Sandia memasak wadah penyimpanan bahan untuk menilai keamanan kebakaran
Tech

Sandia memasak wadah penyimpanan bahan untuk menilai keamanan kebakaran

Bahkan pada 2000 derajat, wadah baja tahan karat yang disegel tidak terbelah

Sebuah tim di Sandia National Laboratories telah menyelesaikan serangkaian tes pada wadah baja tahan karat yang dirancang khusus yang digunakan oleh Departemen Energi untuk penyimpanan dan pengangkutan bahan berbahaya.

Para insinyur, teknolog, dan manajer proyek terkejut menemukan bahwa wadah tidak terbelah saat dipanaskan hingga 2000 derajat Fahrenheit. Itu hampir sama panasnya dengan tempat pembakaran semen.

“Kontainer ini dilas tertutup dan dipanaskan hingga 2000 derajat, jadi kami berasumsi bahwa mereka akan terbelah, tetapi mereka malah mengembangkan lubang kecil,” kata Walt Gill, direktur pengujian dan insinyur mekanik Sandia. “Kami pikir bahan di dalamnya bereaksi dengan wadah itu sendiri dan menghasilkan lubang kecil di wadah. Lubang-lubang kecil ini mengeluarkan semua gas super panas tanpa wadah yang menekan dan memisahkan diri.”

Klik untuk menonton video yang menunjukkan pengujian di mana wadah baja tahan karat yang dirancang untuk penyimpanan dan pengangkutan bahan berbahaya dipanaskan hingga 2000 derajat Fahrenheit selama empat jam di Sandia National Laboratories. Wadah itu tidak gagal secara serempak, melainkan lubang kecil yang terbentuk untuk menghilangkan tekanan yang kuat. Di sudut kiri atas adalah video sinar-X dari luar wadah. Gambar tengah atas adalah video dari kamera lubang jarum di dalam ruang uji. Sudut kanan atas menunjukkan bagian luar ruang uji. Grafik bawah menunjukkan tekanan di dalam wadah (garis putih) dan suhu wadah (dalam derajat Celcius) dari sembilan tempat berbeda (garis berwarna) selama pengujian. (Video milik Sandia National Laboratories)

Serangkaian 10 tes dirancang untuk meniru api hipotetis mengamuk-panas yang membakar di fasilitas DOE dan menelan wadah yang telah terlempar ke samping dan tertinggal di luar kemasannya yang terisolasi, yang melindunginya dari panas. Karena wadah ini tidak dirancang untuk menahan api seperti itu, tujuan pengujian ini adalah untuk menentukan berapa banyak, jika ada, bahan yang disimpan di dalam wadah akan dilepaskan ke udara selama kecelakaan seperti itu, kata Gill dan Austin Baird, dalam pengujian tersebut. insinyur.

Karena wadah adalah sistem wadah baja berlapis yang kompleks, mudah-mudahan bahan apa pun yang keluar melalui lubang jarum akan ditampung atau dikurangi oleh lapisan luar. Pada tahun 2018, tim melakukan tes serupa untuk menilai keamanan kontainer serupa.

Informasi ini akan digunakan oleh pembuat kebijakan untuk menentukan peraturan keselamatan untuk melindungi karyawan dan lingkungan.

Wadah bersarang untuk penyimpanan dan penanganan

Wadah baja tahan karat bersarang satu sama lain sebagai bagian dari sistem berlapis yang kompleks, kata Baird. Ada wadah baja tahan karat bagian dalam dengan tutup pop-on seperti kaleng kue yang disebut kaleng praktis. Lalu ada dua wadah baja tahan karat yang dilas tertutup: wadah dalam dan wadah luar. Ketiga kontainer ini ditempatkan dalam paket lain untuk pengiriman. Wadah digunakan di seluruh kompleks DOE.

Rangkaian pengujian dimulai musim gugur yang lalu dan dilakukan di Kompleks Uji Termal Sandia. Kompleks Uji Termal melakukan uji keamanan kebakaran untuk berbagai program mulai dari sistem senjata hingga kontainer pengiriman, kata Gill. Kompleks ini juga memiliki kemampuan untuk merancang dan membangun ruang pemanas khusus untuk pengujian tersebut, serta mengintegrasikan hasil dari pengujian lapangan dengan pemodelan komputasi tingkat lanjut.

Untuk pengujian, para insinyur memanaskan wadah baja hingga 2000 derajat Fahrenheit dalam lima menit, dan kemudian menahan wadah pada suhu terik itu selama empat jam dalam pemanas silinder yang dibuat khusus. Rangkaian waktu dan suhu ini dirancang untuk meniru api di dalam gedung. Banyak hal dari bahan konstruksi dan brankas tahan api diuji serupa, kata Gill.

“Salah satu kemampuan Sandia adalah kami memiliki jaminan kualitas di mana kami dapat melakukan pengujian,” kata Victor Figueroa, koordinator jaminan kualitas untuk rangkaian pengujian. “Saya rasa itulah alasan terbesar banyak konsumen, seperti Savannah River, datang kepada kami. Kami memiliki kerangka kerja administrasi jaminan kualitas tingkat tertinggi yang diperlukan untuk memenuhi syarat item yang terlibat dalam penyimpanan dan pengangkutan bahan berbahaya.”

