某針刺雷管裝藥爆炸原因的分析

胡美華，張文平

（國營9634廠，湖南 岳陽，414100）

某針刺雷管為國營9634廠研制并生產(chǎn)，配用于某引信，該產(chǎn)品以其性能穩(wěn)定備受用戶青睞。但自2005年以來，在生產(chǎn)過程中不時出現(xiàn)爆炸事故，且事故發(fā)生率較高，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進(jìn)度及員工生命財產(chǎn)安全。本文從工藝和管理等方面進(jìn)行了分析探討，尋找事故發(fā)生的原因，并提出了相應(yīng)的措施，杜絕了爆炸事故的發(fā)生，確保生產(chǎn)和員工生命財產(chǎn)安全。

1 爆炸事故發(fā)生情況

事故統(tǒng)計情況見表1。從表1可以看出：2005年以前的14年間才發(fā)生了1次爆炸事故，且為人為因素，而2005年以后的5年多時間內(nèi)就發(fā)生了6次爆炸事故，且事故出現(xiàn)工序和原因基本一致。從產(chǎn)量上對比，2005年前生產(chǎn)了233.89萬發(fā)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2005年后生產(chǎn)量78.74萬發(fā)，說明2005年后事故的發(fā)生具有系統(tǒng)性。

表1 事故情況統(tǒng)計Tab.1 Satistics of the accidents

2 爆炸事故的原因分析

2.1 裝藥過程分析

裝藥采用40孔群模裝藥，定量板與裝藥器之間接觸面較寬，兩者之間如配合不好，容易造成定量板與裝藥器卡緊，使兩者接觸面之間的摩擦力增加；其次，定量板與裝藥器由于使用時間較長，可能造成接觸面有導(dǎo)線，引起摩擦力增加；另外，不同操作者在裝藥過程中拉動定量板的力度與速度不一致，也會引起摩擦力增大。摩擦力一旦增大，針刺藥感度升高，發(fā)生爆炸的可能性就增大。同時，相對濕度對針刺藥感度也有很大影響。裝配工房相對濕度工藝要求為65%以下，而實際生產(chǎn)過程中，隨著氣候的變化，工房濕度有時在40%以下。當(dāng)空氣濕度相對較低時，針刺藥靜電感度會明顯增高，很容易引起爆炸。檢查發(fā)生爆炸時工房濕度，有一次只有 37%，另一次只有41% 。針對以上原因，2006年曾對裝藥過程采取了相應(yīng)的控制措施，見表2，但效果不明顯，2007年至2010年爆炸現(xiàn)象仍有發(fā)生，甚至連制藥過程的抽濾工序都發(fā)生了爆炸。

表2 裝藥過程中采取的控制措施Tab.2 Control measures during charge

2.2 制藥過程分析

2.2.1 針刺藥安全機理分析

針刺藥為四氮烯與羧甲基纖維素氮化鉛的混合藥，制藥化學(xué)反應(yīng)過程是：將制造羧甲基纖維素氮化鉛的原材料（羧甲基纖維素鈉、氮化鈉、醋酸鉛及晶型控制劑酒石酸氫鉀）與四氮烯加在一起進(jìn)行化合，化合過程中生成的羧甲基纖維素氮化鉛逐漸對四氮烯進(jìn)行包覆，并形成合適的晶型。感度相對較低的羧甲基纖維素氮化鉛包覆在感度相對較高的四氮烯外，并形成生產(chǎn)所需的晶型，以確保生產(chǎn)過程的安全性。羧甲基纖維素氮化鉛化學(xué)反應(yīng)式為：

從反應(yīng)式中可看出，在工藝規(guī)定的原材料加入量范圍內(nèi)，羧甲基纖維素鈉、氮化鈉的量越高，生成的羧甲基纖維素氮化鉛的量越多，對四氮烯的包覆越完全。原材料加入量增多，晶型控制劑酒石酸氫鉀相對也應(yīng)增加，才能使針刺藥晶型既滿足產(chǎn)品感度要求，又滿足安全生產(chǎn)要求。

