GJB 5891.30 第30部分:氣體比容測(cè)定 壓力傳感器法

GJB 5891.30-2006火工品藥劑試驗(yàn)方法

第30部分:氣體比容測(cè)定  壓力傳感器法

1  范圍

本部分規(guī)定了進(jìn)行火工品藥劑氣體比容試驗(yàn)的儀器、設(shè)備和材料、環(huán)境要求、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)步驟及結(jié)果處理。

本部分適用于在真空中能被引爆(或引燃)的火工品藥劑氣體比容的測(cè)定。

2  原理

將定量被測(cè)藥劑，在真空、定容的氧彈內(nèi)引爆(或引燃)，30min后，將試樣爆炸(或燃燒)產(chǎn)生的氣體輸入真空量氣系統(tǒng)，通過(guò)壓力傳感器，測(cè)定氣體的壓力，再根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式，計(jì)算單位質(zhì)量試樣產(chǎn)生的氣體量，作為試樣的氣體比容。

3  儀器、設(shè)備和材料

試驗(yàn)用儀器、設(shè)備和材料應(yīng)符合以下要求:

a)氣體比容測(cè)試儀:由主機(jī)、計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、真空泵和氧彈組成，其中主機(jī)部分主要由數(shù)字壓力計(jì)、真空表、電壓表、電流表、真空表閥、真空泵閥、電源開(kāi)關(guān)、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)等組成。儀器的參數(shù)應(yīng)符合下列要求:

1)數(shù)字壓力計(jì):測(cè)量范圍為0kPa～250kPa(絕對(duì)壓力)，誤差為0.05%(滿量程)；

2)電源:AC380(1±10%)V，50Hz；

3)功率:0.6kW；

4)試樣點(diǎn)火電壓:DC OV～30V可調(diào)；

5)試樣點(diǎn)火電流:DC 0A～5A可調(diào)；

6)真空泵:極限真空度為6.67×10^-2Pa；

7)氧彈容積為(25mL～350mL)±10mL，用20MPa水壓試驗(yàn)應(yīng)合格。

b）分析天平:最大稱量為200g，分度值為0.0001g。

c）溫度計(jì):測(cè)量范圍為0℃～50℃，分度值為1℃。

d) 環(huán)形鐵架。

e）坩堝:外徑為26mm的不銹鋼坩堝，或壁厚為2mm，容積為5mL～15mL的陶瓷坩堝。

f）電子天平:最大稱量為3100g，分度值為0.01g。

g）鎳鉻電阻合金絲(YB/T 5259)。

h）工業(yè)酒精(GB/T 394.1)。

4  環(huán)境要求

實(shí)驗(yàn)室應(yīng)為隔離的操作間和準(zhǔn)備間，操作間溫度在應(yīng)15℃～25℃，相對(duì)濕度為40%～70%。

5  試驗(yàn)準(zhǔn)備

5.1  氧彈容積標(biāo)定

先將氧彈洗凈、吹于或擦干，將場(chǎng)放入其中，在電子天平上稱量其質(zhì)量，準(zhǔn)確至0.02g。將氧彈放在一塊潔凈的干布上，打開(kāi)針形閥，擰下彈帽，取出彈頭，往彈杯內(nèi)注入蒸餾水，輕輕放入彈頭，并轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，然后，用另一塊干布擦凈彈體外的水，擰上彈帽，緩緩關(guān)閉針形閥，用卷成條狀的濾紙吸盡針形閥內(nèi)的水，再稱量。每次標(biāo)定時(shí)應(yīng)記錄水溫。

按公式(1)計(jì)算氧彈容積:

式中:

V₁——經(jīng)標(biāo)定的氧彈容積的數(shù)值，單位為毫升(mL)；

m₂——氧彈和水的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)；

m1——氧彈的質(zhì)量的數(shù)值，單位為克(g)；

p ——蒸餾水的密度的數(shù)值，單位為克每立方厘米(g/cm3)。

重復(fù)標(biāo)定兩次，結(jié)果平行誤差不大于2.0mL 時(shí)，取其算術(shù)平均值。

5.2  氧彈和量氣系統(tǒng)容積的標(biāo)定

5.2.1  打開(kāi)氣體比容測(cè)試儀量氣系統(tǒng)的所有閥門(mén)。

5.2.2  將氧彈接入量氣系統(tǒng)，并擰開(kāi)針形閥。

5.2.3  依次接通氣體比容測(cè)試儀主機(jī)、計(jì)算機(jī)和打印機(jī)電源開(kāi)關(guān)，預(yù)熱30min。

5.2.4  記錄數(shù)字壓力計(jì)的顯示值，然后，依次關(guān)閉氧彈針形閥和排空閥。

5.2.5  啟動(dòng)真空泵，抽氣至數(shù)字壓力顯示值小于0.15kPa時(shí)，依次關(guān)閉真空表閥和真空泵閥，記錄數(shù)字壓力計(jì)顯示值。

5.2.6  打開(kāi)針形閥，1min 時(shí)記錄變化后的壓力值；將氧彈從量氣系統(tǒng)卸下，打開(kāi)所有的閥。氧彈和量氣系統(tǒng)的容積按公式(2)計(jì)算:

