ICS 71.100.30
Y 88
备案号:25448-2009
AQ
中华人民共和国安全生产行业标准
AQ 4105—2008
烟花爆竹烟火药TNT当量测定方法
Fireworks and firecracker— Determination methods of TNT equivalent of pyrotechnics
2008-11T9 发布
2009-01-01 实施
国家安全生产监督管理总局
发布
AQ 4105-2008
目 次
前言........................ π
1范围.................. 1
2规范性引用文件.................. ：ɪ
3测定原理............................................................................................................... I
4仪器设备...............................................................................................................1
5 取样方法...............................................................................................................2
6环境条件...............................................................................................................3
7实验前准备............................................................................................................3
8测定爆炸冲击波超压 ................................................................................................3
9 TNT当量计算方法...................................................................................................4
AQ 4105—2008
-⅝ I
刖 白
本标准为推荐性标准。
本标准由国家安全生产监督管理总局提出。
本标准由全国安全生产标准化技术委员会归口。
本标准主要起草单位:北京理工大学、北京市烟花爆竹质量监督检验站、河北饶阳县东赵市鞭炮厂、 河北中兴礼花厂，
本标准主要起草人:张奇、赵家玉、李增义、赵金忠、许铁川。
本标准首次发布。
Il
AQ 4105—2008
烟花爆竹 烟火药TNT当量测定方法
1范围
本标准规定了烟花爆竹用烟火药TNT当量测定的适用设备、取样方法、环境条件、安全要求、冲击 波超压测定和TNT当量计算方法。
本标准适用于烟花爆竹用烟火药TNT当量的测定。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款,凡是注明日期的引用文件，其随后所有 的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准.然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注明日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 699《优质碳素结构钢》
GB 10632《烟花爆竹抽样检查规则》
3测定原理
用TNT当量来衡量烟火药爆炸能力的计量单位.
测量1 kg（mTNT）TNT在一定条件下爆炸时，不同距离（RTNT）处形成的空气冲击波超压（APtnt）. 从而计算出ApTNT与WlTZT 、Rtnt函数关系。
在相同条件下测量烟火药在爆炸时产生的空气冲击波超压（△%■），从而计算出△Ρ"R与"PYR、 Rpyr函数关系。
根据以上两个函数关系，计算出当APtnt = APpyr = 0. 03 MPa、RTNT = RPYR时，m讣"加PYR的值（即 TNT当量系数f）。
其他类似烟火药TNT当量=/Xm（烟火药质量）。
4仪器设备
4.1 B&W 61012型多通道恒流电压源：
通道数：大于等于4个；
恒流源输出电压」8 V〜30 V!
恒电流：4. 5 mA；
放大倍数：1倍和］0倍；
频率范围（±5%）：O. 1~1OO 000（×l>l0.1~50 000（X10）；
宽频带电噪声：V0. OI（Xl）,0. 5（×10）mVrmsi
频道间互干扰噪声:<50*VrmSl
精度Y 土 1%:
输出信号电压范围：士5 V ；
电源电压一直流电压：9 VX3X3；
交流电压：220 V。
4.2 TDS5054B型数字荧光示波器；
椎宽1 GHz；
最高实时采样速率5 GS/s；
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4个输人通道；
记录长度最高16 MB；
IOO 000 WfmS/s最大波形捕获速率；
1.5%DC垂直增益精度；
具有WindoWS2000操作平台；
显示器大于等于264 mm。
4.3起爆器:
普通8号电雷管起爆器、22（） V交流电源或大于电压6 V的直流电源.
