兵器装备工程学报

军用爆炸物质感度要求和评定标准综述

分类:主编推荐 发布时间:2017-03-31 11:56 访问量:2098

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引用格式:殷瑱,闻泉,王雨时,等.军用爆炸物质感度要求和评定标准综述[J].兵器装备工程学报,2017(2):140-148.

Citation format YIN Zhen, WEN Quan, WANG Yu-shi, et al.Review on Sensitivity    Requirements and Assessment Criteria

 of Military Explosive Materials[J].Journal  of Ordnance Equipment Engineering,2017(2):140-148.

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作者简介殷瑱(1990—),男,硕士研究生,主要从事特种机械技术研究,E-mail: yznjust@163.com。

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军用爆炸物质感度要求和评定标准综述

瑱,闻 泉,王雨时,张志彪

(南京理工大学 机械工程学院,南京 210094)

摘要为了提高我国爆炸物质的安全性和可靠性,为我国军用爆炸物质感度试验方法和评定准则标准制定或修订提供参考,从评定的爆炸物质类型、爆炸物质感度试验项目、试验方法和评估准则等方面对我国和美国军用标准进行了对比分析,发现在军用爆炸物质的标准制定方面我国与美国有较大差距,主要体现在:评定爆炸物质类型不够全面,缺少对起爆药和液体火药的评定试验;试验评定方法单一;试验评定判据多为定性判据,客观性不足;尚未建立低易损性爆炸物质感度评定方法标准;试验标准版本更新慢,难以适应发展需求;试验分类缺乏系统性,可操作性不强。为推进我国弹药技术的发展,建议尽快对我国的军用爆炸物质感度试验方法和评定标准进行修订和完善。

关键词:爆炸物质;感度;评定标准;试验方法;爆炸序列;低易损性

中图分类号E932  文献标识码A  文章编号: 2096-2304(2017)02-0140-09

Review on Sensitivity Requirements and Assessment Criteria of Military Explosive Materials

YIN Zhen, WEN Quan, WANG Yu-shi, ZHANG Zhi-biao

(School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China)

Abstract:In order to improve the security and reliability of explosive materials, and provide suggestions for revising or formulating the military standard which used for military explosive materials on test methods and assessment criteria, the military standard of explosive materials between China and United States were compared, including the type of explosive materials, test item of sensitivity, test methods and assessment criteria. The analysis results shows that a large gap was existed between China and United States, for example, the type of explosive materials was not fully, the qualification tests of primary explosive and liquid propellant was also not mentioned, test method was simple, assessment criterion was lack of objectivity and most criteria were rather qualitative, besides the qualification of low vulnerability explosive materials was not established, the military standard update slowly, and it was difficult to adapt the needs, in addition the classification of test method was also less systematic and it is not easy to operate. To promote the development of munition technology of China, it is strongly recommended that the test method and evaluation standard of military explosive materials should be revised and formulated as soon as possible.

Key words:explosive material; sensitivity; assessment criteria; test method; explosive train; low vulnerability

爆炸物质是弹药系统的主要爆炸材料,无论是在存贮、运输还是作战等情况下,其安全性一直倍受关注。爆炸物质安全性直接关系到整个弹药系统的安全性。一旦发射装药或炸药装药意外发火爆炸,就会造成灾难性后果。纵观弹药的生产和使用历史可看出,弹药意外燃烧和爆炸事故是经常发生的 [1-4]。为了提高安全性,以引信安全性为先导,不少国家在弹药领域取得重大进展,其中美国在弹药安全性方面重视较早,已取得不少成就。第二次世界大战前,各国研发爆炸物质时多注重于提高能量,很少能从系统角度关注弹药安全性。第二次世界大战中出现的大量弹药安全事故,唤醒了人们对爆炸物质安全性的关注 [5-8]20世纪50年代,欧洲国家联合建立了欧洲炸药测试标准化委员会,其中负责爆炸物质组的L.Deffet教授提议将常用的几种测试炸药性能方法如殉爆、作功能力和爆速等予以标准化 [9]。日本对爆炸物质性能测试也进行了系统研究。1934年山本祐德编著了《火药学实验法》,书中对爆炸物质的安定性、感度和性能试验进行了描述。1949年后,日本工业化标准局制定了一系列爆炸物质试验方法 [10]

