编织型导爆索研究.pdf

2 0 0 9 年2 月编织型导爆索研究龚康平 编织型导爆索研究 龚康平 中国兵器工业第2 1 3 研究所 陕西西安，7 1 0 0 6 1 [ 摘要]介绍了编织型导爆索的主要生产工艺和材料、设备的选择，比较了编织型和缠绕型、拉拔型导爆索的性 能指标，得出编织型导爆索的综合性能明显优于缠绕型和拉拔型导爆索的结论。可为今后编织型导爆索的研究和 生产提供借鉴。 [ 关键词] 导爆索工艺性能 [ 分类号] T J 4 5 7 T D 2 3 5 ．2 2 l 引言 目前，国内生产的导爆索有三种类型缠绕型、 拉拔型和编织型。三种类型的导爆索在结构上基本 相同，不同之处在于生产工艺。缠绕型导爆索采用 的是干法装药及缠绕包覆的生产工艺；拉拔型导爆 索采用的是在延展性好的金属管内松装炸药，然后 经过若干道拉拔的生产工艺；编织型导爆索采用的 是湿法装药及编织包覆的生产工艺。 由于生产工艺和所用材料不同，三种类型的导 爆索各有其优点和不足。缠绕型导爆索的最大优点 是生产效率高；不足之处是装药密度低且均匀性差， 起爆能力相对较低，生产安全性差。拉拔型导爆索 的最大优点是装药密度高，爆速高，轴向起爆能力 强；不足之处是生产效率低，柔性差，侧向起爆能力 低。编织型导爆索由于采用湿法装药，其生产安全 性显著提高，同时克服了缠绕型导爆索的不足之处， 使装药均匀性、爆速、起爆能力等都得到了较大提 高；不足之处是生产工艺复杂，生产效率低于缠绕型 导爆索。 2 主要工艺 编织型导爆索的工艺流程见图l 。 图1 主要工艺流程 2 ．1 混药 混药就是将炸药和粘合剂混合均匀，是湿法装 药的关键工序，通过混药使炸药成为浆状，达到湿法 装药的目的。 2 ．1 ．1 粘合剂选择 湿法装药是编织型导爆索的优点之一，它可以 大大提高导爆索生产的安全性和装药密度的均匀 性。为了达到湿法装药的目的，必须在炸药里加入 粘合剂。一般来讲，水溶性高分子溶液均可作为粘 合剂，但考虑到导爆索的性能及导爆索的生产特点， 选择粘合剂时还必须考虑其它特性，比如与炸药的 相容性、环境耐受性、工艺性等。 2 ．1 ．2 粘合剂比例 粘合剂加入的比例是一个关键参数。加入量太 多，会降低导爆索的爆速，加人量太少会使炸药混合 不均匀。因此，粘合剂加入的比例上限以炸药烘干 后不结块为原则，下限以炸药能混合均匀、不分层为 原则。不同的炸药，粘合剂加人的比例不同；相同的 炸药，粒度不同时，粘合剂加入的比例也不相同，使 用者应根据具体情况确定粘合剂的比例。 笔者尝试过羧甲基纤维素、羟乙基纤维素和羟 乙基甲基纤维素等粘合剂，以羟乙基纤维素的工艺 性最好，因为羟乙基纤维素在常温下容易被水溶 解‘1 | 。 确定粘合剂最佳比例的方法先做出小试样粘 合剂，再加入炸药搅拌均匀，混合物要具有一定的流 动性，然后放置O ．5h 观察是否有分层现象，最后将 混合物取出晾干，观察是否结块。R D X 炸药混制配 比见表1 。氨水是增稠剂，磷酸三丁酯是消泡剂。 表1炸药混制配比 ％ 2 ．2 成型 成型工艺是编织型导爆索的关键工艺，也是最 为复杂的工艺。成型工艺的原理见图2 。 收稿日期2 0 0 8 - 0 3 - 3 1 作者简介龚康平 1 9 5 8 一 ，高级工程师，本科。主要研究方向为索类火工品。E - m a i l g k p 2 1 3 S i l l a ．嘲 万方数据 1 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第3 8 卷第1 期 图2 成型工艺原理 成型工艺有三个参数很重要，一个是通人装药 罐内的压力P ，另一个是编织机转速Ⅳ，第三个是收 导爆索的拉力F 。这三个参数要互相匹配，调试好 以后要保持恒定，否则，将影响导爆索的质量。编织 成型工艺三个重要参数调试范围见表2 。 表2编织成型工艺参数 2 ．2 ．