淺談乳化炸藥工藝質(zhì)量控制方法

林偉新

摘要：伴隨乳化炸藥的廣泛使用，2016年整年的乳化炸藥制造量占據(jù)工業(yè)炸藥總含量的62.04%。本文根據(jù)乳化炸藥制造的具體情況，根據(jù)加工流程，由水油相原材料的選擇和配備環(huán)節(jié)，乳化、敏化裝藥管理過程，直到炸藥包裝等管理過程，詳細介紹乳化照耀制造工藝質(zhì)量控制措施。并介紹乳化炸藥制造環(huán)節(jié)需注意的安全事項，指出需要改進的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：乳化炸藥；生產(chǎn)工藝；質(zhì)量控制

2016年整年工業(yè)炸藥產(chǎn)量與銷量分別是354.18萬噸與354.88萬噸，其中，乳化炸藥產(chǎn)量是219.68萬噸，乳化炸藥產(chǎn)量是工業(yè)炸藥總數(shù)量的62.04%。據(jù)統(tǒng)計信息發(fā)現(xiàn)，乳化炸藥屬于工業(yè)炸藥制造的重要內(nèi)容，提升乳化炸藥性能對國內(nèi)工業(yè)炸藥的制造與利用有較大作用。

1、乳化炸藥制造工藝流程

乳化炸藥加工水相的為NH4NO3、NaNO3等物質(zhì)、水組成的溶液，油相為乳化物、復(fù)合油配備的油相，若想與油相通過浮華器實現(xiàn)乳化，出現(xiàn)一種油包水狀態(tài)的黃色和黃褐色透明物質(zhì)，即乳化基質(zhì)，接著乳化基質(zhì)通過冷卻鋼帶等途徑冷卻到工藝預(yù)定的穩(wěn)定后，通過加入化學(xué)發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑在敏化器內(nèi)攪拌均勻，讓物料具備雷管感度，最終通過智能裝藥器的裝藥、智能包裝器逐袋裝箱，然后成品進庫。

2、管理水相質(zhì)量策略

化工領(lǐng)域《NH4NO3溶液》規(guī)定中強調(diào)的NH4NO3液體分解溫度是210℃。通常表示NH4NO3在110℃下根據(jù)公式（1）出現(xiàn)熱分解，因此確保NH4NO3處理溫度非常重要，而且在化工生產(chǎn)中確保物料液體的均勻性也是非常關(guān)鍵的一環(huán)。

2.1采取化工攪拌方法保證均勻性

批次不同NH4NO3的含量也不一樣，NH4NO3的密度比水大，且NH4NO3溶進水中會吸熱，新NH4NO3放進儲罐后會難以熔化，而且濃度不一樣，NH4NO3溶液會出現(xiàn)分層現(xiàn)象[1]。為了保證NH4NO3液體的均勻可靠，在熔化罐內(nèi)加設(shè)攪拌設(shè)備，如此攪拌NH4NO3液體一些時間后可以出現(xiàn)均勻穩(wěn)定的物質(zhì)。罐體中NH4NO3液體各種梯度溫度、含量、酸堿值等基本處于均勻狀態(tài)，保障了該水相熔化配備的質(zhì)量有效性。

2.2采取智能控溫系統(tǒng)加大安全性

水相溶液罐體升溫、保溫采取PLC自控平臺，溫度傳感器通過信號辨別，傳輸至PLC內(nèi)，當(dāng)溫度小于設(shè)置溫度時，自動平臺啟動加熱開關(guān)對提高水相材料溫度；當(dāng)升溫滿足指定值時，自動平臺閉合蒸汽，水相停止增溫，得到保溫。而且現(xiàn)場增添機械型溫度表，工作人員也可以及時檢查現(xiàn)場溫度，避免智能溫控平臺失效，確保工藝與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的安全性。

2.3水相溶液配備質(zhì)量管理

乳化炸藥水相的重要原料NH4NO3、NaNO3是水相成分中占比最高的，達到80%以上。通常各公司加工的原材料都滿足國家或是行業(yè)要求，但工業(yè)NaNO3內(nèi)存在少許NaNO2與氯化物將和NaNO3液體產(chǎn)生反應(yīng)，根據(jù)式（2）來反應(yīng)。

反應(yīng)后形成的氣體通過乳化器拌合微小氣體，讓乳化基質(zhì)敏化造成其具備雷管感度，在生產(chǎn)階段如出現(xiàn)振動、碰撞等機械能的影響下，極易造成炸藥爆炸。結(jié)合諸多的生產(chǎn)實踐與試驗信息顯示，NaNO2濃度要嚴(yán)格保證在0.02之下，盡量在0.01%之下，可以確保形成的氣泡不會令乳化基質(zhì)充滿雷管感度。

迅速檢查出各類水相物料的濃度是當(dāng)前民爆領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)課題，在當(dāng)下缺少新方法的環(huán)境下，唯有通過檢測水相液體析晶點與密度來檢測水相投料的精準(zhǔn)性，且通過檢查發(fā)現(xiàn)水相析晶點將會影響乳化炸藥的爆炸質(zhì)量[2]。所以，該工序的關(guān)鍵任務(wù)是管理析晶點的精準(zhǔn)性，結(jié)合多年實踐，在確保水相NH4NO3、NaNO3使用正確的條件下，溶解徹底的水相液體，若析晶點超過工藝標(biāo)準(zhǔn)，10噸水相液體析晶點每大于工藝標(biāo)準(zhǔn)1℃，水相內(nèi)要增加35千克的水；若10噸水相液體析晶點每小于工藝標(biāo)準(zhǔn)1℃，水相內(nèi)要加入150千克的NH4NO3。

