一種高精度安全型點火藥頭在電子雷管中的應用

2020-10-30 05:49:10陳余華

科學技術創新 2020年31期

陳余華

（福建民化建設工程有限公司，福建龍巖364000）

1 概述

目前，我國電雷管生產技術中，普遍采用鉛丹硅系外加DDNP 或木炭氯酸鉀系點火藥頭，少數采用苦味酸鉀點火藥頭。鉛丹硅系點火藥頭精度好、發火可靠性高，但是其摩擦感度、撞擊感度高，在點火頭生產過程中以及雷管裝配時容易發生危險，不利于安全生產；木炭氯酸鉀系藥劑摩擦撞擊感度低，但是藥劑容易吸潮，延期精度差，對點火藥頭金屬部位腐蝕性大，庫存時間長一點甚至會導致將電阻絲腐蝕斷，造成點火藥頭無法點燃，出現重大質量問題；苦味酸鉀點火藥頭盡管摩擦、撞擊感度低，裝配時比較安全，藥球重量容易控制，生產工藝自動化程度高，苦味酸鉀引火頭生產設備成本較高，在目前這種小產能的電子雷管生產企業不是最優方案。研制一種性能可靠、感度低，生產成本低廉高精度點火藥頭是目前很多電子雷管生產企業關心的事情。

2 高精度安全型點火藥頭的設計

點火藥頭的發火原理是電子雷管集成控制芯片發出起爆指令后，芯片內置電容放電加熱電阻絲將點火藥點燃，從而引爆基礎雷管。筆者結合多年來的雷管生產管理經驗，考慮到方案的可行性以及生產過程可控制性，結合鉛丹硅系和苦味酸鉀系兩種藥劑的的優點，選用且成本低、工藝簡單、發火一致性好的鉛丹-硅系成熟配方作為內層涂藥將橋絲均勻包裹，選用摩擦感度與撞擊感度低且苦味酸鉀作為外層藥均勻涂抹在內層藥上，作為內層藥的保護層，結構工藝見（圖1），是一種復合型藥球頭結構，將各種藥劑的優點結合起來，將其缺項規避。

圖1 點火藥頭示意圖

3 試驗與結果分析

3.1 實驗藥頭制作

測試點火藥球頭大小對發火的可靠性的影響，這是點火藥頭最基本的性能指標項目，要求實驗發火可靠性100%。內層使用鉛丹硅系藥劑成分為鉛丹：硅=9:1（重量比），外加細DDNP25%(作為敏感劑)，使用濃度為8%的聚乙烯醇作為粘合劑。外層藥劑成分為苦味酸鉀：二元物=1.3:1（重量比），使用濃度為10%的聚乙烯醇作為粘合劑。內層藥劑必須將電阻絲包裹緊密，藥球頭大小適中，不允許出現氣孔、露電阻絲破球等疵病。外層藥劑大小以將內層藥劑包裹三分之二以上為宜。點火頭涂抹好后送進烘干室烘干，水分控制在0.6%以下，取出再在點火藥球頭外部蘸一層防潮漆，再次進行烘干后備用。

3.2 點火試驗

分別涂抹不同重量范圍的點火藥頭，進行藥球頭發火測試，測試結果如表1：

表1 點火試驗結果

從實驗得出點火藥頭藥量大小控制在12～15mg 性能可靠，滿足生產要求，為較合理重量范圍。

3.3 延期秒量和精度試驗

將帶點火藥頭芯片裝配成電子雷管（藥頭藥量控制在12～15mg），進行延期精度測試。設定的延期時間從低到高設置，進行精度測試，測試結果如表2。

從表2 可知，該型號的電子雷管的延期精度的誤差±1.5ms，且不受延期時間長短的影響，性能穩定可靠。

3.4 摩擦與碰撞感度試驗

在電子雷管生產過程中，點火藥頭不可避免會與其他物品發生碰撞和摩擦，這些行為有可能導致點火藥頭激發燃燒，特別是雷管裝配過程中發生碰撞或者摩擦，將點火藥頭激發燃燒將引爆雷管造成事故，因此點火藥頭的摩擦和撞擊感度對雷管生產中的安全影響較大。筆者模擬雷管裝配過程中藥頭可能發生摩擦、碰撞的動作，分別測試苦味酸鉀點火藥頭、高精度安全型點火藥頭、鉛丹硅系點火藥頭的安全性。

3.4.1 摩擦感度實驗：點火藥頭在雷管裝配過程中與管殼發生摩擦，作用力是40～45 牛頓，見圖2。

3.4.2 撞擊感度實驗：點火藥頭在雷管裝配過程中與管殼發生碰撞，作用力是30～35 牛頓，藥球頭破球，見圖3。