电引火元件的研究与应用

电引火元件的研究与应用

1出问题会导致雷管生产质量将“电引用”作为雷管发动机可以看出，一旦出现问题，将严重影响雷管的质量，尤其是它的爆炸能力。例如，雷管是半爆炸的，然后是速爆和拒绝爆。在串联试验时会造成丢炮,在秒量测试中会造成秒量精度下降甚至超限不合格等。2刚性电路源的工作、机制和结构2.1电引火元件的种类电引火元件也称电引火或电发火装置。作为一切电雷管的共同点火部分,其作用机理是将初始电能转化为热能,从而点燃易发火药剂,通过药剂发火产生火焰,进而将雷管引爆。电引火元件大体上分作3类:一是金属桥丝灼热式电引火元件,二是导电引火药式电引火元件,三是火花式电引火元件。矿用起爆器材多采用金属桥丝灼热式电引火元件。京煤集团化工厂在20世纪80年代从瑞典引进的一套刚性电引火元件生产线就属于金属桥丝灼热式电引火元件类。本文主要是围绕这种电引火元件进行论述。2.2块、桥丝、药头、硅胶套作为刚性电引火元件它主要由7部分组成:脚线、封口塞、钢带、固定块、桥丝、药头、硅胶套。其具体结构如图1。该元件的特点是:药头不易破碎,抗静电、安全。在2002年10月底召开的全国雷管工艺技术研讨会上,将刚性电引火元件作为今后国内电引火元件的发展方向。3电源开炉元件对管道质量的影响电引火元件质量的好坏对雷管质量影响很大。本文着重从以下6方面谈起。3.1桥丝高温氧化伤雷管爆破众所周知,电引火元件的药头药是由氧化剂、可燃剂、敏化剂和粘合剂等构成。其作用是在桥丝受热后产生火焰从而将雷管引爆。另外药头在燃烧的同时会产生气体,若药头过大其燃烧产生的气体就会增多,气室压力增大从而使管体膨胀,火焰不通过延期体直接作用起爆药造成速爆。因而对药头设定合适的质量范围是目前各火工企业普遍采取的措施手段。3.2药头破碎、雷管拒爆电引火元件质量不好会造成雷管拒爆的原因主要表现在:短路;硅胶套脱落;药头碎裂;双桥;焊接不牢。电引火元件质量不好是造成雷管拒爆的主要原因之一。雷管拒爆给爆破施工及井巷掘进带来很多麻烦,必须高度重视。以上5种原因具体情况如下:(1)因药头与脚线在焊接过程中产生的“毛刺”造成短路,通电后,电流走近路不通过桥丝而造成拒爆。(2)由于药头的防静电套的位置不合适(过低),在装配运输过程中受震动,易造成硅胶套脱落,堵塞传火孔或延期体药芯导致拒爆。(3)药头破碎的主要原因是:(a)引火药剂酸碱度控制不好,在混药头药时与粘合剂发生反应,使之粘度下降或丧失,从而造成药头强度不够,故易碎。(b)混药时不精心,配比不精确,造成粘度下降。(c)蘸药工不精心,为偷懒而减少蘸药遍数,使药液过稠,干燥不透,造成粘度下降。(d)药头蘸完漆经远红外干燥后立即投入烘箱干燥,易使漆皮破裂,从而造成药头强度下降;而远红外干燥后自然状态搁置20h左右再入烘箱干燥,则漆皮破裂几乎没有,药头强度明显增强,且不易破碎。(4)“双桥”也是造成雷管拒爆的原因。人们常说的双桥通常包括两种情况:(a)两根真桥丝;(b)一根真桥丝与一根阻值可忽略的金属毛刺。前一种情况会造成并联分流,在有限通电时间内达不到发火所需的能量,从而表现为拒爆。后一种情况使电流走近路,即短路,电流根本不流经桥丝,何谈桥丝发热产生能量。曾经在串联实验中遇到一发雷管丢炮,打单发测秒拒爆。解剖后电引火元件完好,量桥丝电阻也符合电阻范围下限。后用两根5cm脚线接上(量电阻为0.71Ω)1.5V的干电池,瞬间药头着了。这一事例验证了上述前一种分析。(5)焊接不牢也是造成雷管拒爆的原因之一。由于焊桥丝过程中受电极平整度、焊接电压及钢带软硬影响,造成桥丝焊接不够牢靠。当导通时恰好电阻合适,而在运输中受震动后桥丝一端易脱落或若即若离,从而造成拒爆。3.3药头过大,放至装配口服液电引火元件质量不好造成半爆的原因主要表现在,在蘸制药头过程中,由于药液、蘸药等环节未控制好,造成药头过大,加之对其质量控制不严而放至装配卡口。由于药头过大,通电后燃烧产生较多气体,以致气室压力增大使管体膨胀造成能量损失,不足以使下面的猛炸药完全爆轰,从而导致半爆。3.4实际开口塞控制电引火元件质量不好造成脱爆的原因,主要是封口塞在注制过程中,由于材料模具等原因,造成其外径较细,这样按正常卡口来控制易造成卡不紧,在放炮过程中会炸脱管体出现脱爆。3.5桥雷管没有退火造成串联丢失炮电引火元件质量不好造成串联丢炮的原因主要表现在3个方面:(1)是存在双桥现象。如前面所述“双桥”为两个真桥丝,会造成并联分流。其从通电到发火时间大于正常雷管从通电到爆炸的时间。这样回路炸断时这种双桥雷管还没有发火,从而造成串联丢炮。另外“双桥”若为金属毛刺会造成短路,其串联丢炮不言而喻。(2)所用桥丝电阻一致性差。