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安全氣囊氣體發生劑燃速測試方法研究

文檔作者：陳樊張寧劉偉屈純文檔來源：湖北航天化學技術研究所工程中心		點擊數：	更新時間： 2021年07月12日
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安全氣囊氣體發生劑燃速測試方法研究
陳樊張寧劉偉屈純(湖北航天化學技術研究所工程中心，湖北襄樊441000)
摘要：由于安全氣囊氣體發生劑多為圓片、帶孔小圓柱或
其它異形藥片，一般固體推進劑藥柱或藥條的燃速測試方法如
靶線法和水下聲發射法在此并不適用，本文研究了專門針對安
全氣囊氣體發生劑的燃速測試方法．通過密閉爆發器試驗進行
測試以及數據處理，可以計算出藥劑在不同壓強下的燃速、藥劑
的燃速壓強指數和一定初溫下的燃速系數。
關鍵詞：安全氣囊；氣體發生劑：密閉爆發器：燃速
引言
在經濟全球化的今天，安全氣囊氣體發生劑可以在世界各
地進行生產制造。出于各種不同的目的，例如，降低將氣體發
生劑運往各地氣體發生器制造商的運輸成本，從成本較低的供
應地購買原材料，以及考慮到在危險化學品運輸方面的限制等
等，往往會選擇一個合適的地點專門生產氣體發生劑，所以有
時在氣體發生劑的產地可能并沒有氣體發生器的生產。當氣
體發生劑和氣體發生器在同一地點進行生產時，通常是將氣體
發生劑裝入標準氣體發生器進行性能測試。當兩者不在同一
地點進行生產時，采用標準氣體發生器對氣體發生劑進行性能
測試并不方便，因此，需要尋找一種不依賴氣體發生器的藥劑
性能測試方法，從而能夠在各個不同的地方應用。但是，由于安
全氣囊氣體發生劑多為圓片、帶孔小圓柱或其它異形藥片，一
般固體推進劑藥柱或藥條的燃速測試方法在此并不適用。受
槍支彈藥性能測試方法的啟發，采用密閉爆發器試驗來測試安
全氣囊氣體發生劑的燃速性能應該是一種可行的辦法。這種
測試不依賴于氣體發生器，從而使得實驗結果不會受到氣體發
生器結構參數的影響。
1實驗內容
1．1實驗中的各項參數
實驗采用的密閉爆發器是由上端蓋、墊環、燃燒室殼體和
下端蓋幾部分組成。密閉爆發器容積為9．9cm3，內表面積為
27cm2；氣體發生劑裝藥量為O．6lg和1．249I藥片規格為中3×
1．5mm；壓力傳感器最大量程為60MPa；點火器型號為FGIl80；
保溫溫度為23℃，保溫時間為4h。
1．2實驗操作過程
旋緊密閉爆發器的下端蓋，裝入稱量好的氣體發生劑，然
后放入上端的墊環，將電爆管頭部放在墊環孔處，旋入上端蓋，
壓緊電爆管，連接上壓力傳感器后，輕輕晃動爆發器數次，使試
樣在燃燒室底部均勻分布，將密閉爆發器豎直放置，電爆管一
端在上，然后用臺鉗固定住，插上點火電線，確定所有人員離場
后點火，采集數據。數據采集完畢后，拔掉點火電線，待密閉爆
發器殼體冷卻后，緩慢旋開下端蓋，將燃燒室腔及傳感器接頭
清理干凈。需要注意的是，每批試驗的首發試驗為預熱試驗。
2實驗結果及分析
2．1裝藥量為0．61 g時的壓力一時間曲線
在氣體發生劑裝藥量為0．6l g的試驗條件下進行三次重
復試驗，點火后采集的壓力一時間數據曲線如圖2一l所示。
從而可以得到三次試驗的裝填密度(△．)、最大壓強(PⅢ-)、
達到最大壓強時間(T。。)、點火峰壓強(P訓)、達到點火峰壓強時
間(T講)數值。
將三次試驗最大壓強取平均值：
P．．=(17．646+16．50l+16．970)／3=17．039(MPa)
藥劑燃燒時間為點火峰后的最低壓強與最大壓強之間的
時間，三次試驗藥劑燃燒的平均時間為：
i=【(o．0543一o．0048)+(o．0545一o．0035)+(0．0562一o．0042)】／3=o．0508(s)
