電火工品技術(shù)安全分析與操作卡設(shè)計(jì)

摘 要：介紹了電火工品的組成、分類和特性，分析了靜電放電（ESD）、電磁輻射、溫度變化、應(yīng)力變化、火工品缺陷及人為操作等因素對(duì)火工品安全的影響，闡述了電火工品測(cè)試、安裝具體要求，給出了電火工品技術(shù)崗位操作卡的設(shè)計(jì)原則，指揮操作卡、號(hào)手操作卡、庫房工作卡、隱患排查卡和監(jiān)督檢驗(yàn)卡等的設(shè)計(jì)與制作細(xì)節(jié)，以及操作卡的使用方式、使用時(shí)機(jī)、使用人員和管理方法，總結(jié)分析了操作卡的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：電火工品；火工品測(cè)試；管理模式；崗位操作；操作卡

中圖分類號(hào)：TQ560.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0208-02

引 言

火工品是裝有火藥或炸藥，受外界較小能量刺激后產(chǎn)生燃燒或爆炸，用以引燃火藥、引爆炸藥、做機(jī)械功等預(yù)定功能的一次性使用元件或裝置的總稱?；鸸て返姆N類眾多，但在武器系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的是電火工品。電火工品依靠電流輸入使裝藥發(fā)火，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、壓力、沖擊波及動(dòng)能。它普遍存在于武器系統(tǒng)的傳爆序列、傳火序列及火工裝置、火工系統(tǒng)中，是武器系統(tǒng)的主要起爆點(diǎn)火元件。電火工品的體積較小，但它是武器裝置起爆和點(diǎn)火最敏感的始發(fā)能源，其功能首發(fā)性和作用敏感性決定了它在武器系統(tǒng)中的地位和作用，作為武器系統(tǒng)中最敏感的部分，電火工品在使用中的安全性和可靠性直接影響武器系統(tǒng)的安全性和可靠性。由于電火工品使用中的性能失效所導(dǎo)致的事故很多，造成了人員和財(cái)產(chǎn)的損失，因此涉及火工品等高危技術(shù)崗位操作、管理安全性問題，始終是相關(guān)各方關(guān)注的焦點(diǎn)。

這里討論一種通過設(shè)計(jì)和運(yùn)用技術(shù)崗位“操作卡”提高電火工品操作安全性的試驗(yàn)組織和管理模式。

1 電火工品特性

電火工品一般可由輸入裝藥、過渡裝藥、輸出裝藥組成。輸入裝藥的性能描述是感度，過渡裝藥的性能描述是時(shí)間，輸出裝藥的性能描述威力，除此之外還有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、密封性等?；鸸て费b藥的種類、多少、密度以及與裝藥界面的關(guān)系和性質(zhì)決定火工品感度高低、時(shí)間長(zhǎng)短、威力大小及環(huán)境適應(yīng)性。環(huán)境適應(yīng)性主要指對(duì)機(jī)械應(yīng)力、電磁環(huán)境、熱等條件的適應(yīng)能力。

火工品主要有雷管、火帽、底火、點(diǎn)火管、曳光管、作動(dòng)器等。輸入裝藥的感度有機(jī)械感度（撞擊、針刺、摩擦）、火焰感度、熱感度、沖擊波感度、靜電感度、激光感度等。輸出裝藥威力主要有燃燒火焰和爆炸沖擊波。過渡裝藥主要在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)成功完成輸入裝藥到輸出裝藥的燃燒傳遞或爆炸傳播。

2 影響電火工品安全的因素

2.1 靜電環(huán)境影響

在火工品以及武器系統(tǒng)的生產(chǎn)、裝配、儲(chǔ)存、運(yùn)輸和使用過程中，靜電放電（ESD，Electrostatic Discharge）的危害普遍存在。腳腳間靜電能量的注入將對(duì)電火工品的發(fā)火性能（感度、發(fā)火時(shí)間等）以及安全性能（安全電流等）造成影響，甚至導(dǎo)致瞎火或意外發(fā)火。

