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摘要:本文结合作者多年的工作经验以及当期钨系延期药的生产工艺,详细的阐述了钨系延期药的制配比例、生产制造以及延期原件的生产等因素对于工业雷管延期时间精度的影响。通过一系列的实验与研究,为提高钨系延期药时间精度提供了一定的改进思路。
关键词:钨系延期药;延期时间;精度影响因素
一、引言
随着国民经济的发展,爆破技术也得到了广泛的应用,其中多段别、多间隔的爆破技术更是迅猛发展,同时对于爆破的延期时间精度要求也就越来越高。钨系延期药相对于传统的硅系延期药,它的主要优点就是可以有效地满足半秒或者秒延期系列雷管的产品的时间要求,目前,钨系延期药品已经成为了我国主要的秒量级延期药品。但是随着延期时间提高,带来了一个新的问题,那就是延期的精度随着延期时间的提高而逐渐的降低了,这一问题已经成为钨系延期药进一步发展的重要瓶颈。
本文结合作者多年的工作经验以及当期钨系延期药的生产工艺,详细的阐述了钨系延期药的制配比例、生产制造以及延期原件的生产等因素对于工业雷管延期时间精度的影响,进而为提高钨系延期药的延期时间提出了改进途径。
二、原材料及延期药配方设计
1、原材料要求
钨系延期药的主要由钨粉、铬酸钡、高氯酸钾和硅藻土等基本分配制而成。其中,作为还原剂的药品是钨粉,它只要起到的是燃烧放热作用;作为氧化剂与缓燃剂的药品是铬酸钡,它主要作用是供养与调节燃速;作为促燃剂的药品是高氯酸钾,它的主要作用就是促进燃烧;硅藻土在其中则起到的是降低燃速的作用。影响延期药的燃烧反应速度的因素主要有药品的成分、药品的颗粒度以及装填方法等,对于钨系延期药来说,其中钨粉的影响最大,其次是铬酸钡,因此要对于延期药各成分的质量一定要满足相关工艺的规定要求。
2、延期药配方设计
在钨系延期药中钨粉对于整个延期反应的影响最大,因此在设计配方是要特备主要钨粉的配置比例。如果其中钨粉的配置含量过高,那么延期的时间相应的就会较短,但是如果钨粉的配置含量过低,就可能达不到要求的秒量值。所以设计钨系延期药的配方是要根据实际的需求严格配合钨粉的含量,一般的将钨粉的含量控制在25%-80%之间。
3、钨粉含量的影响
对于钨系延期药来说,点火能力的高低取决于钨粉含量,即钨粉含量越高,点火能力相应的也就越强;钨粉含量越低,点火能力相应的也就越低。但是延期时间与钨粉含量却存在反向关系,随着钨粉含量的增高,相应的延期时间就越短,所以在配置钨系延期药与选择铅芯结构时,要合理的配置钨粉含量,既要保障点火能力又要保障一定的延期时间。一般情况下,钨系延期药中的钨分含量应该占总含量的一半以上,否则发火就不可靠。
三、药剂制造试验及分析
1、药剂的混制
要保障延期药的时间精度,首先保障延期药剂的混制均匀。因为只有混制均匀的药剂才能保障药剂的充分燃烧。对于钨系延期药来说,钨粉所占的比例很大,在混制过程中很可能出现“分层”的现象,这就需要采用分次加料的方法来避免这种现象的发生,但要注意的是需要其它成分混制6小时以后才能加入钨粉,此外整个混制过程的时间应该控制在22小时至30小时之间,这样才能达到最好的配置效果。
由于钨系延期药对于摩擦以及撞击的感应度比较低,所以我们可以直接采用干混的方式,但处于安全考虑,我们在混制过程中还是要加入一定量的聚乙烯醇。
2、药剂的干燥
就目前而言,药剂干燥的方式主要有敞开式风干和密闭烘箱两种方式。但是这两种方式相比较来说,敞开式风干的效果更好一些,主要是因为在敞开式风干过程中可以进行人工搅拌,这样就可以有效的防止药剂分层现象的出现,进而提高了秒量精度。此外,为满足质量要求,人工搅拌的次数不得低于每小时5次。
3、药剂的造粒
通过药剂的造粒,可以有效的提高药剂的流散性。当前,对于药剂的造粒主要有两种方式,即全自动机械造粒和手工造粒。我国已经有部分厂家实现了全自动机械造粒,虽然这种方式的工作效率高,但是与手工造粒相比,药剂的均匀度还是有一定的差距,进而延期精度也就等不到有效的保障。
为提高药剂的流散性,通过手工造粒的方式对钨系延期药进行造粒时,可以通过加入一定量的粘合剂来提高药剂颗粒的成型度,但是这样会降低延期药的感度。所以我们针对不同情况,进行选择性的添加。当采用的是铅芯结构时,我们不用加入粘合剂;当采用的是内管装延期药式的结构时,我们可以加入一定量的粘合剂。