3、管理油相質(zhì)量的策略

根據(jù)入廠檢查標(biāo)準(zhǔn)來測試油相物料乳化劑、復(fù)合油相，不達標(biāo)的產(chǎn)品嚴(yán)禁應(yīng)用。在配備油相時，乳化劑與復(fù)合蠟通過稱量后放進油相化槽內(nèi)加以熔化，但油相物料內(nèi)的乳化劑Span80在高過100℃的狀態(tài)下，乳化劑將喪失乳化活性，其乳化性能將會下降，干擾乳化炸藥的保存時間[3]。通過實踐表明，當(dāng)油相溫度大于100℃時，油相物料將會碳化，這樣油相材料將阻塞乳化器孔口，油相活性加大，針對炸藥的安全制造是非常不利的。為提升該過程的安全性，安裝PLC智能控溫結(jié)構(gòu)來聯(lián)鎖管理，當(dāng)溫度高度90℃時，通過PLC智能閉合蒸汽開關(guān)，停止升溫，確保油相生產(chǎn)溫度。

4、乳化工序質(zhì)量管理方法

通過試驗表明，對于相同的原材料、相同的乳化器，其乳化性能取決于參數(shù)設(shè)計，乳化設(shè)備線速越大，乳化性能愈好，但危險性會更高。結(jié)合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，強調(diào)主軸運行速度不超過1500r/min，轉(zhuǎn)子線運速不超過15m/s，通過計算，乳化設(shè)備電動機頻率應(yīng)當(dāng)≤42Hz，選擇40Hz，給乳化設(shè)備預(yù)留一定的安全空間。眾所周知，乳化設(shè)備屬于民爆0類設(shè)施，乳化設(shè)備的安全程度極大影響到整個生產(chǎn)線的穩(wěn)定性，為確保乳化器運行安全，及時監(jiān)督乳化設(shè)備的振動狀況，同時和整個生產(chǎn)線實現(xiàn)連鎖控制，如果監(jiān)控參數(shù)不好，智能停機，確保整個生產(chǎn)線的穩(wěn)定。

5、敏化流程質(zhì)量管理策略

乳化炸藥敏化方法包含化學(xué)敏化與物理敏化及混合敏化三個工藝。化學(xué)敏化方式就是在敏化機內(nèi)添加亞NaNO3，在酸催化影響下，經(jīng)反應(yīng)大量細微的氣泡在敏化機攪拌作用下混合均衡，其敏化機理是：

生產(chǎn)環(huán)節(jié)通過管理發(fā)泡劑用量來管理最后的藥卷密度，井管理酸催化劑的含量來管理發(fā)泡速率，裝藥后藥卷要管理到飽滿且不損壞的狀態(tài)下，管理后效時間0.5-1小時，而且還要結(jié)合季節(jié)、溫度及用戶需求等要素及時調(diào)節(jié)發(fā)泡劑與促進劑的添加量，最終得到最好的成品密度。

6、裝藥質(zhì)量管理方式

裝藥工序?qū)儆谒幘硌b箱之前的重要工序，通過項目實踐顯示，裝藥質(zhì)量要保證藥卷重量公差于工藝標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，藥卷表皮沒有損壞問題，表面沒有殘藥，藥卷飽滿，不滿足標(biāo)準(zhǔn)的藥卷禁止流通至下個工序上。葉片泵型裝藥泵因為機械運速較快，極易出現(xiàn)熱聚集，影響裝藥穩(wěn)定，由此，如果出現(xiàn)異響、電流加大等不良情況，要嚴(yán)格根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進行停機檢查，并全面清掃，確保設(shè)備完整性。

7、結(jié)束語

綜上所述，通過采取質(zhì)量管理體系的處理方式，使用基于風(fēng)險理念對生產(chǎn)的整個過程進行控制，在生產(chǎn)階段，管理生產(chǎn)工藝的核心是得到高性能乳化炸藥的基礎(chǔ)。針對乳化炸藥的持續(xù)制造工藝成品質(zhì)量管理有以下幾點要求：①嚴(yán)格檢查原材料進廠質(zhì)量；②確保貫徹落實工藝技術(shù)流程；③制定科學(xué)的質(zhì)量管理體制；④定期檢查儀器設(shè)備，確保各儀表的精準(zhǔn)度與有效性。管理主要的水相、油相以及乳化等各環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制要點，是順利生產(chǎn)的有效保障。采取智能化、機械化的生產(chǎn)線是確保乳化炸藥制造安全性的主要途徑。當(dāng)前，因為民爆事業(yè)產(chǎn)值及規(guī)模都很小，設(shè)施科技轉(zhuǎn)讓商家技術(shù)投資少、投放無動力始終限制到民爆行業(yè)，設(shè)備科技很難達到本質(zhì)安全化高度，產(chǎn)品性能和國外相比還存在較大差距。

參考文獻：

[1]龔悅. 高能添加劑對乳化炸藥爆轟性能及熱分解特性的影響研究[D].安徽理工大學(xué)，2017.

[2]朱帥虎. 低透氣性煤層粉乳炸藥預(yù)裂爆破增透實驗及工藝研究[D].中國礦業(yè)大學(xué)（北京），2014.

[3]郭敏，賈海亮，原海青，郭建瑞.高溫敏化工藝乳化炸藥儲存期影響因素分析[J].爆破器材，2011，40（01）：24-27+31.