1、GB 18098-2000 前吉工业炸药爆炸后的有毒气体含量是保障采矿安全作业的重要指标，需要实行严格的试验和检测。本标准是在W1977一1990(工业炸药爆炸后有毒气体含量测定法和MT60-1995 (煤矿许用炸药爆炸后有毒气体量测定方法和判定规则的基础上，按Gl:/T1系列标准的要求制定的。本标准由国防科学技术工业委员会提出。本标准由中国兵器工业标准化研究所归口。本标准起草单位国家民用爆破器材质量监督检验中心、全国民用爆破器材产品长沙质量监督检验站、煤炭工业淮北爆破器材产品质量监督检验中心、国家煤矿防爆安全产品质量监督检验中心、中国兵器工业标准化研究所。本标准主要起草人:吴维勤、李建湘、倪
2、欧琪、夏斌、段镜、杨金侠、郑秀英。820 1 范回中华人民共和国国家标准工业炸药爆炸后有毒气体含量的测定Determination of the toxic gases formed by detonation of industrial explosives GB 18098-2000 本标准规定了工业炸药爆炸后气体试样的制备方法、有毒气体含量测定所用的试剂和材料、仪器和设备、试验步骤以及试验结果的表述等内容。本标准适用于工业炸药爆炸后有毒气体(一氧化碳和氮氧化物)含量的测定。2 引用标准下列标准所包含的条文.通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都
3、会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 625-1989 化学试剂硫酸GB/T 629-1997 化学试剂氢氧化纳GB/T 631-1989 化学试剂氨水GB/T 633-1994 化学试剂亚硝酸销GB/T 658-1988 化学试剂氯化镀GB/T 678-1990 化学试剂乙醇(元水乙醇)GB/T 1266-1986 化学试剂氯化纳GB/T 1282-1996 化学试剂磷酸GB/T 1294-1993 化学试剂酒石酸GB/T 2306-1997 化学试剂氢氧化饵GB/T 6684-1986 化学试剂30%过氧化氢GB/T 8031-1987 工业电雷管GB/T
4、 15349-1994 化学试剂澳御盼绿HG/T 3-95-1976 甲基红HG/T 3-1287-1980化学试剂氯化亚铜3 方法提要在定的条件下，使一定量的炸药在一定容积的爆炸弹筒中爆炸，制得炸药爆炸后的气体试样，分别测定其中一氧化碳和氮氧化物的含量，再换算成有毒气体的总含量。4 气体试样的制备4. 1 方法斗仲裁法)4. 1. 1 试剂和材料国家质量技术监督局2000-05-09批准2000- 07 -01实施H21 GB 18098 -2000 a)雷管，G/T8031，8号金属壳瞬发电雷管;b)岳英砂二氧化硅含量不低于90%，粒度为O.40 mmO. 63 mmo 4.1.2 仪器、
5、装置4. 1.2. 1 仪器时动槽水银压力计2测量精度为O.04 kPa , b)温度计:分度值为O.2C ; c)天平感量为O.5日，d)采样器.采样瓶、球胆等。4.1.2.2 制备装置气体试样制备装置()示意图见图，a)爆炸弹筒外径为600mm、内径为350mm、内部深度为550mm的钢制圆筒;b)钢炮2外径为240mm、高为300mm的圆柱体，其中心孔直径为45mm、深度为200mm; c)真空泵;d)压力表:测量范围为oMPaO. 1 MPa ,. 5级pu真空表，. 5级;ou型水银压差计:分度值为0.133kPao 4. 1. 3 制备步骤4.1. 3. 1 检查制备装置，爆炸弹筒
