黑火藥的性質(zhì)及其事故預(yù)防

黑火藥的性質(zhì)及其事故預(yù)防黑火藥的性質(zhì)及其事故預(yù)防摘要：黑火藥，簡(jiǎn)稱(chēng)黑藥，因?yàn)樗谌紵龝r(shí)會(huì)產(chǎn)生煙，又稱(chēng)有煙藥。現(xiàn)在雖然已經(jīng)被無(wú)煙火藥及三硝基甲苯等炸藥取代，但是現(xiàn)在還有生產(chǎn)以作為煙花、鞭炮、導(dǎo)火索、點(diǎn)火藥、采石、模型火箭、戰(zhàn)爭(zhēng)電影的爆炸特效、發(fā)煙特效以及仿古的前鏜上彈槍支的發(fā)射藥等使用。黑火藥在目前的生產(chǎn)生活中仍然應(yīng)用較為廣泛，由于缺乏對(duì)黑火藥性質(zhì)的認(rèn)識(shí)而造成人員傷亡的事故時(shí)有發(fā)生：2005年，安徽鳳陽(yáng)牛某為牟取暴利，非法制造黑火藥，并在一次火藥意外爆炸中，將愛(ài)妻燒傷致死；2012年6月22日，一輛運(yùn)載黑火藥的貨車(chē)在漢十高速公路棗陽(yáng)服務(wù)區(qū)附近發(fā)生爆炸，車(chē)上2人當(dāng)場(chǎng)死亡，對(duì)向車(chē)道4人受傷……因此，充分研究黑火藥的特性并在此基礎(chǔ)上探索事故預(yù)防措施很有必要。關(guān)鍵詞：黑火藥性質(zhì)事故預(yù)防一、黑火藥的成分及作用黑火藥，簡(jiǎn)稱(chēng)黑藥，因?yàn)樗谌紵龝r(shí)會(huì)產(chǎn)生煙，又稱(chēng)有煙藥。黑火藥是以硝酸鉀為氧化物，木炭為可燃物，硫磺為粘合劑的一種機(jī)械混合物。1.硝酸鉀硝酸鉀在黑火藥中做氧化劑。硝酸鉀含氧豐富，在350℃時(shí)，即可分解而放出氧。分解反應(yīng)如下：硝酸鉀分解放出的氧，可使黑火藥中的可燃物（木炭和硫）燃燒，從而生成氣體，放出熱量。2.木炭木炭在黑火藥中作可燃物。制造黑火藥用的木炭（），含碳量在72～80%之間，一般用柳、楊和白楊等木材燒制而成。碳與氧作用，生成氣體，放出熱量。如：3.硫硫在黑火藥中的作用有三：3.1作粘合劑。硫可將黑火藥中的各成分粘合在一起，使黑火藥具有一定的強(qiáng)度，從而保證黑火藥在運(yùn)輸、使用及保管過(guò)程中不易破碎，使黑火藥在燃燒時(shí)，燃速不至改變。這是硫的主要作用。3.2作可燃物。硫也可與氧作用，生成氣體，放出熱量。反應(yīng)如下：3.3使黑火藥易于點(diǎn)火。因?yàn)榱虻闹瘘c(diǎn)低，而且在硫與硝酸鉀作用時(shí)生成、對(duì)燃燒反應(yīng)具有催化作用。二、黑火藥的性質(zhì)1.物理性1.1外觀(guān)粒狀黑火藥表面光滑，而且微帶金屬光澤。顏色呈蘭黑色或灰黑色，粒狀藥為灰黑色。1.2密度粒狀黑火藥的真密度在1.6～1.93g/cm3之間，密度對(duì)黑火藥的燃燒性質(zhì)、機(jī)械強(qiáng)度和吸濕性都有一定影響，是黑火藥的一個(gè)重要性質(zhì)。質(zhì)量良好的粒狀黑火藥，用手指捻藥粒時(shí)，不僅不會(huì)將手指染黑，而且不碎；倒在白紙上滑下，在紙上不留藥粉；取一小堆藥粒在白紙上點(diǎn)燃，迅速燃盡，不燒著白紙，也不留下明顯殘?jiān)?.安定性2.1化學(xué)安定性黑火藥的化學(xué)安定性很好。硝酸鉀在350℃以上時(shí)才會(huì)分解，碳和硫更安定，因此，在長(zhǎng)期貯存中不會(huì)發(fā)生分解現(xiàn)象。2.2物理安定性黑火藥的物理安定性較差，容易受潮變質(zhì)，這是黑火藥的主要缺點(diǎn)。黑藥的吸濕，主要由成分中的木炭和硝酸鉀引起。木炭的吸濕，是由于表面吸附和毛細(xì)管作用引起的。硝酸鉀一般都混有少量雜質(zhì)，由于雜質(zhì)的吸濕點(diǎn)較低，對(duì)黑火藥的吸濕有一定的影響。黑火藥的吸濕，比單純的木炭或硝酸鉀復(fù)雜。拿粒狀黑火藥來(lái)說(shuō)，藥粒本身也有很多毛細(xì)管，因此，藥粒的密度越大，內(nèi)部空隙就越小，毛細(xì)作用就越弱，吸濕性也就越?。