工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定

工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定

国家标准 GB180982000 工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定 Determinationofthetoxicgasesformed bydetonationofindustrialexplosives 2000-05-09发布 2000-07-01实施 国家质量技术木督局发布国家标准
GB18098-2000 言 前 工业炸药爆炸后的有毒气体含量是保障采矿安全作业的重要指标,需要实行严格的试验和检测,本 标准是在w!1977一1990《工业炸药爆炸后有毒气体含量测定法》和MT601995《煤矿许用炸药爆 炸后有毒气体量测定方法和判定规则》的基础上，按GB/T1系列标准的要求制定的 本标准由国防科学技术工业委员会提出 本标准由兵器工业标准化研究所归口 本标准起草单位:国家民用爆破器材质量监督检验中心,全国民用爆破器材产品长沙质量监督检 验站,煤炭工业淮北爆破器材产品质量监督检验中心,国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心, 兵器工业标准化研究所 本标准主要起草人;吴维勤、李建湘、倪欧琪、夏斌、段、杨金侠,郑秀英
国家标准 GB180982000 工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定 Determinationofthetoxicgasesformed bydetonationofindustrialexplosives 范围 本标准规定了工业炸药爆炸后气体试样的制备方法、有毒气体含量测定所用的试剂和材料、仪器和 设备、试验步骤以及试验结果的表述等内容 本标准适用于工业炸药爆炸后有毒气体(一氧化碳和氮氧化物)含量的测定 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文 本标准出版时,所示版本均 为有效 所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性 化学试剂硫酸 GB/T625一1989 化学试剂氢氧化钠 GB/T6291997 化学试剂氨水 GB/T631 1989 化学试剂亚硝酸钠 GB/T633 1994 化学试剂氯化铵 GB/T658 1988 GB/T678一199o化学试剂乙醉(无水乙醉) 1986化学试剂氯化钠 GB/T1266 1996化学试剂磷酸 1282 1993化学试剂酒石酸 1294 化学试剂氢氧化钾 GB/T2306 1997 1986化学试剂30%过氧化氢 GB/T6684 工业电雷管 GB/T8031 1987 GB/T15349一1994化学试剂澳钾盼绿 HG/T3-951976甲基红 HG/T3-1287一198o化学试剂氯化亚铜 方法提要 在一定的条件下,使一定量的炸药在一定容积的爆炸弹筒中爆炸,制得炸药爆炸后的气体试样,分 别测定其中一氧化碳和氮氧化物的含量,再换算成有毒气体的总含量 气体试样的制备 4.1方法一(仲裁法) 4.1.1试剂和材料 国家质量技术监督局2000-05-09批准 2000-07-01实施
