3 第1组试验


    警告——使用本标准的人员应具有相关的检验或检测工作经验。本标准并未指出所有可能的安全问题。使用者有责任采用适当的安全和健康措施,并保证符合国家有关法规规定的条件。
3.11 (a)联合国隔板试验
3.1.1 原理与目的
    主爆药柱爆炸产生的强冲击波作用于封装在钢管中的试样,观察试样是否被引爆。用于评价试样在类似条件下受被引爆和传播爆轰的能力。
3.1.2 仪器和材料
    试验用仪器和材料如下:
    a)样品管:20号冷拔精密无缝钢管,符合GB/T3639的规定,样品管长度(400士5)mm,外径(48士2)mm,壁厚(4.0士0.1)mm。钢管底端粘贴上厚度为(1.6士0.2)mm的硬纸板垫圈,使钢管与验证板之间保持(1.6士0.2)mm的间隙;
    b)主爆药柱:钝化黑索今,符合GJB297A的规定,或压装彭托利特(PETN:TNT=50:50,质量比)制成的直径950mm,高度95mm,密度(1.60士0.05)g/cm*主爆药柱,药柱表面应平整、光滑、无裂纹;
    c)隔板[在2(a)的隔板试验中使用]:直径50mm,厚度50mm的有机玻璃隔板;
    d)验证板:碳素结构钢,符合GB/T700的规定,边长均为(150士10)mm,厚度为(3.2士0.2)mm;
    e)雷管:工业电雷管8号,符合GB/T8031的规定;
    f)起爆器;g)雷管座:带有中心孔的木制雷管座,直径为50mm,高度为25mm,中心孔径为8.5mm。
3.1.3 试样
    试验为待运输状态下的物质,对成型试样应加工成直径为(40士0.10)mm的药柱。
  图1隔板试验装置示意图
    1)图1中的隔板仅在第2组试验的隔板试验中才需要用。
3.1.4 试验步骤
3.1.4.1 将试样放入样品管内,试样的密度要达到敲拍样品管时观察不到试样下沉,最后使试样顶面与管口平齐。对成型药柱则直接将其装入样品管中,并使药柱之间紧密接触,顶面与样品管口平齐。
3.1.4.2 按图1所示,将样品管竖立在验证板上,再将主爆药柱放在钢管上,使之与样品管保持同轴。在药柱上面中心位置,用雷管座安装雷管,确保雷管与药柱要紧密接触。
3.1.4.3 用起爆器起爆雷管,观察记录验证板的破坏情况。
3.1.4.4 试验进行2次,但只要有一次试验的验证板被炸穿或样品管完全破裂,即可停止试验。
3.1.5 结果的表述
    只要在一次试验中验证板被炸穿或样品管完全破裂,结果记为“+”;否则,结果记为“一”。
3.21(b)克南(koenen)试验
3.2.1 原理与目的
    本试验用于确定固态和液态物质在高度封闭条件下对高热作用的敏感度。
3.2.2 仪器和材料
    试验用仪器和材料如下:
    a)钢管:A620薄钢板,符合ASTM620/620M的规定,冲压而成。钢管尺寸如图2所示:
        对于钢管的质量控制,每批产品须对1%的钢管进行抽检:
        1)钢管的质量为(26.5士1.5)g,在同一试验序列中使用的钢管,质量差不得大于1g;
        2)钢管的长度应为(75.0士0.5)mm;
        3)钢管的壁厚,从距离底20mm处测量,应为(0.5士0.05)mm。
    b)孔板:304号不锈钢,符合GB/T20878的规定,尺寸如图2所示。孔板孔径的尺寸规格包括:Φ1.0mm,Φ1.5mm,2.0mm,2.5mm,Φ3.0mm,Φ5.0mm,Φ8.0mm,Φ12.0mm,Φ20.0mm;
    c)螺纹套筒尺寸如图2所示;
    d)带孔螺帽尺寸:螺帽外径Φ46.0mm,螺帽孔的孔径包括:Φ10.0mm,Φ20.0mm;
    e)带有压力调节装置的丙烷气瓶及加热装置;
    f)焊接的保护箱见图3。
