乳化炸藥微觀結構及性能影響分析

李耀勝 周小山 楊龍海 賀陽

摘要：乳化炸藥是工業上常用的炸藥，是工業上應用最廣泛的炸藥之一，也是性能最突出的炸藥之一。規模化生產的大量炸藥基本可以滿足我國不?同爆破工程的需要。為了更高效地生產乳化炸藥，我國發達城市的企業通過引進連續化、自動化生產技術，對乳化炸藥的生產工藝進行研究，大大提高了產量。但是隨著生產效率的提高，由于人員對生產線的危險因素認識不足、材料和設備的不確定狀態和安全管理缺乏等原因，造成企業設備、人員生?命財產損失的事故增加。本文分析了某炸藥生產線原材料的風險因素，并提出了相應的解決方案，以提高員工對風險因素的有效理解，規范員工活動，提高安全水平。

關鍵詞：乳化炸藥：微觀結構：性能影響

1乳化器的爆炸原因

1.1乳膠基質具有爆炸性

在高溫、高壓、密閉的環境下，因受到微細氣泡、固體雜質、氯化物的影響，乳膠基質會變得異常敏感。據調查，我國大部分乳化炸藥中的乳膠基質在?100℃高溫下皆帶有雷管的裝置，雷管爆炸的傳播直徑僅為30mm;在正常狀態下，如果裝藥的直徑達到?100mm，即可被?8?號雷管引爆。?此時的乳膠基質已經變成易爆炸品，受到極大沖擊力或長期摩擦作用時，?易發生分解、燃燒、爆轟，擴大了危險性。

1.2熱點形成

乳化器熱點形成的主要因素如下：設備的定轉子空隙變小產生碰撞，在摩擦力的作用下熱量增加，因而形成熱點;設備的內部結構缺乏科學的設計，水油相溶液受到強大機械剪切作用下，機械能會發生轉化，變為熱能;?因保溫系統發生故障，使得硝酸銨在乳化器中結晶;外部硬質的雜物或者結構的松動進到設備腔體中，引發巨大的摩擦力，因而形成了熱點;乳化器中進人一定的空氣，在機械運行過程中氣泡被壓縮。

2內相粒子對乳化炸藥的性能的影響

乳化炸藥?w/0?結構的形成過程與內部顆粒的大小和分布密切相關。乳化炸藥的?w/0?結構形成是一個乳化過程。在這一過程中，由于乳化劑的機械和化學作用，水可以迅速地分離和分散，水滴被乳化劑迅速包圍。乳?化液如果沒有機械效應，不可能形成微滴，因此，乳化炸藥中顆粒的內相分布取決于機械效應的強度和乳化劑的種類和用量。

3油膜的作用及其對性能的影響

油膜由油相結構組成，存在于界面膜之間。它在整個乳化液系統中相互連接可以相互流動。油膜是一個外部連續的整體，在微觀結構中起著重要的作用。首先，油膜可以與乳液分子的親油性側吸附，為了提高界面膜?的強度，應充分利用油膜與親油性乳化劑之間的相互作用。油膜中的長鏈冷卻液和乳化劑的親油性部分可以形成一種特殊的網絡結構，能夠有效地阻止內相的結晶，保護內相粒子。它不僅能防止外界水的侵蝕和淋溶，而?且能有效地防止內相氧化鹽消融在外水和自身水源中。黏度損失也與油膜的黏度密切相關，且呈非常正相關。油膜的流動可以促進乳化炸藥與內相顆粒的滑動接觸，提高其韌性，降低相對阻力，顯著降低乳化炸藥的摩擦系數和硬度。其次，油膜厚度對爆炸等級也有影響，內相每一粒子都有一?個最佳的厚度。當油膜厚度低于最佳厚度時，內相氣化爆炸形成的小液滴不會特別致密，直接導致炸藥燃燒不足或氧化過度物質，因此，炸藥的速度和強度將大大降低。

