摘 要:該文主要從延期元件質量、消爆氣室、管內進水、雜質、斷藥、孔洞、切縫、卡口、卡腰及外界環(huán)境等方面對導爆管雷管質量的影響,分析導爆管雷管產生瞎火的原因,為進一步提高導爆管雷管質量及使用穩(wěn)定性積累了寶貴的經驗。
關鍵詞:導爆管雷管 消爆氣室 瞎火 沖擊波
中圖分類號:TQ565文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2013)05(c)-0077-02
導爆管雷管是靠引爆(擊發(fā))元件來起爆,由導爆管的沖擊波能擊發(fā)起爆的工業(yè)雷管,由于其良好的抗水性、不受雜散電流、靜電、射頻及感應電流影響、爆破網絡聯接形式多樣、使用方便等優(yōu)點,已經成為雷管中的重要品種,已廣泛應用到工程爆破和軍事上。但是從生產及用戶使用情況看,導爆管雷管瞎火問題是比較嚴重的,該文主要從影響雷管瞎火的幾個方面進行分析,并探討了解決方法,為導爆管雷管生產及使用提供了借鑒依據。
1 延期元件方面的影響
延期元件在雷管生產中占有重要位置,是延期雷管的重要組成部分,在生產中會出現很多質量問題,如延期藥受潮、配比不當、延期藥裝藥時壓力過大,延期藥被壓死等等,致使在導爆管正常引燃能量作用下延期藥不能引燃,或燃燒傳播終止,或輸出的火焰沖能太小,因此不能引爆起爆藥,產生瞎火。
另外,硅系延期藥仍被國內大部分廠家采用,它是靠三硫化二銻的含量來調節(jié)段別的。當三硫化二銻的含量增加到一定值后就會產生瞎火。由于三硫化二銻具有一定的吸濕性,加入量較多,導致延期藥受環(huán)境(天氣、工房溫濕度等)影響較大。此外,三硫化二銻和鉛丹在長貯過程中發(fā)生緩慢反應,使鉛丹含量降低,也能導致產品竄段或瞎火。在毫秒高段、半秒及秒級等產品中常用鎢系延期藥代替硅系延期藥,為了比較硅系延期藥與鎢系延期藥的優(yōu)劣,進行了如下高溫、高濕試驗。分別用硅系延期藥和鎢系延期藥裝填毫秒導爆管雷管(15段)各50發(fā),放在溫度大于60 ℃、濕度大于95%的環(huán)境中。3 d后各抽測25發(fā)進行發(fā)火可靠性試驗,7天后對剩余的產品再做發(fā)火可靠性試驗,結果如表1所示。
2 消爆氣室大小的影響
消爆空間的作用有三:為完成導爆管出口沖擊波的衰減并帶有高溫殘渣火焰的增強提供場所;增加熱氣體與延期藥表面接觸時間,使其超過延期藥點火所需要的最短時間,并增加點火面積;為延期藥的燃燒氣體產物提供釋放空間,以保持延期藥的穩(wěn)定燃燒。[1]
導爆管雷管的起爆是靠塑料導爆管以沖擊波能量來引爆的,如果沖擊波直接作用于延期藥(無點火藥延期體),由于波陣面壓力大、速度快、作用時間短,波陣面后面壓力迅速下降,容易造成點火失效,導爆管就不能點燃延期藥而導致產品瞎火。塑料導爆管的沖擊波必須經過消爆衰減成炸藥燃燒的火焰才能可靠的點燃延期藥。所以在產品工藝設計中,要保證有一定的消爆氣室。當然消爆氣室不能過大,否則,因點火沖量太小而影響點火可靠性。故消爆氣室必須適當,以保證塑料導爆管能最大限度的點燃延期藥。9634廠進行了不同消爆氣室對秒導爆管雷管發(fā)火可靠性的影響試驗,結果如表2。[2]
3 導爆管進水、斷藥、切縫或孔洞及管內雜質的影響
