一、概述
安全问题是当今社会最为人们关注的问题之一。烟花爆竹属于高危行业，同其它行业的根本区别在于烟火药的易燃易爆和瞬间能放出大量能量。从事烟花爆竹产品研发、生产和使用的大多数人员并不了解烟火药的燃爆性能，更可怕的是每年有不少新的、非常敏感且威力强的、未经安全论证的烟火药用于产品中，带来极大安全隐患。国内外目前对烟火药的危险性评估研究很少，本文探讨从风险概念入手，通过测定烟火药的输入、输出能量参数，然后对药物进行危险性综合评估并进行分类定级，使人们根据实验结果就能了解到烟火药的危险性特性，从而有针对性地采取安全管理和预防措施，有效地防止和减少安全事故的发生。
 
二、危险性分类定级
1、分类：根据事故发生的可能性和事故造成后果的严重程度，将烟火药的危险性分为烟火药物的感度危险性和烟火药物的严重度危险性二类。
2、分级：根据烟火药能量输入参数和能量输出参数的量值并按大小排序，将烟火药感度的危险性和烟火药严重度的危险性均分为五级。 烟火药感度危险性用大写英文字母A、B、C、D、E表示，A表示危险性最大，E表示危险性最小。烟火药严重度的危险性用小写英文字母a、b、c、d、e表示，a表示危险性最大，e表示危险性最小。
 
三、感度参数及测定方法
引起烟火药燃烧爆炸的外界能量一般为机械能、热能和电能，本文选择摩擦感度、撞击感度、爆发点、静电火花感度来综合评估烟火药的感度危险性。
1、摩擦感度
1.1、测试方法
柯兹洛夫摆式摩擦感度仪在国内烟花爆竹检测机构中极其普及，因此优先选择该仪器的使用。但现行的国家标准及行业标准对摩擦感度的表征均采用爆炸概率法，该法对感度相近的烟火药可以比较，但对爆炸概率为100%或为0的烟火药，则感度不易区分开来，例如军工硝和白光摩擦感度一般均为零，但比较不了谁更敏感。因此，采用现行标准的方法对各药物摩擦感度的大小不能进行排序、比较、分级，需要对测定方法进行改进。新方法仍采用摆式摩擦感度仪，将摆角固定在70℃，通过上下调整压力大小，测定烟火药燃烧爆炸时的极限压力，用极限压力来表征摩擦感度，该升降法可以适用于所有感度的烟火药。
以实际生产状况比较接近的摩擦感度检测方法是德国的BAM摩擦仪法，结果的表征采用极限荷重，该荷重就是直接作用于药物上的压力。因此，有条件的实验室可以选用BAM摩擦仪法。
1.2、危险性分析与分级
烟火药摩擦感度在国内标准中的合格判据是：在摆角70℃，表压1.23Mpa时，若爆炸概率大于60%，则药物不合格。表压1.23Mpa根据摩擦感度仪的油缸活塞直径和滑柱直径的数值，换算成接触在药物上的正压力，则是149N/mm²，也就是说作用于药物上每平方毫米15公斤的力，引燃引爆药物的概率在60%。实际生产过程中，15公斤力并不大，盛物容器的边角、压药模具和手握工具的尖端作用在药物上，以一定速度滑动（根据能量转换及守恒定律，可计算感度仪摆锺打击击杆的速度约为2.6m/s），就可能引燃引爆药物。因此，可以将摩擦感度分为五级，将极限压力小于0.50Mpa定为高度敏感，赋值为5分，因为0.50Mpa相当于6公斤的正压力，手工敲击、模具拖拉等都可能使药物与物体或药物与药物之间（如装礼花弹合球时，使劲敲打）产生摩擦而起爆；0.51-1.50Mpa定为敏感，赋值为4分；1.51-2.50Mpa定为一般，赋值为3分；2.51-3.50Mpa定为较钝感，赋值为2分；而大于3.50Mpa则认为该药物钝感，赋值为1分，因为3.50Mpa相当于40多公斤的力，还需要尖端接触药物，并有一定的滑动速度，才可能引爆药物，工艺操作过程中出现这类情况很少。对每一级赋值，是为了下面对各感度进行综合评估。
2、撞击感度
WL-1型立式落锤仪测定撞击感度在国内烟花爆竹检测机构中很普及。现行的国家标准及行业标准对撞击感度的表征也采用爆炸概率法，不易对各药物撞击感度大小进行排序、比较、分级。李渡烟花集团检测中心一直用小型的CGY-1型机械冲击感度仪，采用升降法来测定烟火药的撞击感度，稳定性、重现性较好，已对百余种药物进行了检测排序。同上述摩擦感度一样，可以按撞击感度的数值大小分为五级，并赋值。
3、热感度
表示热感度的参数有爆发点、火焰感度、着火温度等。这三个参数，一般国内烟花爆竹检测机构都能测定，其中爆发点是一种经典的表示热感度的方法，爆发点越低，越容易受热而自行燃烧或爆炸。火炸药的爆发点一般在140—550℃之间，在SN/T0306.4-2006标准中，爆发点的合格判据为等于或大于350℃。
差热分析仪可用来测定着火温度，该仪器广泛应用于测定物质在热反应时的特征温度及吸收或放出的热量。SN/T0306标准中，着火温度的合格判据为等于或大于180℃。
4、静电火花感度
烟火药一般是高绝缘物质，在研制、生产、运输和使用过程中，都可能与工装、容器、设备、包装材料等介质摩擦而产生静电，因不易泄露，如果不采取有效措施，会使静电电荷聚集，聚集的电荷表现出很高的静电电位，一旦有放电条件就会产生火花放电，当火花放电能量达到足以点燃烟火药时，就会发生燃烧或爆炸事故。评价烟火药的静电危害应包括两个方面：一是烟火药是否容易产生静电，静电带电量有多大；二是烟火药对静电火花的敏感度如何。为了评定静电火花感度的危险性，引入烟火药的最小静电点火能E_min，设E_min=1/20E₅₀，E₅₀为静电火花感度试验标准测出的50%发火能量，只要知道了E_min，再设法测出生产过程中可能出现的最大静电火花能（包括人体静电火花）W，然后进行比较，若W≤E_min，则认为该环境下生产是静电安全的。例如我们可对人体静电放电危险性粗略计算，设人体对地电容为C=200pF；人体对地静电电压为2000V；则人体所带静电电量为E=1/2CV²=1/2×200×10^-12×（2000）²=0.4mJ，换算成50%发火能量E₅₀，则为8mJ，也就是说，人体放电极有可能引燃50%发火能量小于8mJ的药物，因此，可将50%发火能量小于10mJ的烟火药定为最敏感。
静电火花感度影响因素很多，与环境温湿度、药物状态等有关，我们可以对使用的烟火药进行感度测定并排序。目前很多单位都在研究使用机械混药，因药物大多处于封闭状况，一旦引爆，破坏性更大，很多机械设备安全评估中，都忽略了对烟火药静电火花感度和摩擦带电量的测试。
四、输出能量参数及方法
火炸药发生燃烧爆炸对周围设施造成的破坏主要是冲击波、热辐射和破片的作用。火炸药能量输出参数有爆热（或燃烧热）、爆速（燃速）、爆容（比容）、爆温、爆压；实际应用中，还用到TNT当量、作功能力和猛度。
1、TNT当量
TNT当量常用来表示炸药的威力。火炸药爆炸时的空气冲击波对人员和周围设施破坏力最大。TNT当量可以根据“AQ4105 烟火药TNT当量测定方法”直接测定，也可以根据能量相似原理，从爆热或燃烧热中获得。例如，TNT的爆热为4.17KJ/Kg，黑索金炸药的爆热为5.42KJ/Kg，则黑索金的当量系数为5.42/4.17=1.3。
2、爆热、爆容、爆温、爆压
烟火药是自身含氧的高能材料，发生事故后能迅速释放出大量热能，因此爆热是评定炸药作功能力大小的重要标志量，是烟火药能量输出的最重要参数之一，如果没有大量的热放出，化学变化本身就不可能继续下去，就更不可能形成高温、高压、高能量密度的气体而膨胀作功了。虽然爆容、爆温、爆压也是衡量烟火药能量输出的重要参数，但都不及爆热对能量输出的权重大，加上爆容、爆温、爆压的测定在大多数烟花爆竹检测机构还不具备检测能力，因此本文中不作为能量输出的评估参数。而选择爆热作为能量输出的评估参数之一，测出爆热后再换算成TNT当量系数。
4、燃速
烟火药主要以燃烧为主，在释放的能量来不及散发或在密闭条件下，有可能转变为爆燃或爆轰。燃速越快，能量越来不及散发，很易转为爆燃、爆轰；另外，一旦药物引燃着火，燃速太快，人员则来不及躲避。因此，燃速也是烟火药能量输出的最重要参数之一。烟火药燃速的测定，国军标采用的是靶线法，药物要压成药柱，操作也比较麻烦。在安全评估和实际应用中，我们不需要测出的燃速精度很高，因此，可以采用药槽测定燃速，在企业，该方法对烟火药配药质量的检验和对安全性能的了解很实用。对烟火药燃速进行比较，排序，应采用同一规格的药槽，最好标准化。
 
