(高清版)GBT 39996-2021 烟花爆竹 烟火药发热量的测定

烟花爆竹烟火药发热量的测定国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会IGB/T39996—2021本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国轻工业联合会提出。本标准由全国烟花爆竹标准化技术委员会(SAC/TC149)归口。本标准起草单位：湖南烟花爆竹产品安全质量监督检测中心、辽宁省检验检测认证中心。1GB/T39996—2021烟花爆竹烟火药发热量的测定1范围本标准规定了烟花爆竹用烟火药发热量的测定方法。本标准适用于氧弹量热法。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T601化学试剂标准滴定溶液的制备GB/T7899焊接、切割及类似工艺用气瓶减压器GB/T8170数值修约规则与极限数值的表示和判定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1烟火药发热量calorificvalueofpyrotechnicpowder单位质量烟火药燃烧所释放的热量。在密闭定容的氧弹中充入一定压力的氧气或空气，将定量试样点燃后完全燃烧，测出氧弹热量计(恒温式或绝热式)内筒中水的温升值，根据量热系统的热容量，计算试样的发热量。5.1氧气：纯度≥99.5%,不含可燃成分，不应使用电解氧。5.2氢氧化钠标准溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]:按GB/T601配制和标定。5.5点火丝：直径0.1mm～0.2mm,发热量6000J/g的镍铬丝或7566J/g的钼丝。发热量，取三次结果的平均值作为擦镜纸发热量值。6仪器设备6.1氧弹热量计2GB/T39996—2021统等构成。6.1.2氧弹热量计主要有恒温式和绝热式两种，量热系统均被包围在充满水的双层夹套(外筒)中，这6.1.3氧弹热量计精密度：6次苯甲酸发热量重复测定结果的相对标准差≤0.20%。注：本文件支持选用具有同等或更高精度和准确度的氧弹热量计。6.1.5氧弹：采用镍铬或镍铬钼合金钢制成，弹筒容积为300mL±10mL,应通过30MPa耐水压试验。阀门螺母高度的2/3处，装入水后筒内壁不应有气泡。≤0.1℃。通过自动控温装置，外筒水温能紧密跟踪内筒的温度。外筒的水还应在特制的双层盖中循环。自动控温装置的灵敏度应能达到使点火前和终点后内筒水温在5min内变化≤0.002℃;在一次测6.1.8搅拌器：采用螺旋桨式或其他形式，转速400r/min～600r/min,轴杆应有较低的热传导或与外界采用有效的隔热措施，以尽量减少量热系统与外界的热交换，连续搅拌10min,量热系统温升6.1.9量热温度计：玻璃水银温度计(包括固定测温范围的精密温度计和可变温度范围的贝克曼温度压的变阻器和一个指示点火情况的指示灯或电流计。7发热量测定7.1.1实验室室温应在15℃~30℃范围内保持相对稳定，每次测试时室温变化应≤1℃。7.1.2测定试样时室温与标定热容量时室温差应≤2℃。7.2试样制备3GB/T39996—2021接过0.2mm铜丝筛筛分，除去杂质。取筛下物放入50℃~60℃的真空干燥箱中，控制压力≤11kPa,烘2h后取出，放入干燥器中冷却至室温备用。7.3测试步骤7.3.1.1按使用说明书提前预热和调节氧弹热量计。7.3.1.2称取0.2g～0.6g备用试样(试样量应使燃烧后系统温升值≥0.3℃),精确至0.1mg,于已知7.3.1.3将已知质量的点火丝(取10根总质量的平均值为单根质量)两端分别接在氧弹的两个电极柱7.3.1.4往氧弹中加入10mL蒸馏水，小心拧紧氧弹盖，将氧弹与充氧系统相连，先以氧气净化氧弹两7.3.1.5往内筒中加入蒸馏水，水量应能浸没氧弹排气阀门螺母高度的2/3处，水温调节到低于外筒水温0℃~0.5℃,外筒水温与室温差应≤1.5℃,称量内筒质量，精确至0.5g,水量确定后每次试验应保持不变。7.3.1.7将导线连接在氧弹电极上，再将搅拌器和量热温度计插入水中，量热温度计水银球(或温度传感器)应位于氧弹中部，搅拌器和量热温度计均不应接触氧弹和内筒。7.3.1.8开动搅拌器，搅拌7min～10min,使氧弹热量计处于热平衡状态，温度变化≤0.003℃/min时a)初期：氧弹热量计达到热平衡状态后，以30s为间隔，分别读取温度值11次；c)末期：主期温度最后一次读数为末期温度的第一个读数，以30s为间隔，读取温度值11次。砂纸擦拭导电杆缠点火丝部分，以备下次使用。7.3.2绝热式氧弹热量计法7.3.2.1按7.3.1.1～7.3.1.5步骤操作，内筒水温应调节到与室温相同或低于1℃,同时与标定热容量时的初温差≤1℃。