欧盟工业雷管标准与我国标准对比初探.pdf

2 0 1 1 年4 月欧盟工业雷管标准与我国标准对比初探韩尧等 欧盟工业雷管标准与我国标准对比初探’ 韩尧汪蓓宫广东罗海胜 中国兵器工业标准化研究所 北京，1 0 0 0 8 9 [ 摘要]文章介绍了国内外工业雷管产品和标准的现状，从标准体系结构和内容两方面对比了我国标准与欧盟 E N1 3 7 6 3 标准的差异。着重从起爆能力、抗水性能、机械强度、撞击感度、耐磨、耐割损性、耐低温断裂、抗弯等性能 试验方面对比了欧盟E N1 3 7 6 3 标准与我国标准的差异。分析了我国民爆行业对国外标准的需求形势，提出了我 国工业雷管标准化工作的建议。 [ 关键词] 工业雷管标准对比建议 [ 分类号] T J 4 5 3 T D 2 3 5 ．2 2 引言 随着我国民用爆破器材行业的发展，越来越多 的国内企业积极投身于国际市场，参与国际竞争，然 而，由于我国标准与国外同类标准存在较大差异，产 品出口时在技术标准上无法被认同，困难和贸易壁 垒重重。 1 工业雷管产品现状 我国是工业雷管生产、使用大国，产品品种齐 全。主要有工业电雷管、导爆管雷管、其它雷管等。 以工业电雷管为例，延期雷管有普通毫秒、半秒、秒、 1 ／4 秒延期及煤矿许用毫秒电雷管等系列产品；特 种雷管有耐温、耐温耐压、地震勘探、抗水、抗静电 杂散电流 及钝感、高钝感、特钝感电雷管，此外还 有磁电雷管、电子雷管、医用微型雷管等。据行业统 计数据，2 0 0 9 年我国共生产工业雷管2 0 多亿发，主 要用于各类矿山的开采，其中用于煤炭开采的用量 最大。 在世界民用爆破器材领域，一些国际性大集团、 大公司不断地通过兼并把各种先进技术和产品揽到 旗下。并着意开发、推销一些品种，使爆破器材产品 的通用化程度越来越高，序列化越来越强，性能越来 越先进。因此，各种雷管、起爆系统在长期的使用过 程中竞相发展，产品已经达到相当实用且性能先进 的水平，形成了可以满足不同使用需要的完整的系 列。主要有非电雷管 导爆管雷管 与非电起爆系 统、电雷管与电雷管起爆系统、数码电子雷管起爆系 统。 2 工业雷管标准现状 2 ．1 我国雷管标准现状 我国雷管和导爆管标准分为国家标准、行业标 准，按照标准内容，又可划分为产品标准、试验方法 标准 表1 。其中国家标准有1 0 项，行业标准9 项；产品标准8 项，试验方法标准1 1 项。 从标准目录中可见，我国雷管相关标准标龄较 长 标龄1 0 年以上的标准9 项，约占总数1 9 项的 4 7 ％ ，标准系统性不强，很多试验方法都放在产品 标准中，试验方法标准不成系列，使用起来不方便。 2 ．2 欧盟工业雷管标准现状 欧盟E N1 3 7 6 3 雷管和继爆管系列标准共有 2 5 项标准 表2 ，对雷管的可靠性与安全性指标做 了全面、明确的定义，并以此对各项指标的有效范围 规定了定量要求和检测方法。E N1 3 7 6 3 一l E N 1 3 7 6 3 2 6 针对传统的火雷管、电雷管、导爆管和其 它附件等，根据不同的可靠性和安全性的性能指标 分别制定了标准。E N1 3 7 6 3 _ 2 7 针对电子雷管的 各项可靠性和安全性的性能指标，如果能够适用E N 1 3 7 6 3 一l ～E N1 3 7 6 3 _ 2 6 中传统的火雷管、电雷 管、导爆管和其它附件等的定量要求和检测方法，则 采用原有方法；如果不能采用，则给出了新的、适用 于电子雷管的要求和方法。 3 我国标准与欧盟标准的比较 3 ．1 我国标准与欧盟标准的相同之处 我国标准与欧盟标准都对工业雷管的特性参数 和爆炸性能作了规定。如工业雷管的电阻、发火电 流、延期时间、起爆能力、抗水性等。在标准中都给 出了试验原理、试验步骤及试验结果的处理。 3 ．