GB180982000 a)雷管GB/T8031,8号金属壳瞬发电雷管; b石英砂;二氧化硅含量不低于90%,粒度为0.40mm0.63mm 4.1.2仪器,装置 4.1.2.1仅器 a)动槽水银压力计测量精度为0.04kPa; 温度计.分度值为0.2cn b 天平;感量为0.5只 c d)采样器;采样瓶,球胆等 4.1.2.2制备装置 气体试样制备装置(1)示意图见图1 a爆炸弹筒;外径为600mm,内径为350mm内部深度为550mm的钢制圆筒; b钢炮:外径为240mm,、高为300 的圆柱体,其中心孔直径为45mm,深度为2001 mm mm; c 真空泵; 压力表:测量范围为0MPa~0.1MPa,1.5级 真空表:1.5级 e f)U型水银压差计;分度值为0.133kPa 4.1.3制备步骤 4.1.3.1检查制备装置,爆炸弹筒内壁应洁净,接线柱上应无灰尘和锈垢,各阀门应通畅 4 1.3.2称取110.0g士0.5g原装药卷(直径大于35mm的,应改装成直径为35mm),将雷管插人药 卷中火,插人深度为雷管全长的2/3,然后装人钢炮内孔中 再称取300.0g士0.5g石英砂,自然充填在 药卷周围与上部,雷管脚线分别接在两个接线柱上 4.13.3盖紧爆炸弹筒盖,启动真空泵抽气,至爆炸弹筒内剩余压力不大于4.0kPa时,停止抽气 4.1.3.4起爆炸药,待爆炸弹筒内气体冷却到室温后,读取大气压力、室温和U型水银压差计压差值 大气压力应进行温度和纬度修正 4.1.3.5用采样器采集气体试样 爆炸弹筒1;2一钢炮;3一药卷;4一雷管;5一爆炸弹简盖;6一总阀;7一压力表 8一三通阀;9真空表;10真空泵;l1U型水银压差计;12一采样阀 图1气体试样制备装置(1)示意图
GB180982000 4.2方法二 4.2.1试剂和材料 a)雷管GB/T8031，8号金属壳瞬发电雷管; b石英砂;二氧化硅含量不低于90%,粒度为0.40mm一0.63mm,洗净 c)玻璃筒;用95玻制成与试验用药卷外径相应的平底圆简 4.2.2仪器、装置 4.2.2.1仪器 a动槽水银压力计;测量精度为0.04kPa; b温度计:分度值为0.2C c)天平;感量为0.5g; d采样器;采样瓶、球胆等 4.2.2.2装置 气体试样制备装置(2)示意图见图2. 爆炸弹筒;容积不小于15L的钢制圆筒; a b真空泵 压力表;测量范围为0MPa0.1MPa,1.5级; c d真空表l.5级; e)U型水银压差计:分度值为0.133kPa -爆炸弹筒;2一爆炸弹筒盖;3一引爆栓塞;4一总阀;5一压力表 6一三通阀;7一真空表;8真空泵;9U型水银压差计;10采样阀 图2气体试样制备装置(2)示意图 4.2.3制备步骤 4.2.3.1检查制备装置,爆炸弹筒内壁应洁净,密封垫圈应完好,各阀门应通畅 4.2.3.2称取110.0g士0.5些原装药卷(直径大于35mm的,应改装成直径为35mm),装人相应直径
GB180982000 已知质量的玻璃筒内制得药包,把雷管插人药包中央,插人深度为雷管全长的2/3,再称取一定量的石 英砂(石英砂和玻璃筒的总质量约为110g),覆盖在装药上部,自然堆积,不允许加压 4.2.3.3将药包悬吊在爆炸弹筒内,雷管脚线连在引爆电极上 4.2.3.4盖紧爆炸弹筒盖,启动真空泵抽气,至爆炸弹筒内剩余压力不大于4.0kPa时,停止抽气 4.2.3.5起爆炸药,待爆炸弹筒内气体冷却至室温后,读取大气压力、室温和U型水银压差计压差值 大气压力应进行温度和纬度修正 4.2.3.6用球胆采集供一氧化碳含量测定用的气体试样,采集前,球胆应用气体试样冲洗三次;用采样 瓶采集供氮氧化物含量测定用的气体试样 有毒气体含量的测定 5.1一氧化碳含量的测定 5.1.1化学吸收法(仲裁法 5.1.1.1原理 气体试样中,二氧化碳用氢氧化钾溶液吸收,氧气用焦性没食子酸溶液吸收，一氧化碳用氯化亚铜 氨溶液吸收,测定其前后的体积变化即可计算出一氧化碳的体积分数 5.1.1.2试剂和材料 a饷屑;紫铜屑; 液体石蜡 b e焦性没食子酸; d 甲基橙; e氢氧化钾溶液;用氢氧化钾(GB/T2306)配制成质量分数为25%33%的溶液 