QJ 2138A-2004 爆炸螺旋通用规范.pdf

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1、QJ中华人民共和国航天行业标准FL 1377 QJ 2138A2004代替 QJ 21381991爆炸螺栓通用规范 General specification for explosive bolts 20040901发布 20041201实施国防科学技术工业委员会发布 QJ 2138A2004 I目 次 前言. 1 范围. 1 2 规范性引用文件. 1 3 要求.1 3.1 总则.1 3.2 合格鉴定.1 3.3 可靠性.1 3.4 产品寿命. 2 3.5 材料. 2 3.6 设计与结构. 2 3.7 性能要求. 2 3.8 环境要求. 3 3.9 尺寸. 5 3. 10 质量. 5 3. 1

2、1 外观质量. 5 3.12 内部质量. 5 4 质量保证规定. 5 4.1 总则. 5 4.2 检验分类. 5 4.3 检验条件. 5 4.4 设计验证检验. 5 4.5 鉴定检验. 5 4.6 质量一致性检验. 7 4.7 使用寿命检验. 8 4.8 检验方法. 9 5 交货准备. 11 5.1 标志. 11 5.2 包装. 11 5.3 运输. 11 5.4 贮存. 11 6 说明事项. 11 6.1 分类. 11 6.2 术语和定义. 12 附录A（规范性附录）无污染爆炸螺栓污染量测试方法. 13 附录B（资料性附录）常用爆炸螺栓外形结构图及说明. 15 QJ 2138A2004 II

3、前言 本规范是在QJ 21381991爆炸螺栓通用技术条件颁布实施了9年的基础上修订的。 本规范与QJ 21381991爆炸螺栓通用技术条件相比，主要有以下技术内容的变化： a) 增加了爆炸螺栓设计基本要求，工作可靠性的置信度由0.9提高到0.95； b) 增加了环境试验项目，并加严了环境试验条件； c) 增加了贮存寿命的检验规定； d) 增加了交货准备条款； e) 增加了附录A和附录B。 本规范的附录A为规范性附录，附录B为资料性附录。 本规范由中国航天科技集团公司提出。 本规范由中国航天标准化研究所归口。 本规范起草单位：中国航天科技集团公司062基地692厂。 本规范主要起草人：韩豫川、

4、廖新华、王建、程荣良、谢鲁。 本规范于1991年2月首次发布，本次为第一次修订。 QJ 2138A2004 1爆炸螺栓通用规范 1 范围 本规范规定了航天型号用爆炸螺栓的通用技术要求、质量保证规定和交货准备。 本规范适用于航天型号用爆炸螺栓的设计、制造、试验及验收。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包含勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 GJB 150.51986 军用设备环境试验方法 温度冲

5、击试验 GJB 150.91986 军用设备环境试验方法 湿热试验 GJB 3441987 钝感电起爆器通用设计规范 GJB 3761987 火工品可靠性评估方法 GJB 736.61989 火工品试验方法 电火工品绝缘电阻测定 GJB 736.81990 火工品试验方法 71试验法 GJB 736.111990 火工品试验方法 电火工品静电感度试验 GJB 736.131990 火工品试验方法 加速寿命试验 恒定温度应力试验法 GJB 736.141990 火工品试验方法 长期贮存寿命测定 GJB 1307A2004 航天火工装置通用规范 GJB 20341994 航天飞行器系统电爆分系统的

6、安全要求和试验方法 QJ 31011999 航天火工装置X射线检验方法 QJ 31021999 航天火工装置射线工业CT检验方法 QJ 31982004 航天火工装置安全技术要求 WJ 2311997 震动试验机 3 要求 3.1 总则 爆炸螺栓应符合本规范和相应详细规范规定的所有要求。本规范的要求与详细规范不一致时，应以详细规范为准。 3.2 合格鉴定 按本规范或详细规范经鉴定检验、质量一致性检验合格的爆炸螺栓是合格产品，可提交型号地面试验、飞行试验使用。 3.3 可靠性 在置信度0.95时，爆炸螺栓的工作可靠度应不小于0.99。 爆炸螺栓的可靠性按GJB 3761987中要求的方法进行评估

