一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法与流程

1.本申请涉及一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法，适用于不同配装组的燃烧爆炸物之间兼容性的判定。
技术背景
2.燃烧爆炸物的储存和运输需要平衡安全性和经济性，燃烧爆炸物单独储存和运输可以实现最高的安全性，但是经济性要求在安全风险可以接受的范围内采用混合储存和运输。为了解决燃烧爆炸物混合储存和运输的问题，1986年联合国发表了《危险货物运输建议的试验方法和判据》橘皮书文件，以后该文件每两年修订一次，并以《关于危险货物运输建议书规章范本》和《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》的形式进行发布，各国都以该文件为依据，结合各国的爆炸危险物管理进行各自标准的制定。其指定的爆炸物危险性项别如下：
3.1.1级：有整体爆炸危险的物质和物品
4.1.2级：有迸射危险但无整体爆炸危险的物质和物品
5.1.3级：有燃烧危险并有局部爆炸危险或局部迸射危险或这两种危险都有、但无整体爆炸危险的物质和物品
6.1.4级：不呈现重大危险的物质和物品
7.1.5级：有整体爆炸危险的非常不敏感物质
8.1.6级：无整体爆炸危险的极端不敏感物品
9.《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》中陈述了第1类物质及物品的危险性分项流程，通过该流程及对应的8个试验系列，首选确定未知物质或物品是否具有爆炸性，即是否属于第1类物质，其次确定是否过于敏感不能运输，排除这两种情况后通过试验系列5、6、7将未知物质或物品划入相应的危险性级别。具有参考性的是《手册》中详细陈述了每一类试验，包括结果判定要求，给出了一些常用炸药的的试验结果，可用于相互比较。
10.爆炸物危险性分级是解决单个爆炸物或包装件或制品等的分类问题，针对单个爆炸物或包装件或制品等，依据其在不同刺激作用下的感度响应，进行燃烧爆炸危险性的等级划分。爆炸物配装分组是解决二种或多种爆炸物或包装件或制品等之间的相互影响问题，评价爆炸物放置在一起时是否会增加发生反应的可能性及反应后的效应。一般情况下，相同危险性级别或不同危险性级别的爆炸物放置在一起后，其危险性或发生反应后的效应不增加时，可以确定为一个配装组。联合国《关于危险货物运输的建议书规章范本》根据燃烧爆炸物的特征划定了十三项配装组，如表1所示。
11.表1联合国规定的配装组
[0012][0013]
目前国内外对配装组之间的兼容性都是在联合国十三项配装组的基础上直接规定的配装组之间的兼容性列表，如表2为美国国防部的的配装组兼容性列表。
[0014]
表2美国防部配装组兼容性表
[0015][0016]
注：x
‑
可以混合贮存，z
‑
有限量混合贮存，空白
‑
禁止混合贮存，k组不配装且组内也分开贮存。配装组c、d、e、f、g、j和s的物品可以一起储存，条件是每个储存点的散装或产品中的炸药净重量不得超过1000磅。危险性1.4级下分属配装组c、g或s的物品可以一起储存而不考虑炸药数量的限制，但对选址的要求仍是有的。配装组b或f的产品应采取措施与其他兼容性组别的物品分开，以防止火焰或爆轰波传播。配装组k的物品的储存不仅要求与其他组别物品分开，而且在本组别内也要求分开储存。当配装组n的弹药与配装组b～g组弹药混存时应重新分级。
[0017]
上述配装组兼容性列表没有具体的兼容性判定流程和方法，导致只能严格按照兼容性列表中规定的混合原则实施，对于新型燃烧爆炸物，可能尚未确定配装组或者虽然有了确定的配装组，但是由于物理、化学、爆轰等方面性质的不同，直接按照兼容性列表进行混合储运可能带来安全风险，因此，对于新型燃烧爆炸物目前通常都是单独储存和运输。