物體內(nèi)都具有數(shù)量相等而電性相反的正負(fù)電荷，這樣構(gòu)成的物體在通常情況下呈中性。當(dāng)由于某種原因使物體內(nèi)的電荷間失去平衡時(shí)，該物體將會(huì)呈帶電狀態(tài)，即積累了靜電荷。這種帶有靜電荷的物體一旦與點(diǎn)火器接觸，就會(huì)出現(xiàn)靜電泄放，形成高壓電火花，從而導(dǎo)致點(diǎn)火器意外發(fā)火。產(chǎn)生靜電的途徑主要有：物體間相互摩擦產(chǎn)生靜電和感應(yīng)產(chǎn)生靜電兩種。除裝配于武器系統(tǒng)中時(shí)點(diǎn)火器具有潛在的靜電危害外，大量直接的靜電威脅發(fā)生在點(diǎn)火器的生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝配等過程中。這些過程幾乎都與人的活動(dòng)有關(guān)，因此人體靜電也就成為引起點(diǎn)火器意外發(fā)火的最主要和最經(jīng)常的因素[1]。試驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)備中對(duì)電火工品測(cè)試、安裝等過程，都直接和人的操作相關(guān)，都要采取措施妥善處理靜電問題。

2.2 電磁環(huán)境的影響

隨著無線電工業(yè)的迅速發(fā)展，電火工品所處的電磁環(huán)境也已發(fā)生了巨大的變化，大功率雷達(dá)和各種電子通訊設(shè)備的大量應(yīng)用，高功率微波武器及核電磁武器的使用，導(dǎo)致電火工品所處的電磁環(huán)境更加惡劣。如果不采取適當(dāng)?shù)拇胧?，武器系統(tǒng)中使用的電火工品在裝配、運(yùn)輸和使用過程中，極易受到靜電的影響或吸收環(huán)境電磁場(chǎng)的射頻能量意外作用，產(chǎn)生誤動(dòng)作。國(guó)內(nèi)外曾發(fā)生多起因火工品在電磁環(huán)境下意外發(fā)火造成的重大事故[2]。電磁環(huán)境主要影響點(diǎn)火系統(tǒng)的電路，造成電路誤啟動(dòng)，從而將點(diǎn)火能量輸送給點(diǎn)火器引起誤點(diǎn)火，或感應(yīng)足夠的能量引起誤點(diǎn)火。任何電磁危害的發(fā)生都必然存在電磁發(fā)射源、電磁能量的傳輸和電磁能量的耦合。通常認(rèn)為電磁能量傳輸有兩種方式：傳導(dǎo)傳輸方式和輻射傳輸方式。武器系統(tǒng)中對(duì)點(diǎn)火器產(chǎn)生危害的電磁場(chǎng)來源于兩類：一類是武器系統(tǒng)內(nèi)部高頻電路、高速數(shù)字電路和瞬變電路等的電磁輻射，這些電磁源可能導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)的導(dǎo)線（或電纜導(dǎo)線）受到激勵(lì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，造成對(duì)點(diǎn)火器的危害；另一類來源于系統(tǒng)外部電磁發(fā)射，由于外引連接電纜直接暴露在電磁場(chǎng)作用之下，經(jīng)過電磁場(chǎng)的激勵(lì)，感應(yīng)較強(qiáng)的電磁能量，再沿導(dǎo)線傳導(dǎo)進(jìn)入點(diǎn)火電路，造成對(duì)點(diǎn)火器的危害[3～5]。

2.3 溫度和應(yīng)力環(huán)境影響

過高的溫度環(huán)境和嚴(yán)酷的應(yīng)力環(huán)境（如沖擊、震動(dòng)等）可能使點(diǎn)火器部件誤動(dòng)作或引起點(diǎn)火器內(nèi)的火工藥劑自發(fā)火。當(dāng)外界溫度過高時(shí)，點(diǎn)火器中的藥劑將會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，如果熱分解產(chǎn)生的熱量不能全部從系統(tǒng)中傳遞出去，就會(huì)出現(xiàn)熱量的積累，系統(tǒng)溫度上升，反應(yīng)速度隨溫度的升高不斷加快，釋放更多的能量，如此循環(huán)，直至熱自燃或熱爆炸。過于嚴(yán)酷的應(yīng)力環(huán)境整體作用表現(xiàn)為系統(tǒng)器件各部分同時(shí)受力，局部作用表現(xiàn)為器件及藥劑部分接觸點(diǎn)所受的撞擊、摩擦、擠壓和搓碾作用等。在這些局部作用下，藥劑極易自燃發(fā)火，從而引發(fā)事故。

2.4 設(shè)備和人為因素的影響

在對(duì)飛行器點(diǎn)火系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試、維護(hù)時(shí)，如果所使用的測(cè)試和維護(hù)設(shè)備發(fā)生故障，可能將信號(hào)誤引入點(diǎn)火電路，引起點(diǎn)火系統(tǒng)誤啟動(dòng)；人員在操作過程中，如果對(duì)操作過程的要求不夠熟悉和了解，或是注意力不集中，出現(xiàn)誤操作，同樣能引起點(diǎn)火系統(tǒng)的意外啟動(dòng)。

