煙花爆竹跌落試驗裝置技術革新

袁明華

江西省花炮質量監督檢驗站

煙花爆竹產業是中國一個擁有兩千多年歷史的傳統產業，煙花爆竹產品也是全國普通老百姓喜慶節日，營造良好氛圍不可缺少的一種民俗文化產品。目前全國煙花爆竹企業數近兩千余家，一年產值達六百七十多億，其中出口額達到五十億元，主要集中在江西省和湖南省，其他省份比如廣西、四川、貴州還有少量企業。

在煙花爆竹這個行業里，對于產品安全性能檢測一直都非常重視，因為煙花爆竹生產也是以人為本，在保障人安全的同時獲得最大的產能。在國家標準GB 10631—2013《煙花爆竹安全與質量》中，清楚寫明煙花爆竹安全性能檢測主要包括的參數項目有：吸濕性測定、水分測定，pH值測定、75℃熱安定性測定、低溫試驗、跌落試驗、摩擦感度、撞擊感度、火焰感度、靜電感度、著火溫度、爆發點等。

在這些諸多參數項目當中絕大多數都是針對煙花爆竹所用的煙火藥的安全性能，有的涉及煙火藥物對火焰的敏感度（如火焰感度測試），有的是對靜電火花（如靜電感度測試），有的是對摩擦能（如摩擦感度測試），有的是對撞擊能（如撞擊感度測試），有的是對溫度變化（如75℃熱安定性測定、低溫試驗、著火溫度、爆發點），有的是針對煙火藥的酸堿度，有的是對空氣濕度的變化（如吸濕性測定，水分測定），這些參數項目主要反映的是煙花爆竹中所含煙火藥在生產環節中的安全穩定性。唯獨跌落試驗是反映成箱產品受外界機械能影響的參數項目，這個參數項目的安全穩定性主要體現在儲存與搬運環節。

煙花爆竹產品成箱后要通過運輸去往全國或全世界各地，運輸工具有大型貨車、火車車皮、海運集裝箱等。成箱產品在搬運和儲存堆碼時都會遇到倒塌、摔落現象，在倒塌摔落后產品會不會出現燃燒或爆炸，一箱產品出現燃燒或爆炸還有可能引發殉爆，導致更大的安全事故，這個參數項目其實也是一個很重要的測試，而且成箱產品由于藥量大且集中，如果發生燃燒或爆炸，那么對人身安全帶來的威脅也是最大的。尤其是大型焰火晚會用的高空禮花彈產品，還有出口國外的煙花爆竹產品，跌落試驗這個項目都是必不可少的測試項目。

除跌落試驗外，前面那些安全性能參數項目都有一套完善且成熟的儀器設備，但跌落試驗裝置卻沒有，SN/T 0306.4—2006標準《出口煙花爆竹檢驗規程第4部分安全性檢驗》里只是簡單介紹該項目的試驗方法，要求所檢測的對象是整箱的產品且要求整箱產品在離地面12m高的平臺上自由落體至平整的水泥地面上，觀察產品是否發發生燃燒、爆炸和漏藥現象。而對于這個項目所用儀器設備的要求卻沒有過多描述，也沒有任何可參考的圖片，有些檢驗中心根據自己理解做了一個簡易裝置，這個檢驗項目老的試驗裝置一般采用電線桿作為支撐點，采用滑輪和掛鉤、通過繩索把整箱產品拉升至約12m高度，然后通過肉眼觀察大概至12m 高度釋放掛鉤，讓掛鉤和整箱產品一起跌落至地面上（如圖1所示）。

這種試驗裝置既簡陋又不科學，這種原始試驗裝置存在很多不合理因素：其一，標準要求一箱成品重量最大不超過30kg，在成品上增加掛鉤與繩索改變了其自身重量；其二，采用繩索懸掛方式不能保證成箱產品水平下落，其三，12m高度跌落靠人眼判斷不太準確，其四，釋放掛鉤用人工操作，由于安全距離不夠，如果成箱產品發生爆炸，尤其是禮花彈產品跌落，檢驗人員安全無法保障。

圖1

我經過長時間研究多次反復實驗調試，設計出這一新型跌落試驗裝置（如圖2），完美解決老試驗裝置的弊端，并采用遠程搖控操作，科學安全。

圖2

我這個新型跌落試驗裝置主要構造原理是：用兩段15m 鋼架搭建一個塔式支撐平臺，兩段鋼架間距為1.5m，兩段鋼架內側各焊接一條14m 長導軌，并在兩個鋼架離地面12m 高處用紅漆做一標記（為安裝自動跌落繼電器選好位置），同時配一條12m長鋼尺為此裝置日后自行進行校正或檢定使用，處用角鋼制作一個長120cm×寬60cm×高60cm 呈長方體狀的吊籃作為跌落試驗平臺，吊籃底部用兩塊可開啟鋼板封閉，兩塊鋼板一端用螺栓固定，另一端利用兩組吸力為40kg的電磁鐵粘合和開啟，吊籃四個角上安裝四個鋼制導向輪保障吊籃上升與下降的平衡，同時一側導軌安裝有過載保護器，也可以稱為高度過高保護器，一個自動跌落繼電器，一個高度過低限位器，利用一個功率為1.5kW卷揚電機進行吊籃高度的升降與提升，跌落試驗裝置周邊用實心磚設置50cm厚，高度為2m的防爆墻，試驗時如果有突發的情況（比如爆炸），那么這一道防爆墻可以保障周邊建筑物及人員的安全，整個試驗裝置的控制通過一個電氣控制模組實現人工和遠程搖控兩種操作方式的自由切換。

這套裝置搖控操作主要指令有高度上升，高度下降，高度停止，電磁鐵開啟，電磁鐵關閉等五個指令。試驗裝置操作的主要流程為：首先打開裝置總電源，然后開啟吊籃底面鋼板電磁鐵，使兩塊鋼板完全閉合好，操作人員把待測物品水平放在跌落試驗平臺中心位置后撤離至安全觀察區，然后通過搖控器控制吊籃高度上升，等高度上升到12m 時，電機會自動停止工作，這時只要關閉電磁鐵電源物品就會從跌落試驗平臺自由落下，等待一段時間后，操作人員到跌落水平地面查看試驗結果，填寫好試驗記錄，如果有燃燒或爆炸，或者有漏藥記為“＋”，如果沒有以上現象就記為“－”。這個試驗一般需要做三次，每次跌落要用待測物品不同的接觸面進行試驗，做完試驗要清理好現場，并將吊籃高度降到底部，關閉電源。試驗裝置應避免電機鋼索長期受力，這樣會影響其使用壽命。我這套試驗裝置最大的優點在于整個過程除了投放待測物品需要有操作人員參與，其他環節都是通過遠程紅外搖控裝置進行操作，對操作人員來說即便捷又安全，完全零風險。試驗進行時不需要在待測物品上添加任何外來物件（比如繩索、掛鉤），保持試驗物品最原始狀態，跌落平臺電磁鐵同時開啟，有效避免老式簡易裝置物品跌落時側翻，而且12m跌落高度事先已設定好，不需要靠人去控制，更加精準，更加科學合理。由于這套裝置經常曝露在室外，為了延長其使用壽命，降低故障頻度，應做好電機的防水、防銹措施，還有導軌、導向輪定期要進行潤滑養護，尤其是雷雨天氣一定要切斷電源。