塑料导爆管药粉粘附性评价方法研究.pdf

爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s 第4 2 卷第1 期 d o i 1 0 ．3 9 6 9 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 8 3 5 2 ．2 0 1 3 ．0 1 ．0 0 7 塑料导爆管药粉粘附性评价方法研究 钱华①②刘大斌① ①南京理工大学化工学院 江苏南京，2 1 0 0 9 4 ②国家民用爆破器材质量监督检验中心 江苏南京，2 1 0 0 9 4 [ 摘要] 针对目前无法定量评价塑料导爆管与药粉粘附性能的现状，设计出一种定量测定导爆管药粉粘附性的 方法。该方法将2 0E l i 导爆管截成1 6 0 根等长小段，捆扎后垂直放入震动试验机中震动5m i n ，利用震动前后导爆管 的质量差及药粉总标称质量即可计算出药粉的脱落率。利用此方法分别测定了由塑料牌号Q 2 8 1 、N 2 1 0 和1 1 2 A 制 备的导爆管的药粉粘附性能。结果表明Q 2 8 1 的药粉脱落率为3 6 ．2 ％～3 7 ．5 ％，总体标准偏差为0 ．4 8 ；N 2 1 0 的药 粉脱落率为3 3 ．5 ％～3 4 ．4 ％，总体标准偏差为0 ．4 7 ；1 1 2 A 的药粉脱落率为2 6 ．3 ％一2 7 ．6 ％，总体标准偏差为0 ．7 0 。 [ 关键词] 导爆管粘附传爆可靠性定量 [ 分类号] T J 4 5 0 引言 塑料导爆管由导爆药和塑料管两部分组成。导 爆药由猛炸药、铝粉和添加剂组成，是涂敷在塑料管 内壁上的一薄层爆炸混合物，是导爆管稳定传爆的 能源。塑料管由高压低密度聚乙烯 L D P E 经挤塑 拉制而成，是导爆药涂敷的载体，也是导爆管形成低 速爆轰的条件和传播低速爆轰波的媒介。 生产导爆管所需的L D P E 均是石化公司的通用 产品。为满足某些通用性能，L D P E 在制备过程中 通常添加增塑剂、增滑剂等组分，导致塑料管壁与导 爆药的粘附性差。在导爆管的生产、运输和使用过 程中，易脱落的导爆药在管内壁积聚形成“黑龙”， 导致传爆过程中导爆管被炸穿，降低了导爆管的传 爆可靠性；更有甚者，在中深孔爆破过程中，脱落的 导爆药会堵在导爆管雷管1 3 ，导致传爆中断，出现 “哑炮”现象，极大地降低了工程爆破的质量和安全 性‘1 引。 因此，导爆管药粉粘附性是导爆管的重要性能。 然而，目前国内外还没有建立定量测定导爆管药粉 粘附性的方法。唯一可依据的相类似的测量方法是 w J ／T2 0 1 9 - - 2 0 0 4 { 塑料导爆管中的抗震性能测 试“在震动试验机上震动5m i n 后，考察其传爆可 靠性”【8 ] 。但是导爆管的传爆可靠性既与药粉粘附 性有关，又与塑料管材质量、壁厚等因素有关，因此 该标准中的评价方法只能在相同的制造工艺条件下 定性地考察药粉的粘附性，具有极大的局限性。 为了准确地评价药粉与导爆管的粘附性能，亟 需建立一种导爆药粘附性的定量测试方法。 1 导爆药粘附性定量测试法 1 ．1 测试方法 导爆药粘附性的定量测试方法是以特定条件下 导爆药的脱落率来表征药粉与导爆管的粘附性通 过震动机震动，将导爆管内粘附的药粉抖落出来，以 此衡量药粉与导爆管的粘附性能。 该方法采用导爆管厂常用的震动机进行震动试 验，模拟导爆管在运输和使用过程中所经受的震动 情形，同时借鉴W J ／T2 0 1 9 - - 2 0 0 4 { 塑料导爆管中 的抗震性能测试，震动5m i n ，考察药粉与导爆管的 粘附性能。 1 ．2 流程 以特定震动条件下导爆药的脱落率来表征药粉 与导爆管的粘附性。 此方法中，需要测定震动过程中脱落的药粉质 量，但因脱落的药粉无法完全收集，故采用差值法 测定震动前后导爆管的质量，即可计算出脱落的导 爆药的质量。 该方法的具体过程如下 1 检查震动试验机运转是否正常； 2 将 2 0 0 ．0 5 I l l 导爆管截成均等的1 6 0 根 试样，每根试样长度为 1 2 ．5 0 ．5 c m ，用雷管线 将1 6 0 根试样扎成捆，确保样品在震动时不会松散。 如图1 所示； } 收稿日期2 0 1 2 - 0 9 1 7 作者简介钱华 1 9 8 1 ～ ，男，博士，副研究员，主要从事民爆器材产品及工艺研究。E m a i l q i a n h u a m a i l ．n j u s t ．e d u ．c n 万方数据 2 0 1 3 年2 月塑料导爆管药粉粘附性评价方法研究钱华等 3 称量试样质量M ，； 4 将试样垂直放人震动试验机木箱内，将空隙 塞紧，盖上木盖。连续震动5m i n ； 5 称量震动后试样质量鸩； 6 肘。．鸠 即为脱落的药粉质量； 7 肘，一鸩 ／药粉总质量即为本试验条件下药 粉的脱落率。 图1 导爆管捆扎实物图 F i g ．1P h o t o g r a p ho fd e t o n a t i n gt u b ep a c k a g e 2 导爆药粘附性的定量测定 为考察该方法的试验可靠性，分别测定由塑料 牌号Q 2 8 1 、N 2 1 0 和1 1 2 A 制备的导爆管的药粉粘附 性。 2 ．1 试验条件 将专用塑料在导爆管拉管机上进行拉管试验。 导爆药配方7 5 ％R D X 2 5 ％A 1 。