4、药剂的分样
由于钨系延期药的颗粒结构比较疏松,在重力的中作用下。很容易破碎成粉末状,这是药剂的堆积密度就会大大增加,在定容法填装延期药剂时就会产生装药的极差大,进而降低延期药的时间精度。所以对完成造粒的药剂分样筛选,不仅可以防止药剂结块,同时也便于堆积密度相近的药剂进行组批。
5、药剂的储存
对于药剂的储存面临最大的问题就是防止药剂受潮。药剂受潮后,药剂中的水分会加大,这是就会导致延期时间变长,甚至出现瞎火的状况。在钨系延期药的主要材料中,高氯酸钾具有较强的吸湿能力,水分含量过高时就会出现结块的现象,对于钨粉和铬酸钡来说,他们的吸湿性不大。所以在药剂储存过程中,我们主要是做好高氯酸钾的防湿。在选择原材料是最好选择防结块的高氯酸钾。
四、铅芯结构的选择
目前,铅芯结构主要由单芯、三芯以及五芯等几种类型。点火能力一直是钨系延期药的薄弱环节,三芯、五芯结构的铅芯由于要芯面积小,容易出现拒爆现象,所以在铅芯结构选择上,一般选择单芯结构。
五、成品装配试验及分析
1、卡口的影响
卡口的大小也是影响药剂性能的一个重要环节。在装配时,如果卡口卡印较小,会因为气室压力增大而影响到药剂的延期时间,有时甚至可能会出现瞎火的现象;如果卡口卡印过大,封口塞可能会出现冲脱的现象,所以选择合适的卡口卡印。对于钨系延期药来说,它的延期时间一般都比较长,燃烧时的温度较高,为了避免出现冲脱现象,最可靠的办法是在卡头上采用三印卡头。
2、卡中印的影响
在进行卡中印时,卡印的如果过大很容易出现速炸的状况,从而导致延期元件失去延期的作用;如果卡印直径太小的话也会影响到延期时间的精度,因此卡中印直径在5.5-5.8mm时秒量精度比较好。
六、结论
对于钨系延期药来说,它的延期燃烧是一个相当复杂的过程,影响延期时间精度的因素有很多,主要有原材料的品质、延期药剂与延期元器件的制造以及延期药的配装与储存等等,所以要保障钨系延期药延期时间的精度,我们要严格注意上述影响因素,严格把控产品质量。
参考文献:
[1]刘自铴,蒋荣光.工业火工品[M].北京:兵器工业出版社,2003
[2]蔡瑞娇.火工品设计原理[M].北京:北京理工大学,1999
[3]吴幼成,宋敬埔.延期药技术综述[J].爆破器材;2000年02期
[4]雷钫琴,易勇,付志斌.钨系延期药的实验研究[J].爆破器材;2011年02期
关键词:钨系延期药;延期时间;精度影响因素
一、引言
随着国民经济的发展,爆破技术也得到了广泛的应用,其中多段别、多间隔的爆破技术更是迅猛发展,同时对于爆破的延期时间精度要求也就越来越高。钨系延期药相对于传统的硅系延期药,它的主要优点就是可以有效地满足半秒或者秒延期系列雷管的产品的时间要求,目前,钨系延期药品已经成为了我国主要的秒量级延期药品。但是随着延期时间提高,带来了一个新的问题,那就是延期的精度随着延期时间的提高而逐渐的降低了,这一问题已经成为钨系延期药进一步发展的重要瓶颈。
本文结合作者多年的工作经验以及当期钨系延期药的生产工艺,详细的阐述了钨系延期药的制配比例、生产制造以及延期原件的生产等因素对于工业雷管延期时间精度的影响,进而为提高钨系延期药的延期时间提出了改进途径。
二、原材料及延期药配方设计
1、原材料要求
钨系延期药的主要由钨粉、铬酸钡、高氯酸钾和硅藻土等基本分配制而成。其中,作为还原剂的药品是钨粉,它只要起到的是燃烧放热作用;作为氧化剂与缓燃剂的药品是铬酸钡,它主要作用是供养与调节燃速;作为促燃剂的药品是高氯酸钾,它的主要作用就是促进燃烧;硅藻土在其中则起到的是降低燃速的作用。影响延期药的燃烧反应速度的因素主要有药品的成分、药品的颗粒度以及装填方法等,对于钨系延期药来说,其中钨粉的影响最大,其次是铬酸钡,因此要对于延期药各成分的质量一定要满足相关工艺的规定要求。
2、延期药配方设计
在钨系延期药中钨粉对于整个延期反应的影响最大,因此在设计配方是要特备主要钨粉的配置比例。如果其中钨粉的配置含量过高,那么延期的时间相应的就会较短,但是如果钨粉的配置含量过低,就可能达不到要求的秒量值。所以设计钨系延期药的配方是要根据实际的需求严格配合钨粉的含量,一般的将钨粉的含量控制在25%-80%之间。
3、钨粉含量的影响
