引火元件質量對雷管延期精度影響的研究

李向宇,邸云信,韓體飛

(1.廣東省明華機械有限公司韶關分公司, 廣東韶關 512146, 2.安徽理工大學化學工程學院, 安徽淮南 232001)

引火元件質量對雷管延期精度影響的研究

李向宇1,邸云信2,韓體飛2

(1.廣東省明華機械有限公司韶關分公司, 廣東韶關 512146, 2.安徽理工大學化學工程學院, 安徽淮南 232001)

電引火頭藥量和允許誤差是延期雷管設計中的一個重要問題;通過實驗,在引火藥同一配方、延期體相同切長及相同的裝配的條件下分別研究電引火頭質量的大小對硅系、硼系和鎢系延期元件延期精度的影響;結果表明:隨著電引火頭質量的增大,硅系、硼系和鎢系的延期時間出現了相同的遞變規律,而硅系和硼系延期精度的變化與鎢系變化不同。

引火元件; 電引火頭; 延期時間; 延期精度

1 引言

在延期雷管的段別設計中,最重要的參數就是段別時間間隔和秒量精度,延期藥是延期雷管的重要組成部分,其精度是評價雷管的重要指標,影響延期藥延時精度的因素主要有組成成分、添加劑、電引火頭的大小、各成分的粒度、延期體的結構、管殼的材料、延期體的制造工藝、原材料的預處理和混藥方式、環境溫度、壓藥壓力及壓裝次數等。引火藥的點燃能力主要決定于燃燒時產生的熔渣的熱量。因此,點火藥的燃燒溫度愈高,燃燒后在被點燃藥劑的表面上剩下的熔渣愈多,則在同樣的條件下,單位時間內傳給延期藥的熱量較多,其點火能力愈強。點火藥頭對延期藥的燃燒影響很大,其種類﹑裝藥方式及藥量都會對延期藥的秒量精度有所影響,一般規律是在一定范圍內加大點火藥藥量,有利于提高秒量精度,但超過一定量后,精度反而下降,范圍越窄越有利于延期秒量的控制。

2 藥劑與測時產品的制備

在相同的條件下制作所需的引火元件,引火元件結構示意圖如圖1所示,將電引火頭藥量分為三批(NO.1、NO.2、NO.3),NO.1的質量分布在8～12 mg,NO.2的質量分布在15～20 mg;NO.3的質量分布在25～30 mg。

圖1 引火元件結構示意圖

為了更準確更充分的分析引火藥對延期體延期精度的影響,分別選擇了快燃速硼系延期藥、中等燃速硅系延期藥和低燃速鎢系延期藥。

工業生產的實際情況,將準備好的延期元件和延期體(相同切長),統一采用電雷管的裝填方式進行組裝,通過電雷管測試儀對其進行延期時間的測時,觀察和分析不同質量的引火元件對各類延期體延期時間及延期精度的影響。

3 試驗及其結果分析

3.1 硅系測時

在保證組裝結構統一的情況下,對質量不同的三批引火元件和硅系延期體(相同切長)組裝完成的雷管進行測時,測時的數據分析結果見表1、圖2和圖3。

表1 硅系的測時結果

圖2 硅系引火頭藥量對延期體延期時間的影響

圖3 硅系引火頭藥量對延期體延期精度的影響

由表1的測時結果,圖2和圖3的分析結果可知,電引火頭的質量大小對延期時間和延期精度都有明顯的影響和規律變化。在硅系延期體中,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期藥的平均秒量由114 ms減小到81 ms,即電引火頭藥量與延期時間成反比關系,如圖2所示,原因是較大的電引火頭有較強的火焰,可使延期藥的點火延滯期變短,造成了秒量的降低;但是,由圖3可以明顯看出,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期體的延期精度出現了一個極值,表1的數據顯示,隨著電引火頭的藥量由8～12 mg增大到15～20 mg時,極差由16減小到6,延期精度明顯的得到了提高,隨著電引火頭質量的繼續加大,精度有所降低,如電引火頭的藥量由15～20 mg增大到25～30 mg時,極差由6增大到7。所以,從能量匹配理論出發來研究延時精度,以求在點火時間、點火能量形式和點火能量大小(藥量大小)達到最佳能量匹配,以使延期藥的延期精度提高至關重要,由圖2可以大致確定硅系引火元件的合適大小在16～18 mg。

