電引火元件的研究與應(yīng)用

電引火元件的研究與應(yīng)用

1出問題會導(dǎo)致雷管生產(chǎn)質(zhì)量將“電引用”作為雷管發(fā)動機(jī)可以看出，一旦出現(xiàn)問題，將嚴(yán)重影響雷管的質(zhì)量，尤其是它的爆炸能力。例如，雷管是半爆炸的，然后是速爆和拒絕爆。在串聯(lián)試驗(yàn)時(shí)會造成丟炮,在秒量測試中會造成秒量精度下降甚至超限不合格等。2剛性電路源的工作、機(jī)制和結(jié)構(gòu)2.1電引火元件的種類電引火元件也稱電引火或電發(fā)火裝置。作為一切電雷管的共同點(diǎn)火部分,其作用機(jī)理是將初始電能轉(zhuǎn)化為熱能,從而點(diǎn)燃易發(fā)火藥劑,通過藥劑發(fā)火產(chǎn)生火焰,進(jìn)而將雷管引爆。電引火元件大體上分作3類:一是金屬橋絲灼熱式電引火元件,二是導(dǎo)電引火藥式電引火元件,三是火花式電引火元件。礦用起爆器材多采用金屬橋絲灼熱式電引火元件。京煤集團(tuán)化工廠在20世紀(jì)80年代從瑞典引進(jìn)的一套剛性電引火元件生產(chǎn)線就屬于金屬橋絲灼熱式電引火元件類。本文主要是圍繞這種電引火元件進(jìn)行論述。2.2塊、橋絲、藥頭、硅膠套作為剛性電引火元件它主要由7部分組成:腳線、封口塞、鋼帶、固定塊、橋絲、藥頭、硅膠套。其具體結(jié)構(gòu)如圖1。該元件的特點(diǎn)是:藥頭不易破碎,抗靜電、安全。在2002年10月底召開的全國雷管工藝技術(shù)研討會上,將剛性電引火元件作為今后國內(nèi)電引火元件的發(fā)展方向。3電源開爐元件對管道質(zhì)量的影響電引火元件質(zhì)量的好壞對雷管質(zhì)量影響很大。本文著重從以下6方面談起。3.1橋絲高溫氧化傷雷管爆破眾所周知,電引火元件的藥頭藥是由氧化劑、可燃劑、敏化劑和粘合劑等構(gòu)成。其作用是在橋絲受熱后產(chǎn)生火焰從而將雷管引爆。另外藥頭在燃燒的同時(shí)會產(chǎn)生氣體,若藥頭過大其燃燒產(chǎn)生的氣體就會增多,氣室壓力增大從而使管體膨脹,火焰不通過延期體直接作用起爆藥造成速爆。因而對藥頭設(shè)定合適的質(zhì)量范圍是目前各火工企業(yè)普遍采取的措施手段。3.2藥頭破碎、雷管拒爆電引火元件質(zhì)量不好會造成雷管拒爆的原因主要表現(xiàn)在:短路;硅膠套脫落;藥頭碎裂;雙橋;焊接不牢。電引火元件質(zhì)量不好是造成雷管拒爆的主要原因之一。雷管拒爆給爆破施工及井巷掘進(jìn)帶來很多麻煩,必須高度重視。以上5種原因具體情況如下:(1)因藥頭與腳線在焊接過程中產(chǎn)生的“毛刺”造成短路,通電后,電流走近路不通過橋絲而造成拒爆。(2)由于藥頭的防靜電套的位置不合適(過低),在裝配運(yùn)輸過程中受震動,易造成硅膠套脫落,堵塞傳火孔或延期體藥芯導(dǎo)致拒爆。(3)藥頭破碎的主要原因是:(a)引火藥劑酸堿度控制不好,在混藥頭藥時(shí)與粘合劑發(fā)生反應(yīng),使之粘度下降或喪失,從而造成藥頭強(qiáng)度不夠,故易碎。(b)混藥時(shí)不精心,配比不精確,造成粘度下降。(c)蘸藥工不精心,為偷懶而減少蘸藥遍數(shù),使藥液過稠,干燥不透,造成粘度下降。(d)藥頭蘸完漆經(jīng)遠(yuǎn)紅外干燥后立即投入烘箱干燥,易使漆皮破裂,從而造成藥頭強(qiáng)度下降;而遠(yuǎn)紅外干燥后自然狀態(tài)擱置20h左右再入烘箱干燥,則漆皮破裂幾乎沒有,藥頭強(qiáng)度明顯增強(qiáng),且不易破碎。(4)“雙橋”也是造成雷管拒爆的原因。人們常說的雙橋通常包括兩種情況:(a)兩根真橋絲;(b)一根真橋絲與一根阻值可忽略的金屬毛刺。前一種情況會造成并聯(lián)分流,在有限通電時(shí)間內(nèi)達(dá)不到發(fā)火所需的能量,從而表現(xiàn)為拒爆。后一種情況使電流走近路,即短路,電流根本不流經(jīng)橋絲,何談橋絲發(fā)熱產(chǎn)生能量。曾經(jīng)在串聯(lián)實(shí)驗(yàn)中遇到一發(fā)雷管丟炮,打單發(fā)測秒拒爆。解剖后電引火元件完好,量橋絲電阻也符合電阻范圍下限。