7.4结果计算试样的发热量按式(1)计算：4GB/T39996—2021式中：…………Q——试样发热量，单位为焦耳每克(J/g);C——氧弹热量计热容量，单位为焦耳每摄氏度(J/℃);△t——校正后温升值，单位为摄氏度(℃);q1——点火丝燃烧产生热量，单位为焦耳(J);q2——擦镜纸燃烧产生热量，单位为焦耳(J);m——试样质量，单位为克(g)。7.5结果表述试样平行测定两次，若两次差值≤150J/g,则取平均值作为结果；若两次差值>150J/g,补测一次，补测值与前两次测量值之一相差≤150J/g,则取这两次的平均值作为结果；若补测值在前两次测量值之间，且相差均≤150J/g,则取三次测量值的平均值作为结果；若三次测量值之差都>150J/g,则应检查仪器、测试条件和测试程序，纠正问题后重新测量，结果按GB/T8170修约至整数位。8热容量标定8.1标定步骤8.1.1将苯甲酸在60℃~70℃烘箱中干燥3h～4h,在干燥器中冷却至室温后，经压片装置压制成0.9g～1.1g片状，称量精确至0.1mg,同样称量一张擦镜纸质量。8.1.2根据氧弹热量计类型，按7.3.1或7.3.2相应步骤测量。8.1.3测量完成后打开氧弹，用蒸馏水冲洗氧弹的内表面及坩埚等部件，将全部洗涤水(总量约100mL)收集于烧杯中，盖上表面皿，煮沸3min～5min,冷却后加入两滴酚酞指示剂，以0.1mol/L氢氧化钠标准溶液滴定至溶液呈粉红色不消退，即为终点，记录消耗氢氧化钠标准溶液体积。8.1.4按以上步骤重复测量5次。8.2结果计算8.2.1苯甲酸燃烧后释放的热量按式(2)计算：q₀=Q₀·mo………….(2)式中：qo——苯甲酸燃烧后释放的热量，单位为焦耳(J);Q₀——苯甲酸发热量，单位为焦耳每克(J/g);8.2.2点火丝燃烧后释放的热量按式(3)计算：q₁=Q1·m₁ (3)式中：q1——点火丝燃烧后放出的热量，单位为焦耳(J);Q₁——点火丝发热量，单位为焦耳每克(J/g);m₁——烧掉的点火丝质量，单位为克(g)。8.2.3擦镜纸燃烧后释放的热量按式(4)计算：q,=Q,·m,………(4)5GB/T39996—2021式中：q₂———擦镜纸燃烧后释放的热量，单位为焦耳(J);Q₂——擦镜纸发热量，单位为焦耳每克(J/g);m₂——擦镜纸质量，单位为克(g)。8.2.4生成硝酸释放的热量按式(5)计算：式中：q3——生成硝酸释放的热量，单位为焦耳(J);c———氢氧化钠标准溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L);59.8——1mmol硝酸的生成热，单位为焦耳每毫摩尔(J/mmol)。8.2.5恒温式氧弹热量计法校正后的温升值按式(6)计算：式中：△t——校正后温升值，单位为摄氏度(℃);tn——终温读数值，单位为摄氏度(℃);△tn——终温温度修正值，单位为摄氏度(℃);使用数字显示温度计时，△t,=0;to——初温读数值，单位为摄氏度(℃);△to——初温温度修正值，单位为摄氏度(℃);使用数字显示温度计时，△to=0;Y₁--—贝克曼温度计平均分度值；使用数字显示温度计时，Y₁=1;△θ——氧弹热量计热交换修正项按公式(7)计算得出，单位为摄氏度(℃): (7)式中：Uo初期温度变化速率按公式(8)计算得出，单位为摄氏度每分(℃/min);Vn——末期温度变化速率按公式(9)计算得出，单位为摄氏度每分(℃/min);N₁——主期中每30s温度上升≥0.3℃的间隔数，第一个间隔计入N₁(与温度上升值无关);N₂——主期中每30s温度上升<0.3℃的间隔数。…………(8)式中：to1初期温度最初读数，单位为摄氏度(℃);toi—-—初期温度最后读数，单位为摄氏度(℃)。式中：tn1——末期温度最初读数，单位为摄氏度(℃);tni——末期温度最后读数，单位为摄氏度(℃)。8.2.6绝热式氧弹热量计法校正后的温升值按式(10)计算： (10)式中：△t校正后温升值，单位为摄氏度(℃);tn——终温读数值，单位为摄氏度(℃);6to——初温读数值，单位为摄氏度(℃);Y₁——贝克曼温度计平均分度值，使用数字显示温度计时Y₁=1。8.2.7氧弹热量计系统的热容量按式(11)计算：…………(11)式中：C——氧弹热量计热容量，单位为焦耳每摄氏度(J/℃);q0-—苯甲酸燃烧后释放的热量，单位为焦耳(J);q1——点火丝燃烧后释放的热量，单位为焦耳(J);q2——擦镜纸燃烧后释放热量，单位为焦耳(J);q3——生成硝酸产生的热量，单位为焦耳(J);8.3结果表述8.3.1若5次测量结果的相对标准差≤0.20%,则取平均值为氧弹热量计热容量值；若相对标准差>0.20%,则补测一次，取符合要求的5次结果的平均值为热容量值；若任何5次结果的相对标准差都>0.20%,则应检查仪器、测试条件和测试程序，纠正问题后重新测量，结果按GB/T8170修