关于烟火爆竹药剂安全性分析

摘要：本文主要从安全的角度，探讨烟花爆竹事故多发、威胁人类生命财产的机理。根据事故发生的可能性和事故造成损失的严重程度，以及烟火药的能量输入、输出性能，烟火药的危险性等方面进行分析，仅供参考。

关键词：烟火爆竹；药剂；安全性

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1 烟花爆竹安全性分析的目的和意义

烟花爆竹在我国已有1400多年的历史，是中华民俗的重要组成部分，作为悠久传统的文化载体，象征着喜庆、吉祥、美好和幸福。长期以来，每逢重大节假日和重要活动，人们都会燃放烟花爆竹来衬托气氛，抒发感情，随着人们生活水平的不断提高，社会各界对烟花爆竹的需求量越来越大。

然而，象征吉祥如意的烟花爆竹给人们带来的不仅是眩目的视觉愉悦，还有不容忽视的巨大安全隐患。因为烟花爆竹同爆破器材、黑火药、民用信号弹等一样，均属于民用爆炸物品。烟花爆竹一般是由氧化剂、可燃物（又称还原剂）、粘合剂、色光剂、促敏剂、钝感剂等几种成分组成。在生产、储存、运输和使用中任何热能、机械性能、化学能及其它人为因素，都可能引起烟火剂的燃烧甚至爆炸。

2烟花爆竹的药剂安全性分析

2.1烟花爆竹安全指标

通过对烟花爆竹产品及烟火药安全指标的测试，能判定出烟花爆竹产品在生产、运输、燃放、储存中的危险程度，从而采取预防措施。

2.1.1烟火药撞击感度、摩擦感度

安全指标：烟火药的撞击感度≤50％；摩擦感度≤60％(摩擦类除外)。

检验方法：用落锤仪测定25发（锤重10000g，落高250mm，药量0.04g±0.001g）的爆炸百分数，即为该药剂的撞击感度值。

用摩擦感度仪测定25发（摆角70º，压力1.23MPa，药量0.02g±0.001g）的爆炸百分数，即为该药剂的摩擦感度值。

2.1.2烟火药的水分

安全指标：烟火药的水分应≤1.5%。

检验方法：用分析天平测定烟火药在105℃环境下，放置4h后散发出的水分的质量占烟火药质量的百分数。

2.1.3烟火药的pH值

安全指标：烟火药的pH值应为5~9。

检验方法：用酸度计测定烟火药水溶液的PH值。

注1：PH值的最大值是14，最小值是1。

注2：中性时为PH值= 7，偏酸性时PH值7。

2.1.4氯酸盐的检验

安全指标：烟花爆竹中不得使用氯酸盐。

检验方法：称取20g盐酸苯胺（HGB 3081），加入到50mL浓盐酸搅拌溶解，制成盐酸苯胺溶液；取0.3g试样于坩埚中，加水10mL加热搅拌、过滤，滤液收集于小烧杯中；取1mL滤液于试管中，加入1mL盐酸苯胺溶液，摇动试管，溶液立即呈现粉红色，后变为紫色，最后变为深蓝色，表示存在氯酸根离子。

3. 危险性等级划分

3.1分类

根据事故发生的可能性和事故造成损失的严重程度，以及烟火药的能量输入、输出性能，烟火药的危险性可分为烟火药物的感度危险性和烟火药物的能量输出危险性二类。

3.2定级

通过测试烟火药的机械感度、热感度以及静电感度并经综合评估后，烟火药感度的危险性可划分为5级，用英文字母A、B、C、D、E表示，A表示危险性最大，E表示危险性最小。

通过测试烟火药的能量输出参数TNT当量、燃烧速度，并经综合评估后，烟火药能量输出的危险性也划分为5级，用阿拉伯数字5、4、3、2、1表示，5表示危险性最大，1表示危险性最小。

4测试方法

4．1摩擦感度

4.1.1试验设备、材料和样品要求等见SN/T1731.8-2006出口烟花爆竹用焰火药剂安全性能检验方法 第6部分 摩擦感度测定

4.1.2试验方法

仪器摆角固定为70°。试验序列从表压1Mp开始进行，如果在此试验中观察到的结果是燃烧或爆炸，就逐级按每次0.25Mp的间隔降低压力继续进行试验，直到观察到不燃烧爆炸。在此压力水平下共重复6次试验，不应发生燃烧爆炸，否则就继续逐级降低压力，直到测出极限压力为止。

