生产经营单位主要负责人及安全管理培训

1、1,企业安全基础管理,主讲：颜昌益 工程师 2014年11月12日,2,第二章烟花爆竹基础知识,本章学习要点 1、掌握烟花爆竹的分类和分级 2、了解爆炸的基础知识 3、了解烟花爆竹的技术要求 4、烟花爆竹产品的分类和分级,3,|第一节 烟花爆竹产品的分类和分级 一、烟花爆竹的定义 烟花爆竹是以烟火药为原料制成的工艺美术品，通过着火源作用燃烧(爆炸)并伴有声、光、色、烟雾等效果的娱乐产品。 二、烟花爆竹的分类 根据产品的结构和燃放后的运动形式将产品分为以下14类 (1)喷花类：燃放时以喷射火苗、火花为主的产品。 (2)旋转类：燃放时主体自身旋转但不升空的产品。,4,(3)升空类：燃放时主体定向升空的产品。 (4)旋转升空类：燃放日寸自身旋转升空的产品。 (5)吐珠类：燃放时从同一筒体内有规律地发射出多颗彩珠、彩花、声响等效果的产品。 (6)线香类：用装饰纸或薄纸筒包裹装烟火药，或在铁丝、竹杆、木杆或纸片上涂敷烟火药形成的产品。 (7)烟雾类：燃放时以产生烟雾效果为主的产品。,5,(8)造型玩具类:产品外壳制成各种形状，燃放时或燃放后能模仿所造形象或动作；或产品外表无造型，但燃放时或燃放后

2、能产生某种形象的产品。 (9)摩擦类:用撞击、摩擦等方式直接引燃引爆主体的产品。 (10)小礼花类：燃放时放置在地面，从主体内发射(单筒内径76mm)并在空中爆发出珠花、声响、笛音或飘浮物等效果的产品。,6,(11)礼花弹类：弹体从专用发射工具(发射筒内,76mm)发射到高空后能爆发出各种光色、花型图案成其他效果的产品。 (12)架子烟花：通过框架固定烟花位置、方向燃放的产品。 (13)爆竹类：单个爆竹产品或多个爆竹组合而成的产品。 (14)组合烟花：由多个单筒组合而成的烟花产品。,7,2、按照产品的药量及所能构成的危险性分为A、B、C、D四级(产品分级与药量见表2一1)。 A级：适应于由专业燃放人员燃放，在特定条件下燃放的产品。 B级：适应于室外大的开放空间燃放的产品，当按照说明燃放时，距离产品及其燃放轨迹25m以上的人或财产不应受到伤害。 c级：适应于室外相对开放的空间燃放的产品，当按照说明燃放时，距离产品及其燃放轨迹5m以上的人或财产不应受到伤害。,8,D级：适应于近距离燃放，当按照说明燃放时，距离产品及其燃放轨迹lm以上的人或财产不应受到伤害。对手手持类产品，手持者不应受到伤害

3、。,9,表21产品分级与药量,10,11,第二节 烟火药爆炸的形式与机理,一、爆炸的形式与机理 固态烟火药由燃烧转为爆炸的机理，一般认为是由于燃烧的气体产物来不及扩散，造成反应区压力不断增大，形成一系列压缩波，压缩波相互叠加就形成了冲击波一所不同的是：第一，这种冲击波不是首先产生在火焰阵面前未反应的炸药中，而是首先产生在末完全反应的气体产物中；第二，这种冲击波不仅对烟火药有绝热压缩作用。而且对火焰阵面前烟火药有再压实的作用，一般分为以下三个阶段：,12,（1）稳定的顺层燃烧。火焰阵面沿一定方向依次一层一层地向前传播，此阶段能量传递的基本途径是热传导。顺层燃烧是个氧化还原反应，其特征是自供氧、自持续，热量是通过热对流、传导、辐射保持着一种相对热平衡。章事故，严格执法，违规必纠，不做妥协和让步，只有这样，才能实现对安全的严格管理与控制。,13,(2)对流燃烧。由于压力增大，已燃烧的气体产物渗透到烟火药剂孔隙内部，并点燃孔隙内部的烟火药。于是，燃烧总面积明显增大，质量燃烧速度比顺层燃烧时大几十倍，燃烧气体发生强制对流。此喇，能量的传递途径是强制对流。,14,(3)爆炸。此阶段能量的传递是冲击