在中国兵器工业二〇四研究所主导下,我国在“七五”、“八五”规划期间在爆炸物质安全性评价方法领域也取得一定成果,在撞击感度试验鉴定技术方面,我国建立了小药量药片(药粉)和较大尺寸药柱感度试验装置和试验技术体系 [11]

目前,不少国家已建立起相应的爆炸物质感度评定方法,其中美国在爆炸物质研制、鉴定和评估方面,建立了较为完善的试验方法和相应的评估准则。我国在爆炸物质测试、鉴定和评估等方面的研究工作起步较晚,在爆炸物质感度评估方面存在较多不足。为了有助于提高我国军用爆炸物质的安全性和可靠性,在分析美国军用标准中爆炸物质感度试验方法和评定准则的基础上,对比分析了我国军用爆炸物质感度试验方法和评估准则方面存在的问题,为我国军用爆炸物质感度试验方法和评定标准的制定或修订提供参考。


1 爆炸物质感度要求

1.1 直列装药与错位爆炸序列中的爆炸物质感度要求

弹药爆炸序列由一系列爆炸元件组成,这些爆炸元件一般是以激发感度递减而输出能量递增次序排列的。根据控制方式的不同,引信爆炸序列可分为直列式爆炸序列和错位式爆炸序列。在爆炸序列中以隔离件将所有敏感爆炸元件与下一级钝感爆炸元件用机械方式隔开的爆炸序列称为错位式爆炸序列,而各爆炸元件之间不存在隔离件的爆炸序列称为直列式爆炸序列 [12]。然而不论是错位式爆炸序列还是直列式爆炸序列,在引爆时均会处于直列状态,爆炸元件中爆炸物质的感度将直接影响弹药的安全性和可靠性。

早期的引信爆炸序列基本上均采用敏感直列式爆炸序列,爆炸元件装药由起爆药和感度递减的其他爆炸物质组成。1896年德国出现GrZ-96式空间隔爆型引信,便诞生了错位式爆炸序列。1916年德国又创制了EKZ-16式滑块隔爆型引信,爆炸序列中开始使用导爆管这一爆炸元件,之后逐渐发展了一些标准的导、传爆药 [13]

第二次世界大战以后,错位式爆炸序列的应用开始推广,西方国家逐渐发展了隔爆型引信,对采用引信爆炸序列隔爆机构的爆炸元件装药感度提出了限定要求,并发展了一些标准的导、传爆药,其中特屈儿在第二次世界大战中经过考验,被认为可作为标准的许用导、传爆药,此外还有借助特屈儿进行感度比较评定而诞生的A5、CH6、PBXN-5和DIPAM等许用导、传爆药[14]。自1970年后,美国已不再简单地规定许用导、传爆药感度不高于特屈儿,而是在MIL—STD—1316A中规定应以特屈儿为参考,进行一系列的鉴定试验,只有通过这些试验,并经批准才能作为引信标准导、传爆药。目前美国在MIL—STD—1316E《Safety Criteria for Fuzes Design(引信安全性设计准则)》中规定,引信中的爆炸物质配方应该依其在爆炸序列元件中的预定功能按OD44811或MIL—STD—1751A鉴定合格,并列表给出了14种许用导、传爆药 [15]

20世纪80年代以后,国外开始了不敏感炸药装药的新型直列爆炸序列研究工作,提出了无隔爆爆炸序列新概念,在新型直列爆炸序列中不再使用敏感起爆药,而是要求处于直列爆炸元件中的爆炸材料必须满足弹药安全性方面的要求 [16]1983年,美国针对无引信但有引爆(控制)系统的弹药颁布了MIL—STD—1466《Safety Criteria and Qualification Requirements for Pyrotechnic Initiated Explosive Ammunition(烟火药引爆爆炸物质装药类弹药的安全性准则和鉴定要求)》,该标准规定了燃烧剂应满足摩擦感度(friction sensitivity)、静电感度(electrostatic sensitivity)、撞击感度(impact sensitivity)、真空热安定性(vacuum thermal stability)、差热分析(differential thermal analysis)、按DLAR8220.1进行危险分类(hazard classification DLAR 8220.1)、反应特性(reactivity (MIL—STD—650/M—50A))、增长和渗出(growth and exudation)、热重分析(thermogravimetric analysis)和热机械分析(thermomechanical Analysis)等10项要求,同时弹丸内部爆炸物质装药(包括传爆药和主装药)应符合ADA—086259和MIL—STD—1316的规定 [17-18]