2.2.2 制藥工藝分析

工廠自2003年整體搬遷至新址后，因生產(chǎn)能力擴增，自2005年開始，制藥工藝進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，老廠制藥投料量為2kg/批，新廠制藥投料量改為5kg/批。投料量改變后，除原材料各成分配比相應(yīng)增加外，其它各工藝條件沒變。投料量改變前后原材料各成分配比見表3。

表3 2kg/批投料量與5kg/批投料量各成分對比Tab.3 The contrast of composition between 2kg/batch and5kg/batch

老廠生產(chǎn)工藝成熟，從理論上說，到新廠后投料量成倍增加，原材料各成分量也應(yīng)成倍增加，按2∶5的比例來計算，5kg/批投料量中各成分加入量見表4。

表4 5kg/批投料量各成分加入量Tab.4 The compositions of the adding quantity of 5kg/batch

從表3～4可知：5kg/批投料量的工藝要求酒石酸氫鉀加入量為280～330mL，羧甲基纖維素鈉加入量為17 000～20 000mL，相比按2∶5比例計算的加入量（250～375mL、15 000～22 500mL）的上限低，四氮烯加入量（180～210g）比按2∶5比例計算的加入量（150～200g）的上限高，實際生產(chǎn)中原材料加入量一般都按中限控制。因此，按工藝要求生產(chǎn)的針刺藥中，感度較低的羧甲基纖維素氮化鉛生成量相對偏低，而感度較高的四氮烯相對偏高，羧甲基纖維素氮化鉛對四氮烯的包覆量相對減少，這樣，針刺藥的感度在一定程度上得以提高。

2.2.3 針刺藥成分分析

2000～2009年以來，裝配用部分針刺藥成分統(tǒng)計見表5。從表5可看出，2005年前針刺藥中羧甲基纖維素氮化鉛明顯比2005年后羧甲基纖維素氮化鉛含量相對較高，且出現(xiàn)爆炸事故的藥批中羧甲基纖維素氮化鉛與四氮烯含量之比相對較低。

表5 2000～2009年針刺藥成分Tab.5 The component of stab composition in 2000～2009

3 改進(jìn)措施

針對以上分析，對制藥和裝藥生產(chǎn)過程制訂了相應(yīng)的改進(jìn)方案，改進(jìn)方案見表6。

表6 改進(jìn)方案Tab.6 Improvement plan

改進(jìn)方案中將生成羧甲基纖維素氮化鉛的各成分加入量按2∶5比例的上限量控制，四氮烯加入量按2∶5比例的中上限量控制。同時，裝藥過程中對操作者嚴(yán)格要求，并加強生產(chǎn)過程的監(jiān)控力度，嚴(yán)格控制工房濕度。

4 驗證

按照酒石酸氫鉀加入量 370～375mL、羧甲基纖維素鈉加入量 21 000～22 500mL、四氮烯加入量190～195g控制試生產(chǎn)10個小批。將原瞎火藥批、爆炸藥批和試生產(chǎn)藥批的晶型用放大100倍的顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)原瞎火藥批的晶型為長柱形，爆炸藥批為不規(guī)則的楔形且棱角分明，試生產(chǎn)藥批也為不規(guī)則的楔形但棱角相對較平。據(jù)針刺藥晶型的特性，晶型棱角越分明，感度越高；晶型棱角越平，感度越低。將該10個小批的試制藥用于生產(chǎn)裝配，生產(chǎn)過程中未出現(xiàn)爆炸事故。同時，又按試生產(chǎn)條件連續(xù)生產(chǎn)了40個批，裝配成品45萬發(fā)，均在生產(chǎn)過程中未出現(xiàn)爆炸事故。

5 結(jié)論

根據(jù)分析，得到某針刺雷管裝配過程中連續(xù)出現(xiàn)爆炸事故的主要原因為：

（1）在制藥過程中，羧甲基纖維素鈉加入量偏低，生成的羧甲基纖維素氮化鉛含量也低；同時，四氮烯加入量偏高；酒石酸氫鉀加入量偏低，針刺藥晶型控制不好，使針刺藥感度增高。

（2）在裝藥過程中，當(dāng)針刺藥感度一致時，定量板與裝藥器配合太緊、工房濕度太低也會使針刺藥感度提高，增大爆炸概率。

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