7、，样品数量可一次达到要求，也可在同一设计状态下多次累计达到要求。 QJ 2138A2004 23.4 产品寿命 爆炸螺栓寿命从出厂检验合格之日开始计算，在库房贮存条件下（温度040，相对湿度不大于80）的寿命应不少于12a。 3.5 材料 3.5.1 通用要求 3.5.1.1 制造爆炸螺栓的材料应符合现行国家标准、国家军用标准、行业标准和企业标准的规定 。 3.5.1.2 使用新研制的药剂必须经过主管部门鉴定批准。 3.5.1.3 选用的非爆炸性材料应满足爆炸螺栓在使用环境下的性能要求，禁用易生霉菌的材料。 3.5.1.4 相互接触的材料应相容。 3.5.2 金属材料 3.5.2.1 推荐采用

8、高强度不锈钢、高强度结构钢作为爆炸螺栓材料。 3.5.2.2 爆炸螺栓承力零件的抗拉强度、冲击韧性应满足其详细规范的要求。 3.5.2.3 爆炸螺栓体、螺栓头等应采用耐腐蚀材料或采取表面防腐蚀处理。 3.5.3 非金属材料 3.5.3.1 非金属材料应满足本规范规定的贮存寿命要求。 3.5.3.2 易燃易爆材料的分解、自燃、熔化最低温度应比贮存、操作、安装、运输、使用时的最高预示温度至少高30。 3.6 设计与结构 3.6.1 设计基本要求 3.6.1.1 爆炸螺栓应结构简单、体积小、质量轻、安全可靠；应尽可能采用钝感电起爆器作发火元件,或采用非电起爆方式。 3.6.1.2 爆炸螺栓设计时应贯

9、彻有关国家标准、国家军用标准、行业标准，使其具有较好的经济性、工艺性和互换性。 3.6.1.3 爆炸螺栓设计应考虑通用化、系列化和组合化。 3.6.1.4 爆炸螺栓额定承载能力应满足使用要求并保证有一定的承载裕度。 3.6.1.5 爆炸螺栓工作后，除规定的分离面外，其余部位应结构完整。 3.6.1.6 爆炸螺栓装药设计应符合GJB 1307A2004中的有关规定，同时应考虑将爆炸冲击减到最小。 3.6.1.7 每批次爆炸螺栓生产过程中都应用随机抽样方法检查爆炸螺栓承载载荷是否满足设计要求。 3.6.1.8 爆炸螺栓内装的雷管、电发火管、隔板起爆器等独立的火工元件应单独验收。 3.6.2 设计裕

10、度 3.6.2.1 分离能量裕度 爆炸螺栓的装药量为设计装药量的80%时，在规定的最低设计温度下发火，爆炸螺栓应能正常分离。 3.6.2.2 结构强度裕度 爆炸螺栓的装药量为设计装药量的120%时，在不增加初始自由容积和在规定的最高及最低设计工作温度下发火，爆炸螺栓应能正常分离且结构不发生预计以外的破裂。 3.6.2.3 引爆能量裕度 爆炸螺栓各传爆设计间隙确定后，在四倍设计间隙条件下应能可靠传爆。 3.7 性能要求 QJ 2138A2004 33.7.1 电性能 3.7.1.1 桥路电阻 爆炸螺栓发火元件的桥路电阻应符合详细规范的要求。 3.7.1.2 绝缘电阻 用不小于250V的兆欧表检查

11、电起爆爆炸螺栓的桥路与壳体间的绝缘，绝缘电阻应不小于5M。 3.7.1.3 静电感度 用充电到25000V500V的500 pF25pF电容器，通过5000500串联电阻，在电起爆爆炸螺栓各发火脚线之间和短路脚线与壳体间进行放电时，不发火、不失效。 3.7.1.4 介质耐压 对钝感电起爆爆炸螺栓桥路与壳体间施加1min的500 V25V直流电压，漏电流不应大于0.1mA 。 3.7.1.5 安全性能 钝感电起爆爆炸螺栓在712下应满足1A1W/5min不发火的性能要求。 3.7.2 发火作用时间 钝感电起爆爆炸螺栓在5A工作电流下的发火作用时间应不大于50ms，同步性应满足详细规范要求；非电爆

