一體釘的研制與開發

周建強

摘? 要：通過對一體釘的整體結構設計、射釘發射藥柱的配方設計、制藥及裝配工藝設計，研制了一種一體釘。根據GB 19914-2005《射釘彈》的各項性能指標要求，對一體釘進行了相應的試驗使其符合要求。研究表明：該一體釘的結構更加簡單、藥劑更加安全;藥劑中取消了擊發藥，用民用硝化棉代替軍用硝化棉，無有毒有害氣體產生，提高了產品安全性與環保性;與傳統含擊發藥銅殼射釘彈相比更具有先進性與可靠性，在緊固器材領域得到了用戶的一致認可和廣泛好評。

關鍵詞：一體釘? 射釘發射藥? 硝化棉? 緊固器材

Abstract： Through the design of the overall structure design with integrated fastener， the formula design of propellant column， pharmacy and assembly process design， a integrated fastener was developed. According to GB 19914-2005 “Powder load”， each performance index requirements， has carried on the corresponding to integrated fastener test to make it conform to the requirements. The research shows that the structure of the integrated fastener is simpler and the drug is safer; The firing agent is canceled in the agent， and the civil nitrocotton is used instead of the military nitrocotton. There is no toxic and harmful gas， which improves the safety and environmental protection of the product; Compared with the traditional shot gun with percussion shells， it has advanced and reliable performance. It has been recognized and widely praised by users in the field of fastening equipment.

Key Words： Integrated fastener; Fastener-launching propellant; Nitrocotton; Fastening equipment

近年來，彈藥的安全性已經成為了世界各國的熱門話題[1-2]。目前，國內市場上的射釘緊固器材大都采用銅殼或覆銅殼的普通有殼射釘彈，該射釘彈是采用較敏感的針刺藥，在生產和使用過程中存在安全隱患，危險等級較高，不利于公司的穩定發展，同時該種射釘槍和射釘彈容易被改裝成獵槍而被不法分子利用，存在一定的安全隱患，社會治安的和諧與穩定得不到保障[3]。

公司經過近一年的摸索，成功研制了一體釘，該產品的主要藥劑安全性能較好，具有良好的防潮性，有利于產品的安全生產、使用和貯存，更易于被客戶接納。同時，該種一體釘固釘器不易被改裝成不法分子使用的獵槍，對社會穩定具有一定的保障作用，可進一步提高社會公共安全管理能力。另外，隨著國家建筑等工程項目的增多，一體釘的需求量將逐年加大，因此，市場前景十分廣闊。

1? 緒論

1.1 產品用途

一體釘涉及緊固器材領域，因其自帶能源、操作快捷、安裝方便，在工裝吊頂、管道固定、消防角鐵架固定、龍骨固定等方面得到廣泛應用。

1.2 產品結構

一體釘是由塑料管殼、射釘發射藥柱、彈殼座及高強度鋼釘組成的產品，結構詳見圖1。

1.3 作用原理

使用時，將一體釘裝入專用的一體釘射釘器中，通過一體釘固釘器上的彈簧機構驅動擊針，刺入一體釘內的藥柱，通過激烈摩擦發火，藥柱燃燒產生的高溫高壓氣體在槍膛內膨脹做功，將鋼釘楔入墻體（材質為磚或水泥）或鋼板內，達到錨固的目的。

2? 研制內容

2.1 發射藥柱配方的研制

發射藥作為一體釘的核心部件，其重要的一項指標敏感程度關系到一體釘在生產、運輸和使用過程中的安全性[4]。在發射藥配方的研制當中，王愛等[5]所使用的是經細斷處理軍用3#硝化棉，目前市場上的軍用棉（含氮量不小于12.6%）被255廠組建的企業集團嚴格管控，沒有軍品合同訂單和沒有與該集團達成合作協議的企業，特別是一體釘生產企業很難買到軍用硝化棉，因此開發類似產品技術難度很大。為了突破該弊端，通過組織有關工程技術人員對一體釘發射藥的配方和生產工藝進行了技術攻關，確定使用民用硝化棉（含氮量低于12.6%）代替軍用硝化棉。在經過大量試驗后確定了配方A，該配方主要是由民用硝化棉、氧化劑、安定劑、粘合劑和敏化劑等組成[6-8]，該配方所生產的一體釘發火性能可靠，試驗噪聲較小，固體殘渣較少，符合產品的市場需求。