2 标准结构的差异 从标准的结构看，欧盟E N l 3 7 6 3 标准为系列标 收稿日期2 0 1 0 一1 2 - 2 1 作者简介韩尧 1 9 8 2 一 ，女，工程师．硕士，主要从事民用爆破器材标准化工作。E m a l l I m n _ ．y a o 1 6 3 ．o m 万方数据 3 2 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 0 卷第2 期 表1我国雷管国家标准 准，系统性较好。我国标准分布在国家标准、行业标 准中，均为单行标准，而且内容上产品标准与试验方 法标准互有交叉，系统性不强，使用不方便。 从标准内容上看，雷管、导爆管试验方法标准主 要包括产品特性参数试验、爆炸性能试验两类。欧 盟E N1 3 7 6 3 系列标准与我国雷管、导爆管试验方法 标准都涵盖了这两方面内容，欧盟E N1 3 7 6 3 系列标 表2 E N1 3 7 6 3 系列标准目录‘1 】 序号标准号标准名称 准更注重产品可靠性，我国标准在这方面缺口较大。 E N l 3 7 6 3 是一套专门为雷管和导爆管“量体裁衣” 而制定的标准。标准结构严谨，层次清晰，试验方法 科学可靠，可操作性强，在欧美地区广泛应用。此标 准覆盖了雷管安全性和可靠性相关的各项参数，细 化了试验条目，极大地方便了相关人员使用此标准 对雷管安全性和可靠性进行评判。 3 ．3 标准主要内容的差异 3 ．3 ．1 起爆能力试验 雷管起爆能力的测试方法分为间接法和直接 法。近年来还研究了一些测定雷管输出冲击波参数 的方法也可以精确地表示起爆能力。其中间接法包 括铅板炸孔试验法、钢块凹痕试验法、雷管破片速 度测定法、雷管爆炸冲击波参数测定法。直接法包 括钝感炸药法和隔板试验法旧J 。 万方数据 2 0 1 1 年4 月欧盟工业雷管标准与我国标准对比初探韩尧等 欧盟E N l 3 7 6 3 - - 1 5 等效起爆能力的测定给 出了两个试验水下起爆能力试验和低温、高温条件 下起爆能力试验。水下起爆能力试验是基于水下炸 药爆轰产生球形冲击波和一定体积的气体，并通过 水膨胀然后随着气泡上升破裂的原理。冲击波和一 定体积的气体与释放的能量具有限定的关系。因而 通过测量冲击波压力、冲击波压力到达最高点和气 泡的第一次破裂之间的时间间隔，计算这些参数相 对于等效冲击能量和等效气泡能量参数的比例。 G B l 3 2 2 6 - - 1 9 9 1 工业雷管铅板试验方法规定 了适用于工业火雷管、工业电雷管、导爆管雷管等的 铅板试验，在规定的试验条件 铅板规格、点火方 式 下，把雷管直立于铅板中心位置上起爆。以铅 板穿孔孔径表示其威力。此试验方法简单易行，用 过的铅板可以回收，重铸后还可以反复使用旧J 。 3 ．3 ．2 雷管抗水性能 我国标准中测定雷管抗水性能的标准为G B 1 3 2 2 7 - - 1 9 9 1 工业雷管浸水试验方法，该试验是 将雷管浸入可模拟一定水深压力的充水容器中，在 一定温度下，经受规定的浸水时间，取出工业雷管进 行性能试验，以判定雷管的抗水能力。在G B 8 0 3 1 - - 2 0 0 5 工业电雷管中规定普通型工业电雷 管浸入压力为0 ．0 1 M P a 的水中，保持1 h ，取出后作 发火试验，应爆炸完全；抗水型工业电雷管浸入压力 为0 ．2 M P a 的水中，保持2 4 h ，取出后作发火试验，应 爆炸完全[ 4 - 5 ] 。 欧盟E N1 3 7 6 3 1 2 雷管抗流体静压力的测 定规定了电雷管和非电雷管、表面连接器和传爆 管流体静压力阻力的测定方法。该标准中将雷管分 为用于井下爆破的雷管和只用于地表的雷管。二者 的试验条件略有不同。 欧盟标准与我国标准相比，主要不同之处有 1 对水温提出了要求。欧盟标准中，对于用 手井下爆破的雷管，如果制造商规定产品能在超过 4 0 ℃使用，则水温T 4 0 ℃，否则，水温T 2 0 0 C ； 2 试验时间不同。