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2 0 1 0 年6 月塑料导爆管生产安全性探讨徐平等 2 5 塑料导爆管生产安全性探讨’ 徐平詹书贵 重庆顺安爆破器材有限公司 重庆，4 0 0 7 0 7 [ 摘要]文章通过对塑料导爆管生产过程中安全事故原因的分析，确定了生产过程中的危险源。根据一系列试 验结果，提出了下药装置安全防护方案，并提出了机头堵药安全连锁自动控制及在线药量显示系统，是导爆管生产 的本质化安全、自动化的发展方向。 [ 关键词] 塑料导爆管 防护本质化安全 [ 分类号] T Q5 6 5 ．4 ’r J 4 5 7 】 9 3 2 l 目前国内塑料导爆管生产现状 塑料导爆管是非电起爆系统中的一种新器材， 我国于1 9 7 8 年开始生产⋯。在民用爆破器材生产 中，塑料导爆管的生产一直被人们认为是相对安全 的，但在2 0 0 8 年初西南某民爆生产企业塑料导爆管 生产车间发生爆炸事故，造成1 人重伤3 人轻伤，引 起业内对导爆管生产安全性的关注。 经过3 0 余年的研究发展，国内导爆管的生产已 经具有相当的经验和相对成熟的工艺，目前国内塑 料导爆管生产的工艺流程基本如图l 所示。 学半 匝巫争徊匝习 群 匦圃回圆 匝毫圈囱匦习匦圈 嘲匝目囱匝卒囤 区盏丑豳匦区} 囱 图1塑料导爆管生产的工艺流程 导爆药是一种由猛炸药黑索今 R D x 或奥克 托今 H M X 、易燃铝粉和其它改性物粉末按一定比 例组成的混合药剂，在生产过程中用到的设备主要 有下药机、挤塑机和收管机或在线切分机。 在生产过程中，导爆药的主要存放部位是下药 机的盛药部分，由于受到对导爆药爆炸危害性认识 的限制，基本暴露在空气中，无任何防护。在科工爆 [ 2 0 0 7 ] 6 8 4 号文件民用爆破器材专用生产设备安 全使用年限管理规定中，把导爆管生产的制管机 列为Ⅲ类设备，即用于具有燃烧危险的原料加工或 不直接接触危险品的专用设备，自设备安装之日起 最长使用年限为1 5 年。可见在长期的生产管理中， 并没有意识到导爆药一旦发生意外爆炸事故，会对 现场操作人员造成伤害。 2 安全事故原因分析 对于塑料导爆管生产过程中的安全事故原因分 析，在国内鲜有报道，为探寻其中的原因，做了一系 列的试验。 生产中主要危险品为生产用导爆药，其主要成 分是猛炸药，以黑索今 R D x 为例，为白色粉状结 晶，熔点2 0 4 ．5 2 0 5 ．O ℃，熔化时分解，晶体密度 1 ．8 1 6g ／c m 3 。黑索今的爆速较高，密度1 ．7 9 6 g ／c m 3 时爆速为8 7 4 l Ⅱ∥s 。爆热为6 0 2 5k J ／k g ，自燃 温度2 3 4 ．0 ℃。 塑料导爆管生产设备如图2 所示。在正常的生 产中，导爆药从下药装置中经振动均匀落人导料管 中，离导爆药最近的热源为机头，机头的温度一般设 定为1 4 5 一1 5 5 ℃，药剂从导料管中落下到图中A 处 粘附到塑料管上的时间极短，基本不会对药剂产生 加热作用，所以生产是相对安全的。 但是，如果生产过程中出现异常情况。如药剂 在图2 中A 处发生堵塞，并未及时关闭下药装置，就 会导致药剂一直从A 处向上堆积至导料管中，同时 由于机器的振动会使药剂有一定的堆积密度，此咿 若机头部分温度失控，机头温度持续上升，持续给药 剂加热，由于热量的积累，到达药剂的爆发点，堵塞 的药剂发生爆炸，向上引爆下药装置中的更多药剂， 从而发生事故。 收稿日期2 0 0 9 1 2 一1 7 作者简介徐平 1 9 “一 男，助理工程师。从事火工品生产工艺及安全技术研究。E - m i l y i y u n J 摹i M ．嗍 万方数据 2 6 爆破器材h p l ∞i v eM a t e r i a l s第3 9 卷第3 期 l 一导料管；2 一芯模；3 一机头；4 一上模； 5 一口模；6 一调整螺钉；7 一调整压板；8 一上压板 图2 塑料导爆管生产设备图 试验证明，当导料管中药剂堵塞量为O ．8 9 ，机 头温度上升至2 0 5 ℃时，就可以引爆堵塞的药剂，并 足以引爆药斗中的存药。 同时不排除生产现场的杂散电流、静电、生产人 员的误操作等原因造成事故的可能。 3 塑料导爆管生产过程中的安全防护措施 3 ．