2.1.1 撞擊感度

依據GJB772A-1997《炸藥試驗方法》方法601.2撞擊感度的特性落高法對發射藥柱進行撞擊感度測試，在溫度為19℃、濕度（RH）為59%的條件下，用10kg錘重撞擊50mg藥量的發射藥柱，其特性落高H50>60cm。

2.1.2 摩擦感度

依據GJB5891.24-2006《火工品藥劑試驗方法》第24部分摩擦感度試驗對發射藥柱進行摩擦感度測試，在溫度為19℃、濕度（RH）為58%的條件下，實驗數據如表1所示。

2.1.3 靜電火花感度

依據GJB5891.27-2006《火工品藥劑試驗方法》第27部分靜電火花感度試驗對發射藥柱進行靜電火花感度測試，在溫度為21℃、濕度（RH）為62%的條件下，實驗數據如表2所示。

2.1.4 爆發點測定

依據GJB772A-1997《炸藥試驗方法》方法606.1爆發點5s延滯期發對發射藥柱進行爆發點測定，其5s爆發點242℃的相關系數為98.5%。

2.1.5 檢測結論

檢測結果表明，發射藥柱的撞擊感度、靜電火花感度均較低，爆發點較高，因此該發射藥柱的性能穩定良好，安全系數較高。然而，實驗檢測顯示表明，當壓力為1.23MPa，擺角70°時，發射藥柱的爆炸概率達到了78%，說明射釘發射藥在較大壓力、大幅度摩擦時容易發生爆炸，因此在實際生產過程中，生產人員在制藥時應避免用力過猛，操作幅度過大。

2.2 藥量確定

在探究裝藥量對一體釘威力的影響過程中[9]，要求黃色一體釘擊穿6mm Q235施工用鋼板，紅色一體釘擊穿8mm Q235施工用鋼板，黑色一體釘擊穿10mm Q235施工用鋼板，取3種類型一體釘探究擊穿相應鋼板所需裝藥量，實驗結果如表3所示。

由表3可知，不同規格的一體釘需擊穿相應規格的鋼板，黃色一體釘裝藥量為205mg/發，紅色一體釘裝藥量為255mg/發，黑色一體釘裝藥量為270mg/發，就能分別達到規定要求的威力。而根據實際裝配情況，為提高產品的可靠性，實驗組規定其裝藥量分別為黃色一體釘（220±10）mg/發，紅色一體釘（270±10）mg/發，黑色一體釘（285±10）mg/發。

3? 工藝流程

根據對一體釘的特性及其研制要求，進行性能設計、結構設計，并通過對產品各項性能指標的驗證型試驗，完善了產品的生產工藝流程，詳見圖2。

4? 試驗情況

根據GB 19914-2005《射釘彈》相關技術要求，對一體釘的主要性能指標進行了相關試驗，確定了產品質量的穩定性。

4.1 射擊性能試驗

一體釘用射釘器射擊，應正常發火;不應有瞎火、遲發火、塑料殼橫裂、底裂和縱裂等缺陷;不應影響射釘器裝彈和退殼的可靠性和靈活性。試驗32發均合格。

4.2 震動試驗

一體釘在坐落高為80mm±1 mm，頻率為每分鐘（60±1）次的震動機上震動8min，振動試驗時不應發火，經振動的一體釘零部件不應松動、脫落，且射擊還應正常發火。試驗32發均合格。

4.3 高低溫性能試驗

一體釘在50 ℃高溫或 -40 ℃低溫環境中，保持2h后取出射擊，應正常發火。試驗32發均合格。

4.4 受潮性能試驗

一體釘單層置于相對濕度近于飽和、溫度為25 ～35 ℃的受潮器皿中8 h，取出后射擊應能正常發火。試驗32發均合格。

試驗結果表明，一體釘各項性能指標均符合GB 19914-2005《射釘彈》相關技術要求，產品質量穩定，具有良好的射擊性能、抗震性能和抗潮性能，具有良好的貯藏性和發火可靠性，能夠產生較好的經濟和社會效益。

5? 結語

一體釘屬于緊固器材領域，該產品設計合理，質量可靠，便于批量生產。該項目成功研制出射釘發射藥柱，取消了擊發藥，避免了一體釘因碰撞、摩擦等發生爆炸事故的概率，提高了藥劑在生產、運輸和使用過程中的安全性;產品設計安全、環保，生產時不產生環境污染，使用時無有毒氣體排放，符合國家發展方向;用民用硝化棉取代了軍用硝化棉，使原材料更易獲得，具有良好的市場經濟效益和較為廣闊的市場前景。

參考文獻

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