摘要:本文結合作者多年的工作經驗以及當期鎢系延期藥的生產工藝,詳細的闡述了鎢系延期藥的制配比例、生產制造以及延期原件的生產等因素對于工業雷管延期時間精度的影響。通過一系列的實驗與研究,為提高鎢系延期藥時間精度提供了一定的改進思路。
關鍵詞:鎢系延期藥;延期時間;精度影響因素
一、引言
隨著國民經濟的發展,爆破技術也得到了廣泛的應用,其中多段別、多間隔的爆破技術更是迅猛發展,同時對于爆破的延期時間精度要求也就越來越高。鎢系延期藥相對于傳統的硅系延期藥,它的主要優點就是可以有效地滿足半秒或者秒延期系列雷管的產品的時間要求,目前,鎢系延期藥品已經成為了我國主要的秒量級延期藥品。但是隨著延期時間提高,帶來了一個新的問題,那就是延期的精度隨著延期時間的提高而逐漸的降低了,這一問題已經成為鎢系延期藥進一步發展的重要瓶頸。
本文結合作者多年的工作經驗以及當期鎢系延期藥的生產工藝,詳細的闡述了鎢系延期藥的制配比例、生產制造以及延期原件的生產等因素對于工業雷管延期時間精度的影響,進而為提高鎢系延期藥的延期時間提出了改進途徑。
二、原材料及延期藥配方設計
1、原材料要求
鎢系延期藥的主要由鎢粉、鉻酸鋇、高氯酸鉀和硅藻土等基本分配制而成。其中,作為還原劑的藥品是鎢粉,它只要起到的是燃燒放熱作用;作為氧化劑與緩燃劑的藥品是鉻酸鋇,它主要作用是供養與調節燃速;作為促燃劑的藥品是高氯酸鉀,它的主要作用就是促進燃燒;硅藻土在其中則起到的是降低燃速的作用。影響延期藥的燃燒反應速度的因素主要有藥品的成分、藥品的顆粒度以及裝填方法等,對于鎢系延期藥來說,其中鎢粉的影響最大,其次是鉻酸鋇,因此要對于延期藥各成分的質量一定要滿足相關工藝的規定要求。
2、延期藥配方設計
在鎢系延期藥中鎢粉對于整個延期反應的影響最大,因此在設計配方是要特備主要鎢粉的配置比例。如果其中鎢粉的配置含量過高,那么延期的時間相應的就會較短,但是如果鎢粉的配置含量過低,就可能達不到要求的秒量值。所以設計鎢系延期藥的配方是要根據實際的需求嚴格配合鎢粉的含量,一般的將鎢粉的含量控制在25%-80%之間。
3、鎢粉含量的影響
對于鎢系延期藥來說,點火能力的高低取決于鎢粉含量,即鎢粉含量越高,點火能力相應的也就越強;鎢粉含量越低,點火能力相應的也就越低。但是延期時間與鎢粉含量卻存在反向關系,隨著鎢粉含量的增高,相應的延期時間就越短,所以在配置鎢系延期藥與選擇鉛芯結構時,要合理的配置鎢粉含量,既要保障點火能力又要保障一定的延期時間。一般情況下,鎢系延期藥中的鎢分含量應該占總含量的一半以上,否則發火就不可靠。
三、藥劑制造試驗及分析
1、藥劑的混制
要保障延期藥的時間精度,首先保障延期藥劑的混制均勻。因為只有混制均勻的藥劑才能保障藥劑的充分燃燒。對于鎢系延期藥來說,鎢粉所占的比例很大,在混制過程中很可能出現“分層”的現象,這就需要采用分次加料的方法來避免這種現象的發生,但要注意的是需要其它成分混制6小時以后才能加入鎢粉,此外整個混制過程的時間應該控制在22小時至30小時之間,這樣才能達到最好的配置效果。
由于鎢系延期藥對于摩擦以及撞擊的感應度比較低,所以我們可以直接采用干混的方式,但處于安全考慮,我們在混制過程中還是要加入一定量的聚乙烯醇。
2、藥劑的干燥