一般来说,每发弹药均包括传火序列和传爆序列两种爆炸序列,其中传火序列用于发射(战斗部投射),而传爆序列用于战斗部引爆。西方国家对爆炸序列中的传火序列也做过大量研究,其中美国在军用标准MIL—STD—1901和MIL—STD—1901A对传火序列中的火药感度也有明确规定,即以B/KNO 3感度作为评定标准,要求直列爆炸元件中的火药感度不得高于B/KNO 3 [19-21]

相比西方国家而言,我国在爆炸序列的爆炸物质感度要求方面的研究起步较晚,重视程度也不足。自20世纪50年代起我国才开始仿制苏式引信,考虑到小口径引信隔爆不易实现,当时中、大口径引信多采用错位式爆炸序列,而小口径引信多采用敏感直列式爆炸序列。在导、传爆药选用方面,除了一部分沿用前苏联的钝化太安和钝化黑索金之外,其余可能是受到爆炸感度限制而仅选用了单质炸药如特屈儿、太安和黑索金。20世纪70年代后期,我国开始引入许用导、传爆药概念,并且重视程度逐渐提高。20世纪80年代末我国引进了美军导、传爆药安全性鉴定试验方法,制定了相应的兵工标准 [22-30]

1.2 低易损性弹药中的爆炸物质感度要求

20世纪六七十年代,美军弹药在生产、运输、贮存和训练过程中由于意外刺激(烤燃、碎片撞击、子弹射击等)而引爆的事故频发,造成人员和财产损失,迫使美军开始对武器系统在战场上的生存能力和弹药易损性进行研究,进而提出低易损性爆炸物质概念 [31-36]。低易损性爆炸物质要求爆炸物质在满足武器使用性能的前提下,遇到破片、枪弹或者其他机械冲击作用时不易意外起爆,在高温和火焰中不易烤燃和殉爆,而发生意外点火时则只燃烧而不产生爆轰 [37]

我国在GJB 102A—1998《弹药系统术语》中将低易损性爆炸物质解释为低易损性火药(low explosive propellant)和低易损性炸药/不敏感炸药(low vulnerability explosive),而在《兵器工业科学技术辞典——火药与炸药》中将低易损性爆炸物质翻译成low vulnerability explosive materials(低易损性火炸药翻译成low vulnerability propellant and explosive)。比较三者释义可知,按照《兵器工业科学技术辞典——火药与炸药》对低易损性爆炸物质进行翻译的结果更为准确,故在文中统一使用低易损性爆炸物质代替钝感爆炸物质。

自低易损性爆炸物质概念提出后,在其后的几十年中,各国研制了一系列新型低易损性爆炸物质 [38-50]。与过去一般爆炸物质相比,低易损性爆炸物质对于机械、热等刺激感度大幅度降低。考虑到这类爆炸物质将应用于武器系统中,美国也建立了相应的感度评定要求指标体系,如表1所列 [51-53]。由表1可知,低易损性爆炸物质感度大幅度降低,故美国在验收标准中也做出了相应改变,采用了更为不敏感的D炸药(苦味酸铵)作为参考物质,而且在试验项目方面增加了烤燃试验、大型跌落试验和枪击试验等。

1 低易损性爆炸物质评定试验和验收标准

 

