1 前言

顆粒強(qiáng)度是評(píng)價(jià)化肥物理性質(zhì)的重要指標(biāo)之一。氮磷鉀肥（NPK復(fù)合肥料）作為我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的肥料品種，其顆粒強(qiáng)度直接影響儲(chǔ)存、運(yùn)輸和施用性能。氮磷鉀肥通常采用高塔造粒、轉(zhuǎn)鼓造粒或噴漿造粒等工藝生產(chǎn)，顆粒形狀以球形或近球形為主。若顆粒強(qiáng)度不足，在包裝、運(yùn)輸及施用過(guò)程中容易破碎粉化，產(chǎn)生大量粉塵和細(xì)小顆粒，不僅造成養(yǎng)分損失，影響施肥均勻性，還可能導(dǎo)致顆粒結(jié)塊，降低肥料利用率。顆粒強(qiáng)度與造粒工藝參數(shù)密切相關(guān)，是評(píng)價(jià)造粒工藝穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。

《GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量》適用于粒徑尺寸在1.0 mm ~ 20.0 mm的球形、柱形和條形顆粒抗壓強(qiáng)度的測(cè)量。《GB/T 10516-2012 硝酸磷肥顆粒平均抗壓碎力的測(cè)定》明確規(guī)定了顆粒狀硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥顆粒平均抗壓碎力的測(cè)定方法。氮磷鉀肥為硬質(zhì)球形脆性顆粒，受壓達(dá)到臨界壓力后直接破碎，適配儀器脆性顆粒-球形顆粒檢測(cè)模式。

本方案基于HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)體系，依據(jù)GB/T 44750-2024通用顆粒強(qiáng)度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)及GB/T 10516-2012硝酸磷肥顆粒抗壓碎力測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合氮磷鉀肥的顆粒特性，詳細(xì)規(guī)定了樣品選取、測(cè)定步驟及結(jié)果計(jì)算方法，確保檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，滿(mǎn)足產(chǎn)品質(zhì)量控制與合規(guī)性評(píng)價(jià)需求。本方法適用于硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥等各類(lèi)氮磷鉀肥顆粒的強(qiáng)度檢測(cè)，滿(mǎn)足化肥企業(yè)生產(chǎn)線中控、成品出廠檢驗(yàn)、第三方質(zhì)檢實(shí)驗(yàn)室合規(guī)檢測(cè)需求。

2 儀器與試劑

2.1 儀器

HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀（全型號(hào)通用）；鼓風(fēng)干燥箱；標(biāo)準(zhǔn)分樣篩（3.0 mm、4.75 mm）；游標(biāo)卡尺或電子數(shù)顯卡尺、鑷子等。

圖1：HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀外觀圖

2.2 耗材與輔助用品

氮磷鉀肥顆粒；無(wú)水乙醇（分析純）；無(wú)塵軟毛刷。

3 實(shí)驗(yàn)方法

3.1 樣品準(zhǔn)備

取樣：按照GB/T 41948《顆粒表征 樣品準(zhǔn)備》的規(guī)定進(jìn)行取樣。從批量化肥產(chǎn)品中隨機(jī)采集具有代表性的氮磷鉀肥樣品，取樣量能滿(mǎn)足完成全部測(cè)試。

篩分等級(jí)：

根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍，使用對(duì)應(yīng)規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)篩對(duì)樣品進(jìn)行篩分。常見(jiàn)的氮磷鉀肥粒度分級(jí)如下：

?                      小顆粒氮磷鉀肥：粒徑d ＜ 2.00 mm

?                      中顆粒氮磷鉀肥：2.00 mm ≤ d ＜4.75 mm

?                      大顆粒氮磷鉀肥：d ≥ 4.75 mm

必要時(shí)可用游標(biāo)卡尺測(cè)量顆粒的直徑，篩分后選取目標(biāo)粒度區(qū)間的完整顆粒備用。

樣品挑選：用鑷子從篩分后的樣品中隨機(jī)選取30粒完整、表面無(wú)明顯缺陷的氮磷鉀肥顆粒。

注：GB/T 10516-2012標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)隨機(jī)取樣的60個(gè)單顆粒進(jìn)行逐一測(cè)試。建議每批次檢測(cè)選取30 ~ 60粒，可根據(jù)檢測(cè)精度要求和檢測(cè)效率綜合確定。本方案以30粒硫酸鉀復(fù)合肥為基準(zhǔn)進(jìn)行說(shuō)明。

樣品預(yù)處理：將樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥2 h，然后置于干燥器中冷卻至室溫，備用。

3.2 樣品測(cè)試步驟

開(kāi)機(jī)自檢：開(kāi)啟儀器電源，選擇顆粒類(lèi)型（氮磷鉀肥屬于脆性顆粒），儀器自動(dòng)完成整機(jī)自檢。壓桿自動(dòng)升降歸零，自檢完成后，界面顯示“待檢測(cè)"。

模式選擇：選擇球形顆粒檢測(cè)界面，清空歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。

樣品放置：用鑷子夾取1顆氮磷鉀肥顆粒平穩(wěn)放置于樣品托盤(pán)中心區(qū)域，保證顆粒居中無(wú)傾斜。

啟動(dòng)測(cè)試：點(diǎn)擊“開(kāi)始"進(jìn)行測(cè)試。壓桿勻速向下運(yùn)動(dòng)，接觸樣品后實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前壓力值。

數(shù)據(jù)采集：儀器持續(xù)實(shí)時(shí)采集壓力數(shù)值，氮磷鉀肥顆粒受壓破碎瞬間蜂鳴報(bào)警，設(shè)備自動(dòng)記錄破碎峰值壓力，壓桿自動(dòng)回升至初始位置，單次測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)存入系統(tǒng)。

