王建灵，王晓峰，俞统昌，杨小萌

（1. 西安近代化学研究所，陕西 西安，710065 ； 2.西安武警工程大学，陕西 西安，710086）

国外在20世纪50年代就开展了关于燃烧、爆炸危险品的分级研究。联合国编写了“关于危险货物运输的建议书”[1-2]，该建议书包括“规章范本”和“危险货物运输分级程序和分级方法”两个附件，将爆炸品（第1类危险品）分为1.1～1.6共6个危险等级，剔除了太危险和太不敏感的爆炸性物质及爆炸品。美国国防部制定的弹药和爆炸品危险性分级方法（TB700-2[3]）是美国军用火炸药危险性分级的最权威的文件。2007年版将所有危险性物质分为9类，燃烧、爆炸危险性物质分为第1类。在第1类中将危险性级别分为1.1～1.6级，其中1.2级还分为1.2.1、1.2.2和1.2.3共3个不同的等级，它是用来表征预定破片的作用，只用于美国国防部和能源部弹药的贮存。北大西洋公约组织（NA TO）制定了“军用弹药和火炸药分级的确定”标准（STANAG-4123）和“NATO关于军用弹药和爆炸物质危险性分级原理手册”（NATO AASTP-1）。与联合国的规定一样，将军用弹药和爆炸物分为1.1～1.6级，对1.2级还进一步进行了分级（贮存次级体系），规定了要通过慢速烤燃、快速烤燃、子弹撞击和殉爆等4项不敏感弹药试验进行鉴别[4]。

目前，国际上对危险货物运输基本上是遵循联合国建议书的原则，依据具体情况进行补充和修改。在制定燃烧、爆炸危险品分级方法和分级程序时，也应尽量采用这一建议书的主要规定以便和国际接轨，但是必须提出适合我国国情的科学的分级方法和分级程序。联合国建议书分级的对象是运输过程中有可能发生燃烧爆炸危险的货物，除火炸药及弹药外，还包括大量可能具有爆炸危险性的化工原料、工业产品和日用品，考虑到的刺激也主要是运输过程中的机械碰撞事故和火灾事故。本研究的主要任务是根据火炸药在制造、运输、储存和使用全过程中的危险性进行分级，并兼顾其他有爆炸危险的物品，其受到的刺激形式、刺激程度、危险性远比运输过程严重和复杂[5]。

1 燃烧、爆炸危险品分级程序的制定

在制定分级程序时，首先建立了联合国规定分级的23种试验的全部试验装置。补充新建了药柱的撞击感度、摩擦感度、静电感度3项试验装置，通过试验研究制定了合理的试验方法（标准草案），提出了燃烧、爆炸危险品分级试验程序[6]。用这些试验装置进行了大量验证性试验，试验样品包括军用炸药、工业炸药、发射药、推进剂、爆炸性液体混合物等。在此基础上提出了燃烧、爆炸危险品分级方法和分级程序草案，和联合国的分级程序比较，本程序有如下特点：

（1）增加了1.0级《很敏感的有整体爆炸危险的物质》的级别。对于感度高的物质，联合国的办法是排除在第1类物质之外，既认为其不属于可运输的爆炸品，而对于为火炸药生产、运输、储存和使用全过程制定的燃烧、爆炸品的分级，则不能采取这种办法，因为不管感度多大，即使像硝化甘油那样敏感的物质也要生产、使用（制成产品）、运输（厂内运输）和储存（转手库）。对于这类物质的办法是建议增加一个1.0级，将感度特别高的物质归于这一类，在将来制定安全规程时，对这一级的物质专门规定相应的严格的安全措施。如对工房的存药量、生产时使用的工具及设备的材料、接地情况、湿度等做严格的规定，禁止厂外运输和在天气恶劣条件下的内部运输，运输时应有专门通道，规定码放高度、库存药量及安全防火距离等[7]。

（2）对于评定是否为很敏感的燃烧爆炸品的第3组试验（即联合国试验系列3），增加了试验项目并提出选择试验项目的规定。联合国的试验系列3提出了粉末状物质热安定性、撞击感度、摩擦感度、对火烧的反应4类试验项目。本研究又增加了药柱的撞击感度、摩擦感度、静电感度共7类试验，并规定并不是对所有待定级物质都要进行这7类试验，而是可以根据待定级物质的物理特性、使用条件等因素由承担分级试验单位的专家或主管部门进行取舍。如浇铸型热固性炸药和浇铸型复合推进剂在制造前都是单组分的氧化剂、敏化剂、可燃物、粘合剂等，在制造后就成为一个均匀混合的整体，因此这类物质只需进行成型后的药柱试验，而没有必要进行原材料的药粉试验；而某些敏感物质如起爆药，在制造时都是小药量分批制造，使用时也是小药量（数十毫克）压药，根本不允许压制成大药量的药柱，因此不能进行大药量的药柱试验。