试验项目试验方法验收标准落锤撞击试验标准的潘台克司落锤仪,12A型,用砂纸,不用压制炸药,每系列试验最少20发与D炸药(苦味酸铵)相当或更低摩擦试验使用潘台克司摩擦仪,样品Φ2.5cm×0.3cm的压制炸药,重约3g,不用粉状炸药,试验10发无反应电火花试验样品装在聚碳酸酯套管里,压至松装密度的110%,两电极之间采用最低能量0.25J,试验10次无反应点火及非限制燃烧试验用TB700—2试验方法,样品Φ5.1cm×5.1cm,置于硬纸板的管子里,放在浸过煤油的锯末上不爆炸隔板间隙试验用潘台克司改进的海军军械实验室隔板试验,试验直径必须大于候选炸药的临界直径,输出压力为1.5GPa,试验6发D炸药50%爆炸隔板厚度(或更小)时,不发生反应爆轰(雷管)试验TB700—2试验方法(5发)不爆炸烤燃试验用大型的一维热爆炸试验,样品Φ1.3cm×1.3cm(4个),密封在铝管内除有压力释放外无其他反应,反应必须在不大于4h的情况下发生大型跌落试验用阿拉莫斯国家实验室方法,样品Φ15.2cm×10.1cm,重约3~4kg,样品下端面装有一钢栓,试验3发120英尺落高无反应滑道试验用标准尺寸的球坯(Φ28cm的半球),14°~15°试验角,在最苛刻条件下进行3发20英尺落高无反应(或试样破坏)苏珊试验用劳伦斯·利弗莫尔国家实验室苏珊射弹,样品Φ5.1cm×10.2cm,重约0.4kg,试验3发在333m/s速度下,相对释放能量小于或等于TNT的10%枪击试验用标准枪击试验方法,40钢管外壳,两端密封,试验6发12.7mm和5.56mm口径子弹射击时无剧烈反应

2 爆炸物质感度评定方法标准发展

2.1 国外爆炸物质感度评定方法标准的发展

目前,不少西方国家已颁发传爆药、主装药和低易损性爆炸物质等装药感度评定方法标准,其中美国在爆炸物质研制、鉴定和评估方面,建立了较为完善的试验方法体系和相应的评定准则。

为指导爆炸物质的安全生产和使用,20世纪70年代前美国制定了特屈儿、CH6和PBXN—5等传爆药规范,并颁布了标准WS 4660《DIPAM Explosive》和WS 5003《HNS Explosive》。随后美国编写了ADA 086259 Vol.4《Joint Services Safety and Performance Manual for Qualification of Explosive for Military Use(军用爆炸物质安全和性能鉴定手册)》,进一步提出爆炸物质安全和性能评定要求 [54]。在ADA 086259 Vol.4基础上,经过多年修订和完善,又形成了首部标准OD44811《Safety and Performance Tests for Qualification of Explosives(爆炸物质安全性和性能鉴定试验)》 [55]1982年,美国国防部又在此基础上,建立了标准MIL—STD—1751《Safety and Performance Tests for Qualification of Explosives(爆炸物质安全性和性能鉴定试验)》 [56],该标准分别提出了起爆药(primary)、传爆药(booster)、主装药(main charge)感度评定要求,制定了爆炸物质性能和感度等方面共17项试验方法,每项试验均建立了详细的试验步骤和相应的评定准则。

2001年,美军颁布标准MIL—STD—1751A代替标准MIL—STD—1751,新增燃料-空气炸药、烟火剂和火药(包括固体推进剂、固体发射药和液体火药)感度和性能评定方法,并将试验方法编号为1010组至1160组,组与组编号间隔为10,其中1050组和1080组为未使用的组号。与标准MIL—STD—1751相比,标准MIL—STD—1751A增加了部分感度和性能试验方法,如热稳定性试验、热丝点火试验等,评估爆炸物质某一种感度时有多种可选试验方法,而且推荐了优选方法。修订后标准实用性、可操作性更强 [57]

