一種深水型乳化炸藥性能檢測裝置的研究及應(yīng)用

范道龍(福建海峽科化股份有限公司,福建 永安366000)

一種深水型乳化炸藥性能檢測裝置的研究及應(yīng)用

范道龍(福建海峽科化股份有限公司,福建 永安366000)

深水型乳化炸藥是深水爆破中使用的工業(yè)炸藥，其生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)品完成生產(chǎn)后對需對其爆速、殉爆距離等性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。因此研究模擬深水爆破環(huán)境下的工業(yè)炸藥抗水性、抗壓性的性能檢測裝置，來檢測企業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)，對研究深水型乳化炸藥配方研究提供依據(jù)，為深水爆破提供質(zhì)量可靠的深水型乳化炸藥。

深水型；乳化炸藥；抗壓性；抗水性；裝置

1 研究背景

隨著國際國內(nèi)貿(mào)易日趨頻繁，對江河湖海的開發(fā)力度不斷加大，為使我國沿海碼頭數(shù)量及規(guī)模滿足日益增長吞吐量的需求，我國原有的一些港口在進(jìn)行改建、擴(kuò)建，港口及航道施工建設(shè)項(xiàng)目逐年增加。在這些工程項(xiàng)目中，深水爆破無不發(fā)揮著重要的作用。

深水爆破是在有水的高壓環(huán)境中進(jìn)行的，諸多因素使得深水爆破試驗(yàn)要素繁雜，限制了深水爆破技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，使深水爆破從材料及技術(shù)上未能滿足實(shí)際需求。目前，水下爆破用的基本都是乳化炸藥[1]，研究表明，乳化炸藥在深水中由于靜水壓力和水的滲流作用爆速和猛度都會降低。當(dāng)水深10m時(shí)，爆速和猛度分別衰減11%和10%，而當(dāng)水深增加到30m時(shí)，爆速和猛度分別衰減26%和33%。因此，研究深水爆破中乳化炸藥的抗壓性能，并精心施工，可以有效地控制盲炮，對深水爆破施工、抗壓乳化炸藥的推廣和應(yīng)用有很好的現(xiàn)實(shí)意義。

本文研究的檢測裝置既是我國乳化炸藥技術(shù)提升的需要，也是市場發(fā)展的急需。因此，針對上述情況，福建海峽科化股份有限公司研究一種深水抗壓型乳化炸藥性能檢測裝置，為研究深水型炸藥配方改進(jìn)優(yōu)化提供性能檢測依據(jù)，并為工業(yè)炸藥生產(chǎn)企業(yè)在切實(shí)運(yùn)用于深水型乳化炸藥的生產(chǎn)中，填補(bǔ)民爆行業(yè)技術(shù)的空白。

2 深水型乳化炸藥抗壓試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)原理

水下裝藥受到的總壓力是靜水表面的大氣壓和靜水壓力之和，本試驗(yàn)就是通過改變靜水表面的壓力來模擬深水裝藥環(huán)境。例如，當(dāng)水深10m，在靜水表面加2個(gè)大氣壓，此時(shí)水下裝藥相當(dāng)于受到30m水柱的壓力。本文就是通過改變靜水表面的壓力，來模擬深水裝藥環(huán)境。

將乳化炸藥試樣放在自行設(shè)計(jì)的抗壓試驗(yàn)裝置中，在一定的壓力下，浸水到一定的時(shí)間，帶壓測試炸藥爆速、殉爆距離，并同乳化炸藥常壓時(shí)的爆炸性能進(jìn)行比較，定量的研究在深水壓力作用下乳化炸藥的爆轟性能。

2.2 抗壓試驗(yàn)裝置

抗壓深水型乳化炸藥測試裝置包括兩端帶有法蘭的Ф 60mmPVC筒體(11)、手動(dòng)試壓泵(16)、橡膠墊片(4)、節(jié)氣閥(13)、三通閥門(12)、壓力表(15)，橡膠軟管(14)，Ф32mm半圓PVC管(10)，PVC法蘭(3)均由帶紋螺絲固定于PVC筒體，PVC筒體右側(cè)法蘭盤連接三通閥門，直通端經(jīng)節(jié)氣閥與手動(dòng)試壓泵相連，側(cè)端連接橡膠管于壓力表上。左側(cè)與起爆器(1)相連接的電雷管腳線(2)透過PVC法蘭與兩橡膠墊片間伸入PVC筒體內(nèi)，PVC筒體上端設(shè)有由PVC法蘭密封的兩個(gè)端口，爆速傳感元件（7）分別從爆速法蘭盤及兩橡膠墊間引出，藥條由尼龍?jiān)鷰?9)捆綁固定于半圓PVC管上并伸入PVC筒體內(nèi)，電子雷管(8)與主爆藥條相連，藥條上的爆速傳感元件(7)分別由兩個(gè)端口兩橡膠墊片間引出連接至爆速測定儀(6)中。

