刚性药头电雷管的质量影响因素及控制

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摘要: 本文主要从电引火元件的结构,性能以及工艺质量等方面介绍了刚性药头电雷管的产品性能和质量的影响因素及控制。

关键词: 刚性药头电雷管;电引火元件;电性能;影响因素;质量控制

Abstract: This paper mainly introduces the product performance and qualitycontrol of electric detonators with rigid fusehead from structure、capability and manufacture technics of electrical ignition component.

keywords: Electric detonators with rigid fusehead、electric ignitioncomponent、electric performance、Influencing factor、quality influencing factor and control

一.引言

有人形象的将‘电引火元件’比作是雷管的“发动机”。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[1]。我国的电雷生产一直运用50~60年代弹性电引火药头的生产技术,产品性能单一,性能差,自动化程度较低,劳动强度大,与日益发展的爆破技术不相适应,特别是在煤碳行业中,是引起安全事故的重要因素之一。而刚性电雷管则是近几年来才发展的一种电雷管。刚性电雷管性能好,安全性高,而且可做成多种系列产品以满足各行业的需求。因此,刚性电雷管的工艺控制和质量控制已成为当前电雷管行业生产厂家共同关注的问题。

二.产品结构及性能

刚性电雷管主要由电引火元件和管体组装而成,电引火元件是电雷管中的关健部,它的性能直接关系到产品的质量。电引火元件主要由发热桥丝、梳齿钢带和药头组成,其主要性能标准如下表1:

电引火元件产品结构:

三.影响电引火元件质量的因素分析及控制

3.1原材料的影响

原材料的影响主要有(刚带、桥丝电阻的一致性、药剂),药剂的质量包括水分及发火点的大小,氧化剂的纯度和细度等。桥丝电阻的一致性和药剂是电引火元件质量的关键,所以原材料的选择一定要符合工艺技术要求。桥丝主要采用镍铬合金丝,直径范围Φ0.04~0.05mm ,米电阻为700Ω~1000Ω ,刚带的厚度为0.25mm ,宽度为21mm的不锈钢,药剂为内层药和外层药共同组成。

3.1.1桥丝直径的变化对刚性药头的感度性能有很大影响,随着桥丝的直径增加,产品电阻见效,发火电压增加,刚性药头的感度增大。桥丝直径与发火电压的关键见表2。

桥丝的密度和比热与感度也有影响,密度和比热小的感度就高。例如6J20(Ni/Cr 80/20)与6J10(Ni/Cr 90/10)比热不一样(镍的比热0.12,铬的比热0.067),铬成分增加,比热减少,故前者发火所需能量较低,见表3。

3.1.2众所周知,电引火元件的药头药是由氧化剂-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。若是在延期体雷管中,药剂过多其燃烧产生的气体就会增多,气室压力增大是管体膨胀,火焰不通过延期体直接作用起爆药造成速爆。药剂的粒度对感度有两种极端的情况:当药粒过下时,因此比表面就大,单位面积所受到的机械能量过于分散,热点温度低,不利于起爆;当药粒过大时,颗粒所带的棱角太少而不利于应力集中,故也不利于起爆[2]。所以,在生产过程中必须对每批药头进行各项电性能指标测试合格后方能生产,其生产过程中药头性能见表4:

根据表4数据与表1对应参考,表明了从11P~18批药头的各种性能均趋于稳定,各项指标均符合GB8031―87标准。

3.2设备的影响

设备的精度也是影响产品质量的重要因素,选择设备时我们一定要根据工艺要求选择适当的规格和精度,尤其是桥丝点焊机和药头电阻分选机以及终冲冲压机。桥丝点焊机的焊接必须牢固,既要把桥丝和钢带熔在一起又要保证焊接热量不会伤害到桥丝,从而保证桥丝发火的一致性和桥头电阻的稳定性。终冲冲压冲出来的钢带桥距要保持一致,桥丝形状也要要求一致,以保证发热的集中。电阻分选机的精度要高,保证分选来的引火桥头电阻在工艺规定的范围内,减小工序废品,提高药头的合格率在98.5%以上。

3.3工艺操作的影响

3.3.1 工艺流程图

3.3.2关键工序的影响及控制

3.3.2.1终冲工序:主要控制桥丝焊接后电阻的一致性,即桥丝电阻大小要均匀。如一致性差,从电引火药头测试仪器规格分析来看,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,电阻小的必然通电时间长,当两者差距大雨传导时间就会造成串联丢炮。

3.3.2.2药剂配制、沾药与药头装配运输工序

(1)药剂在配药前必须粉碎,搅拌均匀;沾药前要先清洗钢带,沾药采用多次沾药。在沾药头过程中,若未控制好,造成药头过大,若放至到雷管组装,通电后燃烧产生较多的气体,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。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。药头水分不合格或储存过程中吸湿会使秒量升高,偏差增大,严重时会使药头不爆。

(2)药头在装配运输过程中受震动,易造成药头破碎。而药头破碎的主要原因是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。混药工混药时不精心,配比不精确,造成粘度下降。沾药工不精心,如为偷懒而减少沾药遍数,使药液过稠而干不透,造成粘度下降。药头蘸完漆经远红外线干燥后立即投入烘箱干燥,易使漆皮破裂几乎没有,可明显增强药头强度,不易破碎。