4. 4 Kistler 211MO16O型石英晶体压电式压力传感器：
测量范围为0. 01 MPa〜7MPa,传感器的灵敏度0. 038 mV/MPa。
4-5 8号雷管。
4.6电点火头：
桥丝电阻1. 7。〜2. 3 O,药量9 τng~12 mg。
4.7传感器固定盘：
直径200 mm,厚度10 mm,材质为优质碳素结构钢（GB/T 699）,硬度HB150〜200。
4.8钢套M适于装1L kg烟火药）：
内径100 mm,外径120 mm,长度100 mm,一端开口、另一端封闭，封闭端底厚10 mm,材质为普通 碳素钢。
4.9钢套2（适于装3. 5 kg烟火药）：
内径15（） mm,外径170 mm,长度160 mm,一端开口、另一端封闭，封闭端底厚10 mm,材质为普通 碳素钢。
4.10钢套3（适于装11 kg烟火药）：
内径225 mm,外径240 mm,长度230 mm, 一端开口、另一端封闭，封闭端底厚:15 mm,材质为普通 碳素钢。
4.11纸筒：
将牛皮纸（120 g/m?），利用模具粘成与选用钢套内径相同的的空心圆筒（高度略高于钢套），封闭纸 筒底部，多余重叠部分剪去，形成锯齿形,用胶粘封。
4-12圆纸板：
外径与选用钢套内径相同，厚度为1. 5 mm~2. 0 mm,中心孔径1. i5 mm±0.：L mm。
4.13钢板:
钢板直径:I m,钢板厚度5 mm,材质为优质碳素结构钢（GB/T 699）,硬度HB150〜200。
4.14风速测定仪：
量程 0.4 m/s 〜30. O m∕s,精度士2. 0%。
4.15游标卡尺：
精度 0.02 mm。
4. 16米尺：
精度:I mm,测量范围：0 m~30 τn »
5取样方法
按GB 10632执行。
6环境条件
6. 1 试验场地环境风速应小于1 m/s 。
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6.2试验场地环境温度应在O .C〜30七之间，相对湿度应小于60%。
6.3试验场地地面平整、硬实、土质均匀,爆炸点周围20 m内无障碍遮挡。
6.4爆炸点周围100m内无重要建筑物.无易燃易爆物。
7实验前准备
7.1将4个传感器感应端分别装在传感器固定盘上,将传感器另一端分别插入多通道恒流电压源传感 器安装孔内，将多通道恒流电压源和数字示波器连接好.
7.2接通起爆系统的电源。
7.3启动示波器和多通道恒流电压源*进入测试程序,检查仪器是否正常.
7.4试样加工
7.4. 1 TNT试样加工
称量TNTl OOO g±l g,用油压压力机压制成直径IOO mm,密度1.6 + 0.01 g∕cτn3的药块（压制药 块时压机通过定位控制药块成型密度），压药应在专用操作间内进行，并严格遵守药块压制操作安全 规程。
7.4.2烟火药试样加工
烟火药不进行破碎、筛选处理。
对未知爆炸能力的烟火药测定，第一次应称量1 OOO g±l g烟火药进行测量（选用钢套1装药），如 1 OOO g烟火药只燃烧而不爆炸，应改为3 500 g±3 g药量进行测量（选用钢套2装药）；如3 500 g烟火 药也只燃烧而不爆炸，再改为11 000 g±10 g药量进行测量（选用钢套3装药）。
将纸筒送入钢套中，纸筒底部贴住钢套下端.剪去纸筒多余部分,将规定质量的烟火药缓慢倒人相 应钢套的筒底,轻轻振动使药面平整。
将电点火头的电线穿过圆纸板中心孔和压模中心孔,拉直电线，让电点火头根部顶住圆纸板，然后 一同贴放在药面上,保证电点火头相对垂直插入药物。
8测定爆炸冲击波超压
烟火药剂采用电点火头起爆,TNT采用8号电雷管起爆,TNT药块与电雷管的连接以可靠起爆为 原则,保证雷管聚能部位与药体密接。
8. 1将样品（去掉钢套）垂直悬吊500 mm±5 mm,点火端处于样品下端，将钢板水平放置在样品中心 正下方的地面,保证钢板上平面与地面相平。
8.2将传感器连同传感器固定盘布设在地面上，并保证传感器敏感面与地面相平，传感器中心与样品 圆心水平距离分别是 1 0。0 mm±5 mm、2 000 mm + 5 mm,3 000 mm±5 mm、40 00 mm±5 mm.四个 传感器布在同一半径方向。