自北约钝感弹药中心(目前改名为北约弹药安全信息分析中心)成立以来,各成员国在弹药安全性试验规范及标准化协议方面取得一定进展。美国作为北约弹药安全信息分析中心的主要创始国之一,在爆炸物质安全性评定方面也取得了较大进步。2003年,北约弹药安全信息分析中心颁布了AOP-7《Manual of Data Requirements and Tests for the Qualification of Explosive Materials for Military Use(军用爆炸材料鉴定试验手册)》。自此,美国在评定爆炸物质安全性和性能时不再采用标准MIL—STD—1751A,而是采用最新颁布的标准AOP-7[58]AOP-7不仅包括标准MIL—STD—1751A中规定的感度和性能评定试验方法,还增加了爆炸材料的物理、化学和力学性能试验。在感度和性能评定试验方法方面,增加了北约标准化协议中规定的爆炸物质感度试验方法,如STANAG 4487摩擦感度试验方法、STANAG 4488冲击波感度试验方法、STANAG 4489撞击感度试验方法等。标准AOP-7中试验方法编号为100组、200组和300组,分别表示爆炸材料的物理、化学和机械性能试验,威胁评估试验以及性能评估试验。除标准MIL—STD—1751A所规定的感度评定试验外,威胁评估试验还增加了低易损性爆炸物质需满足的快烤试验和慢烤试验。2004年,北约弹药安全信息分析中心再次修订了标准AOP-7。目前标准AOP-7(Edition 2 Rev.1)中共含有美国、英国和加拿大等北约17个国家关于爆炸材料性能的评定要求和试验方法。

相比美国而言,其他国家在爆炸物质感度评定试验方面的区别主要体现在对于不同爆炸物质类型增加了不同的不敏感爆炸物质试验方法,如法国对主装药、固体发射药和固体推进剂感度试验增加了子弹射击试验、轻质/重质碎片冲击试验、62 mm聚能射流冲击试验、快烤试验和慢烤试验;德国对传爆药、主装药、固体火药增加了子弹射击试验;捷克和斯洛伐克对传爆药、主装药和固体火药增加了快烤试验和慢烤试验;瑞士对主装药、固体发射药、固体推进剂增加了子弹射击试验和碎片撞击试验;英国对传爆药、主装药增加了碎片撞击试验、快烤试验,对固体火药增加了62 mm聚能射流冲击试验。

2.2 我国爆炸物质感度评定方法标准的发展

在爆炸物质感度评估方面,1981年我国机械电子工业部二〇四研究所针对炸药撞击感度、摩擦感度和枪击感度试验,分别起草了部标准WJ 1053—1981、WJ 1054—1981、WJ/Z 107—1981 [59-61]1992年,我国颁布了部标准WJ 2068—1992《军用炸药安全性和性能鉴定试验》,该标准规定了军用炸药安全性和性能鉴定试验一般要求,给出了炸药鉴定时的必测项目和选测项目 [62]1989~1994年间,由中国工程物理研究院和机械电子工业部二〇四研究所等单位共同起草了GJB 771《火药性能试验方法》和GJB 772《炸药试验方法》 [63-64]GJB 772代替WJ 1981,增加了冲击波感度、药片撞击感度等试验。GJB 772规定了炸药感度试验原理、试验条件、试验程序以及试验结果的评定方法。不过炸药撞击感度试验和摩擦感度试验的适用对象不包括液体炸药,冲击波感度试验仅限于军用炸药特别是预定用作主装药的军用炸药冲击波感度测定,未涉及火药感度试验。

直至1997年,由中国兵器工业标准化研究所、二〇四研究所等单位在GJB 770《火药分析试验方法》、GJB 771《火药性能试验方法》、GJB 772《炸药试验方法》和相关部标准的基础上,部分参照美国军用标准MIL—STD—650、MIL—STD—286C和MIL—STD—1751,修订和补充制定了GJB 770A—1997《火药试验方法》和GJB 772A—1997《炸药试验方法》 [65-66]。相比GJB 772—1997,GJB 772A—1997炸药撞击感度测定方法中增加了特性落高法、12型工具法、苏珊试验法和滑道试验法,而且在使用爆炸概率法测定时,试样爆炸的判定依据由之前的最大声压级为1 dB改为2 dB。此外,新增了热感度和枪击感度测定方法(7.62 mm步枪试验法和12.7 mm机枪试验法)。在感度试验方面,火药与炸药采用了相同方法。

随着不敏感炸药概念的提出,我国在2013年颁布了GJB 8142—2013《钝感炸药安全性试验方法——静电火花感度试验》,提出了适用于粒状不敏感炸药的静电火花感度试验方法和评定准则 [67]

