测试适运水分极限方式.docx
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测试适运水分极限方式
国际海运固体散货规那么
实验室测试程序、利用的仪器和标准
易流态化货物的测试程序及有关仪器
目前测试适运水分极限（TML）有三种通用方式：
.1流盘实验；
.2插入度实验；
.3葡氏/樊氏实验。
由于各方式各有优势，应按本地实际情形或由主管机关确信测试方式。
流盘实验程序
适用范围
流盘一样适用于最大粒度为1毫米的精矿或其它颗粒物质。
最大粒度达到7
毫米时也能够利用。
颗粒大于此限的物质不适用，关于含粘土比例较高的同类物质，
测试结果也不睬想。
若是货物不适于用流盘测试，那么采纳的测试程序应由口岸国主
管机关批准。
下述实验用于测试：
.1货样的含水量，下文将货样称为实验物质：
.2实验物质在流盘振动力或周期力作用下的流动水分点（FMP）；和
.3实验物质的适运水分极限。
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ANNEX3
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仪器（见图标准流盘及框架（ASTM代号（C230-68）－见3）。
图流盘及附属装置
.2流盘的安装（ASTM代号（C230-68）－见3）。
.3圆模（ASTM代号（C230-68）－见3）。
.4捣棒（见图：
利用装有弹簧并经校核的捣棒（例如见图或其它构造的捣棒可达到所要求的捶捣压力。
这种捣捧能够通过直
径为30毫米的捣棒头施加可控压力。
.5天平与法码（ASTM代号（C109-73）－见3）及适用的货样容器。
.6容量别离为100－200ml和10ml的带有刻度的玻璃量筒和量管。
.7直径约为30厘米的半球形搅拌容器、胶皮手套及烘干盘或锅。
也可
用相当大小的自动搅拌器进行搅拌操作，但这时应注意确保机械搅
拌器可不能降低实验物质的粒度和均匀性。
.8能使温度操纵在110°C左右的烘干炉，其内应无空气循环。
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ANNEX3
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图装有弹簧的捣棒样本
温度与湿度
最好在试样不受温度、气流和湿度转变阻碍的房间中进行实验。
试样的预备
和实验进程的各时期应在合理时刻距离内完成，以使水分损失最小，而且不管在任
何情形下，实验须当天完成。
假设可能，试样容器应用塑料薄膜或其它盖子盖上。
实验程序
测定流动水分点的试样数量依实验物质的比重不同而不同。
煤约需2千克，
而精矿需3千克。
搜集的试样应能代表所运输的物质。
体会说明，使试样的水分渐
增至流动水分点所得结果比渐减时所得结果准确。
因此，建议在流动水分点的主实验开始前，按以下步骤进行流动水分预备试
验，以确信试样的状态，即试样的含水量及在进行主实验之前向试样中加水的速度
或试样是不是需经空气干燥以减少其水分。
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ANNEX3
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试样的预备
将实验物质的代表性试样盛入搅拌容器中进行充分搅拌。
按下述步骤将试样
分成三个子样（A）、（B）和（C）：
（A）为试样的五分之一，对其当即称重，并置于烘干炉
中烘干，以确信试样“收到时”的含水量。
另两分子样各约为试样的五分之二，其中
一份（B）用于预备实验，另一份（C）用作主实验。
.1装填圆模。
将圆模置于流盘中心，用搅拌器中的试样分三层装填。
经捣实后的第一层应约占圆模深度的三分之一。
为此而需要的试样
数量依实验物质的不同而不同，但对实验物质的填密性取得某些经
验以后就能够很容易地确信。
