作为小型化的敏感爆炸能源, 延期药既是武器和爆炸系统完成预定功能的“源”, 同时又是这些系统可能发生意外爆炸、造成人身伤亡的“根”。其质量的好坏决定着整个系统的安全运行与否。事实上在这种精密危险性部件里, 任何一个小细节都不容被忽视, 否则都有可能产生意想不到的后果, 甚至造成灾难, 本文对存在可能导致延期药精度不高或失效的问题进行分析, 并提出具体可行的解决方案。
我们已知的影响延期药燃烧性能的主要因素有以下几点。
(1) 原料纯度影响。纯度高, 燃速快, 精度好。
(2) 原料细度影响。细度高, 燃速快, 精度好。
(3) 混合均匀度影响。混合时间长, 均匀度增加, 燃速增加, 精度提高。
(4) 延期药密度影响。密度大, 燃速慢, 精度高。
(5) 延期药药量及装药长度影响。药量增加, 药高增加, 药柱长度增加。燃烧时间变长, 精度相对提高。
(6) 延期药湿度影响。含水量增加, 燃速变慢。
(7) 引火药头药量影响。药头大, 点火力强, 着火延滞期短, 气室压力大, 燃速快。
(8) 装药直径影响。直径小, 燃速慢。
接下来我将就其中的几个方面进行分析。
为适应民用工程爆破技术的需要, 毫秒延期药控制点火和起爆技术, 近年来在民爆领域中的应用获得了迅速发展。然而在保存良好的环境中, 其主要缺点是:硅铁粉碎较难, 达到数微米的粒度, 耗能较大;而延期药各成分的粒度对秒量精度的影响很大。粒度主要影响比表面积, 因反应先发生在粒子表面, 故反应速度随粒子尺寸的减小而增加。一般说来, 振动燃烧时龟裂的节距越小, 燃烧就越快, 延期药的延期精度也相应提高。而当粒度增大时, 燃速会降低, 粒度超过一定的尺度, 燃烧不能继续下去, 甚至产生瞎火现象。原材料的不同来源也会导致延期药精度的差别。并且硅铁中硅和铁的含量不易控制。经水选后, 含铁量易超限。适当的添加时间调整剂并合理掌握粒度大小可以提高延期药的精度 (1) 。减少浪费现象。
目前, 我国大多数毫秒延期药为硅、铅丹、和硫化锑组成。长贮后, 秒量增加, 甚至瞎火, 这一缺点难以克服。其主要原因是:延期药中水分超限;延期药或延期体贮存中受潮等。根本原因是延期药杂质和水分的存在, 诱发了不利反应, 表现为。
氧化剂 (pb3O4) 吸潮、受热分解, 使pb3O4含量下降;还原剂被氧化, 使延期药反应热下降, 破坏了体系热平衡, 导致延时增加, 以致瞎火。
这种延期药中, pb3O4含量是决定秒量和能否进行反应的关键因素。配方中Sb2S3的含量必须适当。发生Sb2S3→Sb2S3+SO2低温反应时, 消耗并控制氧的浓度, 必须抑制Si的氧化反应。如果Sb2S3过量, 其剩余部分熔化吸热, 熔化物渗透覆盖延期药的表面和间隙之中, 既降温又阻碍Si的反应, 使延时增加, 甚至瞎火。
对长秒量延期药因高低温环境不同, 延期差别较大。如何克服这种因环境温度高低而产生的延期差别有两种办法:其一在延期药中加入少量特定物质, 使其在高低温环境下延期差值减小。为了改善断火加入一些高热值的物质, 这并非好的办法, 因为高热值物质的加入, 往往会使延期药的燃速和感度增加。其二是在延期体结构上增加温度补偿装置, 使得延期体的低温燃烧环境温度升高。此种方式会使延期体结构复杂, 使用者较少。
选择不同的氧化剂、可燃剂, 会有不同性能的延期药, 其延期精度也有很大的差异。在实际应用中要综合考虑各方面的因素, 以利延期药精度的提高。另外, 延期药放置一段时间会产生秒量漂移现象, 这种现象是由氧化剂与还原剂固有的特性决定的, 很难有彻底解决的方案。
相同配方不同批次的延期药也存在很大差异, 这与生产延期药的庞大的工艺控制有很大关系, 也不太容易解决。
点火药对延期药的燃烧影响很大, 其种类﹑装药方式以及压药压力等都会对延期药的秒量精度有所影响。实验证明, 硼系点火药比钨系点火药的点火精度明显要高, 在一定范围内加大点火药药量, 有利于提高秒量精度;但超过一定量后精度反而下降, 范围越窄越有利于延期秒量的控制 (2) 。另外, 电点火元件对秒量的影响也不容忽视。点火药头不仅影响延期药的燃烧, 而且其本身的激发时间和传导时间也是延期秒量的组成部分。较大的点火药头有较强的火焰, 因而延期药的着火延滞期较短, 同时也会造成秒量的降低。电流强度对点火药头秒量的影响由电热转换公式W=I2RT得知, 在电阻一定时, 只有电流达到一定值, 通电时间才能缩短到对延期秒量的足够小。所以, 药头小, 秒量高;药头大, 秒量低, 且药头过大或过小都会引起串段。
添加剂包括造粒剂, 时间调整剂等。用于造粒的粘合剂通常有:煤焦油、硝化棉、紫胶、聚乙烯醇等物质。在延期药造粒过程中加入适量粘合剂, 可使组成延期药的各成分微粒粘合成大小均一的颗粒, 并且在药剂表面形成一层薄膜, 它可以起钝化作用。切忌加入量不宜太多, 一般不超过延期药量的5%。另外, 粘合剂可使金属可燃剂粒子表面包覆一层惰性保护层, 可降低吸湿性。
另外, 延期药的储存环境及其使用环境对延期药的秒量也有很大影响。在储存过程中, 一定要注意保证储存环境的水分, 二氧化碳等成分的含量。更不能出现大幅度撞击, 以避免出现意外事故。
综上所述, 当研制延期药时必须综合考虑以上因素, 才能生产出符合精度要求, 更对人民生命负责的高质量延期药。
摘要：延期药是利用药剂的燃烧速度控制点火时间的火工品。作为爆炸器械的联系部位, 延期药起着不可获缺的作用。本文就从延期药入手, 对其精度的影响因素及改进方案进行了一番论述, 以供借鉴参考。
关键词：延期药,精度,影响因素,改进方案
[1] 李慧琴, 吴寒杰.湿法压药对B-BaCrO_4延期药延期精度的影响[J].含能材料, 2006 (2) .
[2] 孙德强, 赵培亮.延期药的设计在生产实践中的应用[J].爆破器材, 2006 (4) .
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