王建靈，王曉峰，俞統(tǒng)昌，楊小萌

（1. 西安近代化學研究所，陜西 西安，710065 ； 2.西安武警工程大學，陜西 西安，710086）

國外在20世紀50年代就開展了關于燃燒、爆炸危險品的分級研究。聯(lián)合國編寫了“關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書”[1-2]，該建議書包括“規(guī)章范本”和“危險貨物運輸分級程序和分級方法”兩個附件，將爆炸品（第1類危險品）分為1.1～1.6共6個危險等級，剔除了太危險和太不敏感的爆炸性物質及爆炸品。美國國防部制定的彈藥和爆炸品危險性分級方法（TB700-2[3]）是美國軍用火炸藥危險性分級的最權威的文件。2007年版將所有危險性物質分為9類，燃燒、爆炸危險性物質分為第1類。在第1類中將危險性級別分為1.1～1.6級，其中1.2級還分為1.2.1、1.2.2和1.2.3共3個不同的等級，它是用來表征預定破片的作用，只用于美國國防部和能源部彈藥的貯存。北大西洋公約組織（NA TO）制定了“軍用彈藥和火炸藥分級的確定”標準（STANAG-4123）和“NATO關于軍用彈藥和爆炸物質危險性分級原理手冊”（NATO AASTP-1）。與聯(lián)合國的規(guī)定一樣，將軍用彈藥和爆炸物分為1.1～1.6級，對1.2級還進一步進行了分級（貯存次級體系），規(guī)定了要通過慢速烤燃、快速烤燃、子彈撞擊和殉爆等4項不敏感彈藥試驗進行鑒別[4]。

目前，國際上對危險貨物運輸基本上是遵循聯(lián)合國建議書的原則，依據(jù)具體情況進行補充和修改。在制定燃燒、爆炸危險品分級方法和分級程序時，也應盡量采用這一建議書的主要規(guī)定以便和國際接軌，但是必須提出適合我國國情的科學的分級方法和分級程序。聯(lián)合國建議書分級的對象是運輸過程中有可能發(fā)生燃燒爆炸危險的貨物，除火炸藥及彈藥外，還包括大量可能具有爆炸危險性的化工原料、工業(yè)產品和日用品，考慮到的刺激也主要是運輸過程中的機械碰撞事故和火災事故。本研究的主要任務是根據(jù)火炸藥在制造、運輸、儲存和使用全過程中的危險性進行分級，并兼顧其他有爆炸危險的物品，其受到的刺激形式、刺激程度、危險性遠比運輸過程嚴重和復雜[5]。

1 燃燒、爆炸危險品分級程序的制定

在制定分級程序時，首先建立了聯(lián)合國規(guī)定分級的23種試驗的全部試驗裝置。補充新建了藥柱的撞擊感度、摩擦感度、靜電感度3項試驗裝置，通過試驗研究制定了合理的試驗方法（標準草案），提出了燃燒、爆炸危險品分級試驗程序[6]。用這些試驗裝置進行了大量驗證性試驗，試驗樣品包括軍用炸藥、工業(yè)炸藥、發(fā)射藥、推進劑、爆炸性液體混合物等。在此基礎上提出了燃燒、爆炸危險品分級方法和分級程序草案，和聯(lián)合國的分級程序比較，本程序有如下特點：

（1）增加了1.0級《很敏感的有整體爆炸危險的物質》的級別。對于感度高的物質，聯(lián)合國的辦法是排除在第1類物質之外，既認為其不屬于可運輸?shù)谋ㄆ?，而對于為火炸藥生產、運輸、儲存和使用全過程制定的燃燒、爆炸品的分級，則不能采取這種辦法，因為不管感度多大，即使像硝化甘油那樣敏感的物質也要生產、使用（制成產品）、運輸（廠內運輸）和儲存（轉手庫）。對于這類物質的辦法是建議增加一個1.0級，將感度特別高的物質歸于這一類，在將來制定安全規(guī)程時，對這一級的物質專門規(guī)定相應的嚴格的安全措施。如對工房的存藥量、生產時使用的工具及設備的材料、接地情況、濕度等做嚴格的規(guī)定，禁止廠外運輸和在天氣惡劣條件下的內部運輸，運輸時應有專門通道，規(guī)定碼放高度、庫存藥量及安全防火距離等[7]。