12、炸螺栓从系统供电到螺栓体分离的作用时间不大于10ms。 3.7.3 污染量要求 无污染爆炸螺栓的爆炸产物微粒总量不大于4mg或满足详细规范要求。 3.7.4 分离冲量 爆炸螺栓分离冲量应符合详细规范的要求。 3.7.5 承载载荷 爆炸螺栓应能承受详细规范要求的载荷。 3.8 环境要求 3.8.1 通则 爆炸螺栓应能承受规定环境条件的考核。如果使用上有特殊要求则按使用环境条件进行考核，也可根据具体情况选择3.8.23.8.14的环境条件。 3.8.2 高温 爆炸螺栓在712条件下存放4h后，性能应满足设计要求。 3.8.3 低温 爆炸螺栓在622条件下存放4h后，性能应满足设计要求。 3.8.4

13、 常温 爆炸螺栓在常温212条件下放置4h后，性能应满足设计要求。 3.8.5 湿热 爆炸螺栓经湿热试验后，性能应满足设计要求。 3.8.6 温度循环 爆炸螺栓经温度循环试验后，性能应满足设计要求。 3.8.7 温度冲击 高温71，低温54，每种温度下持续1h或试验样品达到温度稳定，以时间长者为准，高、低温间的相互转化时间不大于5min，循环3次，试验后产品性能应满足设计要求。 QJ 2138A2004 43.8.8 高温贮存 爆炸螺栓经高温贮存试验后，性能应满足设计要求。 3.8.9 随机振动 爆炸螺栓随机振动条件按表1要求进行，随机振动试验图形谱见图1。试验后产品结构应完好，性能应满足设计

14、要求。 表1 随机振动试验条件 频率范围 Hz 功率谱密度g2/ Hz 总均方根值 g 持续时间 min 试验形谱 加载方向 202000 0.16 12 12 见图1 三方向 3dB/oct2080 3500.162000-3dB/oct图1 随机振动试验图形谱 3.8.10 震动 爆炸螺栓按表2或详细规范的要求进行震动试验后，产品结构应完好，性能应满足设计要求。 表2 震动试验条件 落高 （1502）mm 频率 （602）次/分钟 方向 输出端向上、向下和水平 每向持续时间 30 min 3.8.11 冲击 爆炸螺栓按表3或详细规范的要求进行冲击试验后，产品结构应完好，性能应满足设计要求。

15、 表3 冲击试验条件 加速度 g 200 65 持续时间 ms 1.5 9 冲击波形 半正弦 试验方向 输出端向上、向下和水平 冲击次数 每方向3次 20 80 3502000 0.16 -3dB/oct 3dB/oct 频率（Hz）功率谱重度（g2/H2）QJ 2138A2004 53.8.12 2m跌落 爆炸螺栓进行2m跌落试验时不应发火。跌落后，通电发火时性能应满足设计要求。 3.8.13 12m跌落 爆炸螺栓进行12m跌落试验，不应发火。 3.8.14 其它 爆炸螺栓其它使用环境要求按详细规范要求执行。 3.9 尺寸 爆炸螺栓的外形尺寸、机械接口、电器接口和安装要求应符合详细规范的规定

16、。 3.10 质量 爆炸螺栓质量应满足详细规范要求。 3.11 外观质量 爆炸螺栓所有外表面应无裂纹、毛刺、污染及锈蚀等缺陷，连接螺纹不允许出现断扣现象。 3.12 内部质量 爆炸螺栓内部装药顺序应正确，无漏装药，无多余物。 4 质量保证规定 4.1 总则 除合同和订单另有规定外，承制方应负责完成本规范规定的检验项目。 产品必须符合第3章和第5章的要求。本规范中规定的检验应成为承制方整个检验体系或质量大纲的一个组成部分。若合同中包括本规范未规定的检验要求，承制方还应保证所提交验收的产品符合合同要求。 爆炸螺栓内装的雷管、隔板起爆器单独验收合格后才允许装配进爆炸螺栓内。 4.2 检验分类 本规范