经捣实后的第二层应约达到圆模深度的三分之二，最后一层试
样经捣实后应恰好达到圆模顶边的下部（见图。
.2捣实程序。
捣实的目的是将试样压实到类似在船舶舱底积载时的程
度。
相应的压力应为：
捣捧压力（Pa）＝散货密度（kg/m3）
×最大货物深度（m）
×重力加速度（m/s2）
含水量为装载时数值的货样的散货密度可利用ASTM标准
D-98或JIS-A-1210中所述的葡氏C仪器一次测出。
计算捣棒的压力时，假设无货物深度的资料，那么应用货物的最大
可能深度。
压力亦能够从表中估算出。
底层应用捣棒捶捣35次，中层25次，上层20次（每次应用平
稳而适当的压力）。
每一层均应在全数表面上持续捶捣至边缘，以形
成均匀的平整表面。
.3撤去圆模。
轻拍圆模周围至其松动，取去圆模，将截锥状试样留在
流盘上。
表货物最大深度
2m5m10m20m
典型货物
散货密度
（kg/m3）捣棒压力（kPa）
煤100020[]50[]100[]200[]
200040[]100[]200[]400[]
铁矿300060[]150[]300[]600[]
铁精矿400080[]200[]400[]800[]
铅精矿500020[]250[]500[]1000[]
（方括号内为用直径为30毫米的捣棒头产生的等效值kgf）
流动水分点的预备实验
.1撤去圆模后，将流盘以25次/分的速度自毫米高处升落50次。
若是试样的含水量低于流动水分点，那么会随持续的颠振而散落并颠
成碎块（见图。
.2到这一步，停止流盘的颠振，将试样从头装回搅拌容器中并在试样
表面喷洒5-10ml或更多的水，用戴胶皮套的手指或自动搅拌器搅拌
均匀。
从头填装圆模，按第段所述方式将流盘升落50次。
假设
未显现流态，那么再加水重复上述步骤，直抵达到流态。
.3流态的识别。
流盘的颠振使颗粒间从头镶嵌，形成紧凑状态。
结果，
试祥在某一状态下所含水分体积占整体积的百分数增加了。
若是水
分在紧凑的试样中达到饱和而且试样产生塑性变形，那么以为试样的
含水量达到了流动水分点∗。
这时，截锥体会产生变形，形成凸面或
凹面（见图。
随着流盘的反复颠振，试样会继续滑动并向外流动，某些材料
的顶面还可能显现裂痕。
可是，裂痕中含有自由水分并非说明已达
到流态。
大多数情形下，测量变形有助于确信是不是发生了塑性流动。
例如，用卡规可测出在截锥任何部份的直径增加3毫米以上，这是
一个有效的特点。
观看另外一些现象也很有效。
例如：
当含水量（渐
增）接近流动水分点时，截锥体会有粘在圆模中的趋势；另外，将截
锥体推出流盘时会在流盘上留下湿痕（条迹），若是湿痕可见，那么表
∗在
∗在某些情形下，在达到流动水分点之前截锥体的直径会增加，这是由于颗粒的摩擦力较小
而不是由于发生了塑性流动，勿将此误以为达到了流动水分点。
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ANNEX3
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明含水量可能超过了流动水分点，但湿痕（条迹）不可见并非说明含
水量低于流动水分点。
测量截锥体底部或中部尺寸老是有效的。
加水%至%，
颠振流盘25次，第一次直径会增加1毫米至5毫米；再加一次水，
底部直径会增加5毫米至10毫米。
.4关于许多精矿来讲，除上述方式外还可用下述方式快速测出其近似
流动水分点：
当含水量确信超过流动水分点时，颠振流盘25次，测出截锥体
的直径；加入一次水后重复上述步骤，再测量截锥体的直径；画出
表示直径增加量和含水量的两个点，见图；通过此二点的直
线与含水量轴的交点即是近似的流动水分点。
完成了流动水分点的预备实验后，将用作主实验的试样的含水量调至略低于
流动水分点（约低1%至2%）。
流动水分点的主实验
在预备实验中达到流动状态以后，将子样（C）的含水量调成比预备实验中未
引发流态化的最后一个含水量低1%至2%（此项建议只是为了幸免主实验时的含水