4、波的绝热压缩。这个阶段存在的时间长短与焰火药的物理化学性质、装药结构和实验条件有密切关系。 通常条件下的爆炸，上述三个阶段的转换时间极短，人们几乎无法凭直觉感觉到。,15,凡物质迅速地将其能量借助予气体的膨胀而转为机械功的过程，都称为爆炸。爆炸是大量能量在有限体积和极短时间内迅速释放或急骤转化的现象。从爆炸产生的原因进行归类，常分为以下三种：,16,物理爆炸：即爆炸时物质的形态发生变化，而化学成分没有改变的爆炸。如轮胎、蒸汽锅炉、高压气瓶的爆炸及雷电现象，最常见的如自行车胎的爆炸，气球的爆炸。 化学爆炸：即爆炸时物质的化学成分发生变化，有新的物质生成。如细煤粉、石油液化气等与空气以一定比例混合(达到爆炸极限浓度)引起的爆炸各种炸药的爆炸，烟火药的爆炸等。,17,核爆炸：即由核裂变引起的原子弹爆炸，如铀235或钚239的原子核在中子作用下分裂成为较轻的原子核，放出大量核能的爆炸现象；或由核聚变引起的氢弹的爆炸，如氘、氚、锂的原子核在极高温度条件下结合成为较重的原子核，放出大量核能的爆炸现象。1g铀235全部进行核裂变放出的能量相当于210kg TNT爆炸的能量，1g氚元素全部进行核聚变时

5、放出的能量相当于1410。妇TNT爆炸的能量。核爆炸时，原子核反应区温度可达10K，压力达10Pa以上，其能量以冲击波、光辐射和贯穿辐射等形式表现出来，爆炸威力十分剧烈。,18,爆炸是一种极其迅速的物理或化学的能量释放过程。在该过程中，系统的潜能转变为运动的机械能，然后对外作功。因而爆炸现象表现出两个阶段：在第一阶段中，物质的能量以一定的方式转变为强烈的压缩能；在第二阶段中，压缩能急剧地向外膨胀，在膨胀过程中对外作功，引起被作用介质变形、移动和破坏。因此，爆炸的一个最重要特征是会使周围介质的压力发生急剧的突变(突跃升高)。该突变是爆炸破坏作用的直接因素，爆炸的另一个显著的外部特征是由于介质受振动而发生一定的音响效应。,19,二、爆炸的特征 凡物质迅速产生热量和气体的化学变化，并使气体产物具有高温高压而迅速膨胀的爆炸，叫作化学爆炸。和其他火炸药爆炸一样，烟花爆竹药剂爆炸能迅速地自行传播化学变化，并放出热量和生成气体产物。因此，反应的放热性、过程的高速度和气体产物的形成是化学爆炸必须具备的三要素，也是烟花爆竹药剂的爆炸特征。,20,1、反应的放热性 由于反应过程的放热，不需要外界能源来维持

6、反应的进行。反应也能自行传播。 2过程的高速度 。 碳在氧气中的完全燃烧，可产生8954 kJkg的热量；氢气在氧气中的完全然烧，可产生135 r14kJkg热量。1kg汽油在发动机内燃烧需56min完成；而炸药爆炸反应通常可在10“10一s数量级的时间内完成，如1 kg炸药的爆炸，通常在百分之几万分之几秒内完成。炸药的爆炸要比燃料的燃烧快千百万倍，达到很高的能量密度，产生巨大的功率和强烈的破坏作用。,21,3、气体产物的形成 ： 通常情况下，1 kg炸药可产生7001000 L气体，形成高温高压(数十万个大气压，1大气压=101525 Pa)，对外界进行膨胀做功。、但有些物质，只是反应放热和快速性接近爆炸反应，而无气体生成，所以不具有爆炸性。例如，铝热剂反应温度可达3000以上“但不是炸药。 烟花爆竹药剂的反应产物都有大量气态物生成，。特别是黑火药反应，不仅反应历程比较复杂，受药剂颗粒度、混合均匀度、环境压力、温度、湿度等的影响，生成物也差异较大。,22,炸药在不同条件下，通常能发生热分解、燃烧和爆炸三种化学反应形式。 热分解是炸药在常温条件下不断缓慢进行着的自身分解反应，其反应速度

7、取决于炸药所处的环境温度。温度越高，反应速度越快。如含氯酸铵等由铵盐配制的烟火药热稳定性很差，分解在常温下进行的速度就较快，有些在3060就能产生自燃自爆安定性很差，难于长期存放。,23,燃烧则是一种激烈的化学反应形式。其反应是以燃烧波的形式在炸药中进行的，燃烧波的传播速度即燃烧速度，一般为每秒几毫米至每秒几百米。 爆炸是一种最激烈的化学反应形式，其反应以爆炸波的形式进行。：一般单质炸药的爆速为50008000 ms，含镁粉的硝酸盐烟火药爆速可达1000 ms，氯酸钾术炭混合物的爆速|可述1620 ms，氯酸钾与煤油以90：10配比而成的混合物，爆速可达3000ms。,24,爆炸除了具备爆炸的三个特征外，还要求传播速度是恒定的，因此，一般用来专门定义传播稳定的爆炸过程，：如爆轰波在炸药内部的传播速度。 就炸药而言，爆炸与热分解主要有以下三点不同： （1）热分解是在整个炸药中展开的，没有集中的反应区域；而爆炸是在炸药内局部发生的，并以爆炸波的形式在炸药中传播。,25,（2）热分解在不受外界任何特殊条件作用时，一直在不断地自动进行；而爆炸通常要在外界特殊条件作用下才能发生。 (3)热分解与