[0018]
综上所述，现有技术存在以下不足：
[0019]
(1)只有配装组兼容性列表，没有形成具体的判定流程和方法，具体操作时缺少科学的判据，判定结果的可信度存疑；
[0020]
(2)配装兼容性列表主要适用于已经获得广泛应用的燃烧爆炸物，对于新型燃烧爆炸物的普适性不足。


技术实现要素：

[0021]
为了克服

背景技术：
的不足，本申请提供一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法，通过对不同燃烧爆炸物配装组之间的物理相容性、化学相容性以及爆炸相容性进行依次判定，当全部为相容时才能判定两种燃烧爆炸物配装组兼容。
[0022]
具体内容如下：一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法，具体按下列步骤进行：
[0023]
步骤1，物理相容性判定试验，将等质量的两种燃烧爆炸物混合，如果发生溶解、气体挥发的物理状态改变，判定物理不相容，试验终止，两种燃烧爆炸物配装组不兼容，否则进行步骤2；
[0024]
步骤2，化学相容性判定试验，采用gjb 772a
‑
97中500组方法规定的安定性和相容性试验方法，如果化学不相容，试验终止，两种燃烧爆炸物配装组不兼容，否则进行步骤3；
[0025]
步骤3，根据gb 14371对两种燃烧爆炸物进行判定，如果两种燃烧爆炸物都属于第一类爆炸性物质则进行步骤4，否则进行步骤5；
[0026]
步骤4，殉爆试验，对比相同质量下两种燃烧爆炸物单独起爆及殉爆后的爆炸冲击波峰值压力，如果殉爆后的冲击波峰值压力超过了单独起爆时较大一方冲击波峰值压力，则表明两种燃烧爆炸物殉爆不相容，试验终止，两种燃烧爆炸物配装组不兼容，否则两种燃烧爆炸物配装组兼容；
[0027]
步骤5，爆炸罐试验，对比相同质量下两种燃烧爆炸物单独及混合后的爆炸罐试验，测定准静态压力和峰值温度，如果两种燃烧爆炸物混合后的准静态压力超过了单独起爆时较大一方的准静态压力或，或两种燃烧爆炸物混合后的峰值温度超过了单独起爆时较大一方的峰值温度，则表明两种燃烧爆炸物配装组不兼容，试验终止，否则进行步骤6；
[0028]
步骤6，空中爆炸试验，对比相同质量下两种燃烧爆炸物单独及混合后的空中爆炸试验，测定冲击波冲量，如果两种燃烧爆炸物混合后的冲击波冲量超过了单独起爆时较大一方的冲击波超压，则表明两种燃烧爆炸物配装组不兼容，试验终止，否则两种燃烧爆炸物配装组兼容。
[0029]
本方法的设计思路是，以经济性和安全性的平衡为出发点，采用科学的试验流程和方法，以试验数据作为判据，以尽可能少的试验判定两种燃烧爆炸物是否兼容。配装组相容性涵盖了物理相容性、化学相容性和爆炸相容性，只有满足前述三个相容性才能满足配装组的相容性。物理相容性针对不同物质混合后物理状态的改变是否在限度以内，如水与nacl放置在一起时nacl溶于水形成nacl溶液，由原来的两种物质变为了一种物质，属于物理不相容。
[0030]
kawamoto等于1968年提出以混合物体系峰值分解温度与体系组分中较低分解温度的差值(峰温降低值)δt
p
为相容性的判定依据，简称abcd判据。该判据中共有a、b、c、d共4个等级：a：0～2℃，混合体系相容；b：3～5℃，混合体系轻微敏感；c：6～15℃，混合体系敏感；d：高于15℃，则混合体系危险。目前的化学相容性主要也是一句上述原则进行。如cl
‑
20与含能粘结剂bdnpf/a混合后dsc热分解温度较cl
‑
20降低了23.2℃，属于相容性危险。
[0031]
爆炸相容性是指两种或两种以上爆炸物放在一起时，发生爆炸事故的概率及爆炸事故的危害程度的变化不超过允许范围的能力。如炸药与铝粉混合后会产生后燃效应，增加危害程度，属于爆炸不相容。
[0032]