3.1 導爆管內進水的影響
導爆管用低密度聚乙烯樹脂為管材,它的管內壁涂有一層高威力猛炸藥黑索粉或奧克托金粉、鋁粉和少量附加物的均勻混合物粉。導爆管是靠管內少量炸藥來傳遞爆轟波的,如果管內進水,就會導致管內炸藥失效,爆轟波再次中斷,因此導爆管內絕不能出現進水現象。導爆管內進水主要表現在以下幾個方面:一是生產中塑料引出機故障,在經過水池冷卻時,冷卻水進入導爆管內;二是生產中封尾不嚴,一般導爆管雷管在儲存過程中吸潮,使導爆管雷管內進入水汽,當管內水達到一定量即會導致導爆管雷管瞎火;三是在爆破現場由于導爆管較長,往往被剪下一段再利用,這就導致被剪下的導爆管沒有封口在使用時由于受潮而不傳爆,爆破現場由于沒有那么快起爆,管口暴露受潮,特別是南方天氣更容易受潮。因此管內進水對導爆管傳爆有很大的影響,在生產和使用過程中,要十分注意,生產前檢查導爆管擠出機、封尾機是否正常,設備正常運行前認真檢修,保證設備正常運行。爆破使用時盡量選擇匹配長度的導爆管雷管,即使需要剪斷導爆管,也必須及時將被剪斷的管口進行防潮處理,建議最好不要剪斷。
3.2 導爆管斷藥的影響
導爆管雷管在加工、裝配、運輸和儲存過程中,經受顛簸、振動等各種原因可能導致導爆管管壁藥粉不足或出現斷藥。導爆管在傳爆過程中斷藥長度較短時可能會引起爆速波動,使導爆管不能正常傳爆;斷藥長度過長時,可能使爆轟中斷,導爆管出現斷爆,使與其連接的爆破系統(tǒng)拒爆。
導爆管的傳爆機理:導爆管受到一定強度沖擊波形式的激發(fā)能量作用后,管內壁上粘附的混合藥粉受到爆轟波中前沿沖擊波陣面上的高溫和一定大小的壓力作用后,首先在炸藥表面發(fā)生化學反應。反應中間產物迅速向管內擴散,反應放熱一部分用來維持管內的溫度和壓力,另一部分則使余下的炸藥粒子繼續(xù)反應。擴散到管腔的中間產物與空氣混合后還將繼續(xù)發(fā)生劇烈的爆炸反應,爆炸時放出的熱和爆炸氣體將迅速膨脹來支持前沿沖擊波前移而不致衰減,同時前移的沖擊波還將使未反應的管內壁炸藥開始反應,化學反應中用于支持沖擊波傳播的能量逐漸趨向穩(wěn)定,最終形成穩(wěn)定的爆轟波在管腔中傳播。這個過程的循環(huán)就是導爆管內的穩(wěn)定傳爆。[3]
因此,導爆管雷管在加工、裝配、運輸和儲存過程中,必須認真檢查,導爆管雷管裝箱時將導爆管線卷平放,搬運時不得將導爆管雷管箱側翻,倒轉,應輕拿輕放,防止導爆管管壁藥粉不足或出現斷藥,當斷藥較長時導爆管傳爆將會中斷,就會導致導爆管雷管使用中出現瞎火。
3.3 導爆管有切縫或孔洞的影響
導爆管雷管在生產和使用過程中,由于導爆管強度不夠、生產設備問題或者在爆破網絡連接時不小心導致導爆管出現切縫或孔洞,在導爆管傳爆時沖擊波遇到切縫或孔洞,在此,沖擊波壓力將迅速降低,熱能也隨之減少,傳爆能量外泄,穩(wěn)定的爆轟波不能正常傳播。當切縫或孔洞足夠大時,爆轟波在管道內的傳播終止,導致導爆管雷管瞎火。另外,當導爆管由于搬運、運輸等過程發(fā)生顛簸、振動,管內的藥粉會在一處或多處形成藥堆,在傳爆過程中,當爆轟波傳播到藥堆處,由于藥量大,炸藥被引爆,在此出現爆炸現象。當藥堆達到一定量時,導爆管在此將會被炸出小孔,甚至被炸斷,導致導爆管雷管傳爆在此終止,出現瞎火。預防導爆管切縫或孔洞的方法前面已經講過。