就目前而言,藥劑干燥的方式主要有敞開式風干和密閉烘箱兩種方式。但是這兩種方式相比較來說,敞開式風干的效果更好一些,主要是因為在敞開式風干過程中可以進行人工攪拌,這樣就可以有效的防止藥劑分層現象的出現,進而提高了秒量精度。此外,為滿足質量要求,人工攪拌的次數不得低于每小時5次。
3、藥劑的造粒
通過藥劑的造粒,可以有效的提高藥劑的流散性。當前,對于藥劑的造粒主要有兩種方式,即全自動機械造粒和手工造粒。我國已經有部分廠家實現了全自動機械造粒,雖然這種方式的工作效率高,但是與手工造粒相比,藥劑的均勻度還是有一定的差距,進而延期精度也就等不到有效的保障。
為提高藥劑的流散性,通過手工造粒的方式對鎢系延期藥進行造粒時,可以通過加入一定量的粘合劑來提高藥劑顆粒的成型度,但是這樣會降低延期藥的感度。所以我們針對不同情況,進行選擇性的添加。當采用的是鉛芯結構時,我們不用加入粘合劑;當采用的是內管裝延期藥式的結構時,我們可以加入一定量的粘合劑。
4、藥劑的分樣
由于鎢系延期藥的顆粒結構比較疏松,在重力的中作用下。很容易破碎成粉末狀,這是藥劑的堆積密度就會大大增加,在定容法填裝延期藥劑時就會產生裝藥的極差大,進而降低延期藥的時間精度。所以對完成造粒的藥劑分樣篩選,不僅可以防止藥劑結塊,同時也便于堆積密度相近的藥劑進行組批。
5、藥劑的儲存
對于藥劑的儲存面臨最大的問題就是防止藥劑受潮。藥劑受潮后,藥劑中的水分會加大,這是就會導致延期時間變長,甚至出現瞎火的狀況。在鎢系延期藥的主要材料中,高氯酸鉀具有較強的吸濕能力,水分含量過高時就會出現結塊的現象,對于鎢粉和鉻酸鋇來說,他們的吸濕性不大。所以在藥劑儲存過程中,我們主要是做好高氯酸鉀的防濕。在選擇原材料是最好選擇防結塊的高氯酸鉀。
四、鉛芯結構的選擇
目前,鉛芯結構主要由單芯、三芯以及五芯等幾種類型。點火能力一直是鎢系延期藥的薄弱環節,三芯、五芯結構的鉛芯由于要芯面積小,容易出現拒爆現象,所以在鉛芯結構選擇上,一般選擇單芯結構。
五、成品裝配試驗及分析
1、卡口的影響
卡口的大小也是影響藥劑性能的一個重要環節。在裝配時,如果卡口卡印較小,會因為氣室壓力增大而影響到藥劑的延期時間,有時甚至可能會出現瞎火的現象;如果卡口卡印過大,封口塞可能會出現沖脫的現象,所以選擇合適的卡口卡印。對于鎢系延期藥來說,它的延期時間一般都比較長,燃燒時的溫度較高,為了避免出現沖脫現象,最可靠的辦法是在卡頭上采用三印卡頭。
2、卡中印的影響
在進行卡中印時,卡印的如果過大很容易出現速炸的狀況,從而導致延期元件失去延期的作用;如果卡印直徑太小的話也會影響到延期時間的精度,因此卡中印直徑在5.5-5.8mm時秒量精度比較好。
六、結論
對于鎢系延期藥來說,它的延期燃燒是一個相當復雜的過程,影響延期時間精度的因素有很多,主要有原材料的品質、延期藥劑與延期元器件的制造以及延期藥的配裝與儲存等等,所以要保障鎢系延期藥延期時間的精度,我們要嚴格注意上述影響因素,嚴格把控產品質量。
參考文獻:
[1]劉自鐋,蔣榮光.工業火工品[M].北京:兵器工業出版社,2003
[2]蔡瑞嬌.火工品設計原理[M].北京:北京理工大學,1999
[3]吳幼成,宋敬埔.延期藥技術綜述[J].爆破器材;2000年02期
[4]雷鈁琴,易勇,付志斌.鎢系延期藥的實驗研究[J].爆破器材;2011年02期