在引信传爆药感度评估试验方法方面,1989年我国颁布了部标准WJ 1884—1989《传爆药真空安定性》、WJ 1885—1989《传爆药撞击安全性》、WJ 1886—1989《传爆药爆速测定》、WJ 1887—1989《传爆药静电火花感度》、WJ 1888—1989《传爆药摩擦感度》、WJ 1889—1989《传爆药热丝可爆性》、WJ 1890—1989《传爆药热丝点火》、WJ 1891—1989《传爆药冲击波感度》、WJ 1892—1989《传爆药撞击感度》。1994年太原机械学院(现中北大学)起草了适用于引信传爆药安全性和性能基本鉴定试验的GJB 2178—1994《传爆药安全性试验方法》,该标准规定了引信传爆药8项安全性试验方法 [68]。相比于上述1989年颁布的部标准而言,GJB 2178—1994对各项试验的试验装置和试验程序作了修订,更新了试验装置、测量设备等,如用千分尺代替百分表来测量见证板凹深。2005年,华北工学院(现中北大学)与中国兵器工业标准化研究所在GJB 2178—1994、GJB 772A—1997和GJB/Z 377A—1994等标准的基础上起草了GJB 2178.1A—2005~GJB 2178.9A—2005《传爆药安全性试验方法》。该系列标准对小隔板试验、热可爆性试验在试验原理图的描述和试验程序方面作了修改,其他6项试验对主要的试验设备和试验程序进行了更新,除此之外还增加了传爆药爆速试验 [69]

在烟火药感度评估方面,1989年,针对火工品药剂的感度评定,我国颁布了部标准WJ 1869—1989《静电火花感度试验》、WJ 1870—1989《撞击感度试验》、WJ 1871—1989《摩擦感度试验》和WJ 1872—1989《火焰感度试验》 [70-73]2000年我国颁布了WJ 2547—2000《微烟药通用规范》,规定了引信用微烟药通用要求 [74],其中包括“微烟药应通过摩擦感度、静电感度、撞击感度和焰火感度等鉴定试验”。2005年我国颁布了GJB 5471.1—2005~GJB 5471.18—2005《烟火药设计手册》,规定了不同种类的烟火药性能试验的必测项目、参考项目和不测项目 [75]。同年又颁布了GJB 5383.1—2005~GJB 5383.16—2005《烟火药感度和安定性试验方法》,该系列标准代替了上述火工品药剂感度评定部颁标准,并增加了烟火药发光强度、发光时间和火焰温度等18项试验方法 [76]

3 我国与美国爆炸物质感度评定方法标准对比分析

3.1 爆炸物质感度评定项目对比

美国标准AOP-7(Edition 2 Rev.1)中规定了美国军用爆炸物质感度评定时必须要通过的试验项目,如表2所列。表2中“√”表示爆炸物质必须通过的试验,“×”表示不必通过的试验(下同)。AOP-7将爆炸物质分为火药(propellants)、炸药(high explosives)和烟火药(pyrotechnics)3类,其中火药包括固体推进剂(solid rocket propellants)、固体发射药(solid gun propellants)和液体火药(liquid propellants)。炸药包括起爆药(primary)、传爆药(booster)、主装药(main charge)、燃料-空气炸药(fuel-air)。其中燃料-空气炸药的感度通常是在武器系统产品定型时评定,因此爆炸物质感度评定试验中并未涉及燃料-空气炸药的试验方法和评定准则。

目前,我国关于爆炸物质感度评定要求的技术标准仍是WJ 2068—1992《军用炸药安全性和性能鉴定试验》。该标准仅规定了传爆药、主装药和未被确定用途的单质炸药感度评定试验项目,尚未涉及起爆药、固体发射药、固体推进剂和烟火药的感度评定试验,如表3中第2、3、5列所列。与美国军用标准相比,我国炸药试验项目增加了枪击感度和热感度。烟火药在传火序列以及信号弹中应用较多,为了有助于提高其安全性,我国在2005年颁布了GJB 5383.1—2005~GJB 5383.16—2005《烟火药感度和安定性试验方法》。该标准规定的烟火药感度测定试验方法也列入表3。表3还列入了我国1997年制定的火药感度评定试验方法标准。