2.5 火工品自身缺陷

在火工品設(shè)計(jì)上或工藝上存在缺陷，容易受到外界因素的干擾或者容易引起誤操作，也是影響其安全的因素之一。例如，火工品自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和密封性存在問題，也可能造成點(diǎn)火系統(tǒng)作用異常，引發(fā)安全事故。本文主要討論火工品操作、使用、維護(hù)相關(guān)問題，對(duì)火工品設(shè)計(jì)和工藝因素不作贅述。

3 電火工品操作要求

3.1 對(duì)操作人員的要求

（1）火工品操作人員（包括測(cè)試人員和安裝人員）必須熟悉所操作火工品的性能及安全要求，測(cè)試人員還需熟悉測(cè)試設(shè)備的性能。

（2）火工品操作人員嚴(yán)禁攜帶香煙、火柴、打火機(jī)等明火火源進(jìn)場(chǎng)。

（3）火工品操作人員進(jìn)入場(chǎng)地必須穿防靜電工作服、工作帽、防靜電鞋，戴細(xì)棉紗白手套。操作前用手摸接地棒以消除人體靜電，操作時(shí)戴接地手鐲，接地手鐲應(yīng)與接地裝置連接。嚴(yán)禁穿化纖服裝和帶釘鞋上崗。

（4）進(jìn)入場(chǎng)地的人員必須觸摸接地柱，以消除靜電。

3.2 儀器設(shè)備要求

（1）安裝測(cè)試中所用的儀器設(shè)備必須有合格證，并按規(guī)定進(jìn)行定期檢定，測(cè)試儀使用日期應(yīng)在檢定有效期內(nèi)，檢定不合格的，禁止使用。

（2）火工品測(cè)試儀應(yīng)保證測(cè)試時(shí)通過火工品橋路的電流不大于50mA。

（3）火工品測(cè)試儀的測(cè)試精度不得低于5%。

3.3 測(cè)試場(chǎng)所要求

（1）測(cè)試場(chǎng)所必須專用，其內(nèi)不得存放無關(guān)物品及進(jìn)行其它測(cè)試工作。

（2）測(cè)試場(chǎng)所應(yīng)寬敞、明亮、清潔，通風(fēng)良好、備有消防器材及防雷電裝置，但不得有明火和電熱設(shè)備。

（3）測(cè)試場(chǎng)所入口處應(yīng)有消除人體靜電的接地樁（柱）。

（4）測(cè)試工作臺(tái)臺(tái)面應(yīng)有接地的靜電泄放裝置，該裝置應(yīng)專用，其接地電阻不得超過4Ω。

3.4 操作過程要求

（1）操作過程中對(duì)火工品要輕拿輕放。

（2）測(cè)試時(shí)，必須把火工品放入安全盒內(nèi)，安全盒開口方向嚴(yán)禁站人。

（3）火工品在飛行器上安裝前，應(yīng)確保各級(jí)之間、艙段與艙段、口蓋與艙段殼體間有良好的電搭接，并用電纜通過飛行器殼體上的接地螺釘連接飛行器和專用接地電纜。飛行器殼體與專用接地柱（樁）間的電阻應(yīng)小于4Ω。

4 操作卡設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

4.1 設(shè)計(jì)原則

（1）實(shí)用性原則。推行“操作卡”要以管用、好用、頂用為基本要求，內(nèi)容“口訣化”編寫，便于熟記，樣式要便于攜帶，方便使用。緊密聯(lián)系各崗位、各號(hào)手的實(shí)際，防止出現(xiàn)“操作卡”針對(duì)性不強(qiáng)，缺乏實(shí)用性。

（2）規(guī)范性原則?！安僮骺ā眱?nèi)容的編寫要以電火工品技術(shù)準(zhǔn)備規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)規(guī)程以及各種管理規(guī)定為依據(jù)，符合各類規(guī)章制度的要求，確?！安僮骺ā敝械捻?xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)、流程等內(nèi)容的完整、準(zhǔn)確和權(quán)威。

（3）針對(duì)性原則。“操作卡”要從工作實(shí)際出發(fā)，不能因“操作卡”而打破現(xiàn)行的工作流程，影響崗位操作的流暢性。

（4）開放性原則。在設(shè)計(jì)“操作卡”內(nèi)容時(shí)，除了規(guī)定的檢查項(xiàng)目、內(nèi)容、要求以外，也要把在長(zhǎng)期實(shí)踐工作中所采取的一些超常規(guī)的檢查內(nèi)容和方法納入設(shè)計(jì)，同時(shí)，隨著工作經(jīng)驗(yàn)的逐步積累、工作內(nèi)容的發(fā)展變化以及裝設(shè)備的改進(jìn)升級(jí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)更新“操作卡”內(nèi)容，確?！安僮骺ā眱?nèi)容的時(shí)效性。

