闪光烟火剂感度变化因素的实验研究

研究铝粉的粒度、形状和粘合剂的含量对闪光烟火药剂感度的影响。发现由铝粉和高氯酸钾配制的二元药剂对摩擦和冲击比较钝感，而对静电火花和火焰敏感；当加入粘合剂后，冲击感度和摩擦感度均明显提高。而静电火花感度和火焰感度均明显下降。粒度和形状对感度的影响是铝粉比表面积变化引起的；粘合剂对感度的影响是由于加入粘合剂后形成的微胶囊的脆性和硬度较大，且易藏有气泡，容易形成热点。     

HNIW/HTPB传爆药的制备及性能研究

以HNIW为高能填料,以HTPB为粘结剂,采用真空浇注法制备了HNIW/HTPB传爆药。为研究HNIW基浇注型传爆药的爆炸特性,通过实验制备了HNIW/HTPB传爆药,并对其撞击感度、临界直径和爆速等性能进行了分析研究。结果表明,HNIW/HTPB传爆药对撞击作用较钝感,当HTPB的含量为12%时,其特性落高h50为51.68cm,临界直径小于0.6mm,它的实测爆速为8248m/s,接近其理论爆速8320m/s,且HNIW/HTPB传爆药各组分之间具有良好的相容性,因此该传爆药具有良好的安全性能和传爆性能,适合于微尺寸装药,从而具有广阔的应用前景。     

不同粒度RDX的重结晶制备和机械感度研究

为研究RDX机械感度随其粒度大小的变化规律,采用微团化动态结晶方法和溶剂/非溶剂滴加重结晶方法制备出中位径d50分别为0.429μm,7.052μm,40.75μm的RDX颗粒,并采用粒度分析仪和扫描电子显微镜(SEM)对3种试样的粒度进行了表征.测定了3种试样的撞击感度(特性落高H50)和摩擦感度(爆炸概率)值.测试结果表明,撞击感度随粒度减小逐渐降低,并且在粒度降至亚微米级时最低.摩擦感度随粒度减小先升高再降低,而且粒度在亚微米时最为钝感.     

爆破安全问答(四)

34.为什么不能用掏或吹的办法清除火雷管加强帽上的杂物?答:火雷管的结构如图8所示。它由管壳,正、副装药和加强帽三部分组成。可以做正装药(起爆药)的炸药有:二硝基重氮酚(DDNP)、雷汞、氮化铅、三硝基间苯二酚铅等。这些炸药对冲击、摩擦、震动、火焰、静电火花等特别敏感,很多国家都禁止用任何运输工具运输(加工成雷管后例外)。火雷管的加强帽下面就是敏感的起爆药,如果火雷管中有杂物而用工具掏或用嘴吹,就     

石墨烯对RDX机械感度及爆轰性能的影响

炸药添加剂对改善单质炸药安全与能量特性有重要作用。为研究纳米微颗粒石墨烯(Gr)对黑索今(RDX)热性能、机械感度及爆轰性能的影响，设计不同比例含量的Gr/RDX混合药剂配方，并对其进行差热、撞击感度、摩擦感度、爆速及钢凹深度的测试分析。结果表明:与纯RDX相比，Gr/RDX混合药剂DSC（差示扫描量热）曲线分解峰宽变窄、峰形更尖锐，Gr加速RDX的放热过程；Gr/RDX混合药剂撞击感度与摩擦感度随Gr比例含量的增加呈先降低后升高的趋势，少量Gr可使RDX变得钝感，含量增加时，敏化作用逐渐表现出来；Gr/RDX混合药剂爆速与钢凹深度随Gr比例含量的增加而降低；Gr含量为1%时可显著降低RDX的机械感度，而能量基本不衰减。Gr可作为RDX功能添加剂，在确保能量输出的同时，可降低机械感度、提高安全性。     

