CN112557443B - 一种爆炸物殉爆反应效应判定方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，本方法以主发药柱起爆试验为基准，测定殉爆试验的爆炸输出效应，通过冲击波压力、爆炸火球大小及见证板变形程度，判定两种爆炸物殉爆后反应效应相对于单一爆炸物起爆试验是否发生增强。解决现有殉爆试验无法进行殉爆后反应结果判定的问题。优点是：判定试验药量一致，判定参数多，可信度高，场地布置简单、快速。适用于各类爆炸物殉爆后反应效应是否增强的判定。
Description
技术领域
本申请涉及一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，适用于爆炸物的殉爆反应安全性评估。
技术背景
爆炸物储存和运输时药量是非常重要的参数，对于单一种类的爆炸物可以通过简单的代数和计算药量，但是对于不同种类的爆炸物其药量不能简单相加，或者换算成TNT当量之后的代数和，其核心的原因是不同爆炸物在爆炸时可能存在爆炸效应叠加放大的效果，即可能有1+1>2的效应。因此目前通常是硬性规定哪些爆炸物可以混合储运，哪些不可以混合储运。
爆炸物混合储运时的危险性主要来自爆炸效应，因此殉爆是判定安全性的重要参数。爆炸物A爆炸时，引起与其相距一定距离的被惰性介质隔离的爆炸物B爆炸，这一现象被称作殉爆。殉爆试验是判定爆炸物安全性的重要方法，可以为火炸药生产贮存的厂房、库房确定安全距离提供基本依据。殉爆反应安全性是为了评价两种爆炸物殉爆后的爆炸效应是否增强，可以用于判断爆炸物之间能否混合储运的问题。
目前的殉爆试验主要通过殉爆距离来反映爆炸物的殉爆安全性，具体试验时通过改变主发装药和被发装药之间的距离，通过见证板、压力测量等方法判定被发药柱是否发生殉爆。殉爆距离为主发装药爆轰时使被发装药100％发生殉爆的两装药间的最大距离，殉爆安全距离为主发装药爆轰时，使被发装药100％不发生殉爆的最小距离。是否殉爆的判定标准是主发药柱和被发装药一起试验时的冲击波强度是否大于单个主发药柱时的冲击波强度。由于主发药柱的药量小于主发药柱与被发装药的总质量，因此无法判定殉爆后的主被发药柱是否存在叠加放大。
美国国防部弹药和爆炸品危险性分级程序(TB700-2)中的5-5d节中包含了殉爆试验方法，国内的危险货物运输爆炸品的认可和分项试验方法(GB/T14372-2013)中将其归为6(b)堆垛试验，该试验针对一种爆炸物，用来验证燃烧或爆炸在该爆炸物中是否可以传播，用于判定一种爆炸物是否属于危险项别1.1。
目前常用的殉爆试验包括空中爆炸法和水下爆炸法，采用两个药柱，一个为主发装药，另一个为被发装药，二者相隔一定距离，空爆法通过见证板、冲击波压力来判定被发装药在不同距离下是否发生殉爆，试验方法较为简单、快捷，对试验场地的要求较小。水下爆炸法原理与空爆法相同，利用水下冲击波峰值压力和气泡周期来判断是否发生殉爆，试验结果的呈现形式与空爆法相同。总体上国内外还没有建立不同爆炸物殉爆试验的标准方法。
对殉爆反应效应的判定一般采用药量折算的办法，换算为主发装药的质量或参考爆炸物的质量(一般为TNT当量)，换算过程以爆热为依据，不考虑主发药和被发药之间的可能存在在爆炸效应耦合放大，存在较大的试验误差，可能导致爆炸物储存、运输时的药量计算错误，导致安全防护不当，发生安全事故。
综上所述，现有技术存在以下不足：
(1)没有建立殉爆反应效应判定试验方法，现有殉爆试验以判定是否发生殉爆以及发生殉爆的距离，不能判断殉爆前后的爆炸效应是否有增强；
(2)殉爆试验中的试验药量不同，爆炸效应不具有可比性，不能用于判定殉爆后的爆炸效应是否发生增强。
发明内容
为了克服背景技术的不足，本申请提供一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，通过对比同等药量下的起爆试验和殉爆试验的爆炸效应参数，判定殉爆后的爆炸效应是否增强，可以满足爆炸物储运时殉爆安全性的判定，为不同种类爆炸物的混合储运提供判定依据。试验过程操作方法简单，数据处理简便。
具体内容如下：一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，其特征在于，所述试验方法利用的试验系统包括主发药柱1、被发药柱2、见证板3、冲击波测压装置4和高速摄影5；
所述爆炸物须满足GB 14371中对第一类物质的要求，包括爆炸物A和爆炸物B两种爆炸物，所述主发药柱1为圆柱形成型爆炸物药柱，上端面安装有起爆用的雷管及传爆药柱；所述被发药柱2为圆柱形成型爆炸物药柱，不具有起爆装置；所述见证板3为钢制板材；所述冲击波测压装置4数量不少于5个，位于主发药柱1和被发药柱2中线连接线的法线上；
一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，具体按下列步骤进行：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱1放置在见证板3中心，测量两个主发药柱1之间的距离；
