三、少量爆炸检材转运箱的材料选择

    现有国际压力抗爆容器以及我国爆炸防护器材、爆炸物品储运器材等器材使用的材料主要有金属（防爆球、罐）、高强纤维（防爆毯、排爆服）等材料。金属材料的强度、硬度较大，韧性较强，并且能够承受多次冲击抗力，但金属质量较大，比较笨重，不适合用于转运少量爆炸检材。

    高强纤维应用于爆炸防护的主要有两种，一种是“凯夫拉”纤维2，主要用于制造排爆服和防爆毯，但其应用于少量爆炸检材转运箱强度不够大，不能满足承受近距离爆炸破坏作用的要求。另一种是以碳纤维为主的复合纤维，这种材料具有极优异的力学性能，其强度高，质量轻，贴面极薄，适应面广，施工方便，而且复合纤维具有耐疲劳、耐腐蚀、抗蠕变、材料尺寸稳定等其它材料所无法比拟的特点，在航天、航空和军工领域是无法替代的高新技术材料，我国神州七号飞船高压舱使用就是此种材料。碳素纤维进行扁平缠绕制作的容器具有抗爆抑爆的特性，一旦发生爆炸，扁平缠绕容器“只漏不爆”。即使是被强大爆炸爆破，容器的破口也不大，呈菊花状且无碎片产生，对环境的危害很小，至今还没有出现过灾难性后果的事故。理论分析和实验研究均证实，与整体式压力容器比较，扁平缠绕式容器能够吸收较多的能量，具有较大的变形能力；爆破时，对环境造成的危害较小，不会造成大面积的、立体性的破坏，在爆炸冲击载荷作用下具有良好的抗爆特性。

    通过对以上几种材料的对比可知复合纤维具有很强的抗爆性，而且强度、韧性都能满足少量爆炸检材转运箱的要求。少量爆炸检材转运箱初步选择目前我国航天工业领域较为成熟的TORAYCAT700复合纤维。

    四、少量爆炸检材转运箱的结构研究

    少量爆炸检材转运箱要承受一定量爆炸所产生的破片的切割作用。这就要求所选用的材料必须有一定的塑性，能够通过塑性形变吸收碎片的切割破坏。复合纤维能够通过纤维的拉伸作用抗爆泄爆，但容易被金属碎片划破，因此，转运箱采用金属内胆和外层复合纤维缠绕的复合层方式。

    采用金属内胆和外层复合纤维缠绕的复合层方式的优点有三：首先，金属材料具有较强的强度、塑性和韧性，可以很好地吸金属破片，防止金属碎片冲破容器壁产生危害；其次，双层复合的方式的内胆采用采用全封闭的方式，起气密作用，防止爆炸发生时容器内产生的高压气体外溢，从而对转运箱周围的人或介质造成损坏；第三，这种双层复合壁的结构方式对缓解爆炸作用力也有很重要的作用，弹性力学理论和多层热套式高压容器的理论设计对双层和多层复合壁受压应力有明确论述，即：“复合壁结构在受力后得到的合成应力使内筒应力显著减低，沿壁厚的应力分布也趋于均匀”4

    （一）外形选择

    少量爆炸检材转运箱的理想形状为球形，但球形转运箱不易携带，而且一旦在转运过程中发生爆炸，会在取放检材的开口处产生巨大压力，不易于容器的泄爆。因此，少量爆炸检材转运箱采用一端开口的胶囊形作为基本形状。这是因为：1.胶囊形是轴对称的，爆炸作用力可以均匀作用在容器壁；2.泄爆开口在转运箱的远端，因其离爆炸中心距离大承受的压力小，有利于提高转运箱的安全性能；3.胶囊形比球形稳定，更易于携带和固定。

    少量爆炸检材转运箱的基本形状

    结合送检的实际情况，少量爆炸检材转运箱金属内胆的外径设计为150mm，内胆总长度为390mm，内容积约为6888ml，能够满足盛放少量爆炸检材的需要；外径长为165±2mm，长度为410±2mm，体积约为8762ml，方便携带。封口处采用带有泄圧孔的接头与瓶口螺纹连接，接头螺纹牙数不得少于15牙，接头与瓶口旋紧即可。