量与流动水分点过于接近而需进行干燥并从头开始）。
利用含水量经调整的试样进行
最后的实验，方式与预备实验相同，但每次加水的量不超过%（预备实验的流动
水分点越低，加水量应越小）。
每一步完成后，可将圆模中的试样置于容器中并当即
称重，以备测试含水量。
假设试样开始塑性流动或略加水后开始塑性流动，如此作就
超级必要了。
若是不要求，可将其放回搅拌容器中。
达到流动状态后，应测试两份试样的含水量，一份是含水量略高于流动水分
点的试样，另一份为含水量略低于流动水分点的试样。
两个含水量的差值应小于%，并将流动水分点取为该两个含水量的平均值。
图
图
图
图含水量的确信
简述
应注意，关于许多物质都有国际上或国家认可的测定含水量的方式。
应按这
些方式或按已证明能得出相同结果的方式测定含水量。
精矿及类似物质
将精矿的试样干燥到恒定质量十分重要。
实践中，将试样在105°C的温度下干
燥数小时后称重，持续进行数次以确信这一状态。
假设质量再也不转变，说明干燥进程
已完成，若是质量仍有减小，那么应继续进行干燥。
干燥时刻的长短受多种因素阻碍，如试样在烘干炉中的放置、利用的容器、颗
粒的大小、传热效率等。
5小时对一种精矿试样可能足够，而对另一种那么可能太短。
硫化物精矿易于氧化，因此建议不要利用有空气循环的烘干炉，也不要使试样在炉
中的时刻超过4小时。
煤
测定含水量的推荐方式为ISO589-1974“硬煤－总含水量的确信”中所述的方
法。
应按这一方式或按已证明能给出相同结果的方式测定含水量。
含水量、流动水分点和适运水分极限的计算：
设m1是“收到时”子样的精准质量（见，
设m2是“收到时”子样干燥后的精准质量，
设m3是试样刚达到流态后的精准质量（见，
设m4是试样刚达到流态后的经干燥后的精准质量，
设m5是试样刚达到流态前的精准质量（见，
设m6是试样刚达到流态前的经干燥后的精准质量，
那么：
.1精精矿及类似物质
将精矿的试样干燥到恒定质量十分重要。
实践中，将试样在105°C的温度下干
燥数小时后称重，持续进行数次以确信这一状态。
假设质量再也不转变，说明干燥进程
已完成，若是质量仍有减小，那么应继续进行干燥。
干燥时刻的长短受多种因素阻碍，如试样在烘干炉中的放置、利用的容器、颗
粒的大小、传热效率等。
5小时对一种精矿试样可能足够，而对另一种那么可能太短。
硫化物精矿易于氧化，因此建议不要利用有空气循环的烘干炉，也不要使试样在炉
中的时刻超过4小时。
煤
测定含水量的推荐方式为ISO589-1974“硬煤－总含水量的确信”中所述的方
法。
应按这一方式或按已证明能给出相同结果的方式测定含水量。
含水量、流动水分点和适运水分极限的计算：
设m1是“收到时”子样的精准质量（见，
设m2是“收到时”子样干燥后的精准质量，
设m3是试样刚达到流态后的精准质量（见，
设m4是试样刚达到流态后的经干燥后的精准质量，
设m5是试样刚达到流态前的精准质量（见，
设m6是试样刚达到流态前的经干燥后的精准质量，
那么：
.1精矿“收到时”含水量为
（）100%
1
12×，
−
m
mm该物质的动水分点为
100%
2
（）
5
56
3
34
×，
−
+
−
m
mm
m
mm
适运水分极限为流动水分点的90%。
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泥煤
对所有泥煤，利用ASTM方式或利用CEN（20升）方式确信散装密度。
为了取得正确的适运水分极限（TML），泥煤在干燥时的密度应为90kg/m3左
右。
按第段所示，应测定以下值：
.1货物样品（MC）的含水量。
.2流动水分点（FMP）。
.3适运水分极限（TML），通过以下方式测定：
.当泥煤的干燥散装密度大于90kg/m3时，适运水分极限取为
流动水分点的85%。
.当泥煤的干燥散装密度为90kg/m3或以下时，适运水分极限
取为流动水分点的90%。
插入度实验程序
插入度实验是使实验物质在圆缸中进行振动，依照其上标尺的插入深度确信
流动水分点。
适用范围