D 氯化亚铜氨溶液;称取约250g氯化铵(GB/T658)溶于750ml水中,加人约200g氯化亚铜 HG/T3一1287)充分搅拌后,加人约等于溶液体积1/8的氨水(GB/T631),再加人2g一3g铜屑和一 层厚2em一3cm的液体石蜡; g焦性没食子酸钾溶液;称取约28g焦性没食子酸,溶于50mL热水中,冷却后,加人130mL氢 氧化钾溶液; h硫酸溶液;用硫酸(GB/T625)配制成质量分数为10%的溶液 )甲基橙游液,用甲基配制成质量分数为0.2%的落液， ) )封闭液,用碗酸溶液加氧化纳(GB/T1266)配制成饱和溶液再加几滴甲基橙溶液 5.1.1.3仪器和设备 气体分析仪示意图见图3
GB180982000 1,2,3,4一吸收瓶;5一气体导人管;6一过滤管 -三通阀;8一梳形管;9一双臂量气管;10-水准瓶 图3气体分析仪示意图 5.1.1.4试验步骤 5.1.1.4.1在吸收瓶1中注满氢氧化钾溶液,吸收瓶2中注满焦性没食子酸钾溶液,吸收瓶3中注满 氯化亚铜氨溶液,吸收瓶4中注满硫酸溶液,并在各吸收瓶液面上放人液体石蜡 在水准瓶中注人封闭 液,双臂量气管的水套中注人蒸水 5.1.1.4.2按气体分析仪操作说明,检查测定系统是否漏气 5.1.14.3向双臂量气管中通人I00.0ml士0.lml气体试样 5.1.1.4.4将双臂量气管中的气体试样依次压人吸收瓶1和吸收瓶2中,分别进行反复吸收,直至将 二氧化碳和氧气吸收完全后,再压人吸收瓶3中吸收一氧化碳,压人吸收瓶4中除去氨气,测量吸收后 剩余气体的体积 5.1.1.5试验结果的表述 气体试样中一氧化碳含量按式(1)计算 有-'-,x1m 式中:外 气体试样中一氧化碳的体积分数,% 通过吸收瓶3前的气体体积,mL 通过吸收瓶4后的气体体积,ml; Vg V ' 气体试样的体积,mL 平行测定二次,允许差应不大于0.5%,取算术平均值作为结果,结果精确至0.1% 5.1.2红外线气体分析器法
GB180982000 5.1.2.1原理 根据一氧化碳对一定波长红外光有特征吸收,且一氧化碳含量与能量损失符合比耳定律,用一氧化 碳标准气校正,直接测得结果 5.1.2.2试剂和材料 -氧化碳标准气:标准气中一氧化碳含量应与被测组分中一氧化碳含量接近 5.1.2.3仪器和设备 红外线气体分析器:精度应不低于0.1% 5.1.2.4试验步骤 5.1.2.4.1启动红外线气体分析器,待其稳定后,校正零点,通人一氧化碳标准气校正满度 5.1.2.4.2向红外线气体分析器中通人一定量的气体试样,测出一氧化碳的体积分数 5.1.2.5试验结果的表述 平行测定二次,允许差应不大于0.5%,取算术平均值作为结果,结果精确至0.1% 5.1.3气相色谱法 5.1.3.1原理 不同物质在不同的两相(气、固或液)中具有不同的分配系数,当两相作相对运动时,这些物质在两 相中反复进行多次分配,从而使那些分配系数只有微小差异的组分产生很大的分离效果 5.1.3.2试剂和材料 a固定相:13X分子筛,孔径为0.15mm一0.20mm: b载气;氧气,纯度为99.99%; c -氧化碳标准气:标准气中一氧化碳含量应与被测组分中一氧化碳含量接近 5.1.3.3仪器和设备 a气相色谱仪 色谱柱:内径为3mm,长为2m,装填13X分子筛 b c检测器;热导检测器; d色谱数据处理机:专用微机 5.1.3.4色谱条件 a柱温:50C; 检渊器温度1ooc b e)载气流量;20ml/min一40mL/min. d柱前压:0.1MPa 5.1.3.5试验步骤 5.1.3.5.1按仪器说明书中的步骤开动气相色谱仪,按色谱条件把气相色谱仪调到可用状态,基线稳 定后,设置色谱数据处理机的工作参数 5.1.3.5.2向气相色谱仪中通人一氧化碳标准气三次,求一氧化碳的校正因子(色谱数据处理机自动 计算) 1.3.5.3向气相色谱仪中通人一定量的气体试样,测出一氧化碳的含量及测定误差 5 5.1.3.6试验结果的表述 平行测定三次,允许差应不大于0.5%,取三次平行测定的算术平均值作为结果,结果精确至 0.1% 5.2氮氧化物含量的测定 5.2.1容量分析法(仲裁法 5.2.1.1原理