五、危险性评估
1、用于烟火药感度危险性评估的参数选定为摩擦感度、撞击感度、爆发点和静电火花感度，各感度的测定方法有相应的标准，其中摩擦感度标准方法要做些修改，各试验结果按量值大小顺序可进行排序，从而可知道和比较各单项感度的危险性大小。
2、用于烟火药严重度危险性评估的参数选定为TMT当量和燃速。TMT当量测定有相应的行业标准，燃速测定采用药槽法，各试验结果按量值大小顺序进行排序比较。
3、综合评估：感度参数有四种，每项感度值按大小顺序分成5组，每组按照敏感性大小赋予一定的值（5，4，3，2，1），评估某烟火药时，将测定的各感度分值相加可计算出综合感度，然后进行危险性定级（A、B、C、D、E）。同样可对烟火药物的严重度危险性定级（a、b、c、d、e）。
具体的评估方法，可参见由李渡烟花集团负责起草的国家安全标准（AQ）“烟花爆竹 烟火药危险性分类定级方法”
 
六、实验结果的表征
烟火药样品经过感度测试和能量输出参数测试并经评估后，可得出各自的危险性级别，然后用大小写英文字母表示其危险性综合特征，并报出试验结果，如Aa、Cd等。Aa表示为该药物非常敏感，受外界剌激极易燃烧爆炸，并且能量很大，燃速很快，药物高度危险；Cd表示该药物感度危险性中等，严重度危险性偏低。
 
七、实例
1、黑火药感度危险性评估

感度参数	摩擦感度	撞击感度	爆发点	静电感度
试验数据	3．75 MPa	50 cm	489 ℃	0.06 J
分值	1	2	2	4
总分值	9
定级	C
危险程度	中度危险

2、黑火药输出能量危险性评估

输出能量参数	燃烧速度	TNT当量系数
试验数据	5．6 cm/s	0．66
分值	4	3
总分值	7
定级	b
危险程度	危险

3、试验结果
黑火药危险性为Cb。表示感度危险性中等，严重度危险性偏高。