后用兩根5cm腳線接上(量電阻為0.71Ω)1.5V的干電池,瞬間藥頭著了。這一事例驗(yàn)證了上述前一種分析。(5)焊接不牢也是造成雷管拒爆的原因之一。由于焊橋絲過程中受電極平整度、焊接電壓及鋼帶軟硬影響,造成橋絲焊接不夠牢靠。當(dāng)導(dǎo)通時(shí)恰好電阻合適,而在運(yùn)輸中受震動后橋絲一端易脫落或若即若離,從而造成拒爆。3.3藥頭過大,放至裝配口服液電引火元件質(zhì)量不好造成半爆的原因主要表現(xiàn)在,在蘸制藥頭過程中,由于藥液、蘸藥等環(huán)節(jié)未控制好,造成藥頭過大,加之對其質(zhì)量控制不嚴(yán)而放至裝配卡口。由于藥頭過大,通電后燃燒產(chǎn)生較多氣體,以致氣室壓力增大使管體膨脹造成能量損失,不足以使下面的猛炸藥完全爆轟,從而導(dǎo)致半爆。3.4實(shí)際開口塞控制電引火元件質(zhì)量不好造成脫爆的原因,主要是封口塞在注制過程中,由于材料模具等原因,造成其外徑較細(xì),這樣按正?？趤砜刂埔自斐煽ú痪o,在放炮過程中會炸脫管體出現(xiàn)脫爆。3.5橋雷管沒有退火造成串聯(lián)丟失炮電引火元件質(zhì)量不好造成串聯(lián)丟炮的原因主要表現(xiàn)在3個(gè)方面:(1)是存在雙橋現(xiàn)象。如前面所述“雙橋”為兩個(gè)真橋絲,會造成并聯(lián)分流。其從通電到發(fā)火時(shí)間大于正常雷管從通電到爆炸的時(shí)間。這樣回路炸斷時(shí)這種雙橋雷管還沒有發(fā)火,從而造成串聯(lián)丟炮。另外“雙橋”若為金屬毛刺會造成短路,其串聯(lián)丟炮不言而喻。(2)所用橋絲電阻一致性差。由于電引火元件測試儀測發(fā)火沖能采用的是恒壓,橋絲電阻大的其測試的沖能必然小,而電阻小的其測試沖能必然大,但兩者一混則發(fā)火沖能測試結(jié)果有時(shí)會表現(xiàn)為合格,但串聯(lián)試驗(yàn)采用的是恒定直流,電阻小的必然所需的通電時(shí)間長,當(dāng)兩者差距大于傳導(dǎo)時(shí)間會造成串聯(lián)丟炮。(3)藥頭由于干燥不充分,或儲存過程中吸濕而造成發(fā)火一致性差,從而在串聯(lián)實(shí)驗(yàn)中造成丟炮現(xiàn)象。串聯(lián)丟炮會給用戶帶來很大麻煩,特別是在大理石爆炸切割時(shí)會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此生產(chǎn)廠家必須高度重視串聯(lián)丟炮這一問題。3.6藥頭大小不均影響秒量精度的因素電引火元件質(zhì)量不好造成秒量不好、甚至超限的原因主要表現(xiàn)在:(1)封口塞過粗會造成其卡入管內(nèi)的部分減少,而影響氣室大小,進(jìn)而影響秒量精度。(2)藥頭大小不均,其點(diǎn)火能力就不一致,從而影響延期時(shí)間和秒量精度。(3)藥頭水分也很關(guān)鍵,藥頭水分不合格或貯存過程中吸濕會使秒量升高,偏差增大,嚴(yán)重時(shí)會使雷管拒爆。(4)前面已說過雙橋會造成并聯(lián)分流,卡管后測秒時(shí)自然會使秒量增加,輕則偏差變大,重則串段造成秒量不合格。如在一次生產(chǎn)普通毫秒三段時(shí),測秒量時(shí)發(fā)現(xiàn)兩發(fā)超限分別為73.5ms、77.9ms,觀察解剖情況,發(fā)現(xiàn)是雙橋絲。4提高電源燃源的質(zhì)量關(guān)鍵是控制五個(gè)環(huán)節(jié)4.1敏化劑ldp質(zhì)量要提高電引火元件的質(zhì)量,原材料是關(guān)鍵。原材料的影響主要有:注塑用pvc的彈性;橋絲電阻的一致性;硅膠套內(nèi)徑;鋼帶硬度;敏化劑(LDNP)的質(zhì)量(包括水分及pH值的大小);氧化劑的純度及細(xì)度等。論起敏化劑的質(zhì)量,去年我單位引火元件制造就一度因此險(xiǎn)些停產(chǎn)。原因是在敏化劑生產(chǎn)過程中,化合前僅按試劑瓶上標(biāo)的堿量加入,結(jié)果實(shí)際一稱其量不準(zhǔn),大于所標(biāo)值,這樣生產(chǎn)出的敏化劑呈堿性,而恰恰生產(chǎn)藥頭用的粘合劑呈弱酸性,二者發(fā)生酸堿中和反應(yīng)使粘合劑粘度下降,甚至喪失粘性。