二氧化氯母体材料安全性研究

为研究二氧化氯母体材料(氯酸钠、亚氯酸钠,分别用0#和1#表示)的安全性能,采用摩擦和撞击感度仪、电火花感度仪和差式扫描量热仪(Differential Scanning Calorimetry,DSC),对二者的机械感度、静电感度及热安全性能进行了对比研究,并研究了掺杂对母体材料机械感度和静电感度的影响。结果表明,未掺杂的样品机械安全性较高,爆炸危险性较低。掺杂树脂、木粉、油脂后,0#样品特性落高对数值分别为1.642、1.688、1.758,爆炸概率分别为0.72、0、0.64;1#样品特性落高对数值分别为1.427、1.354、1.447,爆炸概率分别为0.92、0、0.88。可知掺杂后二者均有爆炸危险,机械感度提升。当木粉与0#/1#试样掺杂比例分别为1∶10、1∶5、1∶2时,随木粉掺杂量增加,0#样品特性落高对数值由1.758降至1.715,爆炸概率由0.64上升至0.8;1#样品特性落高对数值由1.447增至1.522,爆炸概率由0.88上升至1。据此可知,随木粉与试样掺杂比例由1∶10增至1∶2,0#样品撞击感度趋于增加,1#样品撞击感度趋于减小,二者的摩擦感度呈上升趋势。且1#较0#样品对撞击、摩擦作用更敏感。两样品及掺杂3种掺杂物后样品均对静电作用不敏感;在0~300℃温升范围内,0#样品无放热峰,仅有1个吸热峰;1#样品出现两个放热峰,初始放热温度分别为167.00℃、207.21℃,焓变分别为519.795 6 J/g、301.525 8J/g。这说明1#样品易发生热积聚,引起热爆炸;而0#样品在此温升范围内,相对较安全,热安全性能较高。     

不同粒度RDX的重结晶制备和机械感度研究

为研究RDx机械感度随其粒度大小的变化规律，采用微团化动态结晶方法和溶剂／非溶剂滴加重结晶方法制备出中位径如分别为0．429μm，7．052μm，40．75μm的RDX颗粒，并采用粒度分析仪和扫描电子显微镜（SEM）对3种试样的粒度进行了表征。测定了3种试样的撞击感度（特性落高H50）和摩擦感度（爆炸概率）值。测试结果表明，撞击感度随粒度减小逐渐降低，并且在粒度降至亚微米级时最低。摩擦感度随粒度减小先升高再降低，而且粒度在亚微米时最为钝感。     

铝粉超细化对KClO3/Al/S配方药剂特性的影响

为研究铝粉超细化后对烟火药剂性能的影响,将普通铝粉和纳米铝粉分别与氯酸钾、硫黄粉按照零氧平衡的同一配比(17%Al+63%KClO3+20%S)配制成烟火药剂,分别用0#样品和1#样品表示。用ARC、WL-1型落锤仪和MGY-1型摆式摩擦感度仪等试验装置从热安全性、撞击感度和摩擦感度等方面进行对比试验。结果表明,与含普通铝粉的0#样品相比,含纳米铝粉的1#烟火药剂热分解的初始反应温度明显降低(118.67℃<123.3℃),反应到达最大温升速率所需的时间明显延长(4.94min>0.13 min),反应所能达到的最高压力明显降低(2.77 MPa/g<3.14 MPa/g),反应动力学因子明显降低(361.85 kJ/mol<409.41 kJ/mol),撞击感度明显下降(12%<100%)。这说明铝粉粒径对药剂的性能有一定的影响。纳米铝粉的加入在加速烟火药剂反应进程的同时,可有效降低其反应的激烈程度、压力危险性和撞击危险性,即铝粉超细化后可以有效改善烟火药剂的性能,提高其安全性。     

PBXN-5传爆药安全可靠性试验方法研究

为满足引信传爆序列对高可靠性、高安全性火工药剂的需求,通过小隔板试验及升降法试验对PBXN-5传爆药的输出能力和冲击波感度作了分析和研究,小样本试验发现:当施主药柱装药相同,随施主与受主间隔板厚度增加,可靠起爆概率明显降低;但随受主药柱的装药尺寸的减小,传爆概率却增大。总之,受主药柱直径越小,隔板越薄,使用可靠性越高,结合安全使用性,计算得到合适的可靠度数据,为微型火工品装药提供参数依据。     

高能-钝感复合装药结构冲击波感度数值模拟

为得到复合装药结构对冲击波感度的响应情况,采用显式有限元程序AUTODYN对高能炸药和钝感炸药的复合结构进行隔板试验的数值模拟。分析被发药柱内部的压力时程曲线,并据此判定是否发生爆轰,继而得到反映冲击波感度的隔板值。模拟结果显示复合结构尺寸与冲击波感度的非线性关系,拟合得到的公式可为工程中装药结构设计提供参考依据。这种结构用于战斗部装填设计,能够提高战斗部在冲击波载荷下的安全性。     