式中:

V₂——氧彈和量氣系統(tǒng)容積的數(shù)值，單位為毫升(mL)；

P₁——5.2.4操作記錄的數(shù)字壓力計(jì)顯示值的數(shù)值，單位為千帕(kPa)；

P₂——V₁容積的氣體進(jìn)入量氣系統(tǒng)前后的壓力差的數(shù)值，單位為千帕(kPa)。

重復(fù)5.2.1～5.2.6的操作五次，結(jié)果平行誤差不大于2.0mL時(shí)，取其算術(shù)平均值，否則重新標(biāo)定。

氧彈容積(V₁)和氧彈與量氣系統(tǒng)容積(V₂)一年標(biāo)定一次。

5.3  試樣準(zhǔn)備

將被測(cè)藥劑約7g，按相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行干燥，達(dá)到技術(shù)要求后，在干燥器中自然冷卻30min，作為試樣，備用。

6  試驗(yàn)步驟

6.1  依次接通氣體比容測(cè)試儀主機(jī)、數(shù)字壓力計(jì)和計(jì)算機(jī)的電源，預(yù)熱0.5h～1.0h。

6.2  用分析天平稱取試樣(起bao藥、擊發(fā)藥約為1g，點(diǎn)火yao、煙火yao約為2g)，準(zhǔn)確至0.0002g。

6.3  將彈頭放入環(huán)形鐵架內(nèi)，然后，將坩堝放入彈頭導(dǎo)電彎桿下端的環(huán)內(nèi)。

6.4  截取長(zhǎng)100mm～120mm的鎳鉻電阻合金絲，將其中部繞成直徑為1mm的螺旋狀，將其兩端分別穿在電極桿上，用卡子固定緊，用鑷子將鎳鉻電阻合金絲調(diào)整到恰當(dāng)?shù)奈恢?，不接觸坩堝。

6.5  緩慢將試樣倒入坩堝內(nèi)，使之與點(diǎn)火絲接觸良好，然后，將彈頭放入彈杯內(nèi)，蓋上彈帽并擰緊。

6.6  將氧彈與量氣系統(tǒng)連接，打開(kāi)針形闊，關(guān)閉排空閥。

6.7  啟動(dòng)真空泵，抽氣至數(shù)字壓力計(jì)顯示值小于0.5kPa 時(shí)，旋緊針形閥，關(guān)閉真空泵，將氧彈從量氣系統(tǒng)卸下。

6.8  根據(jù)試樣性質(zhì)，旋轉(zhuǎn)“電壓”調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)，調(diào)至適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火電壓，然后將氧彈接入點(diǎn)火電路，按下“點(diǎn)火”按鈕，點(diǎn)火。

6.9  將氧彈在空氣(或冷卻水)中靜置30min，冷卻至室溫。

6.10  將氧彈接入量氣系統(tǒng)，按下測(cè)試儀操作面板上的“啟動(dòng)”按鈕，開(kāi)啟真空泵，至數(shù)字壓力計(jì)顯示值小于0.15kPa 時(shí)，依次關(guān)閉真空表閥、真空泵閥，然后，按“停止”按鈕，關(guān)閉真空泵。

6.11  在程序界面相應(yīng)的對(duì)話框中輸入必要參數(shù)。

6.12  單擊計(jì)算機(jī)程序界面的“采集”按鈕，然后，擰開(kāi)氧彈針形閥，使氣體進(jìn)入量氣系統(tǒng)。

6.13  計(jì)算機(jī)程序界面顯示“數(shù)據(jù)采集完畢”后，顯示試驗(yàn)結(jié)果，并自動(dòng)保存；擰開(kāi)真空泵閥，按“啟動(dòng)”按鈕，啟動(dòng)真空泵抽去氧彈內(nèi)的廢氣。

6.14  卸下氧彈，擰開(kāi)真空表閥和排空閥，將“電壓”調(diào)節(jié)旋旋至0V，然后，依次關(guān)閉數(shù)字壓力計(jì)和測(cè)試儀主機(jī)電源開(kāi)關(guān)。

6.15  將彈帽擰下，取出彈頭，清洗各部件，若未洗凈，再用酒精擦洗，然后，晾干備用。

7  結(jié)果處理

同一試樣測(cè)定兩個(gè)結(jié)果，當(dāng)平行結(jié)果誤差不大于6mL/g時(shí)，取其算術(shù)平均值，作為測(cè)試結(jié)果報(bào)出。否則，補(bǔ)測(cè)一個(gè)。若補(bǔ)測(cè)的結(jié)果與前兩個(gè)結(jié)果之一相差不大于 6mL/g 時(shí)，取這兩個(gè)結(jié)果的平均值。若補(bǔ)測(cè)的結(jié)果在前兩個(gè)結(jié)果之間，且都不大于 6mL/g 時(shí)，取三個(gè)結(jié)果的平均值。結(jié)果表示至整數(shù)位。若三個(gè)結(jié)果之差都大于6mL/g，則將三個(gè)結(jié)果全部報(bào)出。