凰幜Ｔ酱?，顆粒表面越光滑，比表面就越小，表面吸附作用就越小。黑火藥規(guī)定含水量為0.7～1.0%，吸濕量超過(guò)2%，點(diǎn)火變得苦難，燃速大大下降，吸濕達(dá)15%，失去燃燒性質(zhì)甚至不能點(diǎn)燃。3.爆炸性3.1感度黑火藥的火焰感度很大，很容易用火焰引燃，鐵與鐵和鐵與石摩擦產(chǎn)生的火星都能引起黑火藥發(fā)火。其五分鐘發(fā)火點(diǎn)為300℃左右。黑火藥的機(jī)械感度也較大，其沖擊感度爆炸百分?jǐn)?shù)為50%，將藥粒鋪在鐵與鐵、鐵與黃銅或黃銅與大理石之間摩擦，都能使其發(fā)火，甚至在兩木面之間摩擦，也能使黑藥發(fā)火而燃燒。3.2燃燒3.2.1火焰力量強(qiáng)：黑火藥燃燒時(shí)，既能生成高溫氣體，又能生成大量的高溫固體，夾雜在火焰中使其點(diǎn)火能力大大加強(qiáng)。這是由于固體的密度比氣體大，所儲(chǔ)存的熱量比氣體大得多，使火焰不僅有足夠的長(zhǎng)度，還有足夠的溫度和作用時(shí)間。黑火藥的燃燒反應(yīng)方程式比較復(fù)雜，以卡斯特提出的方程式為例：由上式算得：比容為0.28kg/m2；爆熱為2780KJ/kg。生成物中，氣體約占57%，固體約占43%。3.2.2傳火和燃燒速度快：黑火藥在一個(gè)大氣壓下點(diǎn)燃后，火焰能在藥粒表面迅速傳播，其傳火速度為1～3m/s。3.3.3密度大的黑火藥，能有規(guī)律地逐層燃燒：黑火藥的密度小時(shí)，燃速大，燃燒無(wú)規(guī)律。密度增大，燃速減慢。當(dāng)密度等于或大于1.8g/cm2時(shí)，燃速幾乎保持不變，約為7～10mm/s，而且這時(shí)即使在較大的壓力下，也能有規(guī)律地逐層燃燒。黑火藥在燃燒時(shí)，外界壓力越大，燃燒速度越快。三、黑火藥事故預(yù)防措施了解和掌握黑火藥成分、性質(zhì)，才能保證生產(chǎn)、裝卸、運(yùn)輸、貯存、使用等環(huán)節(jié)的安全性。生產(chǎn)環(huán)節(jié)：生產(chǎn)企業(yè)和人員必須具備相應(yīng)資質(zhì)和資格，生產(chǎn)過(guò)程嚴(yán)格遵守法律法規(guī)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。裝卸環(huán)節(jié)：裝卸人員必須了解黑火藥特性，了解相關(guān)安全規(guī)定，不準(zhǔn)穿鐵釘、硬底、高跟鞋和易產(chǎn)生靜電的服裝作業(yè)。裝卸作業(yè)應(yīng)在白天進(jìn)行，避免日曬，天氣惡劣時(shí)立即停止作業(yè)。機(jī)動(dòng)車(chē)輛車(chē)輛熄滅平穩(wěn)停靠在倉(cāng)庫(kù)門(mén)前2.5m以外，嚴(yán)禁車(chē)輛在離倉(cāng)庫(kù)門(mén)2.5m以?xún)?nèi)裝卸。裝卸作業(yè)人員一人一次只準(zhǔn)搬運(yùn)一件，作業(yè)時(shí)輕拿輕放。裝卸時(shí)發(fā)現(xiàn)包裝破裂，應(yīng)單獨(dú)放在一邊，以便及時(shí)更換包裝。倉(cāng)庫(kù)內(nèi)堆箱高度不得超過(guò)5箱。運(yùn)輸環(huán)節(jié)：應(yīng)防火、防沖擊或摩擦，車(chē)輛必須與地線(xiàn)接觸良好，以免發(fā)生事故。保存環(huán)節(jié)：應(yīng)放于遠(yuǎn)離火源、陰涼干燥、少氧（隔絕法）的地方。加強(qiáng)平時(shí)檢查，定期進(jìn)行測(cè)溫、化驗(yàn)，并采取相應(yīng)安全措施，防止發(fā)生自燃或爆炸。使用階段：由于黑火藥在常壓下有很快的傳火速度和較大的燃燒速度，因此，如果要用火點(diǎn)燃黑火藥時(shí)，嚴(yán)禁直接點(diǎn)火，尤其在黑火藥數(shù)量較大的情況下更應(yīng)注意，否則極易造成燒傷