图2 钢管组件图
3.2.3 试样
    试样为待运输状态下的固态和液态物质。
3.2.4 试验步骤
3.2.4.1 装药如下:
    a)对于固体,每次试验所用的材料量用分两阶段进行的准备程序来确定。
    第一阶段:首先在钢管中装入9cm的样品,用80N的力将样品压实,然后再添加一些样品并予以压实,直到钢管装至距离顶端55mm为止。然后再在钢管中添加两次同样数量的样品,每次添加后都用80N的力压实,增减添加样品并压实以便使装填物上端距离管顶端15mm;
    第二阶段:将第一阶段中确定的样品总量的三分之一装入钢管,并用80N的力压实,再在钢管里添加两次同样数量的样品并用80N的力压实,增减添加样品并压实以便使装填物上端距离管顶端15mm;
    每次试验所用样品数量是第二阶段的准备中确定的数量,将这一数量分成三等份依次装入钢管,每一等份都压缩成9cm³。
    b)液体和胶体装至钢管的60mm高处,装胶体时应特别小心以防形成空隙。
3.2.4.2 在涂上润滑油后,将螺纹套筒从下端套到钢管上,并用扳手将螺帽拧紧。应查明在凸缘和孔板之间或在螺纹内没有样品留存。
3.2.4.3 当孔板孔径小于或等于8.0mm时,选用孔径为10.0mm的螺帽;如果孔板孔径大于8.0mm,那么螺帽的孔径应选20.0mm。每个钢管只用于做一次试验。孔板、螺纹套筒和螺帽如果没有损坏可以再次使用。
3.2.4.4 校准程序:把一根装有27cm3邻苯二甲酸二丁酯的钢管(配有孔径为1.5mm孔板)夹在固定的台钳上,用扳手把螺帽拧紧。然后将钢管悬挂在保护箱内的两根棒之间。打开工业气瓶气阀,丙烷气通过流量计和一根管道分配到四个燃烧器,点燃燃烧器,记录液体温度(用放在钢管中央距离管口43mm处的直径1mm热电偶测量)从135℃上升至285℃所需的时间,然后计算加热速率。通过调节丙烷气体的压力,使升温速度达到(3.3±0.3)℃/s。
3.2.4.5 采用3.2.4.4的程序和校准后丙烷气体压力加热装有试样的钢管,如果钢管没有破裂,应继续加热至少5min才结束试验。在每次试验之后,如果有钢管破片,应当收集起来过秤。到达反应的时间和反应的持续时间等信息可用于解释试验结果。
3.2.4.6 改变孔板孔径,进行系列试验。从20.0mm的孔板开始试验,如果在这次试验中观察到“爆炸”结果,就使用仅有螺纹套筒(孔径24.0mm)的钢管继续进行试验;如果在孔径20.0mm时“没有发生爆炸”,就依次用以下孔径12.0mm、8.0mm、5.0mm、3.0mm、2.0mm、1.5mm和1.0mm的孔板继续做一次性试验,直到这些孔径中的某一个取得“爆炸”结果为止。然后按照上述的顺序,用孔径越来越大的孔板进行试验,直到用同一孔径进行三次试验都得到否定结果为止。样品的极限直径是得到“爆炸”结果的最大孔径。如果用1.0mm直径取得的结果是没有“爆炸”,极限直径即记录为小于1.0mm。
3.2.4.7 可辨别的效应:
    a)“O”:钢管无变化;
    b)“A”:钢管底部凸起;
    c)“B”:钢管底部和管壁凸起;
    d)“C”:钢管底部破裂;
    e)“D”:管壁破裂;
    f)“E”:钢管裂成两片;
    g)“F”:钢管裂成三片或更多片,主要是大碎片,在有些情况下这些大碎片之间可能有一狭条相连;
    h)“G”:钢管裂成许多片,主要是小碎片,闭合装置没有损坏;和
    i)“H”:钢管裂成许多非常小的碎片,闭合装置凸起或破裂;
    j)“D”、“E”和“F”型效应的例子如图4所示。如果试验得出“O”至“E”中的任何一种效应,结果即被评定为“无爆炸”。如果试验得出“F”、“G”或“H”效应,结果即被评定为“爆炸”。
3.2.5 结果的表述
    如果极限直径为1.0mm或更大,结果即为“十”,反之,结果即为“一”。