.1插入度实验一样适用于精矿、类似物质及最大颗粒为25毫米的煤。
.2实验中，圆缸中试样以2grms±10%（g为重力加速度）振动6分钟。
若是试样表面上的标尺插入深度大于50毫米，那么说明试样的含水量
大于流动水分点。
.3本实验由粗测流动水分点的预备实验和精测流动水分点的主实验构
成。
假设已知流动水分点的概值，那么可不进行预备实验。
.4对试样进行测试的实验室应按第段备妥。
仪器（见图实验仪器包括：
.1振动台；
.2圆缸；
.3标尺（插入棒及托架）；
.4捣棒（见第段）；和
.5辅助设备（见第至.8段）。
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.2可将圆缸卡在其上的台式振动器（见图应能使30kg物质的振
动频率达到50Hz或60Hz，加速度为3grms以上，而且加速度的
大小能够操纵。
.3圆缸的尺寸如下（见图和：
圆缸大小内径深度壁厚
小型146毫米202毫米毫米或以上
大型194毫米252毫米毫米或以上
圆缸应有足够的刚性，无磁性，由不可渗透的轻型材料制成，如丙
烯酸或氯乙烯。
小型圆缸用于最大颗粒不超过10毫米的物质；大型圆缸用于最大颗
粒不超过25毫米的物质。
.4插入棒（见图由铜制成。
关于煤，应将插入棒的质量调为88
g（5kPa）；关于精矿，应将其调为177g（10kPa）。
假设试样中含有粗粒，
建议在货样表面上采纳二支一样质量的插入棒，以避免判定错误。
.5托架（见图应置于圆缸中部，并以最小的摩擦力导引插入棒。
利用二支插入棒时，其放置应按图进行。
.6应按试样的性质和状况即粒度和比重选择圆缸和插入棒。
实验程序
实验及振动台的预备
.1所需试样的数量很多于所用圆缸容积的6倍。
圆缸中所装试样的数
量应为：
小型圆缸约为1700cm3，大型圆缸约为4700cm3。
.2将试样混合均匀，分成大约相等的（A）、（B）和（C）三个子样。
子样（A）
应当即称重并置入烘干炉中以确信试样“收到时”的含水量。
子样（B）和（C）别离用作预备实验和主实验。
.3在进行实验前，应利用加速度仪对振动台的振动进行校准。
当台上
放有装满试样的圆缸时，振动台的加速度应调为2grms±10%。
流动水分点的预备实验
本实验旨在用子样（B）快速测定流动水分点。
每一次插入度实验后均加入一
定数量的水。
达到流态时，所测得的试样含水量略高于流动水分点。
略低于流动水
分点的含水量可由试样质量中扣除前次加水量算得。
.1用子样（B）分四步填装圆缸，装入每一层后均用专用的捣棒捣实。
精
矿的捣实压力应按第段确信，煤的捣实压力为40kPa。
整个
试样的表面上应均匀施压，直到产生均匀的平面。
.2穿过托架，将插入棒置于试样表面上。
.3以频率为50Hz或60Hz，加速度为2grms±10%振动6分钟。
若是
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ANNEX3
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必要，应查对装在振动台上的加速度仪的读数。
.4振动6分钟后，读取插入深度。
.5假设插入深度小于50毫米，那么以为未达到流态化。
这时应：
.1将试样从圆缸中掏出，放回混合容器中与原有试样混合。
.2混合后称量混合容器中试样重量。
.3喷洒必然量的水，但不该超过混合容器中试样重量的1%，
并均匀搅拌。
.4重复第至段所述步骤。
.6假设插入深度大于50毫米，那么以为已达到流态化。
这时应：
.1将试样从圆缸中掏出，放入混合容器中。
.2按第段所述方式测定含水量。
.3依照最后一次加水量，计算出略低于流动水分点的含水量。
.7假设第一次实验的插入深度大于50毫米，亦即试样收到时便已达到流
态化，那么应将子样（B）和子样（C）混合，在室温下进行干燥以减小试
样中的含水量。
以后再将试样分成子样（B）和子样（C），重作预备试
验。
流动水分点的主实验