6、内壁应洁净，接线柱上应无灰尘和锈垢.各阀门应通畅。4.1. 3. 2 称取11O. 0 g土0.5g原装药卷(直径大于35mm的，应改装成直径为35mm)，将雷管插入药卷中央，插入深度为雷管全长的2/3，然后装入钢炮内孔中。再称取300.0 g士0.5g石英砂，自然充填在药卷周围与上部，雷管脚线分别接在两个接线柱上4.1.3.3 盖紧爆炸弹筒盖，启动真空泵抽气，至爆炸弹筒内剩余压力不大于4.0kPa时，停止抽气。4.1. 3. 4 起爆炸药，待爆炸弹筒内气体冷却到室温后，读取大气压力、室温和U型水银压差计压差值。大气压力应进行温度和纬度修正。4. 1. 3. 5 用采样器采集气体试样。K 1
7、-爆炸弹筒;2 钢炮，3药卷;4雷管;5爆炸弹筒盖;6 总阀;7 压力表;8 三通阀;9 真空表;10 真空军;ll-U型水银压差计;12果样阀图气体试样制备装置()示意图GB 18098 -2000 4.2 方法二4.2.1 试剂和材料a)雷管，GB!T8031 , 8号金属壳瞬发电雷管;b)石英砂:二氧化硅含量不低于90%，粒度为o.40 mmO. 63 mm，洗净3c)玻璃筒:用95玻璃制成与试验用药卷外径相应的平底圆筒。4.2.2 仪器、装置4.2.2.1 仪器a)动槽水银压力计:测量精度为O.04 kPa; b)温度计分度值为O.2 cc ; c)天平:感量为O.5 g; d)采样器
8、.采样瓶、球胆等。4.2.2.2 装置气体试样制备装置(2)示意图见图20a)爆炸弹筒z容积不小于15L的钢制圆筒;b)真空泵;c)压力表:测量范围为oMPaO. 1 MPa ,. 5级gd)真空表，.5级;e) U型水银压差计:分度值为0.133kPao 4. 2. 3 制备步骤1 爆炸弹筒，2一爆炸弹筒盖;3 引爆栓塞，4总阀，5压力表，6 三通阀;7 真空袭，8真空军占U型在银压差Jt;10果样阀图2气体试样制备装置(2)示意图4. 2. 3. 1 检查制备装置.爆炸弹筒内璧应洁净，密封垫圈应完好，各阅门应通畅。4.2.3.2 称取11o. 0 g士。.5g原装药卷(直径大于35mm的，
9、应改装成直径为35mm)，装人相应直径823 GB 18098 -2000 已知质量的玻璃筒内制得药包，把雷管插入药包中央，插入深度为雷管全长的2/3.再称取定量的石英砂(石英砂和玻璃筒的总质量约为1l0g).覆盖在装药上部，自然堆积，不允许加压。4. 2.3.3 将药包悬吊在爆炸弹筒内，雷管脚线连在引爆电极上。4.2.3.4 盖紧爆炸弹筒盖，启动真空泵抽气，至爆炸弹筒内剩余压力不大于okPa时，停止抽气。4. 2. 3. 5 起爆炸药，待爆炸弹筒内气体冷却至室温后，读取大气压力、室温和U型水银压差计压差值。大气压力应进行温度和纬度修正。4. 2.3.6 用球胆采集供一氧化碳含量测定用的气体试
10、样。采集前，球胆应用气体试样冲洗兰次，用采样瓶采集供氮氧化物含量测定用的气体试样。5 有毒气体含量的测定5. 1 一氧化碳含量的测定5. 1. 1 化学吸收法(仲裁法)5.1.1.1 原理气体试样中，二氧化碳用氮氧化御溶液吸收，氧气用焦性没食子酸溶液吸收，一氧化碳用氯化亚铜氨溶液吸收，测定其前后的体积变化即可计算出一氧化碳的体积分数。5.1.1.2 试剂和材料a)铜屑z紫铜屑;b)液体石蜡;c)焦性没食子酸，d)甲基橙ge)氢氧化梆溶液t用氢氧化仰CGB/T2306)配制成质量分数为25%33%的溶液;f)氯化亚铜氨溶液g称取约250g氯化镀(GB/T658)溶于750mL水中，加入约200g
11、氯化亚铜CHG/T 3一1287)充分搅拌后，加入约等于溶液体积1/8的氨水CGB/T631).再加人2g3 g铜屑和一层厚2cm ,._ 3 cm的液体石蜡;g)焦性没食于酸饵溶液:称取约28g焦性没食子酸，溶于50mL热水中，冷却后，加入130mL氢氧化御溶液，h)硫酸溶液:用硫酸CGB/T625)配制成质量分数为10%的溶液$0甲基橙溶液2用甲基橙配制成质量分数为0.2%的溶液;j)封闭液用硫酸榕液加氯化纳CGB/T1266)配制成饱和溶液，再加几滴甲基橙溶液。5.1.1.3 仪器和设备气体分析仪示意图见图3。H24 5.4 试验步骤GB 18098 -2000 1、2、3、4一吸收瓶，
