摘要：现代战争和反恐行动中，飞机、舰艇、坦克等作战装备以及乘坐、运输等保障装备的油箱被炮火击中后引发的燃料“二次爆炸”是造成装备损毁和人员伤亡的重要原因。在油箱或者油罐中填充阻隔防爆材料可以有效地避免装备遭受火力打击后燃料产生的“二次爆炸效应”，从而大幅提升人员生存率，显著降低装备损毁率，使作战能力得到提高。分析了阻隔防爆技术的机理“冷壁作用”和“器壁效应”， 阻隔防爆技术以及实验室测试与现场安全检验合格标准。
关键词：阻隔防爆材料；爆炸；抑爆机理；性能
阻隔防爆技术是一种实现了本质安全不爆炸的技术，被各国大力推广应用于危险化学品，特别是燃油的存储与运输过程。阻隔防爆技术其实就是在存储危险化学品的容器内按照一定规范填充金属类、非金属类或复合类阻隔防爆材料。所谓阻隔防爆材料，是一种多孔、轻质、耐腐蚀、网状或球状的特殊材料。常见的金属类阻隔防爆材料有: 铝合金、钛合金和铜合金，非金属类有聚氨酯、陶瓷和涂复等。阻隔防爆安全检验是一种能有效确认阻隔防爆材料与安装是否满足安全的有效途径。
一、阻隔防爆机理
关于阻隔防爆技术为何能实现本质安全，虽暂无定论，但研究结果普遍指向阻隔防爆材料所独有的多孔结构。按孔洞结构不同，可将阻隔防爆材料分为: ( 1) 孔洞平面聚集的二维“蜂窝”结构; ( 2) 孔洞空间聚集的三维“泡沫”结构。阻隔防爆材料首先将通过的火焰分散至各个孔洞，削弱其燃爆能力。然后利用自身较大的比表面积，发挥“冷壁作用”和“器壁效应”，熄灭火焰流。
1、冷壁作用与器壁效应。冷壁作用属物理反应，材料因温度远低于火焰而大量吸收其热能。器壁效应则属于化学反应，过程是材料捕捉火焰中的自由基。物质在发生化学反应时，首先活性分子会产生十分活泼而寿命短促的自由基，自由基与其它分子碰撞结合生成新的物质与新的自由基。当新自由基的数量呈增长态势，燃烧爆炸现象持续进行，反之则受到抑制。火焰经过阻隔防爆材料的过程，是一个自由基不断减少的过程。
2、阻隔防爆与波纹型阻火器的异同。阻隔防爆与波纹型阻火器同属广义阻火器，都是一种利用自身孔隙阻止燃烧与爆炸发生或限制燃爆后继传播的安全装置。两者不同之处，首先在于，阻隔防爆材料充填在有其它用途的容器或管道内部，而波纹型阻火器拥有专用的外壳，安装在容器外部或管道连接处。此外，阻隔防爆材料的通道长度与间隙无法确定［1］，而波纹型阻火器的通道长度与间隙可确定。因此，前者不能像后者那样依据最大试验安全间隙( MESG) 进行设计与性能检验。
二、阻隔防爆安全检验
1、实验室检验。实验室检验项目包括阻隔防爆材料选用合理性判断、材料外观质量检测、材料结构尺寸检测、材料密度测试以及防爆性能测试。 阻隔防爆材料的选用应考虑储罐与储存介质理化性质，保证不污染介质的同时不被介质污染。材料外观质量要求网格不均匀性小于或等于25% ，边缘不展开宽度小于或等于 10mm，网格每平方米破损小于或等于每处破损面积小于或等于 60mm × 50mm，成品端面不平度小于或等于 60mm。材料结构尺寸要求网格边长公差为± 0.5mm。以上检验项目在实验室通过样品测试后，在现场仍需对实际使用材料进行抽查。材料密度可采用排水法或其它方法得出，用于置换率的计算。防爆性能通过燃爆增压表现出来。燃爆增压是指在按照一定要求填充阻隔防爆材料之后，容器内部发生爆炸所产生的平均压力峰值。试验要求燃爆增压不大于 0．14MPa。试验主装置为激波管，如图所示。
压力传感器量程应满足0～ 10MPa，灵敏度应达到 140pC /MPa; 压力表应满足 0～ 10MPa，精度等级卷达到 1.6。
试验时，留空率为 5% ，试样横截面积应不小于激波管内腔截面积的 98% 。