如果表压在1Mp时，观察到的结果是不燃烧爆炸，则逐级增加压力继续进行试验，直到第一次得到燃烧爆炸结果。随后降低压力，直到测出极限压力为止。

4.1.3试验结果用极限压力（Mp）表示。

摩擦感度的测试也可采用BAM摩擦仪法，详见《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》3（b），BAM摩擦仪试验。试验结果用极限荷重（N）表示。

4．2撞击感度

4.2.1.试验设备、材料，试验步骤等见WJ1870－89火工品药剂机械撞击感度测定法。

4.2.2试验结果用极限落高（cm）表示。

撞击感度的测试也可采用落锺法，详见《关于危险货物运输的建议书试验和标准手册》3（a）：落锤仪试验。试验结果用最低撞击能（J）表示。

4．3爆发点测定

4.3.1.试验设备、材料，试验步骤等见SN/T1731.8-2006出口烟花爆竹用焰火药剂安全性能检验方法。

4.3.2.试验结果用爆发点T(℃)表示。

4．4静电火花感度试验

4.4.1.试验设备、材料，试验步骤等见GJB5383-2005烟火药感度和安定性试验方法。

4.4.2试验结果用50%发火能量E50（J）表示

E50=1/2CV250

式中： C―电容实测值，单位为法拉（F）；

V50―试样50%发火电压的数值，单位为伏特（V）。

4．5燃烧速度测定

4.5.1测定原理

将烟火药样品放入具有一定长度、规格的药槽内，从一端点燃烟火药，测定在药槽中的燃烧时间，然后计算出燃烧速度。

4.5.2试验装置和材料

药槽：不锈钢（GB/T2087-2007）长方体（500mm×30mm×20mm），中间开有一条槽（500mm×4mm×3mm）

秒表：0.01s

点火引线

4.5.3试验准备

样品为粉状，一般在50℃～60℃的烘箱内干燥2小时，然后置于干燥器内备用；样品若结团，应过100目筛。

4.5.4试验条件

室温为10℃～35℃，相对湿度小于或等于80%。

4.5.5试验方法

烟火药置于药槽内，铺平。在药槽一端用引线点燃，测定和记录试样在药槽内的燃烧时间。

4.5.6试验结果计算

V=L/t

式中：V――烟火药试样的燃烧速度，单位cm/s；

L――药槽长度，单位cm；

t――燃烧时间，单位s；

4．6TNT当量测定

4.6.1方法1：TNT当量测定

4.6.1.1试验设备、材料，试验步骤等见AQ4105-2008 烟花爆竹 烟火药TNT当量测定方法。

4.6.1.2试验结果用TNT当量系数f表示。

4.6.2方法2：燃烧热测定

4.6.2.1试验设备、材料，试验步骤等见GJB5384-2005烟火药性能试验方法 。

4.6.2.2试验结果用:燃烧热Qi表示，然后换算成TNT当量系数f。

4.6.2.3TNT当量系数f的计算

根据爆炸相似律，f=Qi/QTNT

式中：Qi为烟火药的燃烧热；QTNT为TNT炸药的爆热。

4.6.3燃烧热的理论计算

根据盖斯定律，燃烧热也可以通过烟火药的化学反应方程式理论估算出来。

5 结束语

本文采用实验测试与理论分析相结合的方法，对烟花爆竹药剂安全性进行分析，为烟火爆竹的安全生产、存储和运输提供一定的指导价值。综述了研究烟火爆竹安全性的意义，对烟花爆竹进行了机械感度、水分、pH值进行了测试以及药剂中是否含有氯酸盐进行了测试。通过实验数据来分析烟花爆竹的药剂安全性，但对它们的安全性高低的原因由于缺乏足够的理论知识，所以在分析上还有所不足，只能对生产方、经营方和使用者起一个指导作用，而不能从根本上解决烟花爆竹的安全性问题。因此，对于理论方面的研究还需要进一步的深入。在研究烟花爆竹的药剂安全性时，主要依据机械感度、pH值和水分测试，而对其热安定性、静电感度和火花感度的研究无太多涉及，但这些也是分析烟花爆竹安全性中非常重要的因素，所以本文对烟花爆竹安全性的研究不够完整、全面。因此，还需要进一步全面地分析研究其安全性。