Sandia memasak wadah penyimpanan bahan untuk menilai keamanan kebakaran

Victor Figueroa, koordinator jaminan kualitas Laboratorium Nasional Sandia, memeriksa wadah baja tahan karat yang dirancang khusus sebelum memanaskannya hingga 2000 derajat Fahrenheit untuk memastikan keamanan wadah untuk penyimpanan dan pengangkutan bahan berbahaya. (Foto milik Sandia National Laboratories)

Laboratorium Nasional Los Alamos juga terlibat dalam rangkaian pengujian. Mereka memuat campuran yang telah ditentukan ke dalam wadah, kata Baird. Campuran ini mengandung aluminium oksida — yang digunakan dalam pembuatan tabir surya, cat dan kaca — garam dan air yang berbeda dalam berbagai proporsi. Situs Sungai Savannah membangun manifold tekanan untuk pengujian dan Laboratorium Nasional Sungai Savannah menguji kebocoran wadah.

Karena kontainer tidak pecah, seperti yang diantisipasi, tim dan kolaborator ilmiah mereka menganalisis apa yang terjadi, kata Baird. Satu teori adalah bahwa campuran di dalam wadah bereaksi dengan baja tahan karat dan membentuk lubang kecil yang memungkinkan pelepasan tekanan tanpa kegagalan besar. Teori lain adalah bahwa uap super panas merembes melalui dinding wadah stainless steel tipis, mengurangi tekanan di dalam wadah.

Baird menambahkan, “Karena hasilnya sangat berbeda dari apa yang kami pikir akan terjadi, kami melihat komposisi gas sebelum dan sesudah untuk menentukan jenis reaksi kimia yang terjadi di dalam wadah.”

Teknologi uji rak paling atas

Tim teknik Sandia mulai merencanakan pengujian sekitar dua tahun lalu, termasuk menghabiskan waktu merancang dan membangun pengaturan pengujian khusus. Tes kebakaran juga membutuhkan banyak peralatan perekaman khusus untuk mengumpulkan semua data yang diperlukan untuk menginformasikan pembuat kebijakan.

Setiap wadah dilengkapi dengan 18 termokopel penginderaan suhu dan dua sensor tekanan, kata Baird. Selain itu, tim menggunakan pencitraan sinar-X real-time dan kamera video lubang jarum untuk memantau apa yang terjadi di dalam ruang pemanas. Mereka juga memiliki kamera video di luar ruang pemanas.

Wadah uji setelah dipanaskan hingga 2000 derajat Fahrenheit selama empat jam di Sandia National Laboratories. Sementara wadah itu membengkak, itu tidak terbelah. Tim melakukan pengujian kebocoran tambahan untuk menentukan lokasi kebocoran lubang pin. (Foto milik Sandia National Laboratories)

Tim mengumpulkan semua data ini dengan Sistem Akuisisi Data Instrumentasi Seluler (MIDAS) Sandia, dalam kemitraan dengan pakar akuisisi data.

“Kamera lubang jarum untuk melihat ke dalam tes adalah masalah besar,” kata Figueroa. “Kami benar-benar dapat melihat, dalam beberapa kasus, dan mendapatkan gambaran tentang seberapa besar lubang jarum itu. Kami belum dapat melakukannya di masa lalu, karena lingkungan pengujian yang keras. Saat teknologi menjadi lebih baik, kami dapat membuat penilaian yang lebih baik terkait keselamatan.”

Uji kebakaran hanyalah satu bagian dari rangkaian uji keamanan yang harus dilakukan oleh peti kemas bersarang, dalam konfigurasi pengirimannya, untuk meniru kondisi kecelakaan, kata Gill. Paket pengiriman dirancang untuk menahan skenario kecelakaan hipotetis tanpa pelepasan material dari kontainer di dalamnya. Setelah memasang peti kemas dalam paket pengiriman, paket itu jatuh ke permukaan yang keras, hancur oleh beban berat yang jatuh, tertusuk, dicelupkan ke dalam air setinggi 50 kaki dan, tentu saja, terbakar dalam api yang menelan sepenuhnya.

Insinyur uji Sandia National Laboratories Austin Baird, kiri, dan teknolog uji termal Shane Adee dengan hati-hati memasukkan wadah uji ke dalam pemanas yang dibuat khusus. Setiap kontainer memiliki 18 sensor suhu dan dua sensor tekanan. (Foto milik Sandia National Laboratories)

Untuk disertifikasi oleh regulator, seluruh paket harus menyelesaikan semua tes ini dengan hasil yang memuaskan. Dia menambahkan, “Paket-paket ini benar-benar disalahgunakan selama urutan uji kualifikasi untuk menunjukkan bahwa mereka aman.”

Figueroa menambahkan bahwa DOE telah mendukung pengujian kebakaran dan kualifikasi berbagai paket selama beberapa dekade di Sandia.

“Paket-paket ini digunakan di jalan dan digunakan di lokasi-lokasi di seluruh AS,” kata Figueroa. “Kami, serta industri, harus memastikan bahwa kami merancang dan menguji paket secara ketat sehingga aman. Kami harus memastikan bahwa kami memperhatikan keselamatan pekerja lokasi DOE dan masyarakat umum.”


Sandia National Laboratories adalah laboratorium multimisi yang dioperasikan oleh National Technology and Engineering Solutions dari Sandia LLC, anak perusahaan yang sepenuhnya dimiliki oleh Honeywell International Inc., untuk Administrasi Keamanan Nuklir Nasional Departemen Energi AS. Sandia Labs memiliki tanggung jawab penelitian dan pengembangan utama dalam pencegahan nuklir, keamanan global, pertahanan, teknologi energi, dan daya saing ekonomi, dengan fasilitas utama di Albuquerque, New Mexico, dan Livermore, California.

Sumber: Sandia



Posted By : pengeluaran hk hari ini