17、规定的检验分为： a) 设计验证检验； b) 鉴定检验； c) 质量一致性检验； d) 寿命检验。 4.3 检验条件 4.3.1 检验环境条件 爆炸螺栓在未指明试验条件时，均在温度1535，相对湿度不大于80%的条件下进行试验。爆炸螺栓的发火试验应在试验温度调节箱内进行，若条件不具备，允许其从箱内移出在5min内完成发火试验。 4.3.2 检验设备 检验设备应在检验合格有效期内，量程和精度应满足爆炸螺栓的测试要求。 4.4 设计验证检验 新设计的或状态有较大变动的爆炸螺栓都需进行设计验证检验，设计验证检验项目、要求、方法，按表4进行。 4.5 鉴定检验 4.5.1 鉴定检验条件 有下列情况之一

18、应进行鉴定检验： QJ 2138A2004 6表4 设计验证项目表 验证项目 要求章条号 检验方法章条号 数量 分离能量裕度 3.6.2.1 4.8.2.3 5 结构强度裕度 3.6.2.2 4.8.2.4 10 引爆能量裕度 3.6.2.3 4.8.2.5 5 a) 新研制的爆炸螺栓； b) 爆炸螺栓长期停产后重新投产及转厂首批生产； c) 爆炸螺栓的结构、材料、工艺有较大改变，可能影响性能。 4.5.2 鉴定检验项目与要求 鉴定试验数量为27发，检验项目、要求、方法按表5或详细规范的规定。 表5 鉴定检验 检 验 分 组 数 总数量1组 2组 3组 4组 5组 6组 序号 检验项目 5 5

19、 5 5 5 2 27 要求的章条号 检验方法章条号1 尺 寸 5 5 5 5 5 2 27 3.9 2 外观质量 5 5 5 5 5 2 27 3.11 4.8.1 3 内部质量 5 5 5 5 5 2 27 3.12 4.8.4 4 桥路电阻 5 5 5 5 5 2 27 3.7.1.1 4.8.3.1 5 绝缘电阻 5 5 5 5 5 2 27 3.7.1.2 4.8.3.2 6 静电感度 5 5 5 5 5 2 27 3.7.1.3 4.8.3.3 7 介质耐压 5 5 5 5 5 2 27 3.7.1.4 4.8.3.4 8 安全性能 5 5 5 5 5 2 27 3.7.1.5 4

20、.8.3.5 9 温度冲击 5 2 7 3.8.7 4.8.5.6 10 温度循环 5 5 10 3.8.6 4.8.5.5 11 湿 热 5 5 10 3.8.5 4.8.5.4 12 随机振动 5 5 10 3.8.9 4.8.5.8 13 震 动 5 5 10 3.8.10 4.8.5.9 14 冲 击 5 5 3.8.11 4.8.5.10 15 2m跌落 5 5 3.8.12 4.8.5.11 16 12m跌落 2 2 3.8.13 4.8.5.12 17 内部质量 5 5 5 5 5 25 3.12 4.8.4 18 高温 5 5 10 3.8.2 4.8.5.1 19 低温 5

21、5 10 3.8.3 4.8.5.2 20 常温 5 5 3.8.4 4.8.5.3 21 高温发火作用时间 5 5 10 3.7.2 4.8.2.7 22 低温发火作用时间 5 5 10 3.7.2 4.8.2.7 23 常温发火作用时间 5 5 3.7.2 4.8.2.7 24 污染量 3.7.3 4.8.2.6 25 分离冲量 爆炸螺栓发火测污染量的数量、测分离冲量的数量，均按详细规范确定 3.7.4 4.8.2.2 注：非电爆炸螺栓不做的试验项目。 4.5.3 合格判据 4.5.3.1 爆炸螺栓全部通过表5规定的各项检验考核后判为合格。 QJ 2138A2004 74.5.3.2 当任

22、一发不满足设计要求，但能确定不是产品原因造成，采取措施后补抽一发重新进行检验，若满足设计要求则判为合格。 4.5.3.3 若任一发不满足设计要求，允许查清原因，采取有效措施后重新组织检验，若再次未通过，则应修改设计，重新进行鉴定检验。 4.6 质量一致性检验 4.6.1 总则 通过鉴定检验后生产的爆炸螺栓，每批产品生产完后应进行质量一致性检验，检验合格的产品才允许交付。 4.6.2 检验项目与要求 质量一致性检验分A、C组进行，A组全批产品检验，C组抽样检验。检验项目、要求、方法、数量等按表6或详细规范的规定。允许质量一致性检验与鉴定检验合并进行。 表6 质量一致性检验 检 验 分 组 数 总