.1在预备实验的基础上进行主实验，以精准确信流动水分点。
.2将子样（C）的含水量调为预备实验中最后一个低于流动水分点的数
值。
.3按第段，用经调制的子样（C）进行流动水分点主实验的第一次
实验。
可是，那个地址每次加水的数量不得超过试样总重量的%。
.4假设事前已知流动水分点的大约值，那么应将子样（C）的含水量调为该值
的90%左右。
.5达到流态时，按第段的方式确信流动水分点。
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图测试仪器
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正视图
侧视图
仰视图
图振动台
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侧视图
俯视图
移去缸顶和缸体以后
图直径150毫米圆缸
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图直径200毫米圆缸
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（括号内的尺寸为5kPa的插入棒）
（单位：
mm）
图插入棒
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图插入棒托架
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.3葡氏/樊氏测试法
适用范围
.1本方式可用于细粒和相对较粗粒精矿或最大颗粒为5毫米的类似物
质的实验。
本方式不得用于煤或其它多孔物质。
.2在对最大颗粒为5毫米以上的较粗物质应用葡氏/樊氏测试法方式之
前，应付本方式进行认真研究和改良。
.3按葡氏/樊氏测试法，适运水分极限（TML）的取值为临界水分限制，
取为饱和含水量的70%。
葡氏/樊氏测试法的设备
.1葡氏测试仪（见图包括一个柱形铁模和一个可拆卸的加长部份
（冲压圆筒）和在底端开口的可在导筒中滑动的冲压器（冲压锤）。
.2天平与砝码（见第段）及相应的货样容器。
.3能使温度操纵在100°C至105°C之间的烘干炉，其内应无空气循环。
.4一只适当的搅拌器。
注意，搅拌器的利用应不降低实验物质的粒度
和均匀性。
.5测定固体密度的仪器，如比重瓶。
图葡氏测试仪
温度和湿度（见第段）
实验程序
.1确信冲压曲线。
按有关标准（见第20页节）将具代表性的试样在
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ANNEX3
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约100°C温度下进行干燥。
试样的总量至少为进行一次完整实验所
需试样的3倍。
应利用冲压实验测定5至10个不同含水量（即进行5
至10次不同实验）。
试样的含水量应从干燥调制到接近饱和。
每次
冲压实验约需2000cm3精矿试样。
每次进行冲压实验时应向干燥的试样中加入适量的水，充分搅
拌约5分钟。
取约五分之一的试样装入铁模中并铲平、然后在增加
的试样表面均匀捣实。
捣有效带有导筒的冲压器进行，捶捣25次，
每次的升落高度为米。
全数五层试样均应用此法捣实。
最后一
层试样捣实后，移去加长模，这时试样与铁模顶部平齐。
将铁模与
捣实的试样一同称重以后掏出试样。
将试样进行干燥和称重。
对其它不同含水量的试样重复进行上述实验。
.2概念和计算数据（见图图空模质量（g）：
A
－圆筒与捣实试样总质量（g）：
B
－湿试样的质量（g）：
C
C=B−A
－干样的质量（g）：
D
－水的质量（g）（等于体积cm3数值）：
E
E=C−D
圆筒的容积：
1000cm3
.3要紧参数的计算
－固体货物的密度（g/cm3，t/m3）：
d
－干散货的密度（g/cm3，t/m3）：
γ
