本标准规定了烟花爆竹用烟火药猛度测定的仪器和材料、测定准备、爆炸压缩铅柱、测量压缩后铅柱高度和烟火药猛度的计算。
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
烟火药猛度 pyrotechnics brisance
烟火药猛度是指烟火药爆炸时粉碎和破坏与其接触(或接近)的物体的能力。
3.2
钢靠尺steel rule
钢靠尺是指为准确安装爆炸压缩铅柱装置,在钢片底面上画中心圆圈的模具。
在规定参量(质量、密度和几何尺寸)的条件下,烟火药爆炸时对铅柱进行压缩,以压缩值来衡量烟火药的猛度。烟火药在不具备爆炸条件时的猛度值为0 mm。
5.1 铅柱:选取99.99%的铅锭在400 ℃±10 ℃下熔化后一次铸成,经过24 h自然冷却后将其加工成如图1所示形状。每批按附录A标定合格后方可使用。
5.2 纸袋纸:符合GB/T 7968要求,选用80 g/m2的纸袋纸。
5.3 带孔圆纸板:外径40 mm±0.2 mm,中心孔径7.5 mm±0.1 mm(中心孔径应按8号瞬发金属壳电雷管外径调整,以保证雷管刚好能穿过中心孔),薄纸板厚度1.5 mm~2.0 mm,厚纸板厚度4.5 mm~6.0 mm。
5.4 钢套:符合GB/T 699要求,选用硬度为HB150~200的优质碳素结构钢,加工成图2形状。
5.5 钢片:符合GB/T 699要求,选用硬度为HB150~200的优质碳素结构钢,加工成图3形状。
单位为毫米
图3 钢片
5.6 钢底座:符合GB/T 699要求,选用硬度为HB150~200的优质碳素结构钢,表面粗糙度Ra为6.3 μm,厚度≥20mm,方形底座最短边长≥100 mm(圆形底座直径≥100 mm)。
5.7 电雷管:符合GB 8031要求,选用8号瞬发金属壳电雷管。
5.8 起爆器。
5.9 钢靠尺:加工成图4形状。
单位为毫米
图4 钢靠尺
6.1 加工纸筒
将纸袋纸裁成长150 mm、宽65 mm的长方形,粘成内径40 mm的圆筒。
另取一张纸袋纸,剪成直径为60 mm的圆纸片,并沿圆周边剪开,剪到直径为40 mm的圆周处(形似锯齿状),再将剪开的边向上折,形成筒底,并将接缝粘牢。
6.2 纸筒插入钢套中
将纸筒送入钢套中,纸筒底部与钢套一端齐平。
6.3 钢片上画定位圆线
将钢片放在钢靠尺内,钢靠尺平放在桌面上(钢片在下面),用笔绕着钢靠尺的内径在钢片上画圆线,画好后取出钢片备用。
6.4 测量压缩前的铅柱高度
在铅柱一端经过圆心用笔轻轻画上十字线,在十字线上距铅柱底面外圆交点10 mm处再轻轻画上交叉短线,并注明序号,如图5所示,用游标卡尺沿十字线依次测量铅柱高度(测量时游标卡尺端部应伸到交叉短线处),取四个测量值的算术平均值作为试验前铅柱高度,用h0表示(精确到0.02 mm),将铅柱编号备用。
单位为毫米
图5 压缩前的铅柱
单位为毫米
图6 压缩后的铅柱
6.5 准备爆炸压缩铅柱的装置(如图7所示)
将钢底座水平放置在坚硬的基础上(混凝土或钢质,厚度≥100 mm,方形基础最短边长≥300 mm,圆形基础直径≥300 mm),将铅柱对准钢片上的圆,并把铅柱和钢片一起放置在钢底座上,使钢片、铅柱、钢底座中心线在同一轴线上(目测)。
