstorlek; ett undantag torde dock
uranhydrid utgöra. Trots detta är man
övertygad om att hydrider spelar en avgörande
roll vid vatten-metallexplosioner. Enligt en av
F C Moesel föreslagen teori reagerar metallen
med vattnet till metallhydrid och väteperoxid.
I närvaro av vatten och syre bildas metalloxid
och mera väteperoxid. Denna ger
metallper-oxid med metallen eller adsorberas åtminstone
vid denna.
Om tillräckligt mycket metallperoxid bildas,
kan dess reaktion med angränsande metall till
metalloxid ge så stor värmeutveckling att en
explosion inträffar även i frånvaro av luft.
Vid denna primära detonation dispergeras
metall, och är då syre närvarande, uppstår en
sekundär explosion vid vilken både
metall-hydriden och den återstående metallen
oxideras. Bildning av en blandning av hydrider och
peroxider, vilken kan reagera under stark
energiutveckling, är alltså en tänkbar
anledning till fuktigt metallpulvers explosion.
Erfarenheter och experiment visar att
våldsamma explosioner kan uppstå, om smälta,
pyrofora metaller kommer i kontakt med
vatten. Har metallen hög smältpunkt, tycks bara
en liten del av den reagera med vattnet.
Därför kan man anta att de för reaktionen
gynnsamma betingelserna förändras till
ogynnsamma genom detonationen. Man tror att
finfördelade och ytterligt heta metallpartiklar
sprutar ut i vattnet under den korta tid den
flytande metallen är i kontakt med vattnet,
dvs. innan ett ångskikt hinner uppstå.
Hantering av pyrofora metallpulver
Vid tillverkningsprocesser, där finkorniga
metallpulver förekommer, önskar man antingen
åstadkomma en pyrofor produkt eller
accepteras pyroforiciteten som ett nödvändigt ont.
Till den första kategorin hör zirkoniumpulver
som används till tändsatser i blixtlampor och
nickelpulver i handgranaters tändrör. Till den
andra gruppen hör järnpulver till
permanent-magneter och metallpulver som utnyttjas som
katalysatorer.
I båda fallen ligger faran vid tillverkningen
i pyrofora pulvers oberäkneliga beteende. Nya
metoder att hindra pulvrens tändning
föreslås ständigt, och vid Atomic Energy
Commis-sion har man satt i gång en intensiv och brett
upplagd forskning för studium av pyrofora
metallers egenskaper och utredning av
orsakerna till deras beteende.
Man torde på enklaste sätt hindra tändning i
pyrofora metallpulver genom att genast efter
deras framställning samla dem under en inert
vätska som sedan kan avlägsnas utan att
pulvrets egenskaper ändras. Icke-polära vätskor,
såsom petroleumdestillat, bensen eller hexan,
är särskilt lämpliga. Ibland kan dock alkohol
eller aceton användas.
Vatten används som skydd för pyrofort
zirkoniumpulver till blixtlampor. Antagligen ger
det en tunn, vidhäftande oxidfilm på metallen
varigenom denna passiveras. Många andra
pyrofora pulver torde man också kunna
förvara några timmar under vatten, om detta helt
befriats från löst syre, men dettas
avlägsnande är så besvärligt att metoden inte är
tilltalande.
Plaster eller hartser i lösning, t.ex. polystyren
i bensen, kan också utnyttjas som skydd. När
lösningsmedlet avlägsnats är metallkornen
överdragna med ett plastskikt, och pulvret kan
utan risk hanteras i luft. Denna metod kan
dock inte användas om metallpulvrets
ytegenskaper skall utnyttjas, t.ex. för katalys.
I växande omfattning används numera inerta
gaser, såsom kväve och argon som skydd. Har
gasen befriats från syre med glödande koppar
och från vattenånga genom torkning med
aluminiumoxid eller fosforpentoxid, kan
pyrofora metallpulver utan risk hanteras i den.
För ytterligt pyrofora pulver, t.ex. mycket
fint zirkoniumpulver eller järnpulver med
0.03.^ kornstorlek, kan gaserna inte renas så
väl att de ger tillfredsställande skydd under
mer än några timmar. Man har t.ex. funnit att
järnpulvers temperatur märkbart stiger i
argon varvid dess egenskaper förändras. SHl
Litteratur
1. Kopelman, B & compton, V B: Spontaneous combustion
of metal powders. Met. Progr. 63 (1953) febr. s. 77—79.
2. Andersen, H G & Belz, L H: Factors controlling the
combustion of zirconium powders. J. electrochem. Soc. 100
(1953) s. 240—249.
3. Smith, R B: The fire properties of metallic uranium.
TID-8011. Techn. Inform. Serv., AEC, Washington 1956.
4. Smith, R B: Pyrophoricity. Nucleonics lb (1956) dec.
s. 28—33.
446 TEKN ISK TI DSKRI FT 1957
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