混合药物粉尘输运过程静电特性实验研

兽药制药粉尘加工工艺过程中,由于粉尘颗粒之间或颗粒与设备、管壁之间的碰撞、摩擦,导致装置内部静电荷量积聚,激发静电放电,粉尘燃烧或爆炸的事故频发。实验主要通过包括粉尘与管材摩擦的漏电电流测试和静电放电火花对粉尘云点燃敏感性测试两部分。结果表明:单一药物药粉的静电漏电电流随着管材管径的增大,管长的增长,静电漏电电流逐渐变大;随着倾斜角的增大,静电漏电电流先增大后降低;镀锌铁管的漏电电流大于PVC管,电荷逸散速度更快。单一兽药粉的粉尘云放电火花最小点燃能量随质量浓度的变化,呈现二次曲线的变化趋势。混合兽药粉与单一兽药粉的漏电电流和粉尘云放电火花最小点燃能量的测试结果的变化趋势是一致的。     

Ignitability of aluminous coating powders due to electrostatic spark

Electrostatic Powder coating which is a surface finishing technique has widely been used in paint industry since its invention in the 1960s. However, so far, insufficient attention has been paid to the powder fires and/or explosion hazards caused by electrostatic spark during coating process. This paper is a report of the electrostatic spark ignitability of aluminous coating powders (dry blend-type) used in practical electrostatic powder coating. The Hartman vertical-tube apparatus was used for the minimum ignition energy (MIE) test. Various aluminous coating powders, different with respect to the amount of aluminum pigment, were used in this study. Experimental results obtained in this study are as follows: (1) The aluminous coating powder was so sensitive that even an electrostatic spark with an energy as low as 10 mJ could ignite it. (2) The particle size of aluminous coating powder has a considerable effect on the ignitability when the aluminum pigment concentration is within 6 wt% of the practical coating powder manufacturing standards. Thus, the conventional expression for estimating the MIE can be useful when assessing the electrostatic hazards associated with aluminum coating powders.     

钻井井喷爆炸事故分析及对策

针对井喷爆炸事故造成的巨大经济和环境问题,从消除井场点火源出发,讨论了井喷发生后防止爆炸的问题。基于井喷爆炸事故统计信息,利用事故树法,分析了井场可能存在的点火源,在此基础上提出井场防止井喷爆炸的措施。分析发现井喷爆炸主要分布在井喷后小于5分钟和井喷后大于1小时时间段,点火源主要为井场存在的点火源和后续抢救工作时带入的点火源;井场点火源主要分为明火、电火花、撞击火花和静电火花,通过井喷爆炸事故统计分析,电火花和撞击火花同样应该引起重视。     

Influence of the oxide content on the ignition energies of aluminium powders

Some results of determination of ignition energies for an aluminium powder with various oxide contents are presented. Common use of processes like high-speed cutting produce explosive dust clouds, so that we focused this study on hazard of metallic powders. An industrial aluminium powder has been used for this work. An original process, based on the principle of electrochemical anodisation, has been developed to increase, under control, the oxide coating of particles.

The sensitivity study to spark ignition was performed in an Hartmann explosion tube of 1.3L. The Langlie test method was applied to evaluate the energies leading to a probability of ignition of 50% (E₅₀) of the selected samples. The results confirm that the ignition energies increase with the oxide content of the powder.     

Combining product engineering and inherent safety to improve the powder impregnation process

The functionalization of nonwoven textiles can be realized by dry powder impregnation. In order to develop and improve this process, two complementary approaches have been combined: product engineering and inherent safety. It consists in integrating ab-initio consumers' requirements, production constraints as well as safety and environmental considerations. This case study is focused on the proposal, the characterization and the selection of powders mixtures of flame retardants and copolyesters, which will be used to create fire-proofed textiles. The influences of the chemical natures of the flame retardant (e.g. calcium carbonate, aluminium trihydroxide, ammonium polyphosphates), their respective concentrations, particle diameters and the addition of silica to flame retardant/polymer mixtures on their minimum ignition energy has been investigated. It has been determined that ammonium polyphosphates are far more efficient than other flame-retardants and that a minimum of 20%wt. concentration is needed to generate a powder mixture that will be almost insensitive to ignition by an electrostatic source. Modifying the particle size distribution and introducing glidants play also a significant role on flame retardant/polymer interactions, on powder dispersibility and has a strong impact on the minimum ignition energy. Finally, the formulations which have been selected fulfill the requirements for fire resistance, flowability, prevention of dust explosion; they are non-toxic, environmentally friendly and their cost is reduced.     