6.6 烟火药预处理
发射药不进行研磨和筛选。
粉状烟火药不进行研磨,使烟火药通过孔径425 μm的标准筛,如有不能通过的铝渣、钛粉等硬质颗粒,将硬质颗粒一同放入筛过的烟火药中,混合均匀。
块状或粒状烟火药,不论是否含有外层的引燃药,均不剥离,直接在铜钵内碾碎、研磨(如有大块的纸屑、稻壳应剔除)混合,使烟火药通过孔径425 μm的标准筛,如有不能碾碎的铝渣、钛粉等硬质颗粒,将硬质颗粒一同放入筛过的烟火药中,混合均匀。
6.7 称取烟火药
称量已预处理的烟火药20.0 g±0.1 g,放入干燥器中待用。
7.1 确定警戒线
在爆炸洞内进行爆炸压缩铅柱试验时,设置的警戒线距爆炸洞应≥2 m,(在野外试验时,设置的警戒线距爆炸点应≥65 m),起爆器应放置在警戒线以外,清理警戒线内的无关人员,提醒爆炸点附近的所有人员注意,并派专人进行警戒。
7.2 安装爆炸压缩铅柱的装置(如图7所示)
7.2.1 安装电雷管爆炸压缩铅柱的装置(空白试验)
除接线员外的所有人员撤离到警戒线外。
将电雷管脚线短路,轻轻将电雷管穿过厚带孔圆纸板中心孔并穿出5 mm,再将电雷管和厚带孔圆纸板一起放入钢套内的纸筒中,并保证电雷管相对垂直钢套底面。
将钢套放置在钢片上(如图7所示),使钢套、钢片、铅柱、钢底座中心线在同一轴线上(目测)。
说明:
1——电雷管;
2——带孔圆纸板;
3——烟火药;
4——钢套;
5——钢片;
6——铅柱;
7——钢底座。
图7 爆炸压缩铅柱装置示意图
7.2.2 安装待测烟火药爆炸压缩铅柱的装置
将称量好的烟火药缓慢倒入钢套内的纸筒中,自然堆集,轻轻振动使药面平整。
除接线员外的所有检验人员撤离到警戒线外。
将电雷管脚线短路,轻轻将电雷管穿过薄带孔圆纸板中心孔并穿出5 mm,再将电雷管和薄带孔圆纸板一起放入钢套中,保证电雷管相对垂直钢套底面并把其穿出的5 mm完全插入烟火药中,轻轻压平带孔圆纸板(避免试样外泄到带孔圆纸板上)。
将钢套放置在钢片上(如图7所示),使钢套、钢片、铅柱、钢底座中心线在同一轴线上(目测)。
7.3 接线
由接线员控制起爆器,在确认起爆线另一端短路且与起爆器处于断开状态下,将电雷管线与起爆线连接,再关闭爆炸洞的门并扣紧后撤离到起爆器处(在野外试验时,接线员将电雷管线与起爆线连接好后,再撤离到起爆器处)。
7.4 爆炸试验
确认所有人员都已在警戒线之外后,检查确认起爆线、电雷管线、电雷管导通良好,将起爆线与起爆器连接,根据现场指挥人员指令起爆。
打开爆炸洞抽风机进行排烟,排烟完全后再进入爆炸洞,取出爆炸压缩后的铅柱并整理现场(在野外试验时,爆炸后完成后取回爆炸压缩后的铅柱并整理现场)。
擦试爆炸后铅柱上的脏物,在爆炸压缩端面经过圆心用笔轻轻画上十字线,在十字线上距铅柱底面外圆交点10 mm处再轻轻画上交叉短线,并注明序号,如图6所示,用游标卡尺沿十字线依次测量铅柱高度(测量时游标卡尺端部应伸到交叉短线处),取四个测量值的算术平均值作为试验后铅柱高度,用h1表示(精确到0.02 mm)。
9.1 计算电雷管爆炸压缩铅柱值Δh电雷管
Δh电雷管=h0-h1 (1)
式(1)中:
Δh电雷管——电雷管爆炸压缩铅柱值(mm);