图4 D、E和F型效应例子
3.31 (c)时间/压力试验
3.3.1 原理与目的
    该试验用于确定物质在密闭条件下点火的效应,以确定试样在正常商业包装件中点火,是否可能发生爆燃或剧烈的爆炸。
3.3.2 仪器和材料
    内容如下:
    a)圆柱形钢制压力容器
    压力容器:304号不锈钢,符合GB/T20878的规定,压力容器示意图如图5所示。压力容器的长度89mm,外径60mm,内径20mm,两端均车上19mm深的内螺纹,用于分别安装点火塞和夹持塞。压力容器离侧臂较远一端用直径25.4mm标准管制成的点火塞密封。点火塞上的二个电极分别与塞体绝缘和接通。另一端用内径20mm,外径25.4mm的夹持塞将0.2mm厚的防爆膜(泄爆压力为2.2MPa)固定。
    b)压力测量装置
    在距压力容器一端35mm处的侧面,与容器轴向垂直的方向上,车12mm深的内螺纹,用于在侧臂一端安装长55mm,内径6mm,外径12.7mm的标准管,该标准管另一端车上内螺纹,用于安装隔膜式压力传感器。压力测量装置能对在不超过5ms时间内压力由690kPa升至2070kPa的上升速率作出反应,测量结果不受高温气体或分解产物的影响。
    c)支架
    将一块长185mm的方形空心型材(70mm×70mm×4mm)的一端切去一块,切口端焊在的软钢底板上(235mm×184mm×6mm),夹角为60°,如图6所示。在空心型材的上端86mm处焊上两块宽12mm,厚6mm的钢条,从而形成完整箱形舱。箱形舱上端一边开一个宽22mm,深46mm的切口,箱形舱下部的内表面焊一块宽30mm,厚6mm的钢垫板。
    d)点火系统
    点火系统由电引信头与点火布组成,正方形点火细麻布的边长为13mm,两面涂有硝酸钾/硅/无硫火药。
图5 时间/压力试验设备
图5 时间/压力试验设备

3.3.3试样
试验为待运输状态下的固态和液态物质。
3.3.4试验步骤
3.3.4.1对于固体试样,固体点火装置中电引信头的黄铜箔触头同其绝缘体分开(见图7),把绝缘体露出的部分切掉,用黄铜触头将引信头接到点火塞接头上,使引信头的顶端高出点火塞表面13mm,用一块13mm见方的点火细麻布从中心穿孔后套在接好的引信头上,折叠将引信头包起来并用细棉线扎好。
3.3.4.2对于液体试样,将引线接到引信头的金属箔上,把引线穿过长8mm,内径1mm,壁厚2mm的硅橡胶管,并将硅橡胶管向上推到引信头的接触箔之上,如图8。点火细麻布包着引信头,并用一块聚氯乙烯薄膜或等效物罩着点火细麻布和硅橡胶管。用一根细铁丝绕着薄膜和橡胶管将薄膜紧紧扎住,然后将引线接到点火塞的接头上,并使引信头的顶端高出点火塞表面13mm。
3.3.4.3装好压力容器的点火塞和侧臂(及压力传感器),开口端朝上,防爆盘和夹持塞待装了试样后再拧上。
3.3.4.4在压力容器中加入5.0g待测试样,使试样与点火系统接触。试样通常不需要压实,若无法装完试样,则按实际装入量进行试验,并记下装药量。然后装上铝垫圈和铝防爆盘并将夹持塞拧紧。
3.3.4.5将装了试样的压力容器移到点火支撑架上,防爆膜朝上。试验在防爆通风橱或点火室中进行。
3.3.4.6点火塞外接头接上点火电源,将装药点火,记录仪同时记录下时间/压力图形。读取压力峰值以及压力由690kPa~2070kPa所需的时间。
3.3.4.7试验进行三次,记下表压从690kPa上升至2070kPa所需的时间。在三次试验中,压力上升的最短时间用于分类。
3.3.5结果的表述
如果达到的最大压力大于或等于2070kPa,结果即为“十”。如果三次试验达到的最大压力均小于2070kPa,结果即为“一”。

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