（3）对于火药（推进剂和发射药）的分级提出了新的试验方法。按照联合国的规定，对于通过爆燃起作用的物质，先用点火器点火观察是否产生爆炸，如不产生爆炸则用外部火烧试验，根据试验产生的效应，将其分为1.1～1.4级。按照这样的方法，试样大部分都是爆燃而很少发生爆轰的，因此大部分都定为1.2和1.3级，而传统火药的确是只爆燃而不爆轰，用雷管不能引爆，甚至利用大药量炸药的爆轰也不能将其引爆。但是从20世纪后期，国外开始将RDX和HMX等高能炸药加入到火药中以提高火药的能量，其中，高能炸药的比例有的高达60%。含高能炸药的火药在武器型号中的应用极大地提高了武器装备的性能，但同时也引起了人们对其爆轰危险性的关注，人们认为火药只燃烧而不会爆轰的认识已经过时了[8]。事实上，国外对火药的危险性进行分级并不采用联合国的方法，美国长期以来一直使用美国军械实验室的大尺寸隔板试验（NOLLSGT）（国内称为标准隔板试验），以70片厚度为0.254mm（0.01in）的隔板作为区分1.1级推进剂和1.3级推进剂的一项重要试验[9]。美军标TB700-2也曾采用这一方法，但是进一步的研究表明，对于目前发展的大型火箭发动机，有的临界直径已超过了NOLLSGT的试样尺寸，对于这样的推进剂，即使不加隔板也不会爆轰，将NOLLSGT试验作为推进剂分级的唯一根据已不合适。

因此，在TB700-2 2007修订版中做了修改，规定先用具有足够起爆能力的雷管引爆，如不爆则再用点火器点火；同时，还规定了特别适用于固体推进剂火箭发动机的3个备选方案，3个方案之一就是进行输出压力为7GPa的隔板试验，试验样品的直径应不小于临界直径，如爆轰则定为1.1级，如不爆轰则定为1.3级。因此，笔者规定对于火药要进行雷管感度试验和输出压力7GPa的隔板试验，隔板试验为两种，即标准隔板试验（NOLLSGT试验）和大直径（95mm）的EIDS隔板试验。为了确定采用哪一种隔板试验，还要测定试样的临界直径。

2 典型推进剂及炸药的危险性分级试验验证

燃烧、爆炸危险品分级程序图见图1。

图1 燃烧、爆炸危险品分级程序Fig.1 Diagram of hazard classification procedures for combustible explosives and dangerous goods

图1建立的燃烧、爆炸危险品分级程序既囊括了联合国制定的关于危险品货物运输的分级程序，又包含了美国国防部（TB700-2）制定的关于弹药和炸药危险性的分级。为了检验本项目建立的燃烧、爆炸危险品分级程序及相应的分级方法是否合理，能否与国际标准接轨，选取了报道过危险等级的推进剂和炸药，用图1分级程序及相应试验方法进行分级。根据图1分级程序对3种样品做试验，试验项目及分级见表1。

表1 3种典型火炸药试样试验项目及分级Tab.1 Test formula and classification results for three typical explosives

3 结论

（1）制定了科学的、系统的、适合我国国情的燃烧、爆炸危险品分级程序和分级方法，扩展了试样适用范围，全面系统地对3种典型火炸药进行危险性分级，3种试样危险级别与文献报道的级别一致，验证了本文制定的分级程序和分级方法能与国际接轨。

（2）本文制定的“燃烧、爆炸危险品分级程序及分级方法”与联合国相比，燃烧、爆炸物质增加了1.0级和1.6级，这对将来敏感性物质和极不敏感性物质在生产、运输和贮存过程中制定安全规程、安全措施、工房安全等级、存药量及安全距离奠定了基础。

[1]关于危险货物运输的建议书 规章范本[S].纽约和日内瓦:联合国,2007.

[2]关于危险货物运输的建议书 试验和标准手册[S].纽约和日内瓦:联合国,2003.

[3]美国国防部弹药和爆炸品危险性分级程序 2007修订版[S].二〇 四所,译.西安:中 国兵器工业第二〇 四研究所,2009.

[4]国外不敏感弹药危险性评估试验标准[S].二〇 四所,译.西安:中国兵器工业第二〇 四研究所, 2008.

[5]俞统昌,王晓峰,王建灵.火炸药危险等级分级程序分析[J].火炸药学报, 2006,29(2):10-16.

[6]俞统昌，王晓峰，王建灵.燃烧爆炸危险品分级方法和分级程序的研究[C]//扬帆新征途 谱写新篇章—中国兵器工业第二〇 四研究所建所六十周年论文集.西安:中国兵器工业第二〇 四研究所,2008.

[7]肖月华.爆炸品运输实例[J]. 爆破器材,2001,30(6):34-37.

[8]李上文,赵凤起,陈沛,等. 固体推进剂危险性和钝感推进剂研究方法[C]//2002年全国火炸药及钝感弹药学术研讨会论文集. 绵阳:中国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]钝感推进剂及其研究方法[M]. 李上文,编译.西安:火炸药燃烧国防科技重点实验室, 2006.