2 美国标准AOP-7(Edition 2 Rev.1)中规定的爆炸物质感度评定试验项目

 

必测项目炸药起爆药传爆药主装药火药固体推进剂固体发射药液体火药烟火药撞击感度√√√√√√√摩擦感度√√√√√√√静电感度√√√√√√√冲击波感度×√√√√√×

3 我国军用标准中规定的爆炸物质感度评定试验项目

 

必测项目传爆药及相应试验标准主装炸药及相应试验标准火药及相应试验标准烟火药及相应试验标准尚未确定单独用作主装炸药或传爆药单质炸药及相应的试验标准冲击波感度√/GJB772A√/GJB772A×××撞击感度√/GJB772A√/GJB772A√/GJB772A√/GJB5383.2—2005√/GJB772A摩擦感度√/GJB772A√/GJB772A√/GJB772A√/GJB5383.3—2005和GJB5383.4—2005√/GJB772A枪击感度×√/GJB772A√/GJB772A××热感度×√/GJB14372√/GJB14372×√/GJB14372静电感度√/GJB772A××√/GJB5383.8—2005×

对比表2和表3可知,我国与美国在爆炸物质感度评定方法标准方面的主要差距表现在:

1) 我国在评定的爆炸物质类型方面不够全面,缺少对起爆药、固体发射药、固体推进剂和液体火药感度的评定方法标准。

2) 我国爆炸物质感度评定方法标准可操作性不强。我国关于炸药感度试验和传爆药感度试验采用的是不同标准,而且部分标准由美国军用标准转化而来,但却在内容上做了一定的裁剪,导致标准内容与美国军用标准相比可操作性不强。例如在GJB 373中未列出许用的导、传爆药型号,而只是要求所用炸药必须通过GJB 2178规定的评定试验。

3) 我国标准版本更新慢。多年来由于技术进步,我国直列式爆炸序列技术已取得突破,如爆炸箔起爆器、冲击片雷管等,但是我国军用标准版本修订缓慢,缺少详细的设计要求,在一定程度上制约了发展。相比而言,美国军用标准已经过多次修订,基本上形成了较为完整的体系,并且美军的爆炸物质感度评定试验方法较为集中地体现在美国标准AOP-7中,分类较为系统。

3.2 爆炸物质感度评定准则对比

4给出了美国军用爆炸物质感度评定项目、试验方法和相应的评定准则。由表4可知,美国对爆炸物质感度试验项目进行了分类,每一类试验方法都很丰富,可以满足不同类型爆炸物质的评估需求,而且对于同一类的感度试验,并不是要求每种试验都做,只需根据爆炸物质类型进行有选择性的试验。对于撞击感度、摩擦感度和静电感度,根据不同爆炸物质类型分别给出了相应的参比物质,在感度评定时要求被测爆炸物质感度不能高于参比物质,评定标准明确。即使试验中没有给定参比物质,也给出了相应的定量判据。

5列出了我国军用爆炸物质感度试验方法和相应的评定准则。从表5可知,目前我国爆炸物质感度评定方法标准仅涉及传爆药、主装药、固体火药(不包括液体火药)和烟火药,其中火药感度评定试验方法与主装药相同,但每种感度试验方法很少超过两种,可选择性较差。与美国军用标准相比,我国在主装药感度评定方面增加了枪击感度和热感度。爆炸物质感度评定判据方面,除了主装药的撞击感度和摩擦感度外,其余感度评定项目均没有参比物质,而且评定时给出的只是定性判据。

4 美国标准AOP-7中规定的爆炸物质感度评定项目、方法和准则

 