該裝置不僅可模擬不同水深、不同的裝藥時(shí)間，還可實(shí)現(xiàn)乳化炸藥爆速和殉爆距離的一體化測試，測試裝置示意圖如圖1所示。

圖1 爆速和殉爆距離一體化測試裝置示意圖

圖2 乳化炸藥抗壓性能測試裝置截面示意圖

2.3 測試方法

測量爆速[2]時(shí)，爆速傳感元件分別從爆速法蘭盤及兩橡膠墊間引出，并用螺栓固定，引出的傳感元件再與爆速測時(shí)儀連接，主裝藥上的起爆電子雷管的腳線也從一端的法蘭盤及法蘭盤上兩橡膠墊間引出，并用螺栓固定，引出的雷管腳線并與起爆器連接。

當(dāng)需要同時(shí)測量殉爆距離[3]時(shí)，將主爆藥卷和被爆藥卷放在半圓PVC管的槽內(nèi)，被爆藥卷的捏頭端與主爆藥卷的半圓穴相對應(yīng)，根據(jù)試驗(yàn)需要藥卷間的距離S，在半圓PVC管上刻度線上用尼龍?jiān)鷰Ч潭ê煤螅俜湃氲絇VC筒體中。

PVC筒體的加壓端，一側(cè)與三通閥連接，再與節(jié)水閥、手動(dòng)試壓泵連接。三通閥一端與橡膠軟管連接，橡膠軟管的另一端與壓力表連接。當(dāng)需要測量乳化炸藥的抗水性時(shí)只需把被測樣品放入PVC筒內(nèi)，然后把各法蘭鎖緊即可。同時(shí)用手動(dòng)打壓泵進(jìn)行打壓，當(dāng)壓力表達(dá)到要求時(shí)，關(guān)閉節(jié)氣閥即可。

3 應(yīng)用

本裝置為深水型乳化炸藥產(chǎn)品研究過程中，進(jìn)行性能檢測。表1為采用復(fù)合乳化劑制成的乳膠基質(zhì)分別用化學(xué)敏化、珍珠巖敏化、玻璃微球敏化的抗壓型乳化炸藥自然儲存性能進(jìn)行檢測。

表1 三種敏化方式的乳化炸藥自然儲存性能

4920345644334722 4659 4610 453044434580 4500 4460 422055435110 4980 5080

從表1可知，以玻璃微球?yàn)槊艋瘎┛箟喝榛ㄋ幍淖匀粌Υ娣€(wěn)定性優(yōu)于化學(xué)敏化及珍珠巖敏化的抗壓乳化炸藥。通過該裝置的應(yīng)用，提供了爆速、殉爆距離重要性能指標(biāo)，從而選擇玻璃微球作為敏化劑[4]，為深水型乳化炸藥產(chǎn)品的研究提供方便快捷的性能檢測數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品研究配方調(diào)整提供數(shù)據(jù)支撐。

4 結(jié)語

經(jīng)過研究，并對深水型乳化炸藥抗水抗壓性能檢測裝置的應(yīng)用，得出了如下結(jié)論：

（1）試驗(yàn)測試裝置安裝簡單，具有較好的氣密性，主體使用PVC材料，降低了每次試驗(yàn)成本，減少爆炸飛散物，壓力表通過橡膠軟管連接，可重復(fù)利用。

（2）同時(shí)研究乳化炸藥的抗水性和抗壓性，測試爆炸性能時(shí)可一次性測量深水條件下爆速與殉爆距離。

（3）測試裝置通過模擬不同水深條件，不同裝藥時(shí)間，對乳化炸藥抗水抗壓性進(jìn)行研究，為深水型乳化炸藥的研制提供依據(jù)，同時(shí)為實(shí)驗(yàn)室研究乳化炸藥的抗水抗壓性能奠定基礎(chǔ)。

（4）該裝置制作成本低，適用于工業(yè)炸藥生產(chǎn)企業(yè)，不僅為企業(yè)研究乳化炸藥的抗壓性能提供便利，而且為提高乳化炸藥產(chǎn)品的爆炸性能及儲存穩(wěn)定性，滿足了深水爆破工程的需要，填補(bǔ)了國內(nèi)產(chǎn)品空白。

[1]郭志強(qiáng).乳化炸藥在深水爆破中拒爆的探討[J].能源與環(huán)境,2013.NO.5:137.

[2]汪旭光.乳化炸藥[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008:837-842.

[3]汪旭光.乳化炸藥[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2008:806-808.

[4]劉蓉,程揚(yáng)帆.玻璃微球敏化的乳化炸藥數(shù)學(xué)模型[J].中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào),2012年第12期