浅谈影响普通导爆管雷管瞎火的原因

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  摘 要:该文主要从延期元件质量、消爆气室、管内进水、杂质、断药、孔洞、切缝、卡口、卡腰及外界环境等方面对导爆管雷管质量的影响,分析导爆管雷管产生瞎火的原因,为进一步提高导爆管雷管质量及使用稳定性积累了宝贵的经验。
  关键词:导爆管雷管 消爆气室 瞎火 冲击波
  中图分类号:TQ565 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)05(c)-0077-02
  导爆管雷管是靠引爆(击发)元件来起爆,由导爆管的冲击波能击发起爆的工业雷管,由于其良好的抗水性、不受杂散电流、静电、射频及感应电流影响、爆破网络联接形式多样、使用方便等优点,已经成为雷管中的重要品种,已广泛应用到工程爆破和军事上。但是从生产及用户使用情况看,导爆管雷管瞎火问题是比较严重的,该文主要从影响雷管瞎火的几个方面进行分析,并探讨了解决方法,为导爆管雷管生产及使用提供了借鉴依据。
  1 延期元件方面的影响
  延期元件在雷管生产中占有重要位置,是延期雷管的重要组成部分,在生产中会出现很多质量问题,如延期药受潮、配比不当、延期药装药时压力过大,延期药被压死等等,致使在导爆管正常引燃能量作用下延期药不能引燃,或燃烧传播终止,或输出的火焰冲能太小,因此不能引爆起爆药,产生瞎火。
  另外,硅系延期药仍被国内大部分厂家采用,它是靠三硫化二锑的含量来调节段别的。当三硫化二锑的含量增加到一定值后就会产生瞎火。由于三硫化二锑具有一定的吸湿性,加入量较多,导致延期药受环境(天气、工房温湿度等)影响较大。此外,三硫化二锑和铅丹在长贮过程中发生缓慢反应,使铅丹含量降低,也能导致产品窜段或瞎火。在毫秒高段、半秒及秒级等产品中常用钨系延期药代替硅系延期药,为了比较硅系延期药与钨系延期药的优劣,进行了如下高温、高湿试验。分别用硅系延期药和钨系延期药装填毫秒导爆管雷管(15段)各50发,放在温度大于60 ℃、湿度大于95%的环境中。3 d后各抽测25发进行发火可靠性试验,7天后对剩余的产品再做发火可靠性试验,结果如表1所示。
  2 消爆气室大小的影响
  消爆空间的作用有三:为完成导爆管出口冲击波的衰减并带有高温残渣火焰的增强提供场所;增加热气体与延期药表面接触时间,使其超过延期药点火所需要的最短时间,并增加点火面积;为延期药的燃烧气体产物提供释放空间,以保持延期药的稳定燃烧。[1]
  导爆管雷管的起爆是靠塑料导爆管以冲击波能量来引爆的,如果冲击波直接作用于延期药(无点火药延期体),由于波阵面压力大、速度快、作用时间短,波阵面后面压力迅速下降,容易造成点火失效,导爆管就不能点燃延期药而导致产品瞎火。塑料导爆管的冲击波必须经过消爆衰减成炸药燃烧的火焰才能可靠的点燃延期药。所以在产品工艺设计中,要保证有一定的消爆气室。当然消爆气室不能过大,否则,因点火冲量太小而影响点火可靠性。故消爆气室必须适当,以保证塑料导爆管能最大限度的点燃延期药。9634厂进行了不同消爆气室对秒导爆管雷管发火可靠性的影响试验,结果如表2。[2]
  3 导爆管进水、断药、切缝或孔洞及管内杂质的影响
  3.1 导爆管内进水的影响
  导爆管用低密度聚乙烯树脂为管材,它的管内壁涂有一层高威力猛炸药黑索粉或奥克托金粉、铝粉和少量附加物的均匀混合物粉。导爆管是靠管内少量炸药来传递爆轰波的,如果管内进水,就会导致管内炸药失效,爆轰波再次中断,因此导爆管内绝不能出现进水现象。导爆管内进水主要表现在以下几个方面:一是生产中塑料引出机故障,在经过水池冷却时,冷却水进入导爆管内;二是生产中封尾不严,一般导爆管雷管在储存过程中吸潮,使导爆管雷管内进入水汽,当管内水达到一定量即会导致导爆管雷管瞎火;三是在爆破现场由于导爆管较长,往往被剪下一段再利用,这就导致被剪下的导爆管没有封口在使用时由于受潮而不传爆,爆破现场由于没有那么快起爆,管口暴露受潮,特别是南方天气更容易受潮。因此管内进水对导爆管传爆有很大的影响,在生产和使用过程中,要十分注意,生产前检查导爆管挤出机、封尾机是否正常,设备正常运行前认真检修,保证设备正常运行。爆破使用时尽量选择匹配长度的导爆管雷管,即使需要剪断导爆管,也必须及时将被剪断的管口进行防潮处理,建议最好不要剪断。
  3.2 导爆管断药的影响
  导爆管雷管在加工、装配、运输和储存过程中,经受颠簸、振动等各种原因可能导致导爆管管壁药粉不足或出现断药。导爆管在传爆过程中断药长度较短时可能会引起爆速波动,使导爆管不能正常传爆;断药长度过长时,可能使爆轰中断,导爆管出现断爆,使与其连接的爆破系统拒爆。