23、数量1组 2组 3组4组5组序号 分组 检验项目 6 6 6 6 3 27 检验要求的章条号 检验方法的章条号1 尺寸 3.9 2 外观质量 3.11 4.8.1 3 桥路电阻 3.7.1.1 4.8.3.1 4 绝缘电阻 3.7.1.2 4.8.3.2 5 介质耐压 3.7.1.4 4.8.3.4 6 A 组 内部质量 全批产品 3.12 4.8.4 7 承载载荷 批量的5%，不少于5发 3.6.1.7 4.8.2.1 8 静电感度 6 6 6 6 3 27 3.7.1.3 4.8.3.3 9 安全性能 6 6 6 6 3 27 3.7.1.5 4.8.3.5 10 湿 热 6 6 3 15

24、 3.8.5 4.8.5.4 11 温度冲击 6 6 12 3.8.7 4.8.5.6 12 随机振动 6 6 3 15 3.8.9 4.8.5.8 13 震 动 6 6 12 3.8.10 4.8.5.9 14 2m跌落 3 3 3.8.12 4.8.5.11 15 内部质量 6 6 6 6 3 27 3.12 4.8.4 16 高 温 6 6 12 3.8.2 4.8.5.1 17 低 温 6 6 12 3.8.3 4.8.5.2 18 高温发火作用时间 6 6 12 3.7.2 4.8.2.7 19 低温发火作用时间 6 6 12 3.7.2 4.8.2.7 20 常温发火作用时间 3

25、3 3.7.2 4.8.2.7 21 污染量 3.7.3 4.8.2.6 22 C 组 分离冲量 爆炸螺栓发火测污染量的数量、测分离冲量的数量，均按详细规范确定 3.7.4 4.8.2.2 注：非电爆炸螺栓不做的试验项目。 4.6.3 抽样方法 QJ 2138A2004 8如生产批量不大于300发时，全批产品经A组检验合格后，从中随机抽样27发按表6分配后进行C组检验，生产批量超过300发则按批量10%抽样，并尽量均分于表6的14组中，第5组仍为3发。 4.6.4 判据 4.6.4.1 当全批产品通过A组各项检验后，则可进行C组检验。如果不合格，允许查明原因，剔除不合格产品，重新提交验收。再次

26、提交验收仍有不合格品，则该批产品不合格。 4.6.4.2 当抽样产品通过C组各项检验后，即判全批产品为合格。如果C组检验某一支路有一发产品不满足要求，查明原因并采取措施后该支路可进行加倍抽验，再不合格则全批产品不合格。 4.6.4.3 按表6 规定进行的试验中出现下列情况之一（不是产品原因造成的除外），则全批产品不合格。 a) 有一发断桥； b) 有一发应发火而不发火； c) 有一发不应发火而发火； d) 有一发应分离而未分离。 4.7 使用寿命检验 4.7.1 总则 爆炸螺栓的使用寿命试验按GJB 736.81990或GJB 736.131990的规定或详细规范要求进行。若产品超过了贮存期后

27、，采取实时老化监视试验、加速老化试验作为延长寿命的验证试验，也可用GJB 736.141990规定的长期贮存寿命测定方法测定爆炸螺栓在规定条件下测定的寿终年限。 4.7.2 实时老化监视 随机抽取5发爆炸螺栓按表7的要求进行试验（表7中序号10不做），试验全部通过后，批产品的寿命可延长1a。超过贮存寿命期后，该项试验每年做一次，实时老化监视的试验次数不限。 表7 贮存寿命试验 试验数量 序号 检验项目 老化监视 加速老化 试验要求的章条号 检验方法的章条号1 尺寸 5 10 3.9 2 外观质量 5 10 3.11 4.8.1 3 桥路电阻 5 10 3.7.1.1 4.8.3.1 4 绝缘电

