火焰雷管浸水性能探討

王文敏 席晟華 嚴(yán)宜豪 陳夏燕

（浙江物產(chǎn)光華民爆器材有限公司，浙江 龍游 324400）

雷管用于武器系統(tǒng)的點(diǎn)火、傳火、起爆、傳爆等控制系統(tǒng)[1],其功能首發(fā)性和作用敏感性決定了其在武器裝備系統(tǒng)中的地位和作用,作為武器系統(tǒng)中的最敏感部分,其安全性和可靠性直接影響武器系統(tǒng)的安全性和可靠性,若作用失效造成整個(gè)武器系統(tǒng)的失效。雷管的密封性能是雷管環(huán)境適應(yīng)性重要指標(biāo),火焰雷管管殼帶有火孔,為非密封型火工品,濕熱、淋雨等環(huán)境易造成產(chǎn)品失效,為提高火焰雷管的防潮性能,某類產(chǎn)品以Pd/Al含能金屬薄膜取代綢墊[2]以提高密封性,含能金屬薄膜是由不同金屬相互交替疊加而成,各組分的單層膜厚度僅為數(shù)納米,備制較為復(fù)雜,目前尚未得到廣泛推廣應(yīng)用。本文在傳統(tǒng)火焰雷管結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,通過對(duì)火焰雷管輸入端結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)改進(jìn),以提升雷管的密封性能。

1 方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)火焰雷管通常由雷管殼、加強(qiáng)帽、綢墊、點(diǎn)火藥、起爆藥、猛炸藥組成,一般采用三硝基間苯二酚鉛作為輸入端點(diǎn)火藥。該藥劑火焰感度好,機(jī)械感度低,在火工品中主要起到引燃作用。由于火焰雷管為非密封結(jié)構(gòu),在管殼傳火孔處墊一綢墊,以確保雷管不撒藥。

通過某型傳統(tǒng)火焰雷管(尺寸Ф4.09 mm×4.4 mm)經(jīng)浸水試驗(yàn)后,雷管經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)黑藥柱點(diǎn)燃爆炸未在于2mm厚鉛板上形成炸孔,此現(xiàn)象說明雷管中起爆藥、炸藥浸水后受潮失效,輸出無法形成有效爆轟。爆炸后鉛板狀態(tài)如圖1所示。

圖1 受潮后雷管在鉛板上的輸出

針對(duì)火焰雷管浸水失效問題,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整:設(shè)計(jì)將火焰雷管作為一個(gè)零部件,裝入壓好一層三硝基間苯二酚鉛的管殼中,管殼中的三硝基間苯二酚鉛與部件火焰雷管輸入端之間裝一個(gè)環(huán)形支撐圈,以便在雷管內(nèi)部形成空腔。

根據(jù)部件火焰雷管尺寸(Ф4.09 mm×4.4 mm),設(shè)計(jì)雷管尺寸為Ф4.87 mm×5.3 mm,雷管內(nèi)徑設(shè)計(jì)為Ф4.10 mm,以便裝入部件火焰雷管,管殼底部帶傳火孔;環(huán)形支撐圈尺寸設(shè)計(jì)為外徑Ф4.1 mm,內(nèi)徑Ф3.00 mm,高度0.5 mm。環(huán)形支撐圈結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 環(huán)形支撐圈示意圖

為確保環(huán)形支撐圈裝入外管殼時(shí)不破壞三硝基間苯二酚鉛藥層,在壓三硝基間苯二酚鉛時(shí)裝一個(gè)帶孔加強(qiáng)帽,改進(jìn)行后的雷管結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

圖3 改進(jìn)行后的雷管結(jié)構(gòu)示意圖

2 樣品裝配

按如下工序裝配樣品:管殼內(nèi)墊綢墊→裝三硝基間苯二酚鉛→裝帶孔加強(qiáng)帽→壓合→裝支撐圈→裝部件火焰雷管(Ф4.09 mm×4.4 mm火焰雷管)→收口→收口部涂漆。管殼底部傳火孔尺寸設(shè)計(jì)為Ф2.0 mm,三硝基間苯二酚鉛藥量為16mg,壓后藥層厚度約0.5 mm,共裝配樣品三組,樣品1不裝支撐圈,樣品1、樣品2鑲嵌的火焰雷管為常規(guī)正裝火焰雷管,樣品3鑲嵌的火焰雷管為反裝火焰雷管,樣品種類見表1,樣品高度尺寸為5.13 mm～5.32 mm。

表1 試驗(yàn)樣品種類

3 試驗(yàn)

裝配好的樣品以水深8cm的條件浸泡4h、24h、48h、72h,取出擦干水跡,以標(biāo)準(zhǔn)黑藥柱點(diǎn)燃,點(diǎn)燃距離15cm,試驗(yàn)結(jié)果見表2。樣品浸水試驗(yàn)后輸出威力如圖4所示。

表2 樣品浸水試驗(yàn)結(jié)果表

圖4 浸水試驗(yàn)后輸出威力

傳統(tǒng)火焰雷管在浸水4h后鉛板炸孔小于雷管外徑,且有未炸穿鉛板現(xiàn)象,說明水分已通過綢墊完全滲透至起爆藥、猛炸藥,造成雷管失效;在樣品1中,在管殼內(nèi)先裝三硝基間苯二酚鉛,再裝入火焰雷管,火焰雷管中的三硝基間苯二酚鉛與管殼中的藥劑之間隔著綢墊,兩藥劑為非緊密接觸,水分沿著綢墊滲透至火焰雷管,浸水24h后有未炸穿鉛板現(xiàn)象,有效炸穿鉛板的鉛板孔徑較正?？讖狡?說明已水分已滲透至起爆藥,導(dǎo)致起爆能力下降。而樣品2、樣品3由于雷管與藥劑之間加裝有環(huán)形支撐圈,在雷管內(nèi)部形成有效空腔,第一道三硝基間苯二酚鉛浸水后,隔著空腔,水分無法滲透到部件火焰雷管內(nèi)部,雷管輸出正常。

4 結(jié)論

本方案利用三硝基間苯二酚鉛耐水特性,采取以濕透的三硝基間苯二酚鉛發(fā)火后點(diǎn)燃干燥的三硝基間苯二酚鉛完成雷管的傳爆序列,從而實(shí)現(xiàn)火焰雷管密封性能,方案經(jīng)裝配雷管浸水試驗(yàn),經(jīng)受了72h的密封性能考核。由于方案結(jié)構(gòu)為鑲嵌式結(jié)構(gòu),雷管的輸出威力取決于作為零部件的火焰雷管的輸出威力。因此,適合外徑稍大的雷管裝配,對(duì)于外徑Ф3.0 mm以下的產(chǎn)品,實(shí)際裝藥直徑偏小可能導(dǎo)致輸出威力降低。