物理相容性试验所需药量小、安全风险最小，只有满足物理相容才能开展化学相
容性试验，化学相容性试验可以在实验室开展，爆炸相容性试验以两种燃烧爆炸物混合后的燃烧爆炸输出效应是否发生增强未判定的依据，在进行爆炸相容性试验判定之前，首先对被试燃烧爆炸物进行判定，判定依据gb 14371对两种燃烧爆炸物进行判定，如果都是爆炸物，则两种物质的最危险情况为爆炸输出，采用殉爆试验进行爆炸输出效应的判定。如果只有一种是爆炸物，另一种是燃烧物，则进行爆炸罐试验和空中爆炸试验。爆炸罐试验的药量比空中爆炸更小，由于后燃效应具有显著的尺寸效应，在小药量爆炸罐试验中可能难以判定是否相容，因此，在爆炸罐试验中判定相容并不能推断在大药量下也相容。设计了爆炸罐试验和空中爆炸试验两个药量梯度的试验。只有全部通过物理、化学和爆炸相容性判定试验，才能判定两种燃烧爆炸物配装组兼容。
[0033]
本申请的有益效果体现在以下几个方面：
[0034]
(1)建立了燃烧爆炸物贮运配装组兼容性判定流程，以试验数据作为判定两种燃烧爆炸物配装组兼容与否的判据，可信度高、更科学；
[0035]
(2)适用于新型燃烧爆炸物配装组之间兼容性的判定，普适性好。
附图说明
[0036]
图1是一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法流程图。
[0037]
实施例1
[0038]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为新型爆炸物cl
‑
20和含能粘结剂pbfmo
‑
gap
‑
etpe。
[0039]
步骤1，物理相容性判定试验，将2g cl
‑
20和2g含能粘结剂pbfmo
‑
gap
‑
etpe混合，混合后未发生溶解、气体挥发、物理相态变化等现象，表明二者物理相容，进行步骤2；
[0040]
步骤2，化学相容性判定试验，采用gjb 772a
‑
97中500组方法规定的dsc法对cl
‑
20和含能粘结剂pbfmo
‑
gap
‑
etpe进行相容性判定，cl
‑
20的dsc峰值温度为251℃，二者混合后的峰值温度为236℃，温度变化为15℃，二者化学不相容，试验终止，cl
‑
20与含能粘结剂pbfmo
‑
gap
‑
etpe配装组不兼容。
[0041]
实施例2
[0042]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为含铝炸药a和温压炸药b。
[0043]
步骤1，物理相容性判定试验，二者物理相容，进行步骤2；
[0044]
步骤2，化学相容性判定试验，者化学相容，进行步骤3；
[0045]
步骤3，含铝炸药a和温压炸药b均为混合炸药，属于第一类爆炸物，进行步骤4；
[0046]
步骤4，殉爆相容性试验，将含铝炸药a和温压炸药b分别压制成1kg的药柱，单次试验采用两个药柱，试验顺序、起爆方式及样品组合方式如表3所示。测定3m处的爆炸冲击波峰值压力如表3所示，殉爆试验的冲击波峰值压力未超过基准试验的上限，表明含铝炸药a和温压炸药b配装组兼容，试验终止。
[0047]
表3炸药与炸药的殉爆相容性试验样品及结果
[0048][0049]
实施例3
[0050]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为含铝炸药a和推进剂b。
[0051]
步骤1，物理相容性判定试验，二者均为固体，接触后无溶解、挥发等现象，判定为物理相容，进行步骤2；
[0052]
步骤2，化学相容性判定试验，二者化学相容，进行步骤3；
[0053]
步骤3，含铝炸药a和推进剂b均属于第一类爆炸物，进行步骤4；
[0054]