（2）對于評定是否為很敏感的燃燒爆炸品的第3組試驗（即聯(lián)合國試驗系列3），增加了試驗項目并提出選擇試驗項目的規(guī)定。聯(lián)合國的試驗系列3提出了粉末狀物質熱安定性、撞擊感度、摩擦感度、對火燒的反應4類試驗項目。本研究又增加了藥柱的撞擊感度、摩擦感度、靜電感度共7類試驗，并規(guī)定并不是對所有待定級物質都要進行這7類試驗，而是可以根據(jù)待定級物質的物理特性、使用條件等因素由承擔分級試驗單位的專家或主管部門進行取舍。如澆鑄型熱固性炸藥和澆鑄型復合推進劑在制造前都是單組分的氧化劑、敏化劑、可燃物、粘合劑等，在制造后就成為一個均勻混合的整體，因此這類物質只需進行成型后的藥柱試驗，而沒有必要進行原材料的藥粉試驗；而某些敏感物質如起爆藥，在制造時都是小藥量分批制造，使用時也是小藥量（數(shù)十毫克）壓藥，根本不允許壓制成大藥量的藥柱，因此不能進行大藥量的藥柱試驗。

（3）對于火藥（推進劑和發(fā)射藥）的分級提出了新的試驗方法。按照聯(lián)合國的規(guī)定，對于通過爆燃起作用的物質，先用點火器點火觀察是否產生爆炸，如不產生爆炸則用外部火燒試驗，根據(jù)試驗產生的效應，將其分為1.1～1.4級。按照這樣的方法，試樣大部分都是爆燃而很少發(fā)生爆轟的，因此大部分都定為1.2和1.3級，而傳統(tǒng)火藥的確是只爆燃而不爆轟，用雷管不能引爆，甚至利用大藥量炸藥的爆轟也不能將其引爆。但是從20世紀后期，國外開始將RDX和HMX等高能炸藥加入到火藥中以提高火藥的能量，其中，高能炸藥的比例有的高達60%。含高能炸藥的火藥在武器型號中的應用極大地提高了武器裝備的性能，但同時也引起了人們對其爆轟危險性的關注，人們認為火藥只燃燒而不會爆轟的認識已經過時了[8]。事實上，國外對火藥的危險性進行分級并不采用聯(lián)合國的方法，美國長期以來一直使用美國軍械實驗室的大尺寸隔板試驗（NOLLSGT）（國內稱為標準隔板試驗），以70片厚度為0.254mm（0.01in）的隔板作為區(qū)分1.1級推進劑和1.3級推進劑的一項重要試驗[9]。美軍標TB700-2也曾采用這一方法，但是進一步的研究表明，對于目前發(fā)展的大型火箭發(fā)動機，有的臨界直徑已超過了NOLLSGT的試樣尺寸，對于這樣的推進劑，即使不加隔板也不會爆轟，將NOLLSGT試驗作為推進劑分級的唯一根據(jù)已不合適。

因此，在TB700-2 2007修訂版中做了修改，規(guī)定先用具有足夠起爆能力的雷管引爆，如不爆則再用點火器點火；同時，還規(guī)定了特別適用于固體推進劑火箭發(fā)動機的3個備選方案，3個方案之一就是進行輸出壓力為7GPa的隔板試驗，試驗樣品的直徑應不小于臨界直徑，如爆轟則定為1.1級，如不爆轟則定為1.3級。因此，筆者規(guī)定對于火藥要進行雷管感度試驗和輸出壓力7GPa的隔板試驗，隔板試驗為兩種，即標準隔板試驗（NOLLSGT試驗）和大直徑（95mm）的EIDS隔板試驗。為了確定采用哪一種隔板試驗，還要測定試樣的臨界直徑。