28、阻 5 10 3.7.1.2 4.8.3.2 5 静电感度 5 10 3.7.1.3 4.8.3.3 6 介质耐压 5 10 3.7.1.4 4.8.3.4 7 安全性能 5 10 3.7.1.5 4.8.3.5 8 内部质量 5 10 3.12 4.8.4 9 温度冲击 5 10 3.8.7 4.8.5.6 10 高温贮存 10 3.8.8 4.8.5.7 11 随机振动 5 10 3.8.9 4.8.5.8 12 冲击 5 10 3.8.11 4.8.5.10 13 内部质量 5 10 3.12 4.8.4 QJ 2138A2004 9表7（续） 试验数量 序号 检验项目 老化监视 加速老

29、化 试验要求的章条号 检验方法的章条号14 高温 2 3.8.2 4.8.5.1 15 低温 3 3.8.3 4.8.5.2 16 高温发火作用时间 2 3.7.2 4.8.2.7 17 低温发火作用时间 3 3.7.2 4.8.2.7 18 常温发火作用时间 1 4 3.7.2 4.8.2.7 19 污染量 3.7.3 4.8.2.6 20 分离冲量 爆炸螺栓发火测污染量的数量、测分离冲量的数量，均按详细规范确定 3.7.4 4.8.2.2 注：非电爆炸螺栓不做的试验项目。 4.7.3 加速老化试验 随机抽取10发产品按表7的要求进行试验，试验全部通过后，产品的寿命按GJB 736.8199

30、0评估寿命。加速老化试验次数无限制。 4.8 检验方法 4.8.1 尺寸及外观质量 采用精度符合设计文件要求的游标卡尺、螺纹环规对每发爆炸螺栓的实际尺寸进行测量；用肉眼对每发爆炸螺栓按3.11要求进行外观检验。个别情况肉眼判断不准（如检查裂纹）时，用35倍的放大镜检查。 4.8.2 结构性能 4.8.2.1 承载载荷 每一批次爆炸螺栓生产过程中都应检查承载载荷，随机抽取批量的5%（不少于5发）,在拉力机上进行静力拉伸试验，拉伸载荷应满足详细规范的要求。 4.8.2.2 分离冲量 分离冲量可用靶线法和光电法测出螺栓头分离速度，并按螺栓头质量进行计算。 4.8.2.3 分离能量裕度 最少取5发爆炸

31、螺栓分别固定在专用试验设备上，联上测试系统，在最低设计温度下发火，从通电至分离的作用时间应满足设计要求。 4.8.2.4 结构强度裕度 爆炸螺栓装药量取规定成品装药量的120%或更高，取10发试验件，固定在专用试验设备上，在不增加初始自由容积下，5发在最高工作温度下发火，5发在最低工作温度下发火，产品结构不应松动、破裂。 4.8.2.5 引爆能量裕度 最少取5发爆炸螺栓在四倍设计间隙条件下，固定在专用试验设备上进行发火试验，试验结果应能满足3.6.2.3要求。 4.8.2.6 污染量测定 爆炸螺栓污染量按附录A的测试方法或相关详细规范进行。 4.8.2.7 发火作用时间 电起爆爆炸螺栓发火方法

32、及发火作用时间测定，按GJB 3441987或详细规范规定的方法进行。 QJ 2138A2004 10非电爆炸螺栓发火方法按详细规范的规定进行。 4.8.3 电性能 4.8.3.1 桥路电阻 用测量电流不大于30mA、测量精度不低于2%的电桥测量爆炸螺栓桥路电阻值，测量电路的开路电压应不大于1V。 4.8.3.2 绝缘电阻 按GJB 736.61989的规定测量爆炸螺栓绝缘电阻值。 4.8.3.3 静电感度 静电感度试验方法按GJB 736.111990的规定执行。 4.8.3.4 介质耐压 耐电强度试验方法按GJB 3441987中4.4.1的规定方法执行。 4.8.3.5 安全性能 按GJB 3441987中的规定方法。 4.8.4 内部质量 按QJ 31011999或QJ 31021999的规定对结构的内部质量进行检查。 4.8.5 环境试验 4.8.5.1 高温 将爆炸螺栓放置在温度为712的高温箱中保温4h后，在专用测试设备上进行发火试验。 4.8.5