GB180982000 炸药爆炸气体中所含的氮氧化物主要是一氧化氮和二氧化氮 用过氧化氢将其中的一氧化氮氧化 成二氧化氮,二氧化氮被水吸收形成酸,用标准碱溶液滴定 根据碱溶液消耗量,可计算出产物中氮氧化 物的含量 5.2.1.2试剂和材料 a)无水乙醇;GB/T678 5 十 二炕基苯磺酸钠溶液;十二烧基苯磺酸钠的质量分数为1% c)过氧化氢溶液;质量分数为3%,用30%过氧化氢(GB/T6684)配制 d澳甲酚绿乙醇溶液;用澳甲酚绿(GB/T15349)配制成质量分数为0.1%的澳甲酚绿乙醇溶液; 甲基红乙醇溶液:用甲基红(HG/T395)配制成质量分数为0.2%的甲基红乙醇溶液 e f 氢氧化钠标准溶液;用氢氧化钠(GB/T629)配制成浓度为0.1nmol/1的氢氧化钠标准溶液; g混合指示剂:由溴甲酚绿乙醇溶液和甲基红乙醇溶液按体积比3:1混合 5.2.1.3仪器和设备 采样瓶;1000ml3000ml 5.2.1.4试验步骤 5.2.1.4.1在采样瓶中装人100ml过氧化氢溶液和2ml十二烧基苯碱酸钠溶液,将采样瓶抽真空 至剩余压力不大于4.0kPa时,充以1000ml3000ml气体试样,剧烈摇动10min,静放5min~10 min 5.2.1.4.2将采样瓶中的吸收液转移到500ml锥形瓶中,用水冲洗采样瓶三次,加热煮沸,冷却到室 温,加人23滴混合指示剂用0.1mol/儿氢氧化钠标准溶液滴定至绿色为终点 5.2.1.5试验结果的表述 气体试样中氮氧化物的含量按式(2)计算 22.4XGX ×100 2 9 式中:" 氮氧化物体积分数,%; -氢氧化钠标准溶液的浓度,mol/儿L V -滴定消耗的氢氧化钠标准溶液的体积,mL; v " 标准状况下气体试样的体积,mL 平行测定二次,允许差应不大于0.2%,取算术平均值作为结果,结果精确至0.01% 5.2.2分光光度法 5.2.2.1原理 炸药爆炸时,生成的氮氧化物是一氧化氮和二氧化氮 其中一氧化氮被空气中的氧氧化成二氧化 氮,二氧化氮被氢氧化钠溶液吸收生成硝酸盐和亚硝酸盐,加人显色剂,显现出桃红色,根据显色程度与 二氧化氮含量成正比,采用分光光度法可测得二氧化氮含量 5.2.2.2试剂和材料 a氢氧化钠溶液;用氢氧化钠(GB/T629)配制成浓度为0.1mol/L.的溶液 b吸收液;将氢氧化钠溶液与无水乙醇(GB/T678)按1;2体积比混合配制 e)亚硝酸钠贮备溶液;称取0.1500g士0.0o10g亚硝酸钠(GB/T633),放人容积为1000ml.的 容量瓶中,用蒸僧水稀释至刻度,摇匀,作为溶液A;用移液管吸取100ml溶液A,转人另一容积为 1000mL的容量瓶中,再用蒸水稀释至刻度,摇匀,作为溶液B; d亚硝酸钠标准溶液(1mL该溶液含0.0015mgNaNO.,相当于0.002mgNO.);用移液管吸取 10ml亚硝酸钠贮备溶液(溶液B)转人100m容量瓶中,用吸收液稀释至刻度,摇匀 e显色剂将恭基盐酸二氨基乙烯(化学纯),对氨基苯磺酰胺和酒石酸(GB/T1294)按1:495 的质量比混合,在乳钵中研磨并混合均匀,装人棕色瓶中,置于干燥器内备用