h0 ——压缩前铅柱高度(mm);
h1 ——压缩后铅柱高度(mm)。
每批铅柱做2次电雷管爆炸压缩试验,取2次试验结果的平均值Δh电雷管作为电雷管爆炸压缩铅柱值。
9.2 计算烟火药爆炸压缩铅柱值Δh烟火药
Δh烟火药=h0-h1 (2)
式(2)中:
Δh烟火药——烟火药爆炸压缩铅柱值(mm);
h0 ——压缩前铅柱高度(mm);
h1 ——压缩后铅柱高度(mm)。
每种烟火药做2次爆炸压缩铅柱试验,若两次试验Δh的差值≤1.0 mm时,两次试验结果平行,取2次试验结果的平均值Δh烟火药作为烟火药爆炸压缩铅柱值,按本标准的9.3条计算烟火药的猛度。
若两次试验Δh的差值>1.0 mm时,重新再做1次试验,第3次试验的Δh值与前2次试验之一的Δh的差值≤1.0 mm时,取结果最相近的两次验结果的平均值Δh烟火药作为烟火药爆炸压缩铅柱值,按本标准的9.3条计算烟火药的猛度。
若第3次试验的Δh值与前2次试验的Δh的差值均>1.0 mm时,应查找原因后,重新测定。
9.3 计算烟火药猛度ΔH
ΔH=Δh烟火药-Δh电雷管 (3)
式(3)中:
ΔH ——烟火药猛度(以铅柱压缩值表示)(mm);
Δh烟火药——烟火药爆炸压缩铅柱值(mm);
Δh电雷管——电雷管爆炸压缩铅柱值(mm)。
A.1 抽样
铅柱批量小于等于150个时随机抽取3个进行标定,批量大于150个时,随机抽取2%(取3的整数倍)进行标定。
A.2 梯恩梯的选取与烘干
A.2.1 梯恩梯的选取
符合GJB 338A要求,选取凝固点≥80.2 ℃、粒度为150 μm~300 μm的梯恩梯。
A.2.2 梯恩梯的烘干
将选取的梯恩梯在55 ℃~60 ℃防爆烘干箱中烘干2 h,放入干燥器中冷却至室温,备用。
A.3 爆炸试验前准备
按本标准第6章进行。
A.4 爆炸压缩铅柱
将纸筒放入压模(如图A1所示)中,称量梯恩梯50.0 g±0.1 g,倒入纸筒中,在梯恩梯上面放一个带孔圆纸片,然后压药,控制密度为1.00 g/cm3±0.03 g/cm3。拔去冲子,在梯恩梯药物中心孔内插入雷管壳,插入药中的深度为15 mm,然后退模。将压好的梯恩梯连同纸筒一起送入钢套中。
其它要求按本标准第7章进行。
说明:
1——冲子;
2——模筒;
3——模底座。
图A1 压模示意图
A.5 测量压缩后的铅柱高度
按本标准第8章进行。
A.6 计算
Δh=h0-h1 (4)
式(4)中:
Δh——爆炸压缩铅柱值(mm);
h0 ——压缩前铅柱高度(mm);
h1 ——压缩后铅柱高度(mm)。
A.7 标定结果的判定
所有铅柱的Δh均在15.5 mm~17.5 mm之间,且最大Δh与最小Δh之差≤1.0 mm,则该批铅柱合格。
若大于等于2/3铅柱的Δh在15.5 mm~17.5 mm之间,且这些铅柱最大Δh与最小Δh之差≤1.0 mm,另外的铅柱的Δh与最大的合格Δh相差≤1.0 mm;另外的铅柱的Δh与最小的合格Δh相差≤1.0 mm,并且所有的铅柱的Δh的算术平均值在15.5 mm~17.5 mm之间,则该批铅柱合格。
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