1 安全防护装置 无论是哪种原因导致的安全事故，药斗作为药 剂的主要存放部位，最大存药量可达到2 0 9 ，是生产 现场的重大危险源，对其进行安全防护是完全有必 要的。 经过一系列试验，为确保在药斗内最大存药量 时发生事故而现场操作人员不发生重伤，选择以钢 板和防弹玻璃组合设计成下药安全防护装置，如图 3 所示。图3 中l 用钢板制成，2 7 均用防弹玻璃 制成。 此设计的优点是 1 钢板和防弹玻璃的组合 能使防护装置有足够的防护能力，保护药斗内药剂 在发生爆炸事故时，操作人员尽可能不受冲击波和 破片的伤害； 2 设计中预留了必要的观察孔、透光 孔、加药孔，保证了有足够的采光可以观察到药斗内 药的存量，并能方便加药； 3 预留防护装置的上下 两个端面为泄爆面，生产过程中，操作人员的工作范 围分布在防护装置的四周，药斗内药剂在发生爆炸 事故时，操作人员可避免受到冲击波和破片的直接 伤害。 3 ．2 加热机头的温度控制 加热机头是生产中与药剂最接近的热源，也是 1 一框架；2 一正面窗口外挡板；3 一正面窗口内挡板； 4 一隔板；5 一观察孔挡板；6 一加药窗挡板；7 一透光孔 图3 塑料导爆管拉制下药安全防护装置 生产过程中发生堵药情况后导致药剂被加热的直接 热源。机头部分是由电热线圈加热，由热电偶探测 其温度，并控制加热开关的通断。热电偶的性能至 关重要，所以在机头安装了双电偶双温度数字显示 屏，可以保证在一支电偶失效后，另一支电偶确保机 头温度的正常。经过约一年半的使用情况来看，该 双电偶温控系统运行正常、可靠。 3 ．3 机头堵药安全连锁自动控制及在线药量显示 塑料导爆管是内壁附有极薄层导爆药粉的低密 度聚乙烯塑料空心软管，由于导爆药为黑色粉末状 混合物，所以导爆管外观为浅黑色，如果生产过程中 在图2 所示的A 处发生堵药，就会导致拉制出圆柱 状白色塑料管。根据其透光特性，选择合适的传感 器，对导爆管内微小药剂变化进行识别。检测出的 信号经变送器放大，具有N P N 型，开关输出量作为 控制信号。经安装使用后，导爆管内无药剂时设为 基准值，以此作为变送放大器记忆值；有药剂时，信 号大于此基准值，传感器输出控制信号。 安装在A 段导爆管的传感器将导爆管内有无 药剂的检测信号传输到放大变送器，经运算比较，检 测信号小于基准值时控制信号输出一信号，该信号 控制断路器将拉制机的加药机、振动机、机头加热器 等的主电源接触器控制线圈断电，从而使机头上导 料管中的药剂不会被继续加热，并停止加药及振动， 同时发出声光报警，此时收管机、挤塑机仍然工作， 达到了系统堵药安全连锁自动控制的目的。 将多台导爆管拉制机的传感器与P L C 组成导 爆管拉制机堵药安全连锁系统，因为采用了P L C 作 万方数据 2 0 l O 年6 月塑料导爆管生产安全性探讨徐平等 2 7 为控制器，故控制方式上可比单台导爆管拉制机堵 药安全连锁自动控制系统采取更先进的方式。 以单位长度的A 段导爆管为单位，对其进行连 续采样 高采样频率带来高精度 ，通过一系列复杂 的控制和运算之后得出A 段导爆管内药量的大小， 将其除以A 段导爆管内壁面积，得出单位面积内的 药量值，此药量值与设定值比较、判断后输出，即可 实现对系统的控制。 由于采用合适的传感器模拟输出，可方便对当 前单位长度的A 段导爆管连续采样，并经一系列复 杂的公式运算之后，便可与A 段导爆管内药量值相 对应，通过控制器的模拟输出，输出到L E D 显示器 上，实现药量的在线显示。 通过试验和运用实践，该堵药安全连锁自动控 制及在线药量显示系统的技术关键在于 1 选择 合适的传感器，使其能够检测圆柱状空心白色塑料 管的内壁的极少、极薄 内壁仅O ．2 “m 厚药剂 的浅 黑色含金属粉末的导爆药，这是系统的关键； 2 及 时调整检测信号基准值。由于生产过程中低密度聚 乙烯塑料材料质量的波动、聚乙烯塑料 为非晶体 熔化温度的不恒定、导爆药质量的波动等各方面的 因素，会导致透光率的不同，因此会导致基准信号不 易确定，故要尽量保持各种原材料的稳定性并及时 调整信号基准值； 3 要解决好系统的误动作问题。 由于机器的振动、加药机下药不均匀、开停机时无下 药、系统内多台机器的相互干扰等情况，可能导致系 统误报警误动作，因此设计合理的程序是系统正常 运行的关键。 3 ．4 现场操作过程中的注意事项 3 ．4 ．