我国标准中，普通型工业 电雷管试验时间为1 h ，抗水型工业电雷管试验时问 为2 4h 。欧盟标准中用于表面爆破的雷管试验时间 为2 4 h ，用于井下爆破的雷管试验时间为4 8h 。欧 盟标准试验时间较长，更为严格。 3 试验结果。我国标准主要测雷管浸水后是 否完全爆炸，欧盟标准除测雷管的未引爆数之外，还 测雷管的延期时间和冲击波速度，更具有实用性。 3 ．3 ．3 机械强度的测定 在正常的实际使用过程中，雷管的卷曲物和闭 塞物以及它们的引线或者导爆管可能受到牵引力。 这些受力可能导致雷管的内部组件被拉出，例如导 爆管可以通过密封插塞从雷管上拔出；引线、电引火 头和密封插塞可以被整体从管壳上拔出；带电引火 头的引线可以通过密封插塞拔出；引线可能断裂，或 者电引火头和引线之间的连接在密封插塞内部断 裂，以至于引线拔出后把不牢固的电引火头遗漏在 管壳里等。这些情况将导致雷管爆炸或者使雷管不 能正常工作。 E N1 3 7 6 3 - - 7 J I 线、导爆管、连接器、卷曲物和 闭塞物机械强度的测定规定了一种检验方法，用 于测定雷管引线、导爆管以及它们到卷曲物、闭塞物 或者密封结构的连接处，在受到牵引力时抵抗牵引 的能力。 我国国家标准G B 8 0 3 1 - - 2 0 0 5 { 工业电雷管中 要求工业电雷管在1 9 ．6N 的静拉力作用下持续 1 m i n ，封口塞和脚线不应发生目视可见的损坏和移 动。采用的试验方法为在试样的壳体与脚线之间施 加1 9 ．6N 的静拉力，持续lr a i n 后取下，目视检查。 G B1 9 4 1 7 - - 2 0 0 3 导爆管雷管中要求普通型导爆 管雷管在1 9 ．6N 的静拉力下持续lr a i n ，导爆管不 应从卡口塞内脱出；高强度型导爆管雷管在7 8 ．4N 的静拉力下持续lr a i n ，导爆管不应从卡口塞内脱 出。试验方法为将试样的一端固定在静拉力试验装 置上，在另一端悬挂规定质量的载荷，持续lm i n ，然 后取下，检查导爆管雷管是否从卡口塞内脱出K 引。 欧盟标准与我国标准相比，主要不同之处有 1 欧盟标准中分为突然释放和缓慢释放两种 情况进行试验，我国标准中对重物释放方式没有说 明，标准中也没有专门的试验装置。 2 静拉力不同，欧盟标准为 4 0 1 N ，我国标 准为雷管和普通型导爆管雷管1 9 ．6N ，高强度型导 爆管雷管7 8 ．4N 。 3 静拉力持续时间不同，欧盟标准中为5 r a i n ，我国标准为lr a i n o 3 ．3 ．4 冲击感度试验 E N1 3 7 6 3 _ 3 冲击感度的测定规定了一种用 于检验工业火雷管、电雷管、非电雷管、表面连接件、 导爆管和传爆管在规定条件下受到冲击时是否会发 生爆炸的方法。 试验使用的装置是一个立式落锤仪 B A M 落锤 仪 ，由一个带基座的铸钢块、主砧座、立柱、导轨、 释放装置和落块组成。试验时将试件放置在砧座 上，释放落块，使其从规定的高度下落，观察雷管是 否爆炸。 万方数据 3 4 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s 第4 0 卷第2 期 我国工业雷管产品标准中没有提及冲击感度指 标要求。相应的试验方法标准也没有。 3 ．3 ．5 耐磨性、耐切割性试验 现场使用过程中，电雷管的引线上的绝缘层和 非电雷管的导爆管上的塑料套管可能会受到各种各 样的外力，包含在粗糙表面上进行托拽时所受的摩 擦力或与锋利边缘接触时的切割力。E N1 3 7 6 3 一 引线和导爆管耐磨性的测定、E N1 3 7 6 3 5 引线和 导爆管耐切割损坏性能的测定分别针对这两种情 况，测定引线绝缘层、导爆管抵抗正常使用过程中会 受到的摩擦力的能力，以及电雷管引线的绝缘层塑 料或者非电雷管传爆管塑料套管在规定载荷条件下 拖过锋利边缘时抗损坏的能力。 