步骤2，将冲击波测压装置4安装在两个主发药柱1连线的法线上，测量每个冲击波测压装置4距离两个主发药柱1连线中点的距离；
步骤3，将高速摄影5安装在两个主发药柱1连线的法线上；
步骤4，同时起爆两个两个主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3状态；
步骤5，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物A的主发药柱1和含有爆炸物B的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的主发药柱1和含有爆炸物A的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板判定是否发生殉爆，判定依据是如果被发药柱2一侧见证板发生穿孔、撕裂、破碎等贯穿性的损伤现象则判定为殉爆，否则判定为未殉爆；若发生殉爆进行步骤12的判定，否则进行步骤13的判定。
步骤12，若发生下列情况之一，则爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应增强：
①步骤10和步骤8的结果中至少有一发试验的高速摄影拍摄到的火球面积大于步骤4和步骤6的试验结果中的任意一个火球10％以上；
②步骤10和步骤8的结果中至少有一发试验的冲击波峰值压力大于步骤4和步骤6的试验结中任意一个峰值压力10％以上；
步骤13，若未发生殉爆或未出现步骤12所列的现象，则判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应未增强。
本方法的设计思路是，采用相同的药量进行对比试验，以同步起爆的两发由同种爆炸物制备所得的主发药柱的爆炸输出参数作为基准，对比同等药量下两种爆炸物殉爆试验后的爆炸输出参数，如果殉爆试验的参数有所增强则判定殉爆反应增强。通过本方法进行殉爆增强性判定可以获得直观的量化判据，为不同种类爆炸物混合储运时的殉爆安全性判定提供依据。
本申请的有益效果体现在以下几个方面：
(1)建立了爆炸物殉爆反应效应判定方法，通过见证板简单直接地判定是否发生殉爆，通过对比基准试验和殉爆试验的火球大小和冲击波峰值压力，判定殉爆反应的效应是否发生增强；
(2)基准试验和殉爆试验的药量保持一致，消除了药量效应，判定参数包括见证板、高速摄影拍摄的火球以及压力传感器，可以全面表征殉爆反应效应的强弱。
附图说明
图1是试验各部件位置关系示意图。
其中，1-主发药柱、2-被发药柱、3-见证板、4-冲击波测压装置和5-高速摄影。
实施例1
本实施例给出一种爆炸物殉爆反应效应判定试验的具体参数。爆炸物A为RDX基含铝炸药，爆炸物B为HMX基含铝炸药，两种爆炸物均压制成直径84mm质量为1kg的圆柱形药柱。所述见证板为长×宽×厚为400mm×400mm×16mm的A3钢板。具体试验步骤如下：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm；
步骤2，将冲击波测压装置4安装在两个主发药柱1连线的法线上，冲击波测压装置4距离两个主发药柱1连线中点的距离分别为1.5m、2.5m、3m、4m、4.5m；
步骤3，将高速摄影5安装在两个主发药柱1连线的法线上，距离两个主发药柱1连线中点50m；
步骤4，同时起爆两个含有爆炸物A的主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，记录见证板3状态；
步骤5，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物A的主发药柱1和含有爆炸物B的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的主发药柱1和含有爆炸物A的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板发现，被发药柱2一侧的见证板均发生了穿孔，因此认定发生了殉爆，进行步骤12的判定；
步骤12，对爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应进行判定：
①步骤10和步骤8的结果中的高速摄影拍摄到的火球与步骤4和步骤6的试验结果中的火球面积基本一致；
②步骤10和步骤8的结果中的冲击波峰值压力均小于步骤4和步骤6的试验结中的冲击波峰值压力
步骤13，判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应未增强。
实施例2
本实施例给出一种爆炸物殉爆反应效应判定试验的具体参数。爆炸物A为RDX基含铝炸药，爆炸物B为不敏感炸药，爆炸物A和B均压制成直径84mm质量为1kg的圆柱形药柱。所述见证板为长×宽×厚为400mm×400mm×16mm的A3钢板。具体试验步骤如下：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为20cm；