清理托盤(pán)：?jiǎn)未螠y(cè)試完成后，用毛刷清掃托盤(pán)內(nèi)肥料碎屑，再進(jìn)行下一粒測(cè)試。

平行測(cè)試：每組連續(xù)有效測(cè)試15粒，中途若顆粒打滑、未破碎觸發(fā)超壓保護(hù)，點(diǎn)擊“停止"舍棄本次數(shù)據(jù)，重新檢測(cè)。

圖2：樣品篩分與烘干

3.3 儀器操作說(shuō)明

顆粒類(lèi)型選擇：開(kāi)機(jī)主界面選擇“脆性顆粒"（氮磷鉀肥屬于脆性顆粒）。

清零：如儀器不顯示“0"，點(diǎn)擊“清零"按鍵。

查看數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊“查看"進(jìn)入查看界面，可存儲(chǔ)15次測(cè)試數(shù)據(jù)，保存平均值及變異系數(shù)。

打印：點(diǎn)擊“打印"打印本輪測(cè)試數(shù)據(jù)。

清空：點(diǎn)擊“清空"清空本輪測(cè)試數(shù)據(jù)粒。

4 結(jié)果與討論

4.1 結(jié)果統(tǒng)計(jì)

儀器自動(dòng)存儲(chǔ)15組單粒顆粒破碎壓力值，自動(dòng)計(jì)算：

單粒顆粒強(qiáng)度：破碎瞬間最大壓力，單位N；

批次平均顆粒強(qiáng)度：15組數(shù)據(jù)算術(shù)平均值，單位N；

變異系數(shù)Cv：反應(yīng)氮磷鉀肥顆粒強(qiáng)度均勻性，用于評(píng)價(jià)造粒工藝穩(wěn)定性。

無(wú)需額外換算公式，直接以?xún)x器輸出平均壓力作為最終檢測(cè)結(jié)果。

4.2 測(cè)試結(jié)果

圖3：樣品測(cè)試過(guò)程與數(shù)據(jù)圖

4.3 精密度

變異系數(shù)越小，說(shuō)明顆粒均勻性越好。顆粒的形狀和大小會(huì)影響顆粒的顆粒強(qiáng)度結(jié)果。GB/T 10516-2012標(biāo)準(zhǔn)要求通過(guò)測(cè)定一定數(shù)量顆粒計(jì)算其平均抗壓碎力，以有效反映整批顆粒的總體強(qiáng)度水平。

5 方案特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

5.1 HM-KD顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀優(yōu)勢(shì)

全型號(hào)適用：KD1-KD3均可執(zhí)行本方案，操作方法一致。

操作簡(jiǎn)便：觸摸交互界面，參數(shù)一鍵設(shè)定，自動(dòng)計(jì)算并支持打印。

自動(dòng)化程度高：設(shè)有自動(dòng)超壓保護(hù)裝置，防止超大硬度顆粒損傷傳感器。

高分辨率：0.01N高分辨率，精準(zhǔn)區(qū)分不同造粒工藝氮磷鉀肥強(qiáng)度微小差異，便于工藝優(yōu)化。

5.2 方案適用性

樣品類(lèi)型：硝酸磷肥、硝酸磷鉀肥、摻混肥料等各類(lèi)氮磷鉀肥顆粒。

檢測(cè)范圍：顆粒直徑0.2 ~ 25 mm、0.5 ~ 25 mm。

高效穩(wěn)定：?jiǎn)蝹€(gè)樣品檢測(cè)時(shí)間短，重復(fù)性好，滿(mǎn)足批量檢測(cè)需求。

5.3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

環(huán)境要求：工作環(huán)境溫度10 ~ 30℃，相對(duì)濕度≤ 70%的條件下使用。

樣品代表性：確保選取的顆粒具有代表性，能真實(shí)反映該批次樣品的整體質(zhì)量狀況。

篩分規(guī)范：根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的粒度范圍進(jìn)行篩分，確保測(cè)試顆粒的粒徑符合要求。

操作規(guī)范：測(cè)試過(guò)程中應(yīng)保持儀器清潔干燥，檢測(cè)完成后使用毛刷清理碎屑。

定期校準(zhǔn)：定期使用砝碼校準(zhǔn)力值，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度。

6 結(jié)論

本方案依據(jù)《GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及《GB/T 10516-2012 硝酸磷肥顆粒平均抗壓碎力的測(cè)定》標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合HM-KD系列顆粒強(qiáng)度測(cè)定儀，提供了標(biāo)準(zhǔn)化的氮磷鉀肥顆粒抗壓強(qiáng)度測(cè)定方法。該方法操作簡(jiǎn)便、自動(dòng)化程度高、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可有效評(píng)價(jià)氮磷鉀肥顆粒在運(yùn)輸、儲(chǔ)存和施用過(guò)程中的抗破碎能力，適用于肥料生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量控制、農(nóng)業(yè)部門(mén)質(zhì)量監(jiān)管以及科研機(jī)構(gòu)肥料研發(fā)等應(yīng)用場(chǎng)景。

7 參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 44750-2024 顆粒 抗壓強(qiáng)度的測(cè)量[S].

[2] GB/T 10516-2012 硝酸磷肥顆粒平均抗壓碎力的測(cè)定[S].

[3] GB/T 41948 顆粒表征 樣品準(zhǔn)備[S].

[4] GB/T 15063 復(fù)合肥料[S].

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