GB180982000 f显色剂溶液;称取约30g显色剂溶于100ml 质量分数为4%的磷酸(GB/T1282)溶液中,用时 现配 5.2.2.3仪器和设备 a分析天平:感量0.1mg b移液管;10ml,25mlL c)刻度吸管;lmL(最小分度值为0.o1mL),5mL(最小分度值为0.05ml),10mL(最小分度值 为0.1mL) d分光光度计; e)采样瓶 5.2.2.4试验步骤 5.2.2.4.1工作曲线的绘制 用刻度吸管分别吸取亚硝酸钠标准溶液0,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,4.0,6.0,7.0mL于比色管 中(其对应的二氧化氮质量为0,0.001,0.002,0.003,0.004,0.005，0.006,0.008,0.010,0.012,0.014 mg),分别加人吸收液至15mL刻度 再用移液管分别吸取5ml 显色剂溶液加人比色管中 然后,将比色管置于25C士1C恒温水浴中 保温约30nmin,使其完全显色 在分光光度计上,用1cm比色皿,以零标准溶液作参比,于波长545nm 处测定每一标准溶液的吸光度 二氧化氮的质量为横坐标,吸光度为纵坐标绘制工作曲线 以 5.2.2.4.2二氧化氮的测定 分别取40ml气体试样,注人装有15ml二氧化氮吸收液的两个真空采样瓶中 将气体试样经 24h氧化和吸收后,用于测定 准确吸取5ml显色剂溶液于采样瓶中,按5.2.2.4.1所述方法以试剂空白溶液作参比测定吸光 度 根据吸光度在工作曲线上查得该试样所对应的二氧化氮的质量,然后换算成二氧化氮体积分数 5.2.2.5试验结果的表述 气体试样中氮氧化物的含量按式(3)计算 “xW, = ×100 式中;" -气体试样中氮氧化物的体积分数,%; -从工作曲线上查得的NO的质量,mg 换算系数,L/g; 6.4×10" V " 标准状况下气体试样的体积IL 平行测定二次,允许差应不大于0.3%,取算术平均值作为结果,结果精确至0.01% 5.3有毒气体总量的计算 5.3.1标准状况下,每千克炸药爆炸后气体的总体积按式(4)计算 x+二P二)X273x1o0o V = O3文半 式中:V 标准状况下,每千克炸药爆炸后产生的气体体积,L/kg" 气体试样制备方法一为减去钢炮所占体积后爆炸弹筒内的实际容积,L;气体试样制备方 V， 法二为爆炸弹简的实际容积,L U型水银压差计的压差值,kPa; P 厂 测定时的大气压力,kPa 抽真空时,弹简内剩余压力,kPa; 温度为时空气饱和水蒸汽压力.kPa p
GB180982000 绝对温度和摄氏温度换算常数; 273 千克和克的换算系数; 1 000 毫米汞柱与千帕斯卡的换算系数0.1333与标准状况大气压力76OmmmHg的乘积 3 101. 测定时的室温,C; 测定用药卷质量,g 5.3.2每千克炸药爆炸后,生成的一氧化碳和氮氧化物的体积分别按式(5).(6)计算 V'=V,×9" 5 V"=V,×" 每千克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积.L/k8 式中: kg; 标准状况下,每千克炸药爆炸后产生的气体体积,L/kg V kg; 气体试样中一氧化碳的体积分数,% 9 V" -每千克炸药爆炸后生成的氮氧化物体积,L/kg; 气体试样中氮氧化物的体积分数,% 5.3.3每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量(按标准状况下折算成一氧化碳计)按式(7)计算 V= (7 十6.5V" 式中:V -每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量,L/kg; V” 每千克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积,L/kg; 6.5 -将氮氧化物折算成一氧化碳时的毒性系数; -每千克炸药爆炸后生成的氨氧化物体积,L/kg 平行测定二次,允许差应不超过10L/kg,取较大值作为最终结果,并修约到个数位