8.3起爆器放置在距爆炸点100 m以外，如有防护屏障能保证检验人员的安全，可放置在距爆炸点 25 m以外。
8.4清除距爆炸点15Om内的无关人员，并派专人进行监督警戒。
8.5除接线员外的所有检验人员撤离到起爆器处。
8. 6接线员在确认起爆线另一端短路且与起爆器处于断开状态下,将起爆器锁上.钥匙由接线人员控 制，将电点火头线与电线连接,接线员撤离到起爆器处。
8. 7启动示波器和多通道恒流电压源,进入测试程序，根据经验设置好示波器每个通道的测试参数,按 下前面板的RUN/STOP按钮,启动捕获,进入测试等待状态。
8.8打开起爆器,接通起爆系统的电源进行起爆。
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8. 9每种样品试验3次，3次试验的平均值作为该样品在！ m、2 m、3 m,4 m处的空气冲击波超压。
8. 10测量的烟火药空气冲击波超压最大值应大于等于0.03 MPa,最小值应小于等于0.03 MPa,否则 压力传感器距离应适当调整。
8.11试验测试系统标定：为了保证测试结果的可靠性,每次试验采用等量TNT进行现场标定。
9 TNT当*计算方法
9. 1空气中冲击波超压公式:
式中：
△F..空气冲击波超压,单位MPa；
5、七、生——拟合公式系数:
m..药物质量,单位kg:
R——空气冲击波超压测量点到样品中心的水平距离,单位m。
试验时,在同一距离得到"个超压数据，由下式得到该距离上超压的平均值:
H, = (∑ΔPl∕2)'zz
"是每一个距离上测试得到的超压值的个数。%、做、用由下列方程组求出： 1—+&俺)【憎了一戏] ■ ♦I 霜)+"河+%/-»■ 通—(■ H一小(费)一"[=0
J弋中R为距离，即RI = I nm,Rz = 2 Tlr1,R3 =3 m,R =4 m。AP:是与R相对应的超压平均值。求 解上述方程组，可以得到"1、β"3的值。
9.2计算TNT爆炸在空气传播的拟合公式系数为 "2、/
?TNT = 1 k:g,R分别是1 n1,2 Tln、3 m、4 na时对应的APtmt分别代入公式(1)中，由最小二乘法计算
G1、α2、* 的值。
NT爆炸空气冲击波超压用下列公式表示:
9.3计算烟火药爆炸在空气传播的拟合公式系数生、生、勾
#子相应的烟火药质量现PYR (kg),Rl分别是1 ni、2 ITi、3 :fɪi、4 'π1对应的△p分别代入公式(1)中•由 査5:小二乘法计算4、做、为的值。
呦0火药爆炸在空气冲击波超压公式：
........................(3 )
9.,4计算烟火药TNT当量系数/
*扌 ΔPTNT = 0. 03 2IPa, %nt = 1 kg代人公式(2)中，计算出距离R,令K=RTNT
米F APPYR =O∙ 03 NIPa,R = Rtnt代入公式(3)中，计算出TnPYR
/ =∕PYR /択TNT
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9.5烟火药TNT当量=∕Xτn
式中：
机..烟火药质量,单位kgo
9. 6同时对多个烟火药的TNT当量进行测量时,不需重复对TNT拟合系数。］@、⑥进行测定。
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中华人民共和国安全生产
行业标准
烟花爆竹 烟火药TNT当■测定方法
AQ 4105—2008
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煤炭工业出版社出版
（北京市朝阳区芍药居33号IOoo29）
网址：WWW, uciph, com, Cn
煤炭工业出版社印刷厂印刷 新华书店北京发行所发行
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开本 88OmmXl23Omm 1/16 印张 5/8
字数9千字 印数1 — 1,000
2009年1月第1版 2009年1月第］次印刷
15 5020 • 331
社内编号6055 定价10.00元
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