混合金属粉尘爆炸最小点火能量影响因素研究*

为探究混合金属粉尘爆炸危险性及与单一粉体爆炸特性差异，确保车间安全生产，采用粉尘云点火能量测试系统对车间混合金属粉尘及铝粉最小点火能量在不同影响因素下的变化规律及2种粉尘火焰变化特征进行测试。研究结果表明:混合金属粉尘和铝粉最小点火能量在一定范围内（38~96 μm）与粒径呈正相关性，当混合金属粉尘粒径大于75 μm时，所需最小点火能量大于1 000 mJ，其爆炸敏感性迅速降低，此时铝粉仍有较强爆炸敏感性；2种粉尘最小点火能量随质量浓度增加呈先降低后升高的趋势，最小点火能分别为295，15 mJ，对应的敏感质量浓度为600，1 000 g/m3，混合金属粉尘在质量浓度为500~700 g/m3时具有较大爆炸危险性；同铝粉相比，混合金属粉尘点火能量更高、火焰燃烧时间更短、火焰高度更低、爆炸剧烈程度更弱。     

不同物质组合摩擦火花引燃特性的研究

在本研究中,对碳钢、铍青铜和铜镍锰合金等三种金属与砂轮和45号钢轮摩擦时产生火花的能力和引燃能力作了对比实验。用于实验的可燃混合气为液化石油气/空气和氢/空气。实验表明,碳钢和砂轮摩擦产生的火花最强烈,但仍很难引燃液化石油气/空气混合气;铍青铜与砂轮摩擦时几乎看不到火花,铜镍锰合金在同样条件下产生火花的几率销大。在摩擦时间较长的条件下,两者均能引燃极易爆炸的氢/空气混合气,但爆炸却并不是在火花出现时立即发生的。可以推断:在上述条件下,摩擦造成的炽热表面是引燃的主要原因,而材料的引燃能力的强弱,不能只以是否产生火花为判断基准。     

超细CaCO3惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸的防控效果*

为探究超细粉体惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸特性的影响规律,利用标准化实验装置及自行搭建的实验平台,在对爆炸基本参数进行测试的基础上,分别研究超细CaCO3粉体对抛光废弃物粉尘点燃敏感度的钝化作用以及对爆炸火焰传播进程的惰化效果,并在相同条件下与同等粒径高纯度铝粉的实验效果进行比对。研究结果表明:铝合金抛光废弃物粉尘最小点火能量为280 mJ,而同等粒径高纯度铝粉最小点火能量为35 mJ;在铝合金抛光废弃物粉尘质量浓度为300 g/m3条件下,发生爆炸的火焰传播速度峰值为7.4 m/s,约为高纯度铝粉的57%,铝合金抛光废弃物粉尘的爆炸敏感度及猛烈度均低于高纯度铝粉;当超细CaCO3粉体的惰化比为30%时,可将铝合金抛光废弃物粉尘的最小点火能量钝化至约1 J,爆炸火焰失去持续传播能力,惰化作用效果充分显现。     

玉米淀粉粉尘爆炸危险性研究

为研究玉米淀粉粉尘爆炸危险性,采用哈特曼管式爆炸测试装置和20 L球爆炸测试装置对200目(<75μm)以下的玉米淀粉粉尘爆炸危险性进行评估,基于静电火花和粉尘质量浓度对粉尘爆炸的影响,对玉米淀粉的静电火花最小点火能量、爆炸下限质量浓度、最大爆炸压力和爆炸指数进行了研究,根据试验结果对玉米淀粉爆炸危险性进行分级。试验结果表明:温度在25℃,喷粉压力为0.80 MPa,粉尘质量浓度在250～750 g/m3范围内,粉尘的最小点火能量随着粉尘质量浓度增加而降低,其最小点火能量在40～80 mJ之间;在点火能量为10 kJ时,粉尘爆炸下限质量浓度在50～60 g/m3之间;在粉尘质量浓度为750 g/m3时,爆炸压力达到最大,为0.66 MPa;在粉尘质量浓度为500 g/m3时,爆炸指数达到最大,为17.21 MPa.m/s,其粉尘爆炸危险性分级为Ⅰ级。