步骤4，殉爆相容性试验，将含铝炸药a和推进剂b分别制成1kg的药柱，单次试验采用两个药柱，试验顺序、起爆方式及样品组合方式如表4所示。测定3m处的爆炸冲击波峰值压力如表4所示，殉爆试验的冲击波峰值压力未超过基准试验的上限，表明含铝炸药a和推进剂b配装组兼容，试验终止。
[0055]
表4炸药与推进剂的殉爆相容性试验样品及结果
[0056][0057]
实施例4
[0058]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为ap和温压炸药。
[0059]
步骤1，物理相容性判定试验，二者均为固体，接触后无溶解、挥发等现象，判定为物理相容，进行步骤2；
[0060]
步骤2，化学相容性判定试验，二者化学相容，进行步骤3；
[0061]
步骤3，ap和温压炸药均属于第一类爆炸物，进行步骤4；
[0062]
步骤4，殉爆相容性试验，将温压炸药制成1kg的药柱。ap为粉状，采用塑料桶盛放，单个净重1kg。单次试验采用两个试样，试验顺序、起爆方式及样品组合方式如表5所示。测定3m处的爆炸冲击波峰值压力如表5所示，殉爆试验的冲击波峰值压力超过了基准试验的上限，表明ap和温压炸药配装组不兼容，试验终止。
[0063]
表5炸药与推进剂的殉爆相容性试验样品及结果
[0064][0065]
实施例5
[0066]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为黑索今和铝粉。
[0067]
步骤1，物理相容性判定试验，二者均为固体，接触后无溶解、挥发等现象，判定为物理相容，进行步骤2；
[0068]
步骤2，化学相容性判定试验，二者化学相容，进行步骤3；
[0069]
步骤3，黑索今是炸药，属于第一类爆炸物，铝粉属于易燃物，进行步骤5；
[0070]
步骤5，爆炸罐试验，黑索今和铝粉均为粉状，试验药量100g，基准试验的样品为纯黑索今，对比试验的样品为65g黑索今和35g铝粉的混合样。将试样悬挂于爆炸罐中，测定准静态压力和峰值温度，试验顺序、样品组合方式及试验结果如表6所示。对比试验的准静态压力和峰值温度均明显高于基准试验，黑索今和铝粉配装组不兼容，试验终止。
[0071]
表6炸药与铝粉的爆炸罐试验样品及结果
[0072]
试验类型试样准静态压力/mpa峰值温度/℃基准试验黑索今0.327655对比试验黑索今+铝粉0.4931029
[0073]
实施例6
[0074]
本实施例给出一种燃烧爆炸物配装组兼容性判定方法的具体试验案例，两种燃烧爆炸物分别为炸药a和燃料b。
[0075]
步骤1，物理相容性判定试验，二者均为固体，接触后无溶解、挥发等现象，判定为物理相容，进行步骤2；
[0076]
步骤2，化学相容性判定试验，二者化学相容，进行步骤3；
[0077]
步骤3，a是炸药，属于第一类爆炸物，b属于易燃物，进行步骤5；
[0078]
步骤5，爆炸罐试验，a和b均为粉状，试验药量100g，基准试验的样品为纯a，对比试验的样品为65g a和35g b的混合样。将试样悬挂于爆炸罐中，测定准静态压力和峰值温度，试验顺序、样品组合方式及试验结果如表7所示。对比试验的准静态压力和峰值温度均低于
基准试验，进行步骤6。
[0079]
表7爆炸罐试验样品及结果
[0080]
试验类型试样准静态压力/mpa峰值温度/℃基准试验a0.347655对比试验a+b0.333644
[0081]
步骤6，空中爆炸试验，a和b均为粉状，试验药量2kg，基准试验的样品为纯a，对比试验的样品为1.3kg a和0.7kg b的混合样。将试样放置在1.5m高的木质支架上，测定4m处的冲击波冲量，试验顺序、样品组合方式及试验结果如表8所示。对比试验的冲击波冲量大于基准试验，爆炸物a和燃料b配装组不相容，试验终止。
[0082]
表8空中爆炸试验样品及结果
[0083]
试验类型试样冲击波冲量/pa
·
s基准试验a140.2对比试验a+b162.2