浅析汽车安全气囊用传火药生产过程危险有害因素

张海伟 刘总汉 李磊

摘要：现今伴随着汽车性能日益提高，汽车的行驶速度也是越来越快，交通事故也更容易发生，汽车的安全性也凸显的格外重要。在汽车的被动安全技术行列当中，安全气囊绝对属于高技术产品之一，对于安全气囊的构想基本上为：当汽车发生了碰撞事故之后，车内乘坐人员在没有碰撞到汽车内部构件之前，在这二者之间迅速打开一个充满气体的气垫用来吸收碰撞的力量，人体的冲击力得到缓冲后，达到了乘坐人员受伤程度减轻这一最终目的。而在发生这一系列情况的过程当中，点火具的点火时间及其可靠性、传火药的点火能量及可靠性、产气药的产气速度与其内部压力的关系、产气药剂的药量、等等因素均对最终的保护效果产生重要影响。

关键词： 安全气囊;汽车安全气囊用传火药;爆炸性

1 引言

从安全气囊的产气原理和组成结构来看，一个合格的安全气囊产品应该根据它所匹配的气囊气袋尺寸来确定产气药量。气体发生器的性能可简单归纳为产气性能和可靠性能，产气过程中，触发信号使得点火具点火并引燃传火药剂，并通过气体发生器内的传火孔等结构进一步燃烧产气药剂。因此，气体发生器的好坏很大程度上由所使用的传火药有密切关系。

由于传火药是引燃药剂，因此，传火药相对于产气药的危险性要更加高。加之现在传火药基本都是国外配方，国内的相关目录和法令中没有明确定义传火药是属于危险化学物质和危险物品，国内相关的研究和文献也屈指可数，因此，在传火药的生产、保管、运输、使用等链接中会带来重大的安全性风险。

在生产传火药的过程当中，一旦稍有不慎就有可能引发出燃爆事故，所以辨识传火药生产过程中的危险因素很重要，对传火药的主要感度测试包含有：热感度（自发火温度）、撞击感度、摩擦感度、静电火花感度、传火药运输中静电量，这些测试缺一不可，这也是为了确保传火药从原材料采购、原材料储存、生产、运输、储存、使用整个过程的安全性指导。

2 实验方法及对应生产性指导

2.1、传火药的热感度测试（自发火温度）：

感度是传火药的本质属性并起着关键性作用，如果感度高，就代表了激发传火药时，所用的输入能量就小，如果感度低，就证明所用的输入能量就大。而并不是感度越高传火药作用越可靠，感度越低越安全，感度高会增加生产过程中的不安全性，感度低，虽然安全，却无法保证各种条件下传火药作用的可靠性。

试验原理：用天平称量1mg的样品，放入DSC设备的坩埚内。启动DSC设备点燃传火药，此时将自动生成放热曲线，并将得到的放热峰值作为传火药自发火温度极限值。

因此，传火药的热感度测试（自发火温度）对传火药生产的指导意义在于，传火药生产过程中以必须以此极限温度做为参考，结合生产现场环境、工艺设备相关参数，设置出传火药安全生产所需的合理控制温度。比如在设备设施与药剂接触并产生温度积累的部位安装上温度传感器，设置好温度阈值，将设备停止开关与温度控制开关关联起来，防止药剂温度过高引起的爆燃。

2.2、撞击感度：

在传火药生产、运输和使用过程中，不可避免地遇到生产设备机械碰撞、药品转运过程跌落等等，这些因素都可能形成热点而引起意外爆炸，这一特征的研究对传火药生产、运输和使用有着重要意义。

这项实验的基本原理是：在专门的实验装置里放入一定规格的传火药试样，使用一定质量的落锤由不同的高度自然下落，使实验装置表面承受撞击，将撞击样品后每一次产生的反应结果记录下来，即：正（燃、爆）负（不燃、不爆）。这些记录好的数据用统计和分析的方法处理，从而得到相对的冲能值。

传火药的撞击度测试对传火药生产的指导意义在于，传火药生产过程中以必须以此极限撞击结果做为参考，结合生产现场环境、生产设备相关参数，设置出传火药安全生产设备合理的转速。列如，高速压片机的脱模导轨与上下模就是一个典型的撞击并产生累计热量部位，通过降低其脱模速度（由32万片/小时产能降低至20万片/小时）控制撞击能量，在脱模导轨内部加装水冷系统防止热量累积，并严控传火药粉尘落入脱模导轨摩擦面上。以防止形成热点而引起意外爆炸。

2.3、摩擦感度

在传火药生产、运输和使用过程中，传火药不仅受到摩擦并形成热点，也经常受到撞击，摩擦与撞击大多是相伴而生的。这些因素都可能形成热点而引起意外爆炸。

本项试验的基本原理为：平摆式摆锤可以绕定轴旋转，摆锤抬起后的角度要与铅垂线间呈现夹角，测试样品限制在两个光滑硬表面之间，摆锤释放后，锤头撞击滑柱，观测试样品在滑动摩擦后表征炸药摩擦感度，同时计算出发火的概率，并记录。

因此，传火药的摩擦度测试对传火药生产的指导意义在于，传火药生产过程中以必须以此极限摩擦结果做为参考，结合生产设备相关参数，设置出传火药安全生产设备合理的转速，以确保生产安全。列如，干法制粒机的送料螺旋与螺旋套间的摩擦、送料螺旋与制粒轧辊间的摩擦，这些因素都可能形成热点而引起意外爆炸。

高速压片机的脱模导轨与上下模就是一个典型的撞击并产生累计热量部位，通过降低其脱模速度（由32万片/小时产能降低至20万片/小时）控制撞击能量，在脱模导轨内部加装水冷系统防止热量累积，并严控传火药粉尘落入脱模导轨摩擦面上。

2.4、静电火花感度;

传火药在生产和运输还有使用的整个环节当中，物料之间、物料与设备之间、物料与工装、容器、包装材料等介质发生的摩擦，外部雷电防范措施失效都会造成静电电荷的积累，从而产生较高的点位，一旦有放电条件就会产生火花。当火花能量超过产气药的自发火温度时，就会引发传火药爆炸。

试验原理：传火药在一定的装药条件下，用一个充电到高电压的电容器对传火药进行一次放电，出于安全考虑初始能量设定较低，使用电容逐渐升高，或者也可以增加电容器两端电压这样的方法，对试样的放电能量逐渐提升，一直到一组规定数目的试样，都出现发火现象，或者设备的能力已到达上限放电能量输入为止，试样处于尖端放电的电火花作用之下，记录试样会不会被引爆。

因此，传火药的静电火花感度测试对传火药生产的指导意义在于，传火药生产过程中以必须以此静电火花感度结果做为参考，结合生产现场环境温湿度、生产设备相关运行参数、工房的防雷接地设施、设备导静电接地、工房导静电地面的可靠性。列如;设置好传火药在真空上料机内的气流传递时的安全速度、设备接地回路的正确合理、设备导静电电阻值的大小不超过4欧姆等等，以确保传火药安全生产。

2.5、运输类别;

根据传火药以上感度测试实验，通过能量换算，按照民爆标准对传火药能量进行换算，传火药以及产氣药的运输类别属于1.3C.

因此，传火药的运输类别对传火药运输的指导意义在于，选择有相关资质的运输单位及正确的运输方式。

总结;通过分析传火药生产过程危险有害因素的分析，我们了解到这些危险源由以下三个要素构成;潜在的危险性、存在的条件、触发的因素。掌握好传火药这三个要素的逻辑关系及生产过程中量变到质变的界限就能够有效的避免安全事故的发生。