步骤2，将冲击波测压装置4安装在两个主发药柱1连线的法线上，冲击波测压装置4距离两个主发药柱1连线中点的距离分别为1.5m、2.5m、3m、4m、4.5m；
步骤3，将高速摄影5安装在两个主发药柱1连线的法线上，距离两个主发药柱1连线中点50m；
步骤4，同时起爆两个含有爆炸物A的主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，记录见证板3状态；
步骤5，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为20cm，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物A的主发药柱1和含有爆炸物B的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的主发药柱1和含有爆炸物A的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板发现，步骤8中含有爆炸物B的被发药柱2一侧的见证板未发生穿孔，认定未发生殉爆，步骤10中含有爆炸物A的被发药柱2一侧的见证板未发生穿孔，因此认定未发生殉爆，进行步骤13的判定；
步骤12，对爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应进行判定：
①步骤10和步骤8的结果中的高速摄影拍摄到的火球比步骤4和步骤6的试验结果中的火球面积小；
②步骤10和步骤8的结果中的冲击波峰值压力均小于步骤4和步骤6的试验结中的冲击波峰值压力
步骤13，判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应未增强。
实施例3
本实施例给出一种爆炸物殉爆反应效应判定试验的具体参数。爆炸物A为RDX基含铝炸药，爆炸物B为温压炸药，爆炸物A和B均压制成直径84mm质量为1kg的圆柱形药柱。所述见证板为长×宽×厚为400mm×400mm×16mm的A3钢板。具体试验步骤如下：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm；
步骤2，将冲击波测压装置4安装在两个主发药柱1连线的法线上，冲击波测压装置4距离两个主发药柱1连线中点的距离分别为1.5m、2.5m、3m、4m、4.5m；
步骤3，将高速摄影5安装在两个主发药柱1连线的法线上，距离两个主发药柱1连线中点50m；
步骤4，同时起爆两个含有爆炸物A的主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，记录见证板3状态；
步骤5，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物A的主发药柱1和含有爆炸物B的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的主发药柱1和含有爆炸物A的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板发现，步骤8和步骤10中被发药柱2一侧的见证板发生穿孔，因此认定发生殉爆，进行步骤12的判定；
步骤12，对爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应进行判定：
①步骤10和步骤8的结果中的高速摄影拍摄到的火球比步骤4和步骤6的试验结果中的火球面积大15％；
②步骤10和步骤8的结果中的冲击波峰值压力均小于步骤4和步骤6的试验结中的冲击波峰值压力；
步骤13，判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应增强。
实施例4
本实施例给出一种爆炸物殉爆反应效应判定试验的具体参数。爆炸物A为推进剂，爆炸物B为CL-20基炸药，爆炸物A和B均压制成直径84mm质量为1kg的圆柱形药柱。所述见证板为长×宽×厚为400mm×400mm×16mm的A3钢板。具体试验步骤如下：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm；
步骤2，将冲击波测压装置4安装在两个主发药柱1连线的法线上，冲击波测压装置4距离两个主发药柱1连线中点的距离分别为1.5m、2.5m、3m、4m、4.5m；
步骤3，将高速摄影5安装在两个主发药柱1连线的法线上，距离两个主发药柱1连线中点50m；
步骤4，同时起爆两个含有爆炸物A的主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，记录见证板3状态；