3.4 導爆管內雜質的影響
導爆管雷管是利用導爆管的管道效應來傳遞爆轟波,從而引爆雷管,實現非電起爆。當導爆管內出現雜質,管內炸藥爆炸產生的熱能部分被雜質吸收,使傳播能量降低,爆轟波出現在此出現振動、衰減,爆炸反應放出的熱量不能完全滿足炸藥繼續(xù)傳爆所需的能量,爆速降低,當導爆管中的雜質較多時,便會出現傳爆終止。另外,受爆轟波壓力作用,雜質隨爆轟波傳播,到達傳火孔時,堵塞傳火孔,阻擋爆轟波繼續(xù)傳遞,導致導爆管雷管瞎火。為了防止生產過程中管內出現雜質,對炸藥、聚乙烯等原材料使用前認真檢查,嚴格按照工藝要求生產,對生產出來的導爆管透光檢查,出現有雜質的導爆管挑出銷毀。
4 卡口、卡腰的影響
塑料導爆管在同雷管連接組成導爆管雷管的時候,通常是以橡膠或塑料卡口塞為連接件,用專用的卡口工具將兩者卡在一起。按有關標準的規(guī)定,塑料導爆管在和雷管連接起來以后,必須能耐住19.6 N的拉力1 min而不脫落,這就要求在卡口位置處必須卡入足夠的深度,該部導爆管要被卡出一個細頸結構,這就是傳火孔。導爆管的傳爆能量就是通過此傳火孔傳遞給火雷管,從而引爆火雷管。在生產中卡口如果太松,導爆管很容易脫落,導爆管雷管失去作用,但也不能卡太緊,如果卡太緊,傳火孔太小,火雷管從導爆管獲取的能量減少,點火壓力、點火能量降低,當傳火孔足夠小或卡死時,導爆管能量大部分或完全不能傳至火雷管,導致瞎火。導爆管雷管裝配時,導爆管傳火孔直徑必須控制在合理的水平上,建議下限不低于0.8 mm。
卡腰尺寸大小也會影響雷管的質量,卡腰即是卡在管殼裝延期體的位置,卡腰太松,會造成火焰從延期體與管殼之間的縫隙傳播,造成速爆;卡腰太緊,會造成延期體被卡的很細,密度增加,很多延期體的延期藥由于加較多的阻燃劑或者藥芯過細,在卡腰太緊時,延期藥在卡腰處不能繼續(xù)傳播,導致雷管半爆或瞎火。因此,應該嚴格按照工藝要求的卡腰尺寸卡腰,這樣才能保證導爆管傳來的能量能正常引燃延期體,并點燃起爆藥。
5 外界環(huán)境的影響
如果外界環(huán)境較差,特別是南方天氣,很容易受環(huán)境影響,其中濕度是最突出的一個因素,在高溫高濕的情況下,導爆管雷管很容易受潮。
受潮原因有如下幾點:(1)產品用蠟封包裝存在弊端,不適宜在潮濕的環(huán)境下存放,建議采用塑料袋封口包裝;(2)運輸過程中的受潮,在運輸過程中要做好防雨防潮工作;(3)由于庫房內潮濕使產品受潮,要將產品存放在自然通風良好、干燥的庫房內。[4]
6 結語
影響導爆管雷管瞎火的原因很多,該文主要從延期元件質量、消爆氣室、管內進水、雜質、斷藥、孔洞、切縫、卡口、卡腰及外界環(huán)境等幾個基本方面分析導爆管雷管產生瞎火的原因,探討性的提出了一些改進措施。在生產和使用中應不斷摸索和總結,找出更多導致導爆管雷管瞎火的原因,形成規(guī)律,有針對性的進行預防和改進,使導爆管雷管在質量方面躍上一個新平臺。
參考文獻
[1]凌愛江.導爆管雷管質量控制與改進[J].煤礦爆破,2006(1).
[2]陳太林.導爆管雷管瞎火原因探討[M].火工品,1999.
[3]陳嘉琨,范欽文,高耀林.塑料導爆管[M].北京:國防工業(yè)出版社,1987.