由于电引火元件测试仪测发火冲能采用的是恒压,桥丝电阻大的其测试的冲能必然小,而电阻小的其测试冲能必然大,但两者一混则发火冲能测试结果有时会表现为合格,但串联试验采用的是恒定直流,电阻小的必然所需的通电时间长,当两者差距大于传导时间会造成串联丢炮。(3)药头由于干燥不充分,或储存过程中吸湿而造成发火一致性差,从而在串联实验中造成丢炮现象。串联丢炮会给用户带来很大麻烦,特别是在大理石爆炸切割时会造成巨大经济损失。因此生产厂家必须高度重视串联丢炮这一问题。3.6药头大小不均影响秒量精度的因素电引火元件质量不好造成秒量不好、甚至超限的原因主要表现在:(1)封口塞过粗会造成其卡入管内的部分减少,而影响气室大小,进而影响秒量精度。(2)药头大小不均,其点火能力就不一致,从而影响延期时间和秒量精度。(3)药头水分也很关键,药头水分不合格或贮存过程中吸湿会使秒量升高,偏差增大,严重时会使雷管拒爆。(4)前面已说过双桥会造成并联分流,卡管后测秒时自然会使秒量增加,轻则偏差变大,重则串段造成秒量不合格。如在一次生产普通毫秒三段时,测秒量时发现两发超限分别为73.5ms、77.9ms,观察解剖情况,发现是双桥丝。4提高电源燃源的质量关键是控制五个环节4.1敏化剂ldp质量要提高电引火元件的质量,原材料是关键。原材料的影响主要有:注塑用pvc的弹性;桥丝电阻的一致性;硅胶套内径;钢带硬度;敏化剂(LDNP)的质量(包括水分及pH值的大小);氧化剂的纯度及细度等。论起敏化剂的质量,去年我单位引火元件制造就一度因此险些停产。原因是在敏化剂生产过程中,化合前仅按试剂瓶上标的碱量加入,结果实际一称其量不准,大于所标值,这样生产出的敏化剂呈碱性,而恰恰生产药头用的粘合剂呈弱酸性,二者发生酸碱中和反应使粘合剂粘度下降,甚至丧失粘性。因而在蘸药过程中,形成“果冻”药蘸不上。4.2终冲模的选取过程中造成的一些纠纷我厂的刚性电引火元件生产是全自动的生产线,所以对模具精度要求很高。(1)预冲模具不精确会造成终冲成品的形状不好,给分选带来麻烦。(2)如果终冲模具有问题,除会造成终冲成品的形状不好外,还会造成桥丝焊接形状不好,甚至双桥丝。(3)假如注塑模具不好,会使封口塞出现裂纹或进料口外留下小尾巴,或压裂脚线给卡口质量留下隐患。(4)磁盘平整度。假如磁盘不平会导致蘸出的药头大小不一,如前所述,药头大小不匀对雷管性能影响很大,这里不再赘述。4.3操作人员知识水平低、操作操作不严格的问题要提高引火元件质量,很大程度上必须提高操作人员的素质。操作工的素质,不外乎3个方面:知识水平、操作技能、责任心。(1)如果操作人员知识水平很低,甚至一点相关知识也没有,那么要求其严格遵守配比、加料顺序、混药时间就很难。(2)如果操作工操作技能不提高,让其生产出质量好的引火元件就等于一句空话。(3)关键在于操作工的责任心,换句话说,如果质量意识不提高,那么他们不可能挑尽“双桥丝”、“桥丝带异物”等废品,也不会有规律地进行焊接检查,甚至为图省事还会将药混得很稠。4.4方法4.4.1桥丝的检查在工艺控制方法中要切实做好5点:(1)钢带硬度检查;(2)桥丝形状及电阻检查;(3)焊接牢固性检查;(4)干燥方法;(5)挥发分检查。4.4.2试验过程中模型材料的使用(1)刚性电引火元件发火冲能测试仪要与雷管成品性能测试仪在测试条件方面尽可能保持一致。(2)传感器与记录仪的阻抗要匹配,否则测的数据不准或根本测不出数据。(3)雷管成品性能测试条件要与用户现场使用条件尽可能一致。如在一次串联测试中丢了4发,其电阻分别为:2.40Ω、2.41Ω、2.41Ω、2.41Ω,而其余响的电阻均在2.60Ω～2.80Ω之间(我厂采用的是通1.5A的恒直流持续20ms),后又取40发雷管逐发量电阻,除一发电阻为2.41Ω外,其余均在2.60Ω～2.80Ω之间,此40发与丢的4发串联并用型号为MFB50B的发爆器起爆,44发全爆。为掌握模拟上述回路的电流大小,用此发爆器串联一可变电阻箱和一安培表起爆测回路电流如下:当设定电阻为200Ω时,测其电流为6A;当设定电阻为1000Ω时,测其电流为2A。从以上实验数据说明这一问题。4.4.3主要矛盾:发酵冲能分析是更好地指导生产、解决难题。若思路不对会误入歧途,终不自拔。关于发火冲能的决定因素有“敏感药剂说”与“桥丝电阻说”。决定因素还在敏感药剂的质量。若仅仅为提高冲能而选择米电阻低的桥丝,确实能保证冲能这一指标符合要求,却留下秒量偏高,串联丢炮的后患。4.5生产环境电引火元件的加工制作环境对其质量影响也很大。比如蘸药环境的温、湿度等,还有药头干燥环境、贮存环境等都不容忽视。5发展高效低碳经济通过以上分析结合药头生产遇到的问题,今后有如下5个努力方向:(1)改进原料加工方法,提高纯度、精度、细度,对无须加工的外购原材料应对其进行理化分析,确定其纯度、精度