步骤5，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的两个主发药柱1放置在见证板3中心，两个主发药柱1之间的距离为2cm，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物A的主发药柱1和含有爆炸物B的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱1，冲击波测压装置4记录冲击波压力，高速摄影5记录爆炸火球，拍摄见证板3变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板3，将含有爆炸物B的主发药柱1和含有爆炸物A的被发药柱2放置在见证板3中心，主发药柱1和被发药柱2之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置4与两个主发药柱1连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板发现，步骤8和步骤10中被发药柱2一侧的见证板发生穿孔，因此认定发生殉爆，进行步骤12的判定；
步骤12，对爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应进行判定：
①步骤10和步骤8的结果中的高速摄影拍摄到的火球均小于步骤4和步骤6的试验结果中的火球面积；
②步骤8的结果中的冲击波峰值压力均小于步骤4和步骤6的试验结中的冲击波峰值压力；步骤10的结果中的冲击波峰值压力大于步骤4的试验结中的冲击波峰值压力20％，步骤10的结果中的冲击波峰值压力大于步骤6的试验结中的冲击波峰值压力13％。
步骤13，判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应增强。
Claims (1)
1.一种爆炸物殉爆反应效应判定方法，其特征在于，该方法利用的试验系统包括主发药柱（1）、被发药柱（2）、见证板（3）、冲击波测压装置（4）和高速摄影（5）；
所述爆炸物须满足GB 14371中对第一类物质的要求，包括爆炸物A和爆炸物B两种类型的爆炸物，所述主发药柱（1）为圆柱形成型爆炸物药柱，上端面安装有起爆用的雷管及传爆药柱；所述被发药柱（2）为圆柱形成型爆炸物药柱，不具有起爆装置；所述见证板（3）为钢制板材；所述冲击波测压装置（4）数量不少于5个；
具体按下列步骤进行：
步骤1，将含有爆炸物A的两个主发药柱（1）放置在见证板（3）中心，测量两个主发药柱（1）之间的距离；
步骤2，将冲击波测压装置（4）安装在两个主发药柱（1）连线的法线上，测量每个冲击波测压装置（4）距离两个主发药柱（1）连线中点的距离；
步骤3，将高速摄影（5）安装在两个主发药柱（1）连线的法线上；
步骤4，同时起爆两个主发药柱（1），冲击波测压装置（4）记录冲击波压力，高速摄影（5）记录爆炸火球，拍摄见证板（3）状态；
步骤5，更换一张新的见证板（3），将含有爆炸物B的两个主发药柱（1）放置在见证板（3）中心，两个主发药柱（1）之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置（4）与两个主发药柱（1）连线中点的距离和步骤2相同；
步骤6，重复步骤4；
步骤7，更换一张新的见证板（3），将含有爆炸物A的主发药柱（1）和含有爆炸物B的被发药柱（2）放置在见证板（3）中心，主发药柱（1）和被发药柱（2）之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置（4）与两个药柱连线中点的距离和步骤2相同；
步骤8，起爆主发药柱（1），冲击波测压装置（4）记录冲击波压力，高速摄影（5）记录爆炸火球，拍摄见证板（3）变形状态；
步骤9，更换一张新的见证板（3），将含有爆炸物B的主发药柱（1）和含有爆炸物A的被发药柱（2）放置在见证板（3）中心，主发药柱（1)和被发药柱（2）之间的距离与步骤1相同，冲击波测压装置（4）与两个药柱连线中点的距离和步骤2相同；
步骤10，重复步骤8；
步骤11，通过见证板判定是否发生殉爆，判定依据是如果被发药柱（2）一侧见证板发生穿孔、撕裂、破碎等贯穿性的损伤现象则判定为殉爆，否则判定为未殉爆；若发生殉爆进行步骤12的判定，否则进行步骤13的判定；
步骤12，若发生下列情况之一，则爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应增强：
①步骤10和步骤8的结果中至少有一发试验的高速摄影拍摄到的火球大于步骤4和步骤6的试验结果中的任意一个火球10%以上；
②步骤10和步骤8的结果中至少有一发试验的冲击波峰值压力大于步骤4和步骤6的试验结中任意一个峰值压力10%以上；
步骤13，若未发生殉爆或未出现步骤12所列的现象，则判定爆炸物A和爆炸物B殉爆后反应效应未增强。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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