E N1 3 7 6 3 叫引线和导爆管耐磨性的测定规 定了一种用于测定电雷管引线绝缘层或者非电雷管 导爆管套管的耐磨损能力的方法。试验原理是当 受检件上被施加规定的载荷并在粗糙表面上以规定 的速度移动时，受检件会受到摩擦。对于引线需要 测定绝缘层被磨破所需要的时间。对于导爆管需要 检验其在浸入水中后功能是否正常。采用的仪器为 磨损检验仪器、浸入检验仪器和调温箱。 E N1 3 7 6 3 5 引线和导爆管耐切割损坏性能 的测定规定了一种检验方法，用于测定电雷管引 线的绝缘层塑料或者非电雷管传爆管塑料套管在规 定载荷条件下拖过锋利边缘时抗损坏的能力。试验 使用的仪器有切割破坏仪器、浸入检验仪器和调温 箱。 这两个试验方法简单易操作，能够模拟导爆管 等在实际使用中可能遇到的情况，有效评估导爆管、 引线的耐磨性和耐切割性。我国标准中没有对导爆 管、引线提出耐磨性、耐切割性方面的要求，对导爆 管、引线的这种性能进行检验评估的相关试验方法 标准也没有。 3 ．3 ．6 耐低温断裂性能的测定 在现场使用过程中，电雷管的引线可能遇到造 成绝缘层破裂的情况，例如低温情况下绝缘引线的 纽结或者环圈受突然的拉拽；塑料材料随着温度的 下降往往变得更加容易破裂。此标准用于测定引线 绝缘层抵抗正常使用中可能遇到的低温情况的能 力。 E N1 3 7 6 3 “引线耐低温断裂性能的测定规 定了一种用于测定引线绝缘层耐低温破裂能力的方 法，此方法仅适用于带塑封引线的雷管。试验仪器 有温控箱 能保持在规定温度2 ℃范围内，具有 允许引线完全展开的足够深度 、刚性框架 用于固 定引线 、配重[ 5 0 0 1 0 g ] 和释放机构[ 用于释放 重物 例如电磁控制 ] 。调节受检件的温度，放置 在不高于生产厂家声明的最低温度下不少于lh 。 在整个检验过程中保持温度在最低温度2 ℃范围 内。释放重物并使其自由下落。目视检查，确定是 否有绝缘层发生破裂。 我国雷管、导爆管产品标准中没有提及耐低温 断裂性能指标，也没有相关的试验方法，欧盟标准中 的方法可以为我国制定这方面的标准提供借鉴，从 而提高雷管、导爆管在极端环境下的可靠性。 3 ．3 ．7 雷管抗弯性的测定 在现场使用过程中，在向钻孔中安装时雷管可 能会受到弯曲。E N1 3 7 6 3 q 雷管抗弯性的测定 规定了一个用于测定雷管管壳抗弯曲能力的方法。 试验使用的仪器有钢块 带有一个直径不大 于雷管直径0 ．1r a i n 、长度不小于3 0m l T l 的孔 、重 块[ 能够施加 5 0 0 ．1 N 的力] 、可拆卸支承台、钢 环。对于带延期装置的雷管和非电雷管，采用顶部 支撑，其它雷管采用底部支撑。 试验时将雷管插入到钢块中的最薄弱点，首先 插入基座，以支撑台承载重块，使得此时雷管上未施 加任何力。把线和环连接到雷管的突出部位一端。 缓慢降低支撑台，使得雷管被施加向下的力。继续 降低支撑台直到雷管完全支撑重块重力。保持此时 的负载状况持续至少5s 。 记录任何雷管起爆的情况或者管壳的破裂或断 裂情况。 ‘ 我国标准中没有检测雷管抗弯性能的标准，产 品标准中也没有抗弯性能指标要求。 4 我国民爆行业对国外标准的需求 产品标准是产品技术水平的重要体现。长期以 来，我国民用爆破器材行业受计划经济体制及行业 特殊性的双重限制，产品标准一直走着独立自主的 路子，发展比较迟缓。但是，随着市场经济的逐步深 入以及国际市场的不断参与，越来越多的企业在对 外贸易过程中感觉到产品标准的重要性，国标与国 外先进标准的差异和差距已成为制约我国民爆企业 走向世界的绊脚石。 5 工业雷管标准化工作建议 通过与国外标准的比较，看到我国现行雷管可 靠性和安全性标准化水平、指标的先进性和合理性 等方面存在较大的差距。