1 编织机的选择 市场上销售的编织机有1 6 锭、2 4 锭、3 2 锭等规 格，线与线之间的叠加方式有l 叠1 ，2 叠1 ，2 叠2 等方式。选择编织机要以生产的导爆索的外径大小 为依据，外径大一些，选择编织机的锭子就要多一 些。反之，就要选择锭子少一些的编织机。 编织机线与线之间的叠加方式决定着编织物网 格间孔隙的大小。l 叠l 方式网格间孔隙最小，药 浆不易被挤出，但编织速度最慢。2 叠2 方式网格 间孔隙最大，药浆容易被挤出，但编织速度最快。2 叠l 方式居中。 由于编织型导爆索是湿法装药，药浆被挤出后 需要增加清洗工序，并且不利于生产安全和导爆索 的质量。因此，2 叠2 方式的编织机一般可不考虑。 2 ．2 ．2 纤维的选择B 1 纤维的种类很多，习惯上按它的来源分为天然 纤维和化学纤维两大类。不管是选择天然纤维还是 化学纤维，首先要考虑该纤维的物理和化学性质是 否符合要求。纤维的主要物理和化学性质有 1 线密度。线密度是指纤维单位长度的质量。 在选定纤维以后，线密度实际代表了纤维的粗细。 在编织直径细一些的导爆索时，可选择细一些的纤 维。反之，就要选择粗一些的纤维。 2 强伸性。强伸性通常可以用两个指标表示， 即断裂强度和断裂伸长率。这两个指标决定着导爆 索承受外力的能力。一般来讲，导爆索的抗拉强度 希望大一些，伸长率希望小一些。 3 化学稳定性。纤维要具有一定的对光、热、 酸、碱、有机溶剂等外界环境的抵抗能力，即化学稳 定性要好。对导爆索而言，纤维的高、低温性能尤为 重要，可根据产品使用环境的要求选择相应的纤维。 2 ．3 挤塑 挤塑就是要在编织好的导爆索表面涂覆一层塑 料，从而提高导爆索的性能。挤塑工艺并不复杂，和 电线电缆的挤塑没有差别，但有一点必须注意，那就 是挤塑的安全性，尤其是挤塑过程中意外停机时，要 有立即切断导爆索的防护措施。 导爆索表面涂覆的塑料其高、低温性能要好，要 与所选纤维和炸药的耐温性能相匹配。柔软性也要 好，否则会影响导爆索的柔性。另外，塑料的强度、 耐磨性、耐腐蚀性、耐老化性等性能也需要综合考 虑。 2 ．4 增密 为了提高导爆索的爆速，利用塑料可以热塑变 形的原理，将挤塑好的导爆索重新加热，达到塑料可 热塑变形的温度后，采用碾压的方法使导爆索的直 径缩小，从而达到增密的作用。通过增密工艺，可以 将导爆索的装药密度提高1 0 ％左右。 3 导爆索性能对比 3 ．1 装药密度 三种类型导爆索由于生产工艺不同，所用材料 不同，导致装药密度有所差别。表3 给出了目前国 内石油射孔常用导爆索的装药密度。 表3三种类型常用导爆索的装药密度 。。。。 。。。。外径 装药量装药密度 导爆索 表皮材料装药； ／ i j ；- ／蠢。 注普通型；增密型。 从表3 可以看出，缠绕型导爆索的装药密度略 低于普通编织型导爆索的装药密度，而在外径相同 时，编织型导爆索的装药量比缠绕型导爆索的装药 量多2 7 ％，这是因为缠绕型导爆索生产时一般要缠 绕两层以上的纤维，而编织型导爆索只需编织一层 纤维。 经过增密后的编织型导爆索的装药密度明显增 加，与拉拔型导爆索的装药密度相当，但装药量要高 于拉拔型导爆索，因为拉拔型导爆索的外皮厚度不 万方数据 2 0 0 9 年2 月编织型导爆索研究龚康乎 1 3 能太薄，否则会导致柔性指标下降。 3 ．2 爆速 爆速指标是导爆索的一项重要指标。在炸药确 定的情况下，影响导爆索爆速的主要因素是装药密 度和炸药粒度。就二者的影响来看，在装药密度较 低时，密度是影响爆速的主要因素。当装药密度超 过一定值时，炸药粒度则成为影响爆速的主要因素。 表4 给出了三种类型导爆索的爆速指标。 表4 三种类型常用导爆索的爆速‘3 】 由表4 可以看出，编织型导爆索的爆速与拉拔 型导爆索的爆速基本相同。就高爆速导爆索而言， 二者爆速明显高于缠绕型导爆索，这是因为编织型 导爆索和拉拔型导爆索对炸药的粒度没有要求，而 缠绕型导爆索对炸药粒度有一定要求，粒度较小时 就无法装药。