(3)药头由于干燥不充分,或储存过程中吸湿会造成发火一致性差,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的麻烦,特别是在大理石爆炸切割时会造成巨大的经济损失。

(4)还有人为因素。如操作人员没责任心或对此工作的熟练程度不够,还有由于火工品厂家大多为手工操作,劳动强度大,人疲劳都会影响到电引火药头生产的质量问题。

3.3.3建立完善的质量跟踪体系

在生产过程中,我们必须保证产品的可追塑性,如建立质量跟踪卡制度,每一个工序每一个人生产的产品都要跟踪批号,设备的机台号及姓名,以卡片的形式注入后序工序至到用户手中,便利责任具体化,个人化,保证每一产品质量都有相应 的人去负责,增强了员工的质量意识和工作责任心,同时,在出现质量问题时,可以快速的查找原因解决问题。建立严格的自检与互检制度,我们在每位职工上岗前都要就其所在工序和相邻的上下工序的主要工艺技术要求及参数进行培训,以使他们能够对本工序产品进行自检把关,同时也能对上道工序的产品进行把关,从而全方位的保证产品质量的可靠性。

四. 提高电引火药头的关键环节

4.1提高原材料的质量

原材料的影响主要有(桥丝电阻的一致性、药剂性能参数),药剂的质量包括水分及发火点的大小,氧化剂的纯度和细度等。

4.2提高操作人员素质

要提高电引火药头质量,很大程度上应提高操作人员的素质,操作人员的素质有几方面:知识水平、操作技能、责任心。如果操作人员的知识水平很低,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、

混药时间等就难;如操作工技能不提高,让其生产出质量好的产品将就等于一句空话。

五.检查方法

5.1工艺操作过程控制方法

在工艺控制方法中要切实做好几点:桥丝形状及电阻检查、焊接牢固性检查、药头成型检查、沾漆浓度控制检查、干燥方法的检查[3]。对于生产过程中的两道关键工序,在终冲工序必须保证桥丝焊接后形状为V形,使桥丝发热集中;桥头电阻为1.4Ω~1.8Ω,桥丝焊接要牢固,用100g的砝码拉桥丝1分钟,桥丝不断;桥丝不能被焊接电流伤害,无疤痕。药头药的配制是否合格,需通过对其性能测试是否大表来判定。

5.2检测方法

电引火药头发火冲能测试仪要与雷管成品测试仪在测试条件方面尽可能保持一致。关于发火冲能的决定因素有敏感药剂与桥丝电阻,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,丢炮的后患。还应检测敏感药剂的质量。雷管成品性能的测试条件要与用户现场使用条件尽可能一致。

六.技术创新

创新是后续发展的保证,作为技术人员,我们除了要解决生产过程中出现的质量及技术问题外,更重要的是在生产过程中,我们必须经常实验、摸索懂得创新,只有学会创新,敢于创新,才能满足市场发展的需求。工艺过程是一个不断完善的过程,刚性药头雷管作为一种新的产品,有很大的改进空间,其性能也要经过不断地长时间摸索才能成熟。尤其是药剂秘方,现在广泛使用权的药剂配方还存在很多缺陷,如KCLO3及DDNP系列的点火药在性能安全上都有一定的缺点和不足,KCLO3系列点火药对钢带腐蚀较为严重,一般寿命不到12个月,DDNP系列药剂安全性能较差,污染严重,同时也有腐蚀性,因此,我们必须对其进行改进和创新,寻找新的点火药,现在我们已经淘汰了KCLO3和DDNP系列的点火药,我们使用的新药剂配方成功地解决了锈蚀和污染问题,药剂性能也趋于稳定。

七.结束语

总结:通过以上分析结合刚性药头电雷管生产遇到的问题,对其工艺及质量控制今后向以下几个方面努力:

(1)原材料的控制。由于原材料尤其是关键性材料的选取用不合理,生产出来的产品

性能就比较差,产品质量难以得到保证。对外购原材料应对其进行理化分析,确定起纯度、精度、细度等。

(2)推广自动化,减少人员因素的影响,降低劳动强度。

(3)工艺过程控制。只有严格坚持进行各项指标测试,方能真实地反映每一个阶段产品的稳定性,建立一个合理的质量管理体系,才能保证每一个工序产品的质量,增强产品质量的可追塑性。

(4)工艺技术创新。及时地了解市场信息,根据市场需要来促进产品的改进与更新,优化产品结构,优化产品结构,永远保持产品的先进性。

(5)电引火药头冲能测试仪尽量与雷管性能测试仪一致起来,以便可通过冲能测试来把关,减少因其质量不合格造成的损失。

(6)雷管性能的测试仪的测试条件应与用户现场使用条件尽可能一致,且可适当严于其条件,只有这样才能更好地反映其性能情况,满足用户要求[4]。

参考文献:

[1] 张英豪.论电引火药头对雷管质量的影响研究[J]. 爆破器材,2004(4)

[2] 杨庆玲等.点火药粒度变化对产品性能的影响研究[J].火工品,2005(4)

[3] 戴实之.火工技术[M].北京:兵器工业部教材编审室,1987.5

[4] 刘自铴,蒋荣光.工业火工品[M].北京:兵器工业出版社,2003.8

作者简介:

昌盛禄 1981.4本科学历2004年毕业于贵州工业大学,现就职于贵州久联发展股份公司9844生产分公司