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、電源開關(guān)、點(diǎn)火開關(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 打開氣體比容測(cè)試儀量氣系統(tǒng)的所有閥門。
5.2.2 將氧彈接入量氣系統(tǒng),并擰開針形閥。
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。
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