因此，缠绕型导爆索的爆速就很难提 高。 3 ．3 其它性能 导爆索除外形尺寸、装药量、爆速指标外，还有 其它性能指标，其中具有可比性的几项指标见表5 。 起爆能力是考核导爆索输出性能的一项重要指 标。拉拔型导爆索的轴向输出能力要大于缠绕型导 爆索和编织型导爆索的轴向输出能力，而后二者的 侧向输出能力要大于拉拔型导爆索的侧向输出能 力。这一点从三种类型导爆索的传爆性能指标也可 以得到证明。 抗拉强度和柔性是用户选用导爆索的重要依 据，从表5 可以看出，拉拔型导爆索的上述两项指标 表5 三种类型常用导爆索的性能指标 均大大低于其它两种类型的导爆索。 4 结论 编织型导爆索的综合性能明显优于其它两种类 型的导爆索，并且生产安全性得到提高，从生产工艺 看适宜大批量生产，在军民品领域具有广泛的应用 前景。但由于其相比缠绕型导爆索来讲，生产效率 仍然偏低。因此，编织型导爆索在现阶段还无法完 全取代缠绕型导爆索。另外，拉拔型导爆索虽然生 产效率低、柔性差，成品长度短，但在小直径、异形索 方面有其不可替代的优势，故三种类型导爆索各有 其生存空间。 参考文献 [ 1 ] 邓舜杨，粘合剂与密封材料[ M ] ．北京中国石化出版 社。2 0 0 1 ．1 2 5 1 2 8 ． [ 2 ] 姜怀，等．纺织材料学[ M ] ．第2 版．北京中国纺织出 版社，2 0 0 4 ．6 1 5 ． [ 3 ] 曹欣茂．世界爆破器材手册[ M ] ．北京兵器工业出版 社，1 9 9 9 ． T h eS t u d yo nB r a i d e dD e t o n a t i n gC o r d G O N GK a n g p i n g T h e2 1 3 t hI n s t i t u t eo fC h i n aO r d n a n c eI n d u s t r y S h a a n x iX i ’a n ，7 1 0 0 6 1 [ A B S T R A C T ] T h ek e yp r o d u c et e c h n o l o g yo ft h eb r a i d e dd e t o n a t i n gc o r da n dt h es e l e c t i o no ft h em a t e r i a l sa n dt h ee - q u i p m e n t sW b a l ℃i n t r o d u c e d ．T h ep e r f o r m a n c ei n d e xo ft h eb r a i d e dd e t o n a t i n gc o r d ，t h ew i n d i n go fd e t o n a t i n gc o r da n dt h e d r a w i n go fd e t o n a t i n gc o r dw e 弛c o m p a r e d ．I nc o n c l u s i o nt h eb r a i d e dd e t o n a t i n gc o r di ss u p e r i o rt Ot h eo t h e rt w o ．w h i c h m a yp r o v i d e o l n eu s e f u lr e f e r e n c et ot h ef u r t h e rr e s e a r c ha n dp r o d u c t i o no ft h eb r a i d e dd e t o n a t i n gc o a t ． 【K E YW O R D S ] d e t o n a t i n gc o r d ，t e c h n o l o g y ，c a p a b i l i t y 万方数据