因而在蘸藥過程中,形成“果凍”藥蘸不上。4.2終沖模的選取過程中造成的一些糾紛我廠的剛性電引火元件生產(chǎn)是全自動的生產(chǎn)線,所以對模具精度要求很高。(1)預(yù)沖模具不精確會造成終沖成品的形狀不好,給分選帶來麻煩。(2)如果終沖模具有問題,除會造成終沖成品的形狀不好外,還會造成橋絲焊接形狀不好,甚至雙橋絲。(3)假如注塑模具不好,會使封口塞出現(xiàn)裂紋或進(jìn)料口外留下小尾巴,或壓裂腳線給卡口質(zhì)量留下隱患。(4)磁盤平整度。假如磁盤不平會導(dǎo)致蘸出的藥頭大小不一,如前所述,藥頭大小不勻?qū)坠苄阅苡绊懞艽?這里不再贅述。4.3操作人員知識水平低、操作操作不嚴(yán)格的問題要提高引火元件質(zhì)量,很大程度上必須提高操作人員的素質(zhì)。操作工的素質(zhì),不外乎3個(gè)方面:知識水平、操作技能、責(zé)任心。(1)如果操作人員知識水平很低,甚至一點(diǎn)相關(guān)知識也沒有,那么要求其嚴(yán)格遵守配比、加料順序、混藥時(shí)間就很難。(2)如果操作工操作技能不提高,讓其生產(chǎn)出質(zhì)量好的引火元件就等于一句空話。(3)關(guān)鍵在于操作工的責(zé)任心,換句話說,如果質(zhì)量意識不提高,那么他們不可能挑盡“雙橋絲”、“橋絲帶異物”等廢品,也不會有規(guī)律地進(jìn)行焊接檢查,甚至為圖省事還會將藥混得很稠。4.4方法4.4.1橋絲的檢查在工藝控制方法中要切實(shí)做好5點(diǎn):(1)鋼帶硬度檢查;(2)橋絲形狀及電阻檢查;(3)焊接牢固性檢查;(4)干燥方法;(5)揮發(fā)分檢查。4.4.2試驗(yàn)過程中模型材料的使用(1)剛性電引火元件發(fā)火沖能測試儀要與雷管成品性能測試儀在測試條件方面盡可能保持一致。(2)傳感器與記錄儀的阻抗要匹配,否則測的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)或根本測不出數(shù)據(jù)。(3)雷管成品性能測試條件要與用戶現(xiàn)場使用條件盡可能一致。如在一次串聯(lián)測試中丟了4發(fā),其電阻分別為:2.40Ω、2.41Ω、2.41Ω、2.41Ω,而其余響的電阻均在2.60Ω～2.80Ω之間(我廠采用的是通1.5A的恒直流持續(xù)20ms),后又取40發(fā)雷管逐發(fā)量電阻,除一發(fā)電阻為2.41Ω外,其余均在2.60Ω～2.80Ω之間,此40發(fā)與丟的4發(fā)串聯(lián)并用型號為MFB50B的發(fā)爆器起爆,44發(fā)全爆。為掌握模擬上述回路的電流大小,用此發(fā)爆器串聯(lián)一可變電阻箱和一安培表起爆測回路電流如下:當(dāng)設(shè)定電阻為200Ω時(shí),測其電流為6A;當(dāng)設(shè)定電阻為1000Ω時(shí),測其電流為2A。從以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明這一問題。4.4.3主要矛盾:發(fā)酵沖能分析是更好地指導(dǎo)生產(chǎn)、解決難題。若思路不對會誤入歧途,終不自拔。關(guān)于發(fā)火沖能的決定因素有“敏感藥劑說”與“橋絲電阻說”。決定因素還在敏感藥劑的質(zhì)量。若僅僅為提高沖能而選擇米電阻低的橋絲,確實(shí)能保證沖能這一指標(biāo)符合要求,卻留下秒量偏高,串聯(lián)丟炮的后患。4.5生產(chǎn)環(huán)境電引火元件的加工制作環(huán)境對其質(zhì)量影響也很大。比如蘸藥環(huán)境的溫、濕度等,還有藥頭干燥環(huán)境、貯存環(huán)境等都不容忽視。5發(fā)展高效低碳經(jīng)濟(jì)通過以上分析結(jié)合藥頭生產(chǎn)遇到的問題,今后有如下5個(gè)努力方向:(1)改進(jìn)原料加工方法,提高純度、精度、細(xì)度,對無須加工的外購原材料應(yīng)對其進(jìn)行理化分析,確定其純度、精度