12、5气体导人管，6过熄管;7 三通阀，8梳形管;9 双臂量气管;10水准瓶图3气体分析仪示意图5. ,. 1.4. , 在吸收瓶1中注满氢氧化饵溶液，吸收瓶2中注满焦性没食子酸何溶液，吸收瓶3中注满氯化亚铜氨溶液，吸收瓶4中注满硫酸溶液，并在各吸收瓶液面上放入液体石蜡。在水准瓶中注入封闭液，双臂量气管的水套中注人蒸饱水。5.4.2 按气体分析仪操作说明，检查测定系统是否漏气。5. ,. 1.4. 3 向双臂量气管中通人100.0mL:tO. 1 mL气体试样。5.4.4 将双臂量气管中的气体试样依次压人吸收瓶l和吸收瓶2中，分别进行反复吸收，直至将二氧化碳和氧气吸收完全后，再压人吸收瓶3中吸收一
13、氧化碳，压人吸收瓶4中除去氨气，测量吸收后剩余气体的体积。5. ,. 1.5 试验结果的表述气体试样中一氧化碳含量按式(1)计算。V. - V. 引=_ .有-X 100 . . . . . . . . . . .( 1 ) 式中2队一一气体试样中一氧化碳的体积分数，%eV，一一通过吸收瓶3前的气体体积，mL;V, 通过吸收瓶4后的气体体积，mLVo 气体试样的体积，mLo平行测定二次.允许差应不大于0.5%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。5. ,. 2 红外线气体分析器法S2) GB 8098 2000 5.2. 原理根据氧化碳对定波长红外光有特征吸收，且一氧化碳含量与能量损失符
14、合比耳定律，用一氧化碳标准气校正，直接测得结果。5. 1.2.2 试剂和材料一氧化碳标准气:标准气中一氧化碳含量应与被测组分中一氧化碳含量接近。5. 1. 2. 3 仪器和设备红外线气体分析器:精度应不低于0.1%。5.2.4 试验步骤5. 1.2.4. , 启动红外线气体分析器，待其稳定后，校E零点，通人一氧化碳标准气校正满度。5.2.4.2 向红外线气体分析器中通人一定量的气体试样，测出一氧化碳的体积分数。5. 1.2. 5 试验结果的表述平行测定二次，允许差应不大于0.5%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。5. .3 气相色谱法5. 1. 3. , 原理不同物质在不同的两相(气
15、、固或液)中具有不同的分配系数，当两相作相对运动时，这些物质在两相中反复进行多次分配，从而使那些分配系数只有微小差异的组分产生很大的分离效果。5.3.2 试剂和材料a)固定相d3X分子筛，孔径为O.15 mmO. 20 mm; b)载气氧气，纯度为99.99%; c)一氧化碳标准气:标准气中一氧化碳含量应与被测组分中一氧化碳含量接近。5.3.3 仪器和设备a)气相色谱仪gb)色谱柱:内径为3mm，长为2m，装填13X分子筛gc)检测器:热导检测器:d)色谱数据处理机专用微机。5. 3. 4 色谱条件a)柱温:50 C ; b)检测器温度:100.C;c)载气流量:20mL/min40 mL/m
16、in; d)柱前压:0.1MPa , 5. 3. 5 试验步骤5. 1. 3. 5. , 按仪器说明书中的步骤开动气相色谱仪，按色谱条件把气相色谱仪调到可用状态，基线稳定后，设置色谱数据处理机的工作参数。5. ,. 3. 5. 2 向气相色谱仪中通人一氧化碳标准气三次，求一氧化碳的校正因子(色谱数据处理机自动计算人5. 1. 3. 5. 3 向气相色谱仪中通人一定量的气体试样，测出一氧化碳的含量及测定误差。5. ,. 3.6 试验结果的表述平行测定三次.允许差应不大于O.5 % .取三次平行测定的算术平均值作为结果，结果精确至0.1%。5. 2 氮氧化物含量的测定5. 2. , 容量分析法(仲