3.2 硼系測時

在保證組裝結構統一的情況下,對質量不同的三批引火元件和硅系延期體(相同切長)組裝完成的雷管進行測時,測時的數據分析結果見表2、圖4和圖5。

表2 硼系的測時結果

圖4 硼系引火頭藥量對延期體延期時間的影響

圖5 硼系引火頭藥量對延期體延期精度的影響

由表2的測時結果,圖4和圖5的分析結果可知,電引火頭的質量大小對延期時間和延期精度都有明顯的影響和規律變化。在硼系延期體中,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期藥的平均秒量由249 ms減小到166 ms,即電引火頭藥量與延期時間成反比關系,如圖4所示,原因是較大的電引火頭有較強的火焰,可使延期藥的點火延滯期變短,造成了秒量的降低;但是,由圖5可以明顯看出,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期體的延期精度出現了一個極值,表2的數據顯示,隨著電引火頭的藥量由8～12 mg增大到15～20 mg時,極差由16減小到9,延期精度明顯的得到了提高,隨著電引火頭質量的繼續加大,精度有所降低,如電引火頭的藥量由15～20 mg增大到25～30 mg時,極差由9增大到13。因此,從能量匹配理論出發來研究延時精度,以求在點火時間﹑點火能量形式﹑點火能量大小(藥量大小)達到最佳能量匹配,以使延期藥的延期精度提高至關重要,由圖5可以大致確定硼系引火元件的合適大小在17～18 mg。

3.3 鎢系測時

在保證組裝結構統一的情況下,對質量不同的三批引火元件和硅系延期體(相同切長)組裝完成的雷管進行測時,測時的數據分析結果見表3、圖6和圖7。

表3 鎢系的測時結果

圖6 鎢系引火頭藥量對延期體延期時間的影響

圖7 鎢系引火頭藥量對延期體延期精度的影響

由表3的測時結果,圖6和圖7的分析結果可知,電引火頭的質量大小對延期時間和延期精度都有明顯的影響和規律變化。在硅系延期體中,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期藥的平均秒量由1168 ms減小到676 ms,即電引火頭藥量與延期時間成反比關系,如圖6所示,原因是較大的電引火頭有較強的火焰,可使延期藥的點火延滯期變短,造成了秒量的降低;同時,由圖7可以明顯看出,隨著引火元件的質量由8～12 mg增大到25～30 mg時,延期體的延期精度出現了一個拐點,表3的數據顯示,隨著電引火頭的藥量由8～12 mg增大到25～30 mg時,極差由91減小到25,延期精度明顯的得到了提高。

4 結語

通過實驗的分析可知,引火元件的大小,對延期藥的燃燒有很大的影響。引火元件的藥頭大小不均,其點火能力和在氣室形成的氣壓就大小不一致,從而影響延期體的延期時間和秒量精度,并且在段別越高時,影響越明顯。顯然,若把引火元件大小不均的電引火頭混于一批,抽樣檢查時,其延期精度必然很差。所以,為了提高延期雷管的延期精度,必須在工藝工序中嚴加控制藥量,確定合理的引火頭藥量。

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AbstractThe weight and allowable deviation of fusehead is an important part in the design of delay detonator.On the condition of homology formula,identical length of delay tube and the same fitting the paper researches the weight of fusehead on effect of delay precision of delay element of silicon type,boron type and tungsten type.The results indicate that,with the increasing weight of fusehead,the delay time of silicon type,boron type appears the same alternation rule,but the delay precision of silicon type and boron type differs to the tungsten type.

Key wordsigniter element;fusehead;delay time;delay precision

On How the Weight of Igniter Element Affects the Delay Precision of Detonator

LI Xiang-yu1,DI Yun-xin2,HAN Ti-fei2

(1.Shaoguan B ranch,Guangdong Minghua Mechanical Co.Ltd.,Shaoguan Guangdong512146; 2.School of Chemical Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan Anhui232001)

TQ565.2

A

1671-4733(2011)01-0017-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2011.01.006

2011-03-06

李向宇(1986-),女,河北承德人,助理工程師,從事民爆器材的生產和技術工作,電話:15819214106。