对于钨系延期药来说,点火能力的高低取决于钨粉含量,即钨粉含量越高,点火能力相应的也就越强;钨粉含量越低,点火能力相应的也就越低。但是延期时间与钨粉含量却存在反向关系,随着钨粉含量的增高,相应的延期时间就越短,所以在配置钨系延期药与选择铅芯结构时,要合理的配置钨粉含量,既要保障点火能力又要保障一定的延期时间。一般情况下,钨系延期药中的钨分含量应该占总含量的一半以上,否则发火就不可靠。
三、药剂制造试验及分析
1、药剂的混制
要保障延期药的时间精度,首先保障延期药剂的混制均匀。因为只有混制均匀的药剂才能保障药剂的充分燃烧。对于钨系延期药来说,钨粉所占的比例很大,在混制过程中很可能出现“分层”的现象,这就需要采用分次加料的方法来避免这种现象的发生,但要注意的是需要其它成分混制6小时以后才能加入钨粉,此外整个混制过程的时间应该控制在22小时至30小时之间,这样才能达到最好的配置效果。
由于钨系延期药对于摩擦以及撞击的感应度比较低,所以我们可以直接采用干混的方式,但处于安全考虑,我们在混制过程中还是要加入一定量的聚乙烯醇。
2、药剂的干燥
就目前而言,药剂干燥的方式主要有敞开式风干和密闭烘箱两种方式。但是这两种方式相比较来说,敞开式风干的效果更好一些,主要是因为在敞开式风干过程中可以进行人工搅拌,这样就可以有效的防止药剂分层现象的出现,进而提高了秒量精度。此外,为满足质量要求,人工搅拌的次数不得低于每小时5次。
3、药剂的造粒
通过药剂的造粒,可以有效的提高药剂的流散性。当前,对于药剂的造粒主要有两种方式,即全自动机械造粒和手工造粒。我国已经有部分厂家实现了全自动机械造粒,虽然这种方式的工作效率高,但是与手工造粒相比,药剂的均匀度还是有一定的差距,进而延期精度也就等不到有效的保障。
为提高药剂的流散性,通过手工造粒的方式对钨系延期药进行造粒时,可以通过加入一定量的粘合剂来提高药剂颗粒的成型度,但是这样会降低延期药的感度。所以我们针对不同情况,进行选择性的添加。当采用的是铅芯结构时,我们不用加入粘合剂;当采用的是内管装延期药式的结构时,我们可以加入一定量的粘合剂。
4、药剂的分样
由于钨系延期药的颗粒结构比较疏松,在重力的中作用下。很容易破碎成粉末状,这是药剂的堆积密度就会大大增加,在定容法填装延期药剂时就会产生装药的极差大,进而降低延期药的时间精度。所以对完成造粒的药剂分样筛选,不仅可以防止药剂结块,同时也便于堆积密度相近的药剂进行组批。
5、药剂的储存
对于药剂的储存面临最大的问题就是防止药剂受潮。药剂受潮后,药剂中的水分会加大,这是就会导致延期时间变长,甚至出现瞎火的状况。在钨系延期药的主要材料中,高氯酸钾具有较强的吸湿能力,水分含量过高时就会出现结块的现象,对于钨粉和铬酸钡来说,他们的吸湿性不大。所以在药剂储存过程中,我们主要是做好高氯酸钾的防湿。在选择原材料是最好选择防结块的高氯酸钾。
四、铅芯结构的选择
目前,铅芯结构主要由单芯、三芯以及五芯等几种类型。点火能力一直是钨系延期药的薄弱环节,三芯、五芯结构的铅芯由于要芯面积小,容易出现拒爆现象,所以在铅芯结构选择上,一般选择单芯结构。
五、成品装配试验及分析
1、卡口的影响
卡口的大小也是影响药剂性能的一个重要环节。在装配时,如果卡口卡印较小,会因为气室压力增大而影响到药剂的延期时间,有时甚至可能会出现瞎火的现象;如果卡口卡印过大,封口塞可能会出现冲脱的现象,所以选择合适的卡口卡印。对于钨系延期药来说,它的延期时间一般都比较长,燃烧时的温度较高,为了避免出现冲脱现象,最可靠的办法是在卡头上采用三印卡头。
2、卡中印的影响
在进行卡中印时,卡印的如果过大很容易出现速炸的状况,从而导致延期元件失去延期的作用;如果卡印直径太小的话也会影响到延期时间的精度,因此卡中印直径在5.5-5.8mm时秒量精度比较好。
六、结论
对于钨系延期药来说,它的延期燃烧是一个相当复杂的过程,影响延期时间精度的因素有很多,主要有原材料的品质、延期药剂与延期元器件的制造以及延期药的配装与储存等等,所以要保障钨系延期药延期时间的精度,我们要严格注意上述影响因素,严格把控产品质量。
参考文献:
[1]刘自铴,蒋荣光.工业火工品[M].北京:兵器工业出版社,2003
[2]蔡瑞娇.火工品设计原理[M].北京:北京理工大学,1999
[3]吴幼成,宋敬埔.延期药技术综述[J].爆破器材;2000年02期
[4]雷钫琴,易勇,付志斌.钨系延期药的实验研究[J].爆破器材;2011年02期