關于預防壓裝法裝藥壓爆的安全技術措施

丁志芳 王愛國 喬會陽 常靜思

山西江陽化工有限公司 山西 太原030041

兵器行業(yè)的彈藥、民爆器材工廠在生產(chǎn)過程中，都不可缺少的有火炸藥制品的壓制和壓藥工序，一般統(tǒng)稱為壓藥。壓裝法裝藥，就是把顆粒狀或片狀的松散炸藥倒入模具或彈體中，在壓機上通過沖頭加壓，將松散炸藥壓成具有一定形狀、尺寸和強度的藥柱。

壓裝藥柱對沖擊波有較高的敏感性，受沖擊波作用時，很容易產(chǎn)生熱點進而發(fā)展成為爆轟，所以傳爆藥柱都用壓裝法壓藥，但幾乎所有的炸藥都曾發(fā)生過壓爆事故，或者是半爆、或者是全爆。機械感度(摩擦感度、沖擊感度)和熱感度高的炸藥，發(fā)生壓爆事故的可能性更大。

1 結合壓裝法裝藥生產(chǎn)實際和在安全檢查中發(fā)現(xiàn)的問題，造成壓爆的情況主要有以下幾種原因

1.1 炸藥中混入了堅硬的雜質 這些雜質如砂子、小石子、玻璃渣或金屬屑等。當這些堅硬的雜質處于模套邊部時，在壓藥過程中與模壁摩擦很強烈，局部的壓應力很大，在棱邊尖角處能量容易集中而產(chǎn)生 高溫熱點會導致爆炸。如TNT含有0.1 %的沙粒時，其摩擦感度的爆炸百分數(shù)由4%一8%增加到20%。另外，這些堅硬的小顆粒還可能將沖頭卡住，但隨著壓力的加大，沖頭將其擠壓下去，在卡殼處發(fā)生劇烈的摩擦，還伴有猛烈的沖擊力，這就有可能會引起爆炸。因此，在壓藥前要對炸藥進行過篩檢查，生產(chǎn)結束后要妥善管理剩余炸藥，炸藥準備、稱藥等工序要做到文明整潔，防止雜質混入炸藥。

1.2 模具的設計和制造不當 沖頭和模套在設計和制造中若不符合要求，會發(fā)生配合不好的問題，主要是指沖頭和模套之間發(fā)生劇烈的塑性應變和摩擦(即啃模)。造成模具互啃的原因主要有沖頭互換性不好而造成了緊配合；模套淬火時，內(nèi)壁的硬度通常比外壁低，而檢驗硬度又在外壁進行，故壓藥時沖頭易啃入模壁：模具長期使用后產(chǎn)生了刻痕和毛刺：模具在壓機上末放正或壓機偏心加壓，使沖頭易嵌入模內(nèi)壁、模具R 盡尺寸設計不合理，易使藥柱粘模等等，這些都容易造成模套與沖頭的劇烈摩擦和塑性應變，從而導致相鄰炸藥的爆炸。

1.3 在壓藥過程中操作不當 壓藥時由于各種不當操作而使炸藥受壓過大，也有可能引起爆炸。如稱量錯誤、在模套中倒入雙份藥或將稱量好的炸藥倒撒后，未重新稱量隨意添加炸藥放入模具中，造成超過規(guī)定的藥量；在壓群模時錯用了長沖頭，使一個模具單獨受壓過大而導致爆炸。

1.4 壓藥的加載速度過快 因在生產(chǎn)條件下的壓藥速度較快，由于應力率大，能量容易集中形成熱點，因此爆炸的可能性很大。但在緩慢加壓時，就連感度很高的黑索金都不會發(fā)生爆炸。

1.5 炸藥預熱溫度過高 炸藥的溫度過高會使熱點容易形成，會導致爆炸。炸藥的機械感度會隨炸藥溫度的升高而增大。

1.6 模套內(nèi)的殘留藥或夾藥 由于沖頭和模套之間有間隙，每次壓藥退模后均在模套內(nèi)壁留有殘藥，尤其是在模套工作部分的拐角處、部件的接縫處及其他留有殘藥的部位，均容易產(chǎn)生擠壓和摩擦而生成熱點而引起爆炸。因此設計模具時一定要考慮周到，操作時要注意清擦模具工作。

1.7 操作過程中模具的碰撞 壓藥模具一般采用的均為淬過火的硬度很高的黑色金屬，如果不注意，很易發(fā)生碰撞，很有可能對藥粉或殘藥磨擦或沖擊加載，產(chǎn)生熱點而引起爆炸。

1.8 雙向壓藥時，在壓機下墊板上灑落的藥粉清理不及時，壓藥過程中由于下沖與下墊板間的藥粉受壓發(fā)生爆炸。

1.9 違章操作 操作人員在操作過程中，為了趕時間、趕任務，開快車，將模具送入壓力機時速度過快或未將上沖放到位，經(jīng)碰撞、顛動使模具傾斜或模具與U 型墊因慣性移位、梳形件換向過快或不到位、藥罩裝配不到位傾斜等因素，當施加壓力時，沖頭與模套發(fā)生激烈摩擦造成壓爆。

1.1 0退模階段發(fā)生爆炸事故 散粒體炸藥壓制過程中與模壁的摩擦力、成型藥柱在退模時與模壁的摩擦力，這是由于模具經(jīng)壓藥后產(chǎn)生不同程度的變形，因而容易發(fā)生爆炸事故。另外，模具粗糙、互啃、變形、浮藥未清理干凈等也會引起退模時發(fā)生爆炸事故。

