淺談乳化炸藥工藝質量控制方法

林偉新

摘要：伴隨乳化炸藥的廣泛使用，2016年整年的乳化炸藥制造量占據工業炸藥總含量的62.04%。本文根據乳化炸藥制造的具體情況，根據加工流程，由水油相原材料的選擇和配備環節，乳化、敏化裝藥管理過程，直到炸藥包裝等管理過程，詳細介紹乳化照耀制造工藝質量控制措施。并介紹乳化炸藥制造環節需注意的安全事項，指出需要改進的內容。

關鍵詞：乳化炸藥；生產工藝；質量控制

2016年整年工業炸藥產量與銷量分別是354.18萬噸與354.88萬噸，其中，乳化炸藥產量是219.68萬噸，乳化炸藥產量是工業炸藥總數量的62.04%。據統計信息發現，乳化炸藥屬于工業炸藥制造的重要內容，提升乳化炸藥性能對國內工業炸藥的制造與利用有較大作用。

1、乳化炸藥制造工藝流程

乳化炸藥加工水相的為NH4NO3、NaNO3等物質、水組成的溶液，油相為乳化物、復合油配備的油相，若想與油相通過浮華器實現乳化，出現一種油包水狀態的黃色和黃褐色透明物質，即乳化基質，接著乳化基質通過冷卻鋼帶等途徑冷卻到工藝預定的穩定后，通過加入化學發泡劑和物理發泡劑在敏化器內攪拌均勻，讓物料具備雷管感度，最終通過智能裝藥器的裝藥、智能包裝器逐袋裝箱，然后成品進庫。

2、管理水相質量策略

化工領域《NH4NO3溶液》規定中強調的NH4NO3液體分解溫度是210℃。通常表示NH4NO3在110℃下根據公式（1）出現熱分解，因此確保NH4NO3處理溫度非常重要，而且在化工生產中確保物料液體的均勻性也是非常關鍵的一環。

2.1采取化工攪拌方法保證均勻性

批次不同NH4NO3的含量也不一樣，NH4NO3的密度比水大，且NH4NO3溶進水中會吸熱，新NH4NO3放進儲罐后會難以熔化，而且濃度不一樣，NH4NO3溶液會出現分層現象[1]。為了保證NH4NO3液體的均勻可靠，在熔化罐內加設攪拌設備，如此攪拌NH4NO3液體一些時間后可以出現均勻穩定的物質。罐體中NH4NO3液體各種梯度溫度、含量、酸堿值等基本處于均勻狀態，保障了該水相熔化配備的質量有效性。

2.2采取智能控溫系統加大安全性

水相溶液罐體升溫、保溫采取PLC自控平臺，溫度傳感器通過信號辨別，傳輸至PLC內，當溫度小于設置溫度時，自動平臺啟動加熱開關對提高水相材料溫度；當升溫滿足指定值時，自動平臺閉合蒸汽，水相停止增溫，得到保溫。而且現場增添機械型溫度表，工作人員也可以及時檢查現場溫度，避免智能溫控平臺失效，確保工藝與生產環節的安全性。

2.3水相溶液配備質量管理

乳化炸藥水相的重要原料NH4NO3、NaNO3是水相成分中占比最高的，達到80%以上。通常各公司加工的原材料都滿足國家或是行業要求，但工業NaNO3內存在少許NaNO2與氯化物將和NaNO3液體產生反應，根據式（2）來反應。

反應后形成的氣體通過乳化器拌合微小氣體，讓乳化基質敏化造成其具備雷管感度，在生產階段如出現振動、碰撞等機械能的影響下，極易造成炸藥爆炸。結合諸多的生產實踐與試驗信息顯示，NaNO2濃度要嚴格保證在0.02之下，盡量在0.01%之下，可以確保形成的氣泡不會令乳化基質充滿雷管感度。

迅速檢查出各類水相物料的濃度是當前民爆領域技術研發課題，在當下缺少新方法的環境下，唯有通過檢測水相液體析晶點與密度來檢測水相投料的精準性，且通過檢查發現水相析晶點將會影響乳化炸藥的爆炸質量[2]。所以，該工序的關鍵任務是管理析晶點的精準性，結合多年實踐，在確保水相NH4NO3、NaNO3使用正確的條件下，溶解徹底的水相液體，若析晶點超過工藝標準，10噸水相液體析晶點每大于工藝標準1℃，水相內要增加35千克的水；若10噸水相液體析晶點每小于工藝標準1℃，水相內要加入150千克的NH4NO3。

