表2 几种单质炸药感度计算值
炸药名称 | 活化能Ea /kJ.mol-1 | 爆热Q /kJ.mol-1 | 产物总量m /mol.mol-1 | 生成物放出热量q? /kJ.mol-1 | 危险系数 q/Ea |
硝酸铵 | 167.2 | 118.3 | 3.5 | 82.3 | 0.49 |
高氯酸铵 | 133.8 | 170.1 | 4.25 | 71.5 | 0.53 |
二硝基甲苯 | 166.8 | 803.4 | 11.0 | 90.7 | 0.54 |
三硝基甲苯 | 142.1 | 1209.7 | 11.0 | 122.9 | 0.86 |
黑索今 | 198.6 | 1376.1 | 9.0 | 175.1 | 0.88 |
太安 | 196.5 | 728.2 | 11.0 | 198.1 | 1.01 |
硝化甘油 | 178.1 | 1381.5 | 7.25 | 215.3 | 1.22 |
雷汞 | 133.8 | 659.6 | 4.0 | 198.6 | 1.48 |
注:*q=(Q+Ea)/m(下同)。
雷汞(1.48)>硝化甘油(1.22)>太安(1.01)>黑索今(0.88)>三硝基甲苯(0.86)>二硝基甲苯(0.54)>高氯酸铵(0.53)>硝酸铵(0.49)。
由此可见,用感度计算值与综合感度特征值评价几种单质炸药的危险性所得出的结论基本一致。
应用综合感度特征值和感度计算值对几种常见的混合炸药[3、4]的计算结果分别如表3和表4所示。
表3 几种混合炸药综合感度特征值
炸药名称 | 阿马托 (80/20) | 赛克洛托儿 (70/30) | 赛克洛托儿 (60/40) | 特屈托儿 (80/20) | 特屈托儿 (75/25) | 特屈托儿 (70/30) | 特屈托儿 (65/35) |
组成(%) | 硝酸铵80 梯恩梯20 | 黑索今70 梯恩梯30 | 黑索今60 | 特屈儿80 梯恩梯20 | 特屈儿75 梯恩梯25 | 特屈儿70 梯恩梯30 | 特屈儿65 梯恩梯35 |
α1 | 6.00 | 6.75 | 6.00 | 5.50 | 4.50 | 4.00 | 3.75 |
α2 | 2.76 | 5.91 | 5.27 | 8.86 | 7.84 | 7.44 | 6.82 |
α3 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 6.50 | 5.50 | 4.00 | 3.50 |
α4 | 0.69 | - | 0.08 | 10.0 | 10.0 | 10.0 | 10.0 |
α | 3.61 | 5.89 | 4.09 | 7.71 | 6.96 | 6.36 | 6.02 |
表4 几种混合炸药的感度计算值[5]
炸药名称 | 阿马托 (80/20) | 赛克洛托儿 (70/30) | 赛克洛托儿 (60/40) | 特屈托儿 (80/20) | 特屈托儿 (75/25) | 特屈托儿 (70/30) | 特屈托儿 (65/35) |
爆热Q /kJ.mol-1 | 393.43 | 509.03 | 493.66 | 473.63 | 469.63 | 465.59 | 461.57 |
活化能Ea /kJ.mol-1 | 181.81 | 81.35 | 78.67 | 56.80 | 57.15 | 57.52 | 57.88 |
产物总量m /mol.mol-1 | 4.01 | 4.29 | 4.37 | 4.31 | 4.35 | 4.38 | 4.41 |
生成物放出热量q /kJ.mol-1 | 143.58 | 137.59 | 130.97 | 122.98 | 121.19 | 119.43 | 117.71 |
危险系数q/Ea | 0.79 | 1.69 | 1.66 | 2.17 | 2.12 | 2.08 | 2.03 |
表5 几种工业炸药的感度计算值
炸药名称 | 爆热Q /kJ.mol-1 | 活化能Ea /kJ.mol-1 | 生成物摩尔数m /mol.mol-1 | 生成物放出热量q /kJ.mol-1 | 危险系数 q/Ea |
2#岩石铵梯炸药 | 350.10 | 186.75 | 4.12 | 130.18 | 0.70 |
2#岩石铵梯油炸药 | 355.07 | 189.54 | 4.19 | 129.98 | 0.69 |
岩石膨化硝铵炸药 | 349.62 | 194.68 | 4.33 | 125.70 | 0.64 |
2#煤矿铵梯炸药 | 278.37 | 156.50 | 3.74 | 116.19 | 0.74 |
3#煤矿铵梯炸药 | 246.67 | 148.04 | 3.62 | 109.00 | 0.74 |
2#煤矿膨化硝铵炸药 | 308.72 | 175.64 | 3.88 | 124.84 | 0.71 |
3#煤矿膨化硝铵炸药 | 248.50 | 167.17 | 3.71 | 112.04 | 0.67 |
岩石乳化炸药 | 166.16 | 180.78 | 4.19 | 82.74 | 0.46 |
RJ-52乳化炸药 | 225.30 | 169.17 | 4.26 | 92.68 | 0.54 |
EL-101乳化炸药 | 172.23 | 173.40 | 4.14 | 83.59 | 0.48 |
WR乳化炸药 | 185.59 | 177.60 | 4.18 | 86.90 | 0.48 |
MD乳化炸药 | 128.32 | 183.58 | 4.16 | 74.92 | 0.41 |
表5说明,乳化炸药的危险系数明显低于粉状硝铵炸药;对于同一类型粉状硝铵炸药来说,无梯型的危险系数明显低于含梯型的;对于岩石型和煤矿型粉状工业炸药来说,煤矿型的危险系数高于岩石型的,这主要是因为加入了熔点较高和硬度较大的食盐,使得煤矿型的工业炸药在受到外界能量作用时,食盐便成为强烈的摩擦中心并产生加热中心,从而促进爆炸进行。因此,煤矿型的工业炸药危险系数较高。
4 结论
在用BZA-1法对爆炸危险源的危险性进行定量评估时,完全可以用感度参数值q/Ea代替BZA-1评估法数学模型中的物性危险系数α。
作者单位:南京理工大学(南京,210094)
参考文献
1 隋鹏程,陈宝智.安全原理与事故预测.北京:冶金工业出版社,1988
2 朱祖良.关于炸药感度评价的初步探讨.火炸药,1983(5)∶51~54
3 钟一鹏等.国外炸药性能手册.北京:兵器工业出版社,1990
4 吕春绪等.工业炸药.北京:兵器工业出版社,1994
5 吉田忠雄,田村昌三.反应性化学物质与爆炸物品的安全.刘荣海等译.北京:兵器工业出版社,1991