  导爆管的传爆机理:导爆管受到一定强度冲击波形式的激发能量作用后,管内壁上粘附的混合药粉受到爆轰波中前沿冲击波阵面上的高温和一定大小的压力作用后,首先在炸药表面发生化学反应。反应中间产物迅速向管内扩散,反应放热一部分用来维持管内的温度和压力,另一部分则使余下的炸药粒子继续反应。扩散到管腔的中间产物与空气混合后还将继续发生剧烈的爆炸反应,爆炸时放出的热和爆炸气体将迅速膨胀来支持前沿冲击波前移而不致衰减,同时前移的冲击波还将使未反应的管内壁炸药开始反应,化学反应中用于支持冲击波传播的能量逐渐趋向稳定,最终形成稳定的爆轰波在管腔中传播。这个过程的循环就是导爆管内的稳定传爆。[3]
  因此,导爆管雷管在加工、装配、运输和储存过程中,必须认真检查,导爆管雷管装箱时将导爆管线卷平放,搬运时不得将导爆管雷管箱侧翻,倒转,应轻拿轻放,防止导爆管管壁药粉不足或出现断药,当断药较长时导爆管传爆将会中断,就会导致导爆管雷管使用中出现瞎火。
  3.3 导爆管有切缝或孔洞的影响
  导爆管雷管在生产和使用过程中,由于导爆管强度不够、生产设备问题或者在爆破网络连接时不小心导致导爆管出现切缝或孔洞,在导爆管传爆时冲击波遇到切缝或孔洞,在此,冲击波压力将迅速降低,热能也随之减少,传爆能量外泄,稳定的爆轰波不能正常传播。当切缝或孔洞足够大时,爆轰波在管道内的传播终止,导致导爆管雷管瞎火。另外,当导爆管由于搬运、运输等过程发生颠簸、振动,管内的药粉会在一处或多处形成药堆,在传爆过程中,当爆轰波传播到药堆处,由于药量大,炸药被引爆,在此出现爆炸现象。当药堆达到一定量时,导爆管在此将会被炸出小孔,甚至被炸断,导致导爆管雷管传爆在此终止,出现瞎火。预防导爆管切缝或孔洞的方法前面已经讲过。   3.4 导爆管内杂质的影响
  导爆管雷管是利用导爆管的管道效应来传递爆轰波,从而引爆雷管,实现非电起爆。当导爆管内出现杂质,管内炸药爆炸产生的热能部分被杂质吸收,使传播能量降低,爆轰波出现在此出现振动、衰减,爆炸反应放出的热量不能完全满足炸药继续传爆所需的能量,爆速降低,当导爆管中的杂质较多时,便会出现传爆终止。另外,受爆轰波压力作用,杂质随爆轰波传播,到达传火孔时,堵塞传火孔,阻挡爆轰波继续传递,导致导爆管雷管瞎火。为了防止生产过程中管内出现杂质,对炸药、聚乙烯等原材料使用前认真检查,严格按照工艺要求生产,对生产出来的导爆管透光检查,出现有杂质的导爆管挑出销毁。
  4 卡口、卡腰的影响
  塑料导爆管在同雷管连接组成导爆管雷管的时候,通常是以橡胶或塑料卡口塞为连接件,用专用的卡口工具将两者卡在一起。按有关标准的规定,塑料导爆管在和雷管连接起来以后,必须能耐住19.6 N的拉力1 min而不脱落,这就要求在卡口位置处必须卡入足够的深度,该部导爆管要被卡出一个细颈结构,这就是传火孔。导爆管的传爆能量就是通过此传火孔传递给火雷管,从而引爆火雷管。在生产中卡口如果太松,导爆管很容易脱落,导爆管雷管失去作用,但也不能卡太紧,如果卡太紧,传火孔太小,火雷管从导爆管获取的能量减少,点火压力、点火能量降低,当传火孔足够小或卡死时,导爆管能量大部分或完全不能传至火雷管,导致瞎火。导爆管雷管装配时,导爆管传火孔直径必须控制在合理的水平上,建议下限不低于0.8 mm。
  卡腰尺寸大小也会影响雷管的质量,卡腰即是卡在管壳装延期体的位置,卡腰太松,会造成火焰从延期体与管壳之间的缝隙传播,造成速爆;卡腰太紧,会造成延期体被卡的很细,密度增加,很多延期体的延期药由于加较多的阻燃剂或者药芯过细,在卡腰太紧时,延期药在卡腰处不能继续传播,导致雷管半爆或瞎火。因此,应该严格按照工艺要求的卡腰尺寸卡腰,这样才能保证导爆管传来的能量能正常引燃延期体,并点燃起爆药。
  5 外界环境的影响
  如果外界环境较差,特别是南方天气,很容易受环境影响,其中湿度是最突出的一个因素,在高温高湿的情况下,导爆管雷管很容易受潮。
  受潮原因有如下几点:(1)产品用蜡封包装存在弊端,不适宜在潮湿的环境下存放,建议采用塑料袋封口包装;(2)运输过程中的受潮,在运输过程中要做好防雨防潮工作;(3)由于库房内潮湿使产品受潮,要将产品存放在自然通风良好、干燥的库房内。[4]
  6 结语
  影响导爆管雷管瞎火的原因很多,该文主要从延期元件质量、消爆气室、管内进水、杂质、断药、孔洞、切缝、卡口、卡腰及外界环境等几个基本方面分析导爆管雷管产生瞎火的原因,探讨性的提出了一些改进措施。在生产和使用中应不断摸索和总结,找出更多导致导爆管雷管瞎火的原因,形成规律,有针对性的进行预防和改进,使导爆管雷管在质量方面跃上一个新平台。
  参考文献
  [1] 凌爱江.导爆管雷管质量控制与改进[J].煤矿爆破,2006(1).
  [2] 陈太林.导爆管雷管瞎火原因探讨[M].火工品,1999.
  [3] 陈嘉琨,范钦文,高耀林.塑料导爆管[M].北京:国防工业出版社,1987.
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