三次試驗所測點火峰壓強的平均值：
：乒：=(6．258+5．28l+4．821)／3=5．453(MPal
圖2—1裝藥量為0．61 g時的壓力一時間曲線
2．2裝藥量為1124 g時的壓力一時間曲線
在氣體發生劑裝藥量為1．24 g的試驗條件下進行三次重復
試驗，點火后采集的壓力一時間數據曲線如圖2—2所示。從而可
以得到三次試驗的裝填密度(△：)、最大壓強(P。：)、達到最大壓
強時間(7k)、點火峰壓強(P。商)、達到點火峰壓強時間(T啦)
數值。
三次試驗所測最大壓強的平均值：
P。：=(35．667+37．200+36．942)／3=36．603(MPa)
藥劑燃燒時間為點火峰壓強與最大壓強之間的時間，三次
試驗藥劑燃燒的平均時間為：
忑=[(0．0416一o．00l9)+(o．0442一o．0020)+(0．0415一o．00l叫／3=o．0406(s)
三次試驗所測點火峰壓強的平均值：
P∞=(4．252+3．918+3．080)／3=3．750(MPa)
圖2—2裝藥量為1．24 g時的壓力一時間曲線
2．3氣體發生劑的燃速
2．3．1燃速方程
安全氣囊氣體發生劑也屬于推進劑的一種，它的燃燒依然
服從一般推進劑的燃燒規律，即燃速與發生劑的初溫以及燃燒
室壓強有關。由于安全氣囊氣體發生劑一般在數十兆帕以下
的壓強環境下燃燒，其燃速滿足如下經驗方程。1。
r=印“
(下轉第278頁)
276 萬l托方工數據蠆醒2016年6月
制責任人員，實行定崗定責模式降低原材料風險。(2)加強崗位
檢查。對于定責崗位，管理者需要加強原材料定期與不定期的
質量檢查工作。對于檢查發現的質量問題及時處理，并告知責
任管理者。(3)責任倒查制度的落實。在責任制基礎上，管理者
對于發現的質量風險問題應落實責任倒查制度。確定責任人
員進行處理，確實落實原材料風險控制責任制度。
2．4利用監控網格模式，實現整體質量監控
長輸管道施工具有施工路徑與周期長的特點，依靠單一的
管理部門難以對工程風險進行有效監控。為此風險管理部門
應利用網格監控模式，對施工全程進行有效監控。這種模式的
主要方式就是將工程整體，按照實際因素(如地質情況、施工復
雜程度、施工土方量等)劃分網格，有專職的風險監控人員進行
監控。網格監控模式需要注意以下兩方面問題：一方面合理設
置網格，確保監控人員可以對網格進行全面的監控工作。同時
網格間工作總量應基本相等，避免出現工作量過于懸殊造成的
管理問題。另一方面監控人員應選擇有實際工作經驗與技術
水平的技術人員擔任，保證監控工作確實有效。在網格監控完
成后，監控技術人員需要將監控數據進行匯總，匯報到監控管
理者手中形成整體監控數據，實現整體風險控制體系。
2．5設置合理的應急預案，作用突發風險應對處理
風險應急預案的設置尤其是對于突發性風險可以發揮指
導與管理作用。(1)突發性風險危害最大化預測。對于風險應
急管理而言，風險的最大化預測可以使應急管理在預測整體范
圍內，避免出現預案外風險。危害預測最大化后，其應對過程
才能游刃有余，切實有效。(2)反應簡潔原則。風險應對預案應
采用反應簡潔原則，及處理反應過程簡潔有效，避免因步驟過
多或操作復雜，降低反應處理效率。(3)風險管理責任制度。風
險應急處理應由專人崗位負責，并通過預案制度方式確定。(4)
方案的可行性原則。應急處理方案應根據勘測、質量控制等實
際工作內容制定，保證方案措施確實可行，不能因理論化過重
影響方案執行過程。
3結語
長輸氣管道是當前天然氣運輸的主要方式，長輸氣管道建
設是天然氣能源應用的基礎。但是工程施工風險的出現，嚴重
的影響了管道施工質量與效率。在未來天然氣運輸研究中，長
輸氣管道風險應對研究依然會是技術研究的重點內容，其研究