3、管理油相質量的策略

根據入廠檢查標準來測試油相物料乳化劑、復合油相，不達標的產品嚴禁應用。在配備油相時，乳化劑與復合蠟通過稱量后放進油相化槽內加以熔化，但油相物料內的乳化劑Span80在高過100℃的狀態下，乳化劑將喪失乳化活性，其乳化性能將會下降，干擾乳化炸藥的保存時間[3]。通過實踐表明，當油相溫度大于100℃時，油相物料將會碳化，這樣油相材料將阻塞乳化器孔口，油相活性加大，針對炸藥的安全制造是非常不利的。為提升該過程的安全性，安裝PLC智能控溫結構來聯鎖管理，當溫度高度90℃時，通過PLC智能閉合蒸汽開關，停止升溫，確保油相生產溫度。

4、乳化工序質量管理方法

通過試驗表明，對于相同的原材料、相同的乳化器，其乳化性能取決于參數設計，乳化設備線速越大，乳化性能愈好，但危險性會更高。結合國家標準規定，強調主軸運行速度不超過1500r/min，轉子線運速不超過15m/s，通過計算，乳化設備電動機頻率應當≤42Hz，選擇40Hz，給乳化設備預留一定的安全空間。眾所周知，乳化設備屬于民爆0類設施，乳化設備的安全程度極大影響到整個生產線的穩定性，為確保乳化器運行安全，及時監督乳化設備的振動狀況，同時和整個生產線實現連鎖控制，如果監控參數不好，智能停機，確保整個生產線的穩定。

5、敏化流程質量管理策略

乳化炸藥敏化方法包含化學敏化與物理敏化及混合敏化三個工藝。化學敏化方式就是在敏化機內添加亞NaNO3，在酸催化影響下，經反應大量細微的氣泡在敏化機攪拌作用下混合均衡，其敏化機理是：

生產環節通過管理發泡劑用量來管理最后的藥卷密度，井管理酸催化劑的含量來管理發泡速率，裝藥后藥卷要管理到飽滿且不損壞的狀態下，管理后效時間0.5-1小時，而且還要結合季節、溫度及用戶需求等要素及時調節發泡劑與促進劑的添加量，最終得到最好的成品密度。

6、裝藥質量管理方式

裝藥工序屬于藥卷裝箱之前的重要工序，通過項目實踐顯示，裝藥質量要保證藥卷重量公差于工藝標準范圍之內，藥卷表皮沒有損壞問題，表面沒有殘藥，藥卷飽滿，不滿足標準的藥卷禁止流通至下個工序上。葉片泵型裝藥泵因為機械運速較快，極易出現熱聚集，影響裝藥穩定，由此，如果出現異響、電流加大等不良情況，要嚴格根據標準進行停機檢查，并全面清掃，確保設備完整性。

7、結束語

綜上所述，通過采取質量管理體系的處理方式，使用基于風險理念對生產的整個過程進行控制，在生產階段，管理生產工藝的核心是得到高性能乳化炸藥的基礎。針對乳化炸藥的持續制造工藝成品質量管理有以下幾點要求：①嚴格檢查原材料進廠質量；②確保貫徹落實工藝技術流程；③制定科學的質量管理體制；④定期檢查儀器設備，確保各儀表的精準度與有效性。管理主要的水相、油相以及乳化等各環節的質量控制要點，是順利生產的有效保障。采取智能化、機械化的生產線是確保乳化炸藥制造安全性的主要途徑。當前，因為民爆事業產值及規模都很小，設施科技轉讓商家技術投資少、投放無動力始終限制到民爆行業，設備科技很難達到本質安全化高度，產品性能和國外相比還存在較大差距。

參考文獻：

[1]龔悅. 高能添加劑對乳化炸藥爆轟性能及熱分解特性的影響研究[D].安徽理工大學，2017.

[2]朱帥虎. 低透氣性煤層粉乳炸藥預裂爆破增透實驗及工藝研究[D].中國礦業大學（北京），2014.

[3]郭敏，賈海亮，原海青，郭建瑞.高溫敏化工藝乳化炸藥儲存期影響因素分析[J].爆破器材，2011，40（01）：24-27+31.