（5）安全性原則?；鸸て凡僮鲘徫惶厥?，“操作卡”的制作樣式、選用材質(zhì)、卡片大小、顏色要以操作安全為基礎(chǔ)，不能因?yàn)閿y帶、使用而影響操作過程。

4.2 種類和內(nèi)容設(shè)計(jì)

根據(jù)火工品操作管理的特殊性，結(jié)合操作使用的便捷性，將火工品操作卡設(shè)計(jì)為以下五個(gè)種類，每種操作卡的內(nèi)容設(shè)計(jì)又各有側(cè)重點(diǎn)：

（1）指揮操作卡：內(nèi)容包括火工品技術(shù)準(zhǔn)備指揮流程、指揮口令、標(biāo)準(zhǔn)要求、需指揮員復(fù)核的關(guān)鍵步驟以及指揮員需提醒號(hào)手的操作注意事項(xiàng)等。

（2）號(hào)手操作卡：內(nèi)容包括火工品測(cè)試崗位號(hào)手的具體分工、工作步驟、注意事項(xiàng)等。對(duì)有些關(guān)鍵操作和注意事項(xiàng)用紅色字體標(biāo)識(shí)出來。

（3）庫房工作卡：內(nèi)容包括火工品出、入庫的各項(xiàng)操作、警示以及各級(jí)人員職責(zé)。

（4）隱患排查卡：內(nèi)容包括防爆、防雷、防盜、消防等方面的工作，結(jié)合工作實(shí)際將質(zhì)量監(jiān)督、設(shè)施檢查、庫區(qū)管理等項(xiàng)目中，每類卡根據(jù)使用者不同，可以進(jìn)一步細(xì)分設(shè)計(jì)。

（5）監(jiān)督檢驗(yàn)卡：內(nèi)容包括需要專門技術(shù)安全檢查人員、質(zhì)量檢驗(yàn)人員工作的關(guān)鍵步驟和檢查項(xiàng)目等。

4.3 界面設(shè)計(jì)

界面設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：

卡片大小、頁邊距、頁眉/頁腳、字體、字號(hào)、名稱、標(biāo)題、表格屬性、序號(hào)、段落格式、色彩搭配等具體設(shè)計(jì)內(nèi)容。

4.4 加工制作細(xì)節(jié)

實(shí)體制作考慮內(nèi)容：卡片卡套基質(zhì)、裝訂方式、（例如胸卡式使用需要掛繩，袖珍式使用可以做成翻頁冊(cè)）、色彩搭配等。綜合考慮分類識(shí)別問題，也可以在展現(xiàn)形式上做出分類區(qū)別。例如指揮操作卡做成A6胸卡、配白色卡套、紅色胸卡掛繩，號(hào)手操作卡做成B7袖珍卡、側(cè)翻式裝訂。這樣從卡片大小、裝訂方式、色彩搭配等方面作出區(qū)別的好處是分類明確，管理使用方便。

5 操作卡使用與管理

5.1 使用方式

操作卡在使用過程中，通常采取以下幾種方式：

（1）自讀自操；

（2）一人讀卡、一人或多人操作；

（3）一人或多人按卡操作。

在涉及火工品等危爆品檢查時(shí)，按照一人讀卡、多人操作的方式運(yùn)行。

5.2 使用人員和使用時(shí)機(jī)

（1）指揮操作卡由指揮員使用。在組織火工品測(cè)試、安裝時(shí)，遇到“小心”、“注意”、“警告”的事項(xiàng)，由指揮員用簡(jiǎn)短精煉的語言提醒操作人員提高警惕，謹(jǐn)防錯(cuò)誤操作。

（2）號(hào)手操作卡在業(yè)務(wù)訓(xùn)練時(shí)由操作人員使用，實(shí)際工作中由指揮員使用。操作人員按照訓(xùn)練操作卡的內(nèi)容進(jìn)行一步一動(dòng)操作，讀卡方式可以采取自讀自操，也可以一人讀卡、一人操作或多人操作。實(shí)際測(cè)試火工品的過程中，為了操作安全，操作號(hào)手不使用操作卡對(duì)照操作，而是由指揮員宣讀號(hào)手操作卡操作內(nèi)容，各操作號(hào)手聽令操作。