国产雷管、导爆管的生产 技术水平、产品质量和安全可靠性，很大程度取决于 国家目前现行相关标准的水平。先进的标准结构能 够促进我国雷管产品技术含量的快速提升，加强我 万方数据 2 0 1 1 年4 月欧盟工业雷管标准与我国标准对比初探韩尧等 国雷管产品的国际竞争力。 针对我国雷管、导爆管标准存在的问题，借鉴欧 盟标准的经验，应从以下几方面开展标准的修订工 作。 5 ．1 整合现有标准 我国现有雷管、导爆管标准系统性较差，产品标 准中不仅提出了产品的技术指标，同时也对试验方 法提出了要求，一些较简单的试验在产品标准中直 接描述，较复杂的试验有单独的试验方法标准。这 种情况一方面导致标准使用不便，另一方面，也使得 雷管性能的检验缺乏严谨性。应当将现有产品与试 验方法标准进行整合，将雷管性能参数检验试验放 在同一个标准中，以系列标准的形式发布，便于使 用。同时，规范试验程序、试验报告内容，使试验更 加科学严谨。很多关系产品安全可靠性的指标目前 尚没有相应的试验方法检验。 5 ．2 制定雷管、导爆管安全可靠性检验标准 安全性能是欧美国家对产品性能要求最为苛刻 的。在欧盟标准E N l 3 7 6 3 中，关系产品安全性、可 靠性的标准占了很大比例，如雷管、导爆管机械强 度、耐磨性、耐切割性、抗弯性及雷管和传爆管的可 靠和安全功能的装置和附件的定义、试验方法和要 求等。我国雷管、导爆管标准大多为产品爆炸性能 方面的检验标准，对产品的安全可靠性重视不够，今 后应加强这方面标准的制定。 参考文献 [ 1 ] E u r o p e a nC o m m i t t e ef o rS t a n d a r d i z a t i o n ．E N1 3 7 6 3 一l 一 2 7E x p l o s i v e sf o rc i v i lu s e s d e t o n a t o r sa n dr e l a y s [ S ] ． R u ed eS t a s s a r t ，3 68 - 1 0 5 0B r u s s e l s ． [ 2 ] 贾宏伟．微型雷管起爆能力的研究[ D ] ．北京北京理 工大学，2 0 0 7 ． [ 3 ]民用爆破器材研究所．G B1 3 2 2 6 - - 1 9 9 1 工业雷管铅板 试验方法[ S ] ．北京中国标准出版社，1 9 9 1 ． [ 4 ]民用爆破器材研究所．G B1 3 2 2 7 m 1 9 9 1 工业雷管浸水 试验方法[ s ] ．北京中国标准出版社，1 9 9 1 ． [ 5 ] 国防科工委民爆服务中心．G B8 0 3 1 - - - 2 0 0 5 工业电雷 管[ s ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 5 ． [ 6 ] 辽宁华丰化工 集团 有限公司．G B1 9 4 1 7 - - 2 0 0 3 导爆 管雷管[ S ] ．北京中国标准出版社，2 0 0 3 ． E l e m e n t a r i l yC o m p a r i s o no fE NS t a n d a r d sa n dD o m e s t i cS t a n d a r d sa b o u tI n d u s t r yD e t o n a t o r H A NY a o ，W A N GB e i ，G O N GG u a n g d o n g ，L U OH a i s h e n g C h i n aO r d n a n c eI n d u s t r i a lS t a n d a r d i z a t i o nR e s e a r c hI n s t i t u t e B e i j i n