17、裁法)5. 2. 1. , 原理日11，GB 180982000 炸药爆炸气体中所含的氮氧化物主要是一氧化氮和工氧化氮。用过氧化氢将其中的氧化氮氧化成二氧化氮.二氧化氮被水吸收形成酸，用标准碱溶液滴定。根据碱溶液消耗量，可计算出产物中氮氧化物的含量。5.2. 1.2 试剂和材料a)无水乙醇，GB/T678 , b)十二炕基苯磺酸锅溶液.十二烧基苯磺酸销的质量分数为1%，c)过氧化氢洛液z质量分数为3%，用30%过氧化氢(GB/T6684)配制;d)澳甲盼绿乙醇溶液.用澳甲酣绿(GB/T15349)配制成质量分数为0.1%的澳甲酣绿乙醇溶液se)甲基红乙醇溶液用甲基红(HG/T3-95)配制成质
18、量分数为0.2%的甲基红乙醇溶液:f)氮氧化纳标准溶液用氢氧化纳(GB/T629)配制成浓度为O.1 moI/L的氢氧化销标准溶液zu混合指示剂由漠甲盼绿乙醇溶液和甲基红乙醇溶液按体积比3 1混合。5.2.1.3 仪器和设备采样瓶d000 mL-3 000 mL。5. 2. 1.4 试验步骤5. 2. 1.4. 1 在采样瓶中装人100mL过氧化氢溶液和2mL十二烧基苯磺酸纳溶液，将采样瓶抽真空至剩余压力不大于4.0kPa时，充以1000 mL-3 000 mL气体试样，剧烈摇动10mn，静放5min-10 mm。5.2.1.4.2 将采样瓶中的吸收液转移到500mL锥形瓶中，用水冲洗采样瓶三
19、次，加热煮沸，冷却到室温，加入2-3滴混合指示剂，用。1moI/L氢氧化纳标准溶液滴定至绿色为终点。5. 2. 1.5 试验结果的表述气体试样中氮氧化物的含量按式(2)计算。究2.4 XX V , 民=一一一气了亏一-0X 100 ( 2 ) 式中z供一一氮氧化物体权分数.%; c，一氢氧化锅标准溶液的浓度.moI/L，V3 滴定消耗的氢氧化纳标准溶液的体积，mL;Vn一标准状况下气体试样的体积，时，。平行测定二次，允许差应不大于0.2%.取算术平均值作为结果，结果精确至0.01%。5.2.2 分光光度法5.2.2.1 原理炸药爆炸时，生成的氮氧化物是一氧化氮和二氧化氮。其中一氧化氮被空气中的
20、氧氧化成二氧化氮.二氧化氮被氢氧化锵溶液吸收生成硝酸盐和亚硝酸盐.Jm入显色剂，显现出桃红色，根据显色程度与二氧化氮含量成正比，采用分光光度法可测得二氧化氮含量。5.2.2.2 试剂和材料a)氢氧化销溶液z用氢氧化锅(GB/T629)配制成浓度为0.1moI/L的溶液$b)吸收液:将氢氧化销溶液与无水乙醇(GB/T678)按1: 2体积比混合配制;c)亚硝酸纳贮备溶液.称取0.1500g土O.001 0 g亚硝酸纳(GB/T633)，放入容积为1000mL的容量瓶中.用蒸饱水稀释至刻度，摇匀，作为溶液A，用移液管吸取100mL溶液A.转入另一容积为1 000 mL的容量瓶中，再用蒸馆水稀择至刻
21、度，摇匀，作为溶液B，d)哑硝酸锅标准熔液(1mL该溶液含O.001 5 mg NaNO，.相当于O.2mg NO，)，用移液管吸取10 mL亚硝酸纳贮备溶液(溶液BJ转人100mL容量瓶中，用吸收液稀释至刻度，摇匀;e)显色剂z将荼基盐酸二氨基乙烯(化学纯)、对氨基苯磺酸胶和酒石酸(GB/T1294)按1: 4 , 95 的质量比混合，在乳钵中研磨并混合均匀，装人棕色瓶中，置于干燥器内备用;也:11GB 18098 -2000 f)显色J!IJ溶液z称取约30g显色剂溶于100mL质量分数为4%的磷酸(GB/T1282)溶液中，用时现配。5.2. 2. 3 仪器和设备a)分析天平感量O.1