1 药剂的处理 导爆药是粒度很细的猛炸药、金属铝粉和其它 改性物粉末混合而成的，由于分子之间产生引力，极 易相互吸附而集结成粉团，所以要经过足够长时间 的干燥，使其水分控制在0 ．2 ‰以下，经筛分后盛装 在导静电的胶筒，放置足够长的时间，以导走其静 电。 文献[ 2 ] 中提到为提高混合药粉的流散性能， 往混合药粉中加入O ．2 5 ％一0 ．5 0 ％硬脂酸钠工艺 附加物后再混合3 0 m i n ，这种流动性能较好的物料 粉末能裹在大多数炸药粉颗粒外面，从而提高混合 药粉的流散性能。 3 ．4 ．2 生产过程中发生堵药情况时的应急处理 导爆管拉制过程中应随时检查下药针管药剂的 下落情况，并视情况捏扁针管口的塑料管以粘掉针 管口积聚的药粉，或使用橡胶棒轻轻敲击振动下药 管等预防措施，防止堵药现象的发生。 当下药针管发生轻微堵药时，可捏扁图中A 处 下端的塑料管，使塑料管在拉制过程中产生负压，从 而带走堵在针头处或针管中的少量药粉，如果无效 可使用橡胶棒轻轻敲击让其疏通，敲击时应控制敲 击振动幅度，严禁猛烈敲击、振动。 当下药针管完全堵药，采取上述方法仍然不能 解决时，应立即停机关掉下药、振动装置和挤塑机， 并切断机头加热电源，待机头温度降至1 0 0 ℃以下 时先将针管接头部位的药尘用润湿毛巾擦抹干净， 适当润湿连接部位后拆换下药针管。下药针管堵药 时严禁使用金属材质的棍棒敲击，严禁使用钢丝等 工具直接进行疏通。 4 结论 本文通过对塑料导爆管生产过程中安全事故原 因的分析，提出了生产过程中的一系列安全防护措 施，特别是针对行业向技术化、自动化、本质化安全 发展的趋势，机头堵药安全连锁自动控制及在线药 量显示系统将是导爆管生产的发展方向。 参考文献 【1 ] 金清肃，刘建业，朱维璐，等．塑料导爆管自动分切机 [ J ] ．火工品，2 0 0 6 1 5 2 泓． [ 2 ] 余来水．塑料导爆管生产中的问题及其解决办法[ J ] ． 爆破器材。1 9 9 5 ，2 4 1 3 7 ．3 8 ． D i s c l 璐i o n 仰t l l eS a f e 够i nP r o d u c t i o no fN o n e lT u b e X UP i n g ，1 ．觚gS h 惜h e I I g C l l o r l g q 沁S h 衄’跚E x p l 0 8 i v eM a t 甜a 1 8C o ．，L I d ． c h ∞砰n g ，4 0 0 r 7 0 7 [ A B s 耵L A c T ]B y 蛐a l y z i n gt h ec a u ∞o f ∞c t l r i t yi 眦i d e n t 8d 删r I g 恤m 锄血t u r i I I gp r o c 髓80 fn o l 诎t u b e ，t l l i 8p a p e r 廿 c e r t a i n e dt l l eh a z a I ds o u r c ei nt h ep r o c e 8 s ．B a ∞d ∞t l l eo u t 锄eo fa ∞r i e 80 ft e g 协，t l l es e c u r i t yp m t e c 6 ∞m 嘲u r e sf 撕 c l l a r g i n gd e v i c ei 8p u tf ．o r w a r | d ，舳dt l l es e c 面t yi n t e d o c k 眦t o m a t i cc 帆t m l8 y s t e mf o rt l l ee x p l o B i v eb l o c k a g e 砒t l l ed i eh e 8 d 锄dd i s p l a ys y s t e mo fo r I l i n ec l l a 曙ea r ea l s ob m u g l l tf o 】m a r d ，w l I i c hi s t l I ed e v e l 叩m ∞td i r e c t i 彻0 fe 8 眈m i a l8 e c I l I i t ya l l d 跚t o m 砺蛐i np r o d u c t i o n0 f n ∞e lt u b e ． [ K E Yw 0 R D s ] ∞n e lt u b e ，p m 池d 衄，∞∞n t i a ls e c 谢t y ， 万方数据