在壓藥過程中，炸藥本身承受著很大的壓力，且沖頭與模壁、炸藥之間存在著摩擦力，同時加在模具滑動部分間隙中的炸藥受到較大的擠壓力，這些都有可能引起壓爆事故。

經(jīng)分析壓裝法裝藥事故原因為主要存在以下方：

模具不合格、設備原因、退模方法不當、誤操作、炸藥內(nèi)有雜質。

2 從上述壓爆炸事故的原因分析，得出壓裝法裝藥時應采取以下安全技術措施

2.1 壓藥和退模必須采取隔離操作 藥柱壓制、退模應在抗爆間內(nèi)進行，防爆門、抗爆閘門應與壓機聯(lián)鎖，實行人機隔離操作。并實行視頻監(jiān)控，監(jiān)督壓藥全過程的狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常情況操作人員應立即按動設備急停按鈕，停止作業(yè)，妥善處理模具和炸藥后再查找原因，檢修設備設施。

2.2 模具設計與加工要合理 壓藥模具的結構應設計合理且保證加工質量，盡量使藥粉不進或少進入模具活動件間的縫隙，便于隨時清除積藥，保證壓藥和退模安全、易行。模具強度應保證在壓藥過程中不產(chǎn)生能形成退模困難的彈性變形(膨脹)量。根據(jù)原蘇聯(lián)康米沙洛夫的觀點，模具直徑越大則用較松的配合，而美國資料中認為其間隙也應取得大些，如直徑為25 mm 時，間隙取0.0 5 mm，相當于f8。關于模具的硬度，應在加工時確保沖頭比模套內(nèi)壁軟，且沖頭工作端部應采用圓倒角以防啃模，倒角R 可在0.2 -0.5 之間，不同炸藥模套與沖頭應設計最佳間隙。

2.3 嚴禁超壓和超藥量壓藥 對于群模壓藥，應特別注意避免單個模具過載情況，嚴密監(jiān)控壓藥前的裝藥和裝配，杜絕重復裝藥。另外應控制壓機的加載速度不要過快。

2.4 杜絕引起爆炸事故的人為因素 除了在技術上提供必要的安全措施外，還必須杜絕人為因素引起的爆炸事故。例如在壓藥前應認真檢查炸藥中是否有雜質并采取防止雜質掉入措施；炸藥預熱嚴格執(zhí)行工藝溫度；在裝藥前應檢查模具是否合格、有無劃傷、尖刺，沖頭是否有崩落缺口和鍍鉻層脫落的現(xiàn)象，并按規(guī)定潤滑；應檢查壓機運轉是否正常，平穩(wěn)無跳動；送壓模、炸藥小車是否平穩(wěn)，有無傾斜或不到位情況；壓藥限位、電、氣、油控系統(tǒng)應準確、可靠；油壓機的壓力、定位柱高度和保壓時間應符合工藝要求，每次壓藥后，應清擦干凈殘留在模具上的余藥。另外還應保持壓藥工序清潔整齊，及時清理撒在模具上、壓機上、工作臺上和地面上的炸藥，特別是模套內(nèi)殘藥、粘藥、端面和模底下的炸藥每次壓藥都應清理干凈；天平(電子秤)精度符合工藝要求、定期校驗，應接地可靠，符合防爆要求。

2.5 模套與沖頭應同心，裝配正確。往模套內(nèi)倒藥，安放沖頭、需翻邊壓制及搬模時要輕拿輕放，防止撞擊、摩擦。

2.6 防止靜電 在壓藥過程中，炸藥與工具間的摩擦經(jīng)常發(fā)生，因此易產(chǎn)生靜電火花，一旦條件成熟就會放電產(chǎn)生火花，引起炸藥的燃燒和爆炸。尤其是鈍黑鋁炸藥，顆粒較小，比表面積大，靜電量也相應增大容易被引燃。為了防止靜電的產(chǎn)生或將靜電及時導出，在設備、工作案必須安裝接地線，并在裝藥、稱藥工房保持工藝規(guī)定的濕度。

2.7 操作人員應穿按規(guī)定戴好勞動防護用品，熟悉生產(chǎn)工藝、安全操作規(guī)程和相關的安全知識與事故應急措施，精心操作，防止稱量錯誤增大藥量，不突擊生產(chǎn)，無行為違章，嚴格執(zhí)行工藝、定員定量。

2.8 對壓藥設備定期進行檢查，確保油壓機精度符合設備精度要求。即上、下模的平行度和橫板與立柱的垂直度應符合設備精度要求。生產(chǎn)中若發(fā)現(xiàn)有控制不靈或運轉不到位現(xiàn)象應立即停止生產(chǎn)，檢修。

2.9 應制定壓藥過程中異常情況處理措施及處理程序。如出現(xiàn)模具與沖頭卡在一起時，應關閉所有電、氣、油開關，原地靜止24小時，嚴禁人員靠近；待24小時后，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，派1-2人輕輕搬到由泡沫、海棉等緩沖材料充填的箱子內(nèi)，塞緊墊好，防止其躥動，運至銷毀場引爆處理。

結束語

以上是壓爆事故的一些原因和預防措施及對策，在具體的生產(chǎn)過程中仍需操作人員嚴格遵守工藝、安全操作規(guī)程，不斷學習總結經(jīng)驗，提高自我保護能力，減少人為的事故。

從壓藥生產(chǎn)實踐實踐證明，強化安全教育，加上嚴格的科學管理，壓爆事故是完全可以避免的。