22、mg , b)移液管dOmL、25mL , c)刻度吸管，1mL(最小分度值为0.01mL)、5mL(最小分度值为0.05mL)、10mL(最小分度值为O.1 mL) , d)分光光度计ge)采样瓶。5.2.2.4 试验步骤5. 2. 2. 4. 1 工作曲线的绘制用刻度吸管分别吸取亚硝酸锅标准溶液。.0.5.1.0. 1. 5.2. 0.2. 5.3. 0.4. 0.6. 0.7. 0 mL于比色管中(其对应的二氧化氮质量为0.0.001.0.002.0.003.0.004.0.005.0.006.0.008.0.010.0.012.0.014 mg) .分别加入吸收液至15mL刻度。再用移
23、液管分别吸取5mL显色剂溶液加入比色管中。然后，将比色管置于25C士1C恒温水泊中，保温约30min，使其完全显色。在分光光度计上，用1cm比色皿，以零标准溶液作参比，于波长545nm 处测定每一标准溶液的吸光度。以二氧化氮的质量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。5.2.2.4.2 二氧化氮的测定分男IJ取40mL气体试样，注人装有15mL二氧化氮吸收液的两个真空采样瓶中。将气体试样经24 h氧化和吸收后，用于测定。准确吸取5mL显色剂溶液于采样瓶中，按5.2.2.4.1所述方法以试剂空白溶液作参比测定吸光度。根据吸光度在工作曲线上查得该试样所对应的二氧化氮的质量，然后换算成二氧化氮体积分
24、数。5.2.2.5 试验结果的表述气体试样中氮氧化物的含量按式(3)计算。aX 6.4 X 10- 供=FH100，。式中:9马一气体试样中氮氧化物的体权分数，%; r一从工作曲线上查得的N02的质量，mg;6.4XIO-S 换算系数，L/mg; Vo标准状况下气体试样的体积.L。平行测定二次，允许差应不大于0.3%，取算术平均值作为结果，结果精确至0.01%。5. 3 有毒气体总量的计算5. 3. 1 标准状况下，每千克炸药爆炸后气体的总体积按式(4)计算。( 3 ) Vo = V , X (P + P, - P, - P 3 ) X 273 X 1 000 。101.3 X (273十t)
25、m.，.( 4 ) 式中zv。一一标准状况下，每千克炸药爆炸后产生的气体体秧.L/kg，V , 气体试样市j备方法一为减去钢炮所占体积后爆炸弹筒内的实际容积，L;气体试样制备方法二为爆炸弹筒的实际容积，L;P.-u型水银压差汁的压差值，kPa;P，一测定时的大气压力，kPaI P，一一抽真空时，弹筒内剩余压力，kPai P，一一温度为t时空气饱和水蒸汽压力，kPa;2 GB 18098-20 273 绝对温度和摄氏温度换算常数，1 000 千克和克的换算系数;101. 3一毫米录柱与千帕斯卡的换算系数。.1333与标准状况大气压力760mmHg的乘积。z 测定时的室温，C ; m-一测定用药卷
26、质量，go5.3.2 每千克炸药爆炸后，生成的一氧化碳和氮氧化物的体积分别按式(5)、(6)计算。V = Vo X归. ( 5 ) V = Vo X钝(6 ) 式中zVF一-每千克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积，L/kg，Vo 标准状况下，每千克炸药爆炸后产生的气体体坝，L/kg，价一气体试样中一氧化碳的体积分数.%; V一每千克炸药爆炸后生成的氮氧化物体秧，L/kg，但一一气体试样中氮氧化物的体识分数，%。5. 3. 3 每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量(按标准状况下折算成一氧化碳计按式(7)计算。V = V + 6. 5V H . ( 7 ) 式中，V一一每千克炸药爆炸后生成的有毒气体总量，L/kg，V 每千克炸药爆炸后生成的一氧化碳体积，L/kg，6.5 将氮氧化物折算成一氧化碳时的毒性系数gV一-每千克炸药爆炸后生成的氮氧化物体积，L/kg0 平行测定二次，允许差应不超过10L/kg，取较大值作为最终结果，并修约到个数位。829
