肯·库科, Chief Technology Officer, 福斯克& Associates, LLC
全方位服务的最先进热危害实验室不断增加各种仪器。 作为工程咨询公司，我们每天都面临着独特的测试和咨询要求，这些要求使拥有多种设备可供我们使用具有优势。在下面列出的内容中，您将找到我们最常用的表征热危害的测试技术的描述。
差示扫描量热法（DSC）
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| DSC测试单元 |
差示扫描量热法是一种技术，其中在使样品和参考材料经受受控加热程序的同时，测量将物质和参考材料保持在同一温度所需的能量输入（热流）之差作为温度的函数。 。 DSC是用于评估均质材料在-90°C至500°C范围内的热稳定性的良好筛选工具。该设备可评估毫克大小的样品，因此并不总是适用于异质混合物，因为采样可能会成为问题。除了筛选测试，DSC还可以用于执行多种ASTM测试方法。
- 化学品的热稳定性（ASTM E537）
- 阿累尼乌斯动力学常数（ASTM E698）
- 熔融和结晶焓（ASTM E793）
- 熔融和结晶温度（ASTM E794）
- 纯度评估（ASTM E928）
- 比热容（ASTM 1269）
- 玻璃化温度（ASTM 1356）
- 碳氢化合物的氧化诱导时间（ASTM 1858）
- 碳氢化合物的氧化起始温度（ASTM 2009）
- 使用Borchardt和Daniels方法（ASTM E2041）估算动力学参数
- 使用等温方法的动力学参数（ASTM 2070）
- 热反应材料的反应热（ASTM 2160）
热重分析（TGA）
热重分析用于监测重量随温度的变化。在福斯克&Associates，LLC（FAI），我们拥有传统的TGA以及能够同时测量重量变化和热流的仪器，因此被称为SDT或同时DSC-TGA。监视热流的附加功能对于确定重量变化是与吸热反应还是放热反应相关特别有用。像DSC一样，这些仪器也用于评估毫克大小的样品，最适合于均质混合物。但是，TGA能够在环境温度至1400°C的温度范围内评估材料。以下是可以使用此设备执行的ASTM测试方法的列表：
- 成分分析（ASTM E1131）
- 分解动力学（ASTM E1641）
- 干燥失重（ASTM E1864）
- 计算材料的热耐久性（E1877）
- 波动率（ASTM E2008）
- 热稳定性（ASTM E2550）
加速量热法（ARC）
ARC提供产品，反应混合物和中间体的热危害评估。实验结果用于反应堆和中试装置的安全性分析。它确定了放热反应的时间，温度和压力之间的关系。根据ASTM E 1981标准“通过加速量热法评估材料的热稳定性的标准指南”进行测试。与ARC数据相关的热和压力危害参数包括：
- 发热量
- 起始温度
- 混合物分解温度
- 绝热温升
- 压力产生率
- 达到最大速率的时间
- 温度无回升
- 自加速分解温度
等温微量热法
在FAI，我们使用热活动监测器（TAM），这是一种等温微量热仪，旨在监测此类测试的广泛化学和生物反应。仪器可以在5至90°C的选定测试温度下量化放热和吸热过程。通过使用复杂的热泄漏原理，TAM能够测量低至0.1 µW的热量。由于其灵敏度高，它通常用于研究传统量热仪（例如DSC，ARC或排气口尺寸调整套件2（VSP2） TM值 ) 不能。 TAM通常用于以下研究中：
- Kinetics of 化学制品Reaction
- 活化能
- 费率法
- 自催化行为
- 化学品运输和储存
- 确保安全运输-自加速分解温度
- 量化保质期
- 生物反应
- 发酵率评估
- 生命系统的新陈代谢
- 相容性研究
- 氧化率或腐蚀率
- 互动测试
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带有FAI Prevent软件的VSP2 |
绝热量热法
FAI使用两种类型的低热惯性绝热热量计：通风口尺寸调整套件2（VSP）TM值 ）和高级反应系统筛选工具（ARSSTTM值 ）。从这些仪器获得的绝热数据可用于表征反应性化学系统以及由于工艺失常条件而可能发生的后果。这些数据包括绝热的温度和压力变化率，由于较低的热惯性，这些绝热率可直接应用于过程规模以确定泄压口尺寸，急冷罐设计以及与过程安全管理相关的其他泄压系统设计参数。根据仪器和配置的不同，我们的绝热量热技术可以但可以直接用于模拟过程条件，包括：
- 失去冷却或搅动
- 反应物积聚或放出
- 批次污染
- 热引发分解
- 居民潜伏时间
- 原位液体/气体计量或采样
- 许多测试配置
- 固体，液体或两相混合物
- 封闭或开放（通风）测试
- 比例排污模拟
- 测试单元可用于304&316不锈钢，哈氏合金C，钛和玻璃
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RC1的Donald Knoechel博士 |
反应量热法
传统上，我们将测试工作的重点放在帮助客户了解他们的化学系统如何应对给定的不适情况上-应对意外情况。我们增加了可帮助客户量化其预期化学反应过程中释放的热量的设备，从而为预期做准备。当从实验室扩展到工厂时，从反应量热实验获得的信息尤其重要。在我们的实验室中，我们使用两种主要仪器进行这些研究：Mettler-Toledo RC1（热流量量热仪）和Chemisens CPA 202（热通量热量计）。使用这两种仪器，我们可以设计模拟各种工厂过程条件和程序的实验。此外，我们还有一个THT µRC，它允许我们进行小规模的反应量热实验，还可以研究二元系统的潜在化学相容性问题。
我们认识到，针对过程安全性的通用解决方案通常不适合我们的客户，因为他们拥有具有独特问题的独特系统。我们广泛的仪器清单以及经验丰富的员工使我们能够为客户提供解决他们特定过程安全问题的解决方案。欲了解更多信息，要求报价或讨论您的具体应用，请联系 [email protected]，或Ken Kurko，电话630-887-5266或 [email protected]。还有更多 在过程安全性，工业测试等领域的思想领导力内容， 订阅我们的博客.