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ANNEX3
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1000
γ=D
－净水含量，体积%：
ev
e100dv=××
D
E
－间隙比：
e（间隙体积除以固体体积）
e1000==−1
−
=
λ
d
D
D
－饱和度，体积百分比：
S
e
e
S=v
－总水含量（质量百分比）：
W1
W1=×100
C
E
－净水含量（质量百分比）：
W
W=×100
D
E
.4冲压实验图的绘制
将每次冲压实验后，将计算出的间隙比（e）作为纵坐标，将净含
水体积比（ev）和饱和度（S）为别作为横坐标参数，画在图上。
图85/26/
ANNEX3
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.5冲压曲线
全数实验组成一条具体的冲压曲线（见图。
冲压曲线与饱和度线S=70%的交点即为临界含水量。
该含水量即为
适运水分极限。
2测定静止角的程序及有关仪器
细颗粒物质（尺寸小于10mm）静止角的测定：
“倾箱实验”。
在实
验室或装货港利用
适用范围
本实验用于测定非粘性细颗粒物质（尺寸小于10mm）的静止角。
在对有关物
质说明本规那么第5节和第6节时可应用本实验结果。
概念
本实验测定的静止角是实验箱中的散装物质方才开始滑动时实验箱的顶面
与水平面的夹角。
实验的原那么
在利用本实验测定静止角时，实验箱中物质的表面最初应平整并和箱底平
行。
实验箱的倾斜时应无振动，而且在箱中物质方才开始散滑时停止。
仪器（见图所需仪器如下：
.1一只支架，其上装有一开面实验箱。
实验箱与支架由固定在箱底边
和支架上的横轴及轴承铰接起来，使实验箱能进行可控倾斜。
.2实验箱的尺寸为：
长600mm，宽400mm，高200mm。
.3为避免试祥在倾斜时沿箱底滑动，在填装物质前将一格板（格的尺寸
为30mm×30mm×25mm）固定在箱底。
.4实验箱由装在支架与箱底之间的液压缸驱动。
也可利用其它方式达
到所要求的倾斜，但在所有情形下须排除振动。
.5给液压缸加压，可用一液压气动蓄能器，其内的空气或其它气体的
压力应为5kp/cm2。
.6倾斜速度应为°/s。
.7实验箱的倾角范围应至少为50°。
MSC85/26/
ANNEX3
Page321
图实验箱大体结构图
.8在固定轴的一端装有量角器。
量角器的一边是固定的，可用螺丝调
至水平。
.9量角器用以测定实验箱顶边与水平线的夹角，精度应在°之内。
.10应备有一气泡式水准仪或其它水准仪，以将量角器调至零位。
实验程序
向实验箱内装填实验物质时，应从尽可能低的高度上警惕缓慢地将实验物质
倒入箱中，保证装填均匀。
多余的试样应用直边铲刮掉。
铲刮时，应将其朝着铲刮的方向倾斜45°。
驱动倾斜系统，在箱中物质方才开始散滑时停止。
用量角器测出实验箱顶边与水平线的夹角，并作出记录。
评定
静止角取从三次测量值中计算出的平均值，在实验报告中的记录应精准到半
MSC85/26/
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度之内。
备注：
实验最好用三份试样别离进行。
实验前应将实验箱上的横轴调为水平。
无实验箱时，测定静止角的替代方式或船用方式
概念
按本方式，静止角为从试样圆锥体半高处量起的斜面与底平面的夹角。
实验原理
将必然数量的试样从砂斗中轻轻地倒在一张粗质纸上，形成对称的锥形，以
测定静止角。
设备
进行该实验所需设备如下：
－一张不受振动阻碍的水平桌；
－一张堆试样用的粗质纸；
－一部量角器；
－一只容量为3升的锥筒形砂斗。
实验程序
将粗质纸铺在桌上。
将10升将要测试的物质分成三个子样，每份按下述方
法进行实验：
将一分子样的2/3（即2升）倒在粗质纸上，形成一初始锥形。
将子样
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