（3）庫房工作卡在機(jī)關(guān)、保管員進(jìn)行查庫、出、入庫登記時(shí)使用。采取自讀自操的方式進(jìn)行，有關(guān)人員互相監(jiān)督。

（4）隱患排查卡在進(jìn)行季節(jié)性安全隱患排查或不定期隱患排查時(shí)使用。進(jìn)行隱患排查讀卡操作時(shí)，一般采取一人實(shí)際操作、一人讀卡監(jiān)督，逐項(xiàng)登記，操作和讀卡崗位人員可以互換。

（5）監(jiān)督檢驗(yàn)卡由技安檢查人員、軍代室等各級(jí)檢驗(yàn)人員進(jìn)行監(jiān)督時(shí)時(shí)使用。通常采取自讀自操的方式進(jìn)行，人員互相監(jiān)督。

5.3 操作卡管理模式

指揮操作卡、號(hào)手操作卡、監(jiān)督檢驗(yàn)卡平時(shí)由試驗(yàn)技術(shù)隊(duì)統(tǒng)一保管；庫房工作卡、隱患排查卡存放于火工品庫。在階段性工作展開前，相應(yīng)操作人員根據(jù)分工領(lǐng)用相應(yīng)的讀卡，并妥善保管。工作完成后，統(tǒng)一上交，集中保管。在使用過程中，應(yīng)根據(jù)工作實(shí)際對(duì)操作卡及時(shí)更新。

6 操作卡的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

操作卡是試驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)備中增設(shè)的一道安全屏障，是試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的濃縮體現(xiàn)。將試驗(yàn)工作經(jīng)驗(yàn)以操作卡為載體予以固化、細(xì)化，可繼承、也可向接裝部隊(duì)推廣應(yīng)用。

指揮操作卡和號(hào)手操作卡將口令表和技術(shù)文件中沒有體現(xiàn)和強(qiáng)調(diào)的要點(diǎn)補(bǔ)充完善，彌補(bǔ)新號(hào)手實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，有效防止老號(hào)手因麻痹粗心出差錯(cuò)。例如，在電火工品外觀檢查和連接測(cè)試電纜時(shí)，提示“輸出端不要對(duì)人”，不僅可以降低安全事故發(fā)生概率，還有利于培養(yǎng)良好的操作習(xí)慣。在電火工品測(cè)試操作前，操作號(hào)手通過翻看、默讀操作卡，進(jìn)一步熟悉需要注意的操作項(xiàng)目；測(cè)試操作過程中，聽指揮員下達(dá)操作命令后，一方面及時(shí)復(fù)合操作口令是否下達(dá)準(zhǔn)確，另一方面想想操作注意事項(xiàng)、聽指揮員的警示提示，使得操作更加準(zhǔn)確和心中有數(shù)。

庫房工作卡促進(jìn)了管理流程化、精細(xì)化，切實(shí)杜絕了工作中的失誤和遺漏。

監(jiān)督檢驗(yàn)卡和隱患排查卡，為有效開展試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)督和提高現(xiàn)場(chǎng)保障能力提供參考。

7 結(jié)束語

在火工品測(cè)試、安裝、貯存管理中，設(shè)計(jì)并運(yùn)用指揮操作卡、號(hào)手操作卡、庫房工作卡、隱患排查卡和監(jiān)督檢驗(yàn)卡，創(chuàng)新了試驗(yàn)組織和試驗(yàn)保障模式。實(shí)踐表明，操作卡的應(yīng)用，規(guī)范了試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)各級(jí)、各類人員的操作行為，可以進(jìn)一步避免“錯(cuò)、忘、漏”操作，提高操作安全性和試驗(yàn)效率，具有一定的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]魏光輝，孫尚合.靜電放電對(duì)電點(diǎn)火管安全性的影響.火工品，1996（2）：16～22.

[2]侯冬云，張 煒，陸 建.淺談電磁輻射與感應(yīng)電流的關(guān)系[J].艦船電子工程，2004，24（3）：114～116，126.

[3]楊 潔，馬宏首.射頻對(duì)橋絲式電火工品性能的影響.火工品，2003（3）：15～17.

[4]李金明，安振濤.射頻對(duì)電火工品的影響及防護(hù)措施.爆破器材，2004，33（5）：71～91.

[5]李錦榮.電火工品射頻發(fā)火機(jī)制及其射頻感度的應(yīng)用簡(jiǎn)介.火工品，1999（1）：15～35.

收稿日期：2018-11-6

作者簡(jiǎn)介：趙繼偉（1980-），男，工程師，研究生，畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)水聲學(xué)院。