2、现场安全检验。阻隔防爆现场安全检验包括储罐清洗作业安全检验与材料安装规范检验［2］。罐体填充阻隔防爆材料之前需要进行清洗。清洗过程，特别是经阻隔防爆技术改造后的储罐清洗过程，是一个具有一定危险性的作业过程，需要全程进行监督检验。检验的重点是确保容器内的氧浓度处于安全范围内以及可燃气体或蒸汽的浓度不大于其爆炸下限 20% 。此外，还应检查渗漏试验用试剂与清洗作业用清洗剂。材料安装检验首先结合现场测量与图纸审阅，计算出储罐的体积，然后测试计算填充密度、置换率与留空率三个参数并检查结构件是否安装牢靠。填充密度是指用阻隔防爆材料填充储罐时，单位体积材料的质量，可用所有填入储罐的阻隔防爆材料的质量与储罐体积相除得出。置换率是指阻隔防爆材料放入充满液体的储罐时，所排出的液体体积与储罐体积之比。排出液体就是用于填充的阻隔防爆材料的体积，可通过填入储罐的材料质量与材料密度相除得出。填充密度的要求是 25～ 35kg /m3。置换率和留空率的要求与罐体规格有 关: 对于规格大于 25 m3的罐体，置换率要求不大于 1.2%，置换率要求不大于 1． 1%，留空率要求不大于 8%。
三、阻隔防爆技术的应用
1、阻隔防爆应用领域。阻隔防爆技术最主要的应用领域是军工行业，采取的方式是往燃料箱内充装不同性质的阻隔防爆材料。从最早的军用直升飞机，扩展至坦克和船舶，后来又发展到部分敏感地区的警用车辆。国内的阻隔防爆技术EA作为材料，应用领域集中在民用行业，如埋地储罐、液化石油气罐车和撬装式加油站。埋地储罐多为因历史遗留问题无法满足新标准中安全距离要求的加油站旧罐。旧罐改造的阻隔防爆材料填充在罐体内部直接与燃料接触，与国外仅将材料填充于罐内人孔、不与燃料接触有所不同。撬装式加油站是一种整体可移动的加油系统，其罐体安装在地面之上。为降低其爆炸危险性，在罐内填充阻隔防爆材料。
2、阻隔防爆技术。阻隔防爆研究方法主要有试验和理论分析两种。试验是一种最直观与可靠的方法，其研究方向包括材料淬熄火焰与降低爆炸压 力 能 力 研究［1］、材料自身抗冲击性与抗烧结性研究、材料抗腐蚀性与确保燃料品质能力研究、不同留空率与置换率对抑爆效果的影响以及同一材质处于不同理化性质抑爆能力差异的研究。理论分析则用来解决试验难以观察的问题，如阻隔防爆材料在超音速火焰通过时的状况，又比如燃爆容器抗爆设计限值等。研究成果表明，阻隔防爆技术优点: 防密闭容器内的燃烧与爆炸。阻隔防爆的抑爆能力与其材质及置换率有密切关系; 防浪涌。通过防止罐车储罐产生浪涌，不仅能延长护轮胎与容器的使用寿命，还能预防车辆因急刹车与紧急转向避险造成的倾翻事故; 防罐体剧烈晃动产生的冲击。当储罐受到突然的冲击或遭遇意外的坠落，罐内燃料会对容器的一侧产生显著的、有可能导致容器破裂的冲击压力［2］。而阻隔防爆材料能有效防止这种强烈冲击。同时发现了阻隔防爆技术所存在缺点: 阻隔防爆材料腐蚀后会影响燃料品质，其残留沉积还可能堵塞管路; 阻隔防爆的安装维护成本较高，在改造与清洗过程中还有可能因违规操作导致意外爆炸; 金属类阻隔防爆材料在使用过程中会因重力与外部冲击等原因发生塌陷与压紧，削弱自身抑爆性能。
现有阻隔防爆材料防爆性能测试方法中，在国家标准规定的配套测试方法中对实验装置尺寸、测试用气等重要环节的描述较为粗略，忽视了可燃性气体爆炸的一些物理机制，如测试管道壁面散热特性对爆炸火焰的影响以及爆炸尺度效应问题等。可见，采用更加全面、科学的综合性能标准指导阻隔防爆材料的研发生产与应用推广。
参考文献：
［1］邢志祥，张贻国，马国良．网状多孔材料防爆性能研究进展[J]．中国安全生产科学技术，2017，8(10)：38 41．
［2］田宏，王旭，高永庭．燃油箱填充用防火抑爆网状泡沫材料[J]．火灾科学，2018，9(2)：37—41．
［3］曲芳，孙成喜，江平．充填俄制网状聚氨酯泡沫燃油箱的燃油冲刷静电实验研究[J]．沈阳航空工业学院学报，2017，21(4)：19．