結果會為我國天然氣能源運輸的開展提供良好的技術支持。
參考文獻：
[1】鄭瑋；李萌．探析天然氣長輸管道施工存在的風險及對策
【J】．商．2013(05)．
【2]楊璐．天然氣長輸管道線路設計風險評價方法研究【D]．西
南石油大學．2014．
[2]王宏飛，胡寧，趙項羚子．天然氣長輸管道施工的安全風險
分析和對策[J]．石化技術．2015(09)．
作者簡介：劉國柱(1980年一)，男，重慶人，中海石油管道輸氣有
限公司，工程師，大學本科學歷，研究方向：管道施工及運營管理。
(上接第276頁)
式中，r為氣體發生劑的燃燒速度，單位為毫米每秒(m耐
s)．b為氣體發生劑的燃速系數；n為燃速壓強指數；p為燃燒室
壓強，單位為兆帕(MPa)。
而燃速是燃燒層厚度的變化速率，即
r=考=塞‘皋’魯
式中，e為已燃厚度，單位為毫米(mm)；z為已燃氣體發生
劑占初始氣體發生劑的質量百分數或體積百分數；p為燃燒室
壓強，單位為兆帕(MPa)；t為時間，單位為秒(s)。
其中，已燃厚度(e)隨已燃百分數(z)的變化速率為：
de一‰一1．‰
出S， 咖(布S加
式中，V郵氣體發生劑的初始體積，單位為立方毫米(mm3)；
S，氣體發生劑的燃燒面積，單位為平方毫米(mm2)；‘P(z)氣體發
生劑的形狀函數；sp0氣體發生劑的初始表面積，單位為平方毫
米(mm2)；m，燃燒過程中氣體發生劑的質量，單位為克(g)；m印
氣體發生劑的初始質量，單位為克(g)；V，燃燒過程中氣體發生
劑的體積，單位為立方毫米(mm3)。
不同形狀的藥片，其形狀函數‘P(z)也不一樣。本文試驗中
采用安全氣囊氣體發生劑為圓形藥片，規格為直徑3 mm、厚度
1．5 mm，其形狀函數通過0rigin軟件進行擬合，擬合后的方程如
下所示，相關系數大于0．9999。
西f三1=1．57018一O．57268×eHl 2¨"’一2．96371×10—6×e“”0928砩
根據Nobel—Abel方程可得
如一(去一冊
卻¨一堋
式中，p燃燒室壓強，單位為兆帕(MPa)；△裝填密度，單位
為克每立方厘米(g／cm3)；p氣體發生劑的密度，單位為克每立方
厘米(g／cm3)；d氣體發生劑的余容，單位為立方厘米每克(cm3／
g)；f氣體發生劑的火藥力，單位為焦每克(J／g)。綜上所述，氣
體發生劑藥片燃速方程為： ，毒堅．盟．聿咖忙)5砷r 廠1、D]2 df
l+I”封刊
其中，計算區間為P—t曲線最大壓強的30％～70％區間。
3結語
本文通過密閉爆發器實驗研究了安全氣囊氣體發生劑的
燃燒規律。首先根據氣體發生劑的藥形擬合出它的形狀函數，
然后通過測試兩種不同裝填密度下的最大壓強計算出氣體發
生劑的余容和火藥力，從而確定了該型藥劑具體的燃速方程。
根據實驗數據可以計算出氣體發生劑在不同壓強下的燃速、一
定初溫下的燃速系數以及在一定壓強范圍內的燃速壓強指
數。這種燃速測試方法對安全氣囊氣體發生劑的燃速性能評
估有較強的指導意義，并能為安全氣囊氣體發生劑的研制設計
提供一定的參考依據。
參考文獻：
【1]陳翡運，趙宏立，王剛，密閉爆發器測試精度影響因素初
探[J]，火炸藥學報，1999，(3)：5卜52．
[2]畢文輝，劉爽，嚴楠，密閉爆發器在做功火工品輸出性能
測試中的應用【J1，計量與測試技術，2008，35(7)：l一3．
[3]金志明，袁亞雄，宋明，現代內彈道學[M]，北京理工大學
出版社，1992．
[4]應三九，肖正剛，徐復銘，密閉爆發器試驗中發射藥燃燒
全過程壓力曲線的修正方法[J]，火炸藥學報，2007，30(4)：62—69．
278萬l方化數工據彳理2016年6月

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