2 典型推進劑及炸藥的危險性分級試驗驗證

燃燒、爆炸危險品分級程序圖見圖1。

圖1 燃燒、爆炸危險品分級程序Fig.1 Diagram of hazard classification procedures for combustible explosives and dangerous goods

圖1建立的燃燒、爆炸危險品分級程序既囊括了聯(lián)合國制定的關于危險品貨物運輸?shù)姆旨壋绦?，又包含了美國國防部（TB700-2）制定的關于彈藥和炸藥危險性的分級。為了檢驗本項目建立的燃燒、爆炸危險品分級程序及相應的分級方法是否合理，能否與國際標準接軌，選取了報道過危險等級的推進劑和炸藥，用圖1分級程序及相應試驗方法進行分級。根據(jù)圖1分級程序對3種樣品做試驗，試驗項目及分級見表1。

表1 3種典型火炸藥試樣試驗項目及分級Tab.1 Test formula and classification results for three typical explosives

3 結論

（1）制定了科學的、系統(tǒng)的、適合我國國情的燃燒、爆炸危險品分級程序和分級方法，擴展了試樣適用范圍，全面系統(tǒng)地對3種典型火炸藥進行危險性分級，3種試樣危險級別與文獻報道的級別一致，驗證了本文制定的分級程序和分級方法能與國際接軌。

（2）本文制定的“燃燒、爆炸危險品分級程序及分級方法”與聯(lián)合國相比，燃燒、爆炸物質增加了1.0級和1.6級，這對將來敏感性物質和極不敏感性物質在生產、運輸和貯存過程中制定安全規(guī)程、安全措施、工房安全等級、存藥量及安全距離奠定了基礎。

[1]關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書 規(guī)章范本[S].紐約和日內瓦:聯(lián)合國,2007.

[2]關于危險貨物運輸?shù)慕ㄗh書 試驗和標準手冊[S].紐約和日內瓦:聯(lián)合國,2003.

[3]美國國防部彈藥和爆炸品危險性分級程序 2007修訂版[S].二〇 四所,譯.西安:中 國兵器工業(yè)第二〇 四研究所,2009.

[4]國外不敏感彈藥危險性評估試驗標準[S].二〇 四所,譯.西安:中國兵器工業(yè)第二〇 四研究所, 2008.

[5]俞統(tǒng)昌,王曉峰,王建靈.火炸藥危險等級分級程序分析[J].火炸藥學報, 2006,29(2):10-16.

[6]俞統(tǒng)昌，王曉峰，王建靈.燃燒爆炸危險品分級方法和分級程序的研究[C]//揚帆新征途 譜寫新篇章—中國兵器工業(yè)第二〇 四研究所建所六十周年論文集.西安:中國兵器工業(yè)第二〇 四研究所,2008.

[7]肖月華.爆炸品運輸實例[J]. 爆破器材,2001,30(6):34-37.

[8]李上文,趙鳳起,陳沛,等. 固體推進劑危險性和鈍感推進劑研究方法[C]//2002年全國火炸藥及鈍感彈藥學術研討會論文集. 綿陽:中國工程物理研究院化工材料研究所,2002.

[9]Andrew C. Vitor. Insensitive munitions technology for tatical rocker motors paul zarehan editor-in-chief progress in Astronautic and Aeronautic Vol 170 1966.

[10]George W.Brooks. Extremely insensitive detonating substance(EIDS)testing and qualification of AFX-757 explosive[C]//2001 Insensitive Munitions Energetic Materials Technology Symposium. Bordeaux, France,2001.

[11]鈍感推進劑及其研究方法[M]. 李上文,編譯.西安:火炸藥燃燒國防科技重點實驗室, 2006.