8、炸药的环境温度及体系的热散失条件关系很大，化学反应速度常数与温度成指数关系，即随着温度的升高，热分解速度将按指数规律迅速增加；而爆轰波与环境度无关。,26,爆炸与燃烧主要存在以下六个方面的差异： （1）传播速度不同。燃烧的速度为每秒几毫米到每秒几米，最大也只有每秒几百米，大大低于原始炸药中的声速；而爆炸中爆轰波的速度通常是每秒几千米，即一定大 于原始炸药中的声速。,27,（2）传播连续进行机理不同。燃烧时，化学反应区放出的能量是通过热传导、辐射和气体产物的扩散传人下一层炸药，激起未反应的炸药进行化学反应，使燃烧连续进行；而爆炸时，化学反应区放出的能量以压缩波的形式提供给前沿冲击波，维持前沿冲击波的强度，然后借助于前沿冲击波的冲击压缩作用激起下一层炸药进行化学反应，使爆轰连续进行。,28,(3)反应产物压力不同。燃烧产物压力通常很低，对外界显示不出力的作用；而爆炸产物压力可以达到lo-。Pa以上，爆炸向四周传出的是球面冲击波，有强烈的力效应。 (4)反应产物质点运动方向不同。燃烧产物质点运动方向与燃烧传播方向相反；而爆炸产物质点运动方向与爆轰波传播方向相同。,29,(5)密度影响不同。如

9、工业炸药的密度增加，炸药颗粒间的孔隙度减小，燃速将下降；而对于爆轰来说，密度增加，单位体积物质化学反应时放出的能量增加，对下一层炸药的冲压加强，爆轰速度将增加。 (6)外界条件影响不同。燃烧易受外界压力和初温影响，压力影响尤为严重，当压力低时，燃速很慢，反之燃速加快，而外界压力过高时，燃烧变得不稳定，以致转变为爆轰；爆轰则基本不受外界条件影响。,30,(由于外界条件和装药结构的不同，烟花爆竹药剂发生爆炸变化，通常是速燃(爆燃)和爆炸两种形式。特别是速燃，由于猛烈燃烧，导致许多事故受害者体表皮肤大面积烧伤或深度烧伤，使幸存者致畸致残。,31,速燃是以每秒几米的速度进行传播的。传播速度受外界条件影响很大，一般情况下传播速度随外界压力的增高而增加。如果反应过程在不密闭的容器或较空旷的场地内进行，通常不会产生很大的声响，即使有声响也不会太大，不会太脆，光色偏黄。黑火药速燃情况较多。,32,爆炸的速度要比速燃大得多，一般以每秒几百米至数千米来衡量，其特点是响声大、脆，伴以耀眼的白光，氯酸盐、过氯酸盐混合炸药通常情况下发生速燃的少，发生爆炸的多，受害者多是爆炸撕裂伤 在爆炸事故中，这两种现象通常同时存在，因此很难区分。最多见的是由爆燃转爆炸，在瞬间完成其转变过程。,33,烟火药的燃烧与爆炸过程是一种连锁反应。这种固体与固体之间的反应，必须有一定的激发条件，叫作活化。当这些固体物质达到一定的活化程度以后，才能很快地燃烧或爆炸。在固固相反应中，一些固体分子很快与另一些物质的分子发生反应，同时放出大量的热能，这些热能由热传导和热辐射传给邻近的其他分子，并使之发生快速反应，这样连锁反应下去，最后使很多物质在极短时间内反应完毕。,34,烟花爆竹药剂系多元混合炸药，其反应历程相当复杂，但反应的共同特征是放热的、自续的(即所有的活性材料反应后，其过程也必须完成)和自给的(即燃烧爆炸反应不需外界供氧)。 烟花爆竹药剂的燃烧与一般物质的燃烧反应的不同还在于，它主要是固体燃料与固体氧化剂之间的固固相反应。因此，烟火药的许多性能取决于烟火药的配方、混合均匀程度、粒度大小以及氧化剂与还原剂分子之间的接触面。,35,烟花爆竹药剂的爆炸，是通过冲击波的绝热压缩来传递能量，使被冲击压缩的药剂得到激爱而引起

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