g ，1 0 0 0 8 9 [ A B S T R A C T ] n i sp a p e ri n t r o d u c e st h ea c t u a l i t yo fi n d u s t r i a ld e t o n a t o ra n di t ss t a n d a r d sb o t hd o m e s t i ca n do v e r s e a s ， a n dc o n t r a s t st h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nE N1 3 7 6 3a n do u rs t a n d a r d sf r o mt w oa s p e c t so ft h es t a n d a r ds y s t e ma n di t sc o n t e n t s ． D e t e r m i n a t i o no ft h ee q u i v a l e n ti n i t i a t i n gc a p a b i l i t y ，r e s i s t a n c et oh y d r o s t a t i cp r e s s u r e ，m e c h a n i c a ls t r e n g t h ，s e n s i t i v e n e s s t oi m p a c t ，r e s i s t a n c et oa b r a s i o na n dc u t t i n gd a m a g e ，r e s i s t a n c et oc r a c k i n gi nl o wt e m p e r a t u r e sa n dr e s i s t a n c et Ob e n d i n g 眦t h ee m p h a s e so ft h ec o n t r a s t ．I ta l s oa n a l y 瑚t h et r e n da b o u td e m a n d i n go ff o r e i g ns t a n d a r d si nC h i n a ，a n dg i V ∞ a d v i c e st ot h ei n d u s t f i a ld e t o n a t o rs t a n d a r d i z a t i o n ． [ K E YW O R D S ] i n d u s t r i a ld e t o n a t o r ，s t a n d a r d ，c o m p a r i s o n ，a d v i c e 1 炸药组成 日本专利j - p2 0 0 12 1 3 6 8 6 。2 0 0 1 年8 月7 日，共 5 页 日文 这种炸药是由吸油率和假密度在规定范围内的 多孔粒状硝酸铵与可燃物 如燃料油 混合而制得。 混入可燃物的数量有规定使炸药达到氧平衡。多孔 粒状硝酸铵的颗粒直径有≥2 ．3 6 r a m 和≥0 ．9 8 r a m 两种，分别占质量的0 ．5 ％一2 ．5 ％和≥1 ．0 ％。这 种炸药的爆炸威力有了改进但不减少起爆感度，而 且爆炸后的气体毒性低于原来的铵油炸药。 2 油包水乳化炸药的装填方法 日本专利J P2 0 0 l2 2 1 6 0 0 ，2 0 0 1 年8 月1 7 日， 共4 页 日文 使用装药管直接将炸药装入炮孔。这种炸药含 有氧化剂、油、乳化剂和微球，其粘度在2 5 ℃时为4 0 一1 5 0 0P a ／s 。这种装药方法在矿区、施工区等地区 是有效的。 钟一鹏译白美国化学文摘 V 0 1 ．1 3 5 ，N o ．1 1 2 0 0 1 万方数据