高段別延期體匹配硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管研究

劉吉祥,周志勇,張 偉,王 愛

（湖南神斧集團湘南爆破器材有限責任公司， 湖南 永州市 425000）

0 引 言

湘器公司生產(chǎn)的延期體[1]一直存在與硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管不匹配的問題，生產(chǎn)工藝上，除特殊用戶外，延期時間3 s以上的導爆管雷管一直采用DDNP起爆藥[2]基礎雷管裝配，延期時間3 s以下的導爆管雷管采用硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管裝配。2017年湘器公司共生產(chǎn)導爆管雷管 3883.861萬發(fā)，其中延期時間3 s以上的為691萬發(fā)。

2017年使用起爆藥為硝酸肼鎳基礎雷管僅為1432萬發(fā)，而使用感度高的DDNP起爆藥基礎雷管達到2422萬發(fā)。使用DDNP起爆藥基礎雷管在基礎雷管采購、運輸和使用等環(huán)節(jié)上增加很大壓力。而硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管具有安全、環(huán)保、感度低、無刺激等特點，在裝配導爆管雷管過程中將安全風險降到最低，同時也滿足員工的職業(yè)健康需求。

另外即將投入生產(chǎn)的基礎雷管采用環(huán)保安全的硝酸肼鎳作為起爆藥，此起爆藥為今后一定時期內(nèi)主流基礎雷管裝填用起爆藥，因此，解決延期體匹配硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管的問題尤為重要。

1 研制內(nèi)容

針對現(xiàn)有高段別延期體匹配問題做了試驗數(shù)據(jù)摸底，高段別延期體匹配硝酸肼鎳起爆藥雷管的拒爆率為5%以上。根據(jù)以往經(jīng)驗以及實驗數(shù)據(jù)從4個方面解決此問題：從原材料方向；藥劑配方；壓藥方式；基礎雷管規(guī)格。

2 實施情況

2.1 原材料方向

本研究從B3藥劑著手，B3藥劑采用3.2 μm的鎢粉，鉻酸鋇進行過篩烘干處理。由于購進的鉻酸鋇處于不穩(wěn)定狀態(tài)，混出的藥劑秒量偏高，超出工藝范圍值，考慮原材料問題和精度要求，提出更換粒度更細的鉻酸鋇和鎢粉，通過摸底實驗，采用供應商提供的重慶鉻酸鋇和2.8 μm的鎢粉，在精度上比原有產(chǎn)品有所提高。

項目組同時也試驗了鉻酸鋇不做過篩處理和烘干時間分別為1，2 d的試驗，不過篩處理目前未發(fā)現(xiàn)有異常影響情況，烘干時間長短也未見對藥劑性能產(chǎn)生影響。

2.2 藥劑配方

在更換原材料的同時因其粒度偏細，造成混藥過程中延期藥[3]出現(xiàn)結(jié)塊問題，為此，加入了硬脂酸類潤滑物質(zhì)，通過實驗當加入千分之一時，可解決延期藥劑結(jié)塊的問題，對藥劑的指標無影響。但按照B3的藥劑配方的數(shù)據(jù)已高于工藝規(guī)定值一倍，考慮到藥劑的燃燒值和燃燒速度會造成瞎火問題，改用B2的藥劑配方征用替代原B3藥劑配方，符合工藝要求范圍值。

經(jīng)過分析得出，藥劑的燃燒熱值偏低，未達到或是臨界達到匹配硝酸肼鎳的感度。為此，在原有藥劑配方的基礎上加入燃燒熱值偏大的還原劑金屬粉末A和B，試驗情況見表1。

試驗表明金屬粉末B比金屬粉末A相對分子更活躍，金屬粉末 B燃燒熱值大，對延時秒量影響大，金屬粉末B可做中段別用，金屬粉末A可做高段別用。

表1 加入A，B粉末試驗情況

通過對金屬粉末A的量進行調(diào)整，滿足高秒量延期體所需燃燒熱值，進行了多次試驗，試驗情況如下。

（1）金屬粉末A10.5 g。S9（11批）切長11，臺階底板，1200發(fā)可靠性試驗,其中 1發(fā)未點燃硝酸肼鎳雷管。

（2）金屬粉末A 12 g。S9（15批）切長12.5，臺階底板，1200發(fā)可靠性試驗全部傳爆。

同時項目組針對現(xiàn)有的和改進的延期體做了高低溫試驗，試驗48 h，高低溫交替加熱冷卻，在高溫和低溫時分別取出進行試驗，得到實驗數(shù)據(jù)（見表2）。

表2 高低溫試驗數(shù)據(jù)

2.3 壓藥方式

車間現(xiàn)在秒級延期體為了減少延期體端面掉藥現(xiàn)象采用臺接底板模式壓藥。而此壓藥模式的弊端就是造成延期體底部與裝配基礎雷管之間留出一段間隙，極有可能造成延期體不能點燃雷管。

為此，進行了壓藥試驗，實驗情況為：實驗用S9（使用B2配方，只加硬脂酸類潤滑劑），有臺階底板，實驗600發(fā)，其中3發(fā)延期體未起爆雷管；無臺階底板，實驗800發(fā)，全部傳爆。

實驗表明臺階模式壓藥對高秒量延期體匹配問題存在影響，因此為匹配硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管將延期體采用無臺階底板壓制。

2.4 基礎雷管規(guī)格

在實驗中發(fā)現(xiàn)不同批次的基礎雷管感度略有不同，因此在摸底實驗階段采用了不同批次的基礎雷管匹配對比試驗。對不加入金屬粉末A和B的延期體略有影響。

研究分析造成延期體不匹配的另一個原因可能為基礎雷管加強帽導致，在以前的試驗中（延期索裝填雷管）發(fā)現(xiàn)有無加強帽區(qū)別很大，但現(xiàn)有延期體裝配基礎雷管工藝不可去掉加強帽，經(jīng)決定將基礎雷管的加強帽傳火孔直徑由 Φ2.0 mm擴大到Φ2.3 mm試驗，且取得了良好的效果。

具體實驗情況如下：車間用 S9延期體（無臺階底板壓制），2.0 mm加強帽傳火孔雷管，實驗1200發(fā)，其中3發(fā)延期體未點燃雷管；2.3 mm加強帽傳火孔雷管，實驗1200發(fā)，全部傳爆。

3 結(jié) 論

通過對延期體的主要原材料、配方和壓制方式等因素的改進，匹配傳火孔為2.3 mm硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管，實現(xiàn)了全系列延期體匹配硝酸肼鎳起爆藥基礎雷管工藝。減輕了在基礎雷管采購、運輸和使用等環(huán)節(jié)上的安全壓力并優(yōu)化了裝配過程中員工的職業(yè)健康需求。