火焰雷管浸水性能探討

王文敏 席晟華 嚴宜豪 陳夏燕

（浙江物產光華民爆器材有限公司，浙江 龍游 324400）

雷管用于武器系統的點火、傳火、起爆、傳爆等控制系統[1],其功能首發性和作用敏感性決定了其在武器裝備系統中的地位和作用,作為武器系統中的最敏感部分,其安全性和可靠性直接影響武器系統的安全性和可靠性,若作用失效造成整個武器系統的失效。雷管的密封性能是雷管環境適應性重要指標,火焰雷管管殼帶有火孔,為非密封型火工品,濕熱、淋雨等環境易造成產品失效,為提高火焰雷管的防潮性能,某類產品以Pd/Al含能金屬薄膜取代綢墊[2]以提高密封性,含能金屬薄膜是由不同金屬相互交替疊加而成,各組分的單層膜厚度僅為數納米,備制較為復雜,目前尚未得到廣泛推廣應用。本文在傳統火焰雷管結構的基礎上,通過對火焰雷管輸入端結構的設計改進,以提升雷管的密封性能。

1 方案結構設計

傳統火焰雷管通常由雷管殼、加強帽、綢墊、點火藥、起爆藥、猛炸藥組成,一般采用三硝基間苯二酚鉛作為輸入端點火藥。該藥劑火焰感度好,機械感度低,在火工品中主要起到引燃作用。由于火焰雷管為非密封結構,在管殼傳火孔處墊一綢墊,以確保雷管不撒藥。

通過某型傳統火焰雷管(尺寸Ф4.09 mm×4.4 mm)經浸水試驗后,雷管經標準黑藥柱點燃爆炸未在于2mm厚鉛板上形成炸孔,此現象說明雷管中起爆藥、炸藥浸水后受潮失效,輸出無法形成有效爆轟。爆炸后鉛板狀態如圖1所示。

圖1 受潮后雷管在鉛板上的輸出

針對火焰雷管浸水失效問題,對產品進行結構設計調整:設計將火焰雷管作為一個零部件,裝入壓好一層三硝基間苯二酚鉛的管殼中,管殼中的三硝基間苯二酚鉛與部件火焰雷管輸入端之間裝一個環形支撐圈,以便在雷管內部形成空腔。

根據部件火焰雷管尺寸(Ф4.09 mm×4.4 mm),設計雷管尺寸為Ф4.87 mm×5.3 mm,雷管內徑設計為Ф4.10 mm,以便裝入部件火焰雷管,管殼底部帶傳火孔;環形支撐圈尺寸設計為外徑Ф4.1 mm,內徑Ф3.00 mm,高度0.5 mm。環形支撐圈結構如圖2所示。

圖2 環形支撐圈示意圖

為確保環形支撐圈裝入外管殼時不破壞三硝基間苯二酚鉛藥層,在壓三硝基間苯二酚鉛時裝一個帶孔加強帽,改進行后的雷管結構示意圖如圖3所示。

圖3 改進行后的雷管結構示意圖

2 樣品裝配

按如下工序裝配樣品:管殼內墊綢墊→裝三硝基間苯二酚鉛→裝帶孔加強帽→壓合→裝支撐圈→裝部件火焰雷管(Ф4.09 mm×4.4 mm火焰雷管)→收口→收口部涂漆。管殼底部傳火孔尺寸設計為Ф2.0 mm,三硝基間苯二酚鉛藥量為16mg,壓后藥層厚度約0.5 mm,共裝配樣品三組,樣品1不裝支撐圈,樣品1、樣品2鑲嵌的火焰雷管為常規正裝火焰雷管,樣品3鑲嵌的火焰雷管為反裝火焰雷管,樣品種類見表1,樣品高度尺寸為5.13 mm～5.32 mm。

表1 試驗樣品種類

3 試驗

裝配好的樣品以水深8cm的條件浸泡4h、24h、48h、72h,取出擦干水跡,以標準黑藥柱點燃,點燃距離15cm,試驗結果見表2。樣品浸水試驗后輸出威力如圖4所示。

表2 樣品浸水試驗結果表

圖4 浸水試驗后輸出威力

傳統火焰雷管在浸水4h后鉛板炸孔小于雷管外徑,且有未炸穿鉛板現象,說明水分已通過綢墊完全滲透至起爆藥、猛炸藥,造成雷管失效;在樣品1中,在管殼內先裝三硝基間苯二酚鉛,再裝入火焰雷管,火焰雷管中的三硝基間苯二酚鉛與管殼中的藥劑之間隔著綢墊,兩藥劑為非緊密接觸,水分沿著綢墊滲透至火焰雷管,浸水24h后有未炸穿鉛板現象,有效炸穿鉛板的鉛板孔徑較正常孔徑偏小,說明已水分已滲透至起爆藥,導致起爆能力下降。而樣品2、樣品3由于雷管與藥劑之間加裝有環形支撐圈,在雷管內部形成有效空腔,第一道三硝基間苯二酚鉛浸水后,隔著空腔,水分無法滲透到部件火焰雷管內部,雷管輸出正常。

4 結論

本方案利用三硝基間苯二酚鉛耐水特性,采取以濕透的三硝基間苯二酚鉛發火后點燃干燥的三硝基間苯二酚鉛完成雷管的傳爆序列,從而實現火焰雷管密封性能,方案經裝配雷管浸水試驗,經受了72h的密封性能考核。由于方案結構為鑲嵌式結構,雷管的輸出威力取決于作為零部件的火焰雷管的輸出威力。因此,適合外徑稍大的雷管裝配,對于外徑Ф3.0 mm以下的產品,實際裝藥直徑偏小可能導致輸出威力降低。