R D X 过1 5 0 目筛，m 粉 5 0 ％球形 5 0 ％片状 过2 0 0 目筛。导 爆药中水的质量分数≤0 ．1 ％。 挤出Q 2 8 1 时各段及口模温度分别为1 2 0 ℃、 1 3 0 ℃、1 3 0 ℃、1 3 5 ℃。 挤出N 2 1 0 时各段及口模温度分别为1 2 0 ℃、 1 4 0 ℃、1 4 0 0 C 、1 3 5 ℃。 挤出1 1 2 A 时各段及口模温度分别为1 2 0 。C 、 1 6 0 ℃、1 6 0 ℃、1 4 5 ℃。 导爆药下药量为1 5 ．1 ～1 5 ．7m g ／m 3 ，拉管速度 为6 0m ／s 。 导爆管内径 1 ．5 0 ．1 m l n ，外径 2 ．9 士0 ．1 m i l l o 环境温度2 5 ℃；相对温度5 8 ％。 2 ．2 试验仪器 震动试验机符合w J 2 3 1 _ 7 7 要求，凸轮转速 为 6 0 1 r ／r a i n ，落高为 1 5 0 ．2 c m ； 分析天平梅特勒一托利多M S l 0 4 S ，精度0 ．1 m g o 2 ．3 结果与讨论 采用第1 ．2 节的方法分别测定牌号为Q 2 8 1 、 N 2 1 0 和1 1 2 A 的塑料制备导爆管的药粉粘附性能， 结果如表1 、表2 和表3 所示。 表1Q 2 8 1 导爆管药粉脱落率 T a b ．I E x p u l s i o nr a t eo fe x p l o s i v ep o w d e rQ 2 8 1 表2N 2 1 0 导爆管药粉脱落率 T a b ．2 E x p u l s i o nr a t eo fe x p l o s i v ep o w d e rN 2 1 0 表31 1 2 A 导爆管药粉脱落率 T a b ．3 E x p u l s i o nr a t eo fe x p l o s i v ep o w d e rI1 2 A Q 2 8 1 制备的导爆管的药粉脱落率为3 6 ．2 ％～ 3 7 ．5 ％，总体标准偏差为0 ．4 8 ；N 2 1 0 制备的塑料导 爆管的药粉脱落率为3 3 ．5 ％一3 4 ．4 ％，总体标准偏 差为0 ．4 7 ；I1 2 A 制备的塑料导爆管的药粉脱落率为 2 6 ．3 ％～2 7 ．6 ％，总体标准偏差为0 ．7 0 。可见数据 重现性较好。 结合表1 ～表3 的数据可知，与Q 2 8 1 、N 2 1 0 制 备的相比，I1 2 A 制备的塑料导爆管的药粉脱落率更 低，这与在导爆药配方和下药量相同的情况下，I1 2 A 制备的塑料导爆管传爆中的破孔率及中深孔爆破中 万方数据 2 8 。 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 2 卷第1 期 导爆管雷管拒爆率更低的现状相符。关于药粉脱落 [ 3 ] 率与破孔率和导爆管雷管的拒爆率的关联性正在进 一步的研究之中，以期将本文测试方法上升为行业 标准。 3 结论 r 4 l 1 采用震动机进行震动试验，可模拟导爆管在 一一 运输和使用过程中所经受的震动情形。因此，震动 条件下导爆药的脱落率可准确表征药粉与导爆管粘 附性能； 2 测试设备简单，只需利用导爆管厂现有的震[ 5 ] 动试验机和分析天平 精度0 ．1 m g 即可。同时测 试方法简单，测定结果平行性好，是一种可行、可靠 的导爆管药粉粘附性定量测定方法。 3 该方法填补了目前国内无法定量测定导爆 管药粉粘附性的空白，有望为导爆管的检测及发展⋯ 提供理论依据。 。。 参考文献 [ 1 ] 刘大斌．塑料导爆管的起爆、传爆及输出性能研究 [ D ] ．南京南京理工大学，2 0 0 2 ． L i uD a b i n ．S t u d yo ft h ei n i t i a t i o n ，e x p l o s i o nt r a n s f e r r i n g a n do u t p u tc h a r a c t e ro fN o n e lt u b e [ D ] ．N a n j i n g N a n j i n gU u i v e m i t yo fS c i e n c e T e c h n o l o g y ，2 0 0 2 ． [ 2 ]侯建华．特殊使用条件下提高导爆管传爆可靠性研究 [ D ] ．南京南京理工大学，2 0 0 4 ． H o uJ i a n h u a ．S t u d yO ne n h a n c i n gd e t o n a t i n gr e l i a b i l i t yo f d e t o n a t i n gt u b eu n d e rs p e c i a lc o n d i t i o n [ D ] ．N a n j i n g N a n j i n gU n i v e r s i t yo fS c i e n c e ＆T e c h n o l o g y ．2 0 0 4 ． [ 7 ] [ 8 ] 何中其，彭金华，刘大斌，等．导爆管传爆性能设计与 参数分析[ J ] ．爆破器材，2 0 1 0 ，3 9 3 1 - 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