炸药类型必测项目参比物质判据起爆药撞击感度斯蒂芬酸铅或Ⅰ型叠氮化铅不高于参比物质摩擦感度斯蒂芬酸铅或Ⅰ型叠氮化铅不高于参比物质静电感度斯蒂芬酸铅或Ⅰ型叠氮化铅不高于参比物质传爆药撞击感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今不高于参比物质摩擦感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今不高于参比物质静电感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今不高于参比物质冲击波感度无试验条件下不发生爆炸点火感度无在5℃/min升温速率时放热曲线峰值应高于180℃主装药撞击感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今,B炸药(密度为1.65g/cm3)不高于参比物质摩擦感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今,B炸药(密度为1.65g/cm3)不高于参比物质静电感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今,B炸药(密度为1.65g/cm3)不高于参比物质冲击波感度B炸药(密度为1.65g/cm3)不高于参比物质点火感度无在5℃/min升温速率时放热曲线峰值应高于180℃固体发射药撞击感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定摩擦感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定静电感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定冲击波感度无由相应的鉴定单位根据已应用的固体火箭推进剂确定 

续表(表4)

 

炸药类型必测项目参比物质判据固体推进剂撞击感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定摩擦感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定静电感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定冲击波感度无由相应的鉴定单位根据已应用的固体火箭推进剂确定液体火药撞击感度硝酸丙酯由相应的鉴定单位确定摩擦感度硝酸丙酯由相应的鉴定单位确定静电感度硝酸丙酯由相应的鉴定单位确定冲击波感度无由相应的鉴定单位根据已应用的液体火药确定烟火剂撞击感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定摩擦感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定静电感度Ⅰ型或Ⅱ型的5类黑索今由相应的鉴定单位确定

5 我国军用标准规定的爆炸物质感度评定项目、方法和准则

 

炸药类型必测项目参比物质判据传爆药撞击感度无按GJB/Z377A—1994进行25次有效试验的特性落高冲击波感度无施主炸药与受主炸药间隙为零时所对应的钢凹值的50%摩擦感度无连续进行20次试验试样全不爆炸静电感度无连续进行25次试验试样全不爆炸主装药撞击感度黑索今、特屈儿、钝黒梯-1、梯恩梯低于黑索今,低于特屈儿或钝黒梯-1为良好,不高于梯恩梯为优良摩擦感度黑索今、特屈儿、钝黒梯-1、梯恩梯低于黑索今,低于特屈儿或钝黒梯-1为良好,不高于梯恩梯为优良枪击感度无最好是炸药不爆不燃,只燃烧不爆轰也为较好冲击波感度无试样50%发生爆轰的隔板厚度热感度无弹体被炸碎或见证板被炸穿或有凹坑固体火药撞击感度黑索今、特屈儿、钝黒梯-1、梯恩梯低于黑索今,低于特屈儿或钝黒梯-1为良好,不高于梯恩梯为优良摩擦感度黑索今、特屈儿、钝黒梯-1、梯恩梯低于黑索今,低于特屈儿或钝黒梯-1为良好,不高于梯恩梯为优良枪击感度无最好是炸药不爆不燃,只燃烧不爆轰也为较好热感度无弹体被炸碎或见证板被炸穿或有凹坑烟火药撞击感度摩擦感度静电感度无无无进行2组连续25发试验,不出现发火进行2组连续25发试验,不出现发火进行2组连续10发试验,不出现发火30发有效试验的50%发火电压和50%发火能量不超过规定值

由表4可知,美国军用标准具有以下特点:

1) 测试方式多样化,每一种感度评定试验项目内都有多种测试方法;

2) 测试结果有严格的判据,即要么对比参比炸药,要么给出定量判据;

3) 测试要求更加明确、分类更为细致,针对起爆药、传爆药、主装药、固体/液体火药、烟火药都有明确的试验方法。

4 结论

本文采用对比分析的办法,从评定的爆炸物质类型、感度试验项目、试验方法和评估准则角度对美国和我国爆炸物质的感度评定方法标准进行了分析。我国在爆炸物质感度评定方法标准的制定方面与美国存在较大差距,主要体现在以下几方面:

1) 评定的爆炸物质类型不够全面。

2) 试验评定方法单一。

3) 试验评定判据不够严格。我国在评定判据方面多为定性判据且很少规定参比炸药,在一定程度上依赖于操作人员的经验和主观性,客观性和可信性不易保证。

4) 我国尚未建立低易损性爆炸物质感度评定方法标准和试验标准体系。

5) 试验标准版本更新慢。

6) 试验标准分类缺乏系统性和协调性,可操作性不强。

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