4危險有害因素分析

4.1硝酸銨的燃燒爆炸危險性

硝酸銨是一種很容易失去電子的化學物質，因此，它經常被用作氧化劑來制造工業產品。大約?70%?的乳化炸藥由硝酸銨生產，硝酸銨屬于弱爆炸性物質，具有刺激性和助燃性。盡管硝酸銨初始對傳播效應非常不敏感，?對機械效應也不敏感，但當發生爆炸時，產生的沖擊波可能引起周圍爆炸性物質爆炸，導致重大安全事故發生。因此硝酸銨的運輸和使用必須注意?預防措施，避免爆炸。預防措施：建立專用儲存庫并分類存放，安排專人保管物料，在庫房內設置通風裝置進行通風換氣，對油相物料和硝酸銨進行隔離，防止生產過程中發生劇烈碰撞。確保硝酸銨輸送螺桿除鐵裝置與?制備水相不儲存過夜。

4.2硝酸銨的腐蝕性和毒性

硝酸銨在室溫下是一種具有腐蝕性和毒性的溶液，其腐蝕性會腐蝕設備和基礎設施。硝酸銨對人體皮膚、眼、鼻、喉等有強烈刺激作用。大量吸人硝酸銨可引起惡心、嘔吐、頭痛、疲勞等癥狀。過量接觸還可能導致高鐵血紅蛋白，口服可引起劇烈腹痛和嘔吐，嚴重者可引起血便、休克或?全身抽搐。同時硝酸銨在加熱過程中容易分解，溶解的氮氧化物可能導致?爆炸。預防措施：采取隔離措施，防止硝酸銨的腐蝕。可對員工進行培訓，?規范防護用品的使用，設備外部進行防銹涂層以及工業生產采用不銹鋼材料，設備操作人員應使用手套、工作服等防護用品，防止直接接觸硝酸銨。?如果意外接觸，應及時送醫院治療。

4.3油相材料和敏化劑

乳化炸藥中的乳化劑含有多元醇脂肪酸及其加合物，可與復合蠟混合。?復合蠟是低成本乳化炸藥的一種特殊油相材料，具有多種乳化效果，乳化劑凡士林作為石油產品，可溶于各種有機溶劑，具有良好的抗氧化性能。?珍珠或玻璃常被用作工業上的感光劑，無毒無味但易碎。預防措施：油相物料按可燃物處理，存放于陰涼通風處。不得與其他氧化劑一起儲存并遠?離火源，對于致敏物質，在運輸過程中應檢查藥品的密封情況，以防泄漏和碰撞。

5乳化炸藥乳化器安全預防策略

5.1加強設備管理

第一，規范生產標準。相關企業應當清晰乳化器的生產、設計標準，?統一所有的安全工藝參數，建立專業的生產設備檢驗部門，對出廠設備與新定型的乳化器安全運行的時間進行檢驗;認真審核設備的生產企業條件?與關鍵崗位人員的資質，并加強對生產過程的監管力度。第二，加強維護與保養。建立健全的設備維護與保養制度，認真落實檢修期間的安全規定，?確保設備、人身的安全性;定期更換易損配件，保證原廠生產;明確劃分管理部、應用部的職責范圍，認真執行檢修計劃;積極做好設備的平常維護與開班前的檢查;強化生產過程的巡查力度，以免應用中產生超負荷的運轉。第三，加強生產管理。實時清除水相制備混人的雜質，以免異物混進乳化器;開機前進行熱水保溫，實時清除生產漏藥;強化停機時的清洗工作，認真執行安全操作規程。

5.2增強安全連鎖性能

我國乳化炸藥的制作工藝基本達到了自動化、信息化要求，且安全連?鎖性能也得到較大改善，可是還存在某些不足，無法滿足工業安全生產的需求。安全連鎖的控制系統必須具有自動存儲、記錄，智能驗證信息的性?能，同時，具有自動進行信息的提示、停止運行的報警性能。安全連鎖的試驗必須確保模擬控制技術的準確性、及時性、可靠性，并與系統相匹配。?此外，不可帶有危險物料展開試驗，可應用達到要求的水、油展開試驗。

5.3加強振動監測

生產乳化炸藥期間，乳膠基質決定了成品的質量。為了提升乳化炸藥?的質量，必須增強乳化器的乳化性能。乳化器主要用來攪拌，伴隨乳化性能的提升，攪拌的復雜性與轉速也會變大，擴大了乳化器運行中發生機械故障的危險性。所以，需要設置相應的振動監測系統，以便對乳化器的運行進行狀態監測。萬一出現軸承損壞、混有雜質等情況，立即連鎖停機處理，?為乳化炸藥的安全生產帶來保障。

參考文獻

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