一种测定工业炸药爆速新方法的研究.pdf

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1 期 一种测定工业炸药爆速新方法的研究’ 李长发昊文慧顾靖沈万忠胡永宏 甘肃久联民爆器材有限公司兰州和平分公司 甘肃兰州，7 3 0 0 9 4 [ 摘要] 文章介绍了一种炸药爆速新的测定方法一测试纸法，并通过大量的试验数据与传统方法进行比较、 分析。结果表明，测试纸法测试过程操作简捷、省时。在不改变药卷形态、密度的情况下进行测试，测试结果更加 准确，且易实现标准化作业。 [ 关键词] 工业炸药爆速测定方法测试纸法 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1 引言 目前，民爆行业对工业炸药爆速的测定方法，主 要有道特里施法 即导爆索法 、测试仪法 电测 法 、高速摄影法、连续示波器法和插入式压力探针 法。其中以导爆索法最为简单和常用1 ；高速摄影 法和示波器法具有较高的精度，但由于试验系统及 试验程序较为复杂，并受测试场所条件限制，不常 用；测试仪法是利用炸药爆轰波波阵面的电离导电 特性，测定爆轰波一次通过药卷内 外 已知距离所 需的时间而求得平均爆速值，这种方法优点是操作 方便，受试药卷不需很长，测试数据可以数字显示， 并可以存储测试值和打印∞】，因此，国内测试爆速 应用最多的方法就是测试仪法。 测试仪最常选用的仪器是爆速仪，测试方法有 “通一断”靶方式和“断通”靶方式。“断通”靶 方式是指在被测试药卷上按照要求布置两组断开的 信号线 漆包线 ，每组2 根，当爆轰波传播至漆包 线位置时，在高温高压作用下，2 根信号线 漆包线 连通使爆速仪获得触发信号，根据两组信号线触发 爆速仪获得信号的时间差，算出爆速值日J 。 测试仪安装信号线过程均为手工操作，传统方 式穿针时容易破坏药卷原始状态，使药体密度发生 变化，特别是塑膜包装的药卷，靶距相对误差较大， 造成测试结果精度较低；同时，操作过程复杂，操作 用时长，操作人员必须非常认真、仔细，不同操作人 员之间的差异很大，难以实现测试工作标准化。 本文通过采用测试仪，在“断通”靶测试爆速 方法的基础上，提出了提高测试爆速精度的一种便 捷的新方法测试纸法。供业内人员讨论，暂不 作为正常的检验方法。 1 设计思路 设计思路是，将两组断开的信号线 漆包线 严 格按照标准要求的距离 如5 0 m m 固定于专用测试 纸上，应用时，将测试纸严密地包裹于药卷表面 一 圈 ，两组信号线紧紧贴于药卷表皮。药卷起爆后， 爆轰波顺序导通信号线，使爆速仪获得触发信号，测 出爆速。 2 专用测试纸结构与说明 专用测试纸结构如图l 。使用时，沿图中粘贴 线将表层纸撕去，沿信号线方向将测试纸包裹于药 卷上，利用下层黏胶粘贴在药卷上。测试纸与测试 药卷示意图如图2 所示。 ／，愿 ＼ 一一一 ＼ l 网 | I 信号线k ．-_ r ～ ol 澳l 试羝 图1 专用测试纸示意图 A 一药卷；B 一信号线；c 一测试纸；D 一雷管；￡一靶距 图2 测试纸与药卷装配示意图 收稿日期2 0 1 0 ．1 0 ．1 8 作者简介李长发 1 9 6 2 一 ，男。高级工程师．主要从事工业炸药技术进步研究与安全生产管理。 通讯联系人吴文慧，E - m a i l l ”4 5 j j k k s o h u ．c o r n 万方数据 2 0 11 年2 月 一种测定工业炸药爆速新方法的研究李长发等 2 9 3 测试数据及分析 在本设计模型中，用岩石乳化炸药 0 3 2m m 、 煤矿许用乳化炸药 0 3 2i n t o 、震源药柱 D 6 0m m 作为试验样品，爆速仪选用南京理工大学Z B S 9 6 0 1B 型。测试时，将传统探针方式和测试纸法分别做平 行试验，进行爆速平均值的对比。每种产品分别试 验1 0 组，每组用传统方法做5 次，用测试纸法做5 次，通过试验，采集到如下数据。 用0 3 2 m m 2 0 0 9 岩石乳化炸药做样品。采集数 据如表l ，折线图如图3 。用0 3 2 m m 1 5 0 9 煤矿许 用乳化炸药做样品，采集数据如表2 ，折线图如图4 。 用0 6 0 r a m 1 0 0 0 9 中爆速震源药柱做样品，采集数 据如表3 ，折线图如图5 。 由以上三组图表可以看出，传统方法与测试纸 法的差别在于所做的爆速试验平均值极差相差较 大，标准差也有明显的差距，在统计折线图上能明显 地看出，测试纸法爆速平均值在较小的区间内波动， 点的波动无明显的突出现象，说明测试纸法测试的 结果较传统方法平稳，精准度更高。 测试纸法与传统方法的差异，是因为传统方法 在操作过程中，测量距离误差较大，靶针要穿过药 卷，还要捋顺信号线、固定粘贴胶布，操作过程复杂， 表1 岩石乳化炸药爆速测试 组数 平均爆影 m s 。1 5 次 传统方法测试纸法 5 0 0 0 色4 9 0 0 蚓 醚4 8 0 0 露 吐 5 4 7 0 0 4 9 5 0 l2345678 9 1 0 织数／次 图3 岩石乳化炸药折线图 表2 煤矿许用乳化炸药爆速测试 组数 平均爆影 1 1 1 8 “ 5 次 传统方法 测试纸法 4 7 0 0 ￡、4 6 0 0 4 5 0 0 邑4 4 0 0 蟊4 3 0 0 强4 2 0 0 露4 1 0 0 亭4 0 0 0 3 9 0 0除一 } 坛粥匡焉圈l 组数 平均爆速／ i n 8 。 5 次 传统方法测试纸法 04 8 5 0 要4 8 0 0 矧 蹬4 7 5 0 露 苦- 4 7 0 0签一 4 7 5 0 4 7 2 0 4 567891 0 组数／次 震源药柱折线图 3 5 图 2 万方数据 爆破器材E x p l o s i v e M a t e r i a l s第4 0 卷第1 期 用时较长，稍不小心，靶针易偏离药卷中心，也易将 药卷捏扁，改变药卷形态和密度；而且穿靶针时也会 改变药卷内部的密度，使药卷密度失去原有形态。 另外，测试炸药卷纸包装的药卷爆速时，信号线过紧 或过松会使靶距改变。造成测试结果波动较大；测 试震源药柱爆速时，由于塑料壳体硬度高，要用直径 较大的锥子 ≥0 1 ．5 m m 提前扎孔，这会使炸药密 度、靶距的变化更大，对测试结果的影响更大。 用测试纸法进行测试时，由于测试纸已将靶距 固定，靶距的偏差在0 ．2 ％以下，且操作过程简捷， 用时短，不会对靶距产生影响。也不会改变药卷形态 和密度，测试结果不会受到影响。 炸药卷纸和塑料壳体，在爆轰过程受到瞬间高 温高压的作用而参与反应，对两种测试方法的测试 结果影响等同，可以忽略不计。 4 两种方法系统误差的数学分析 爆轰波在药卷中是以匀速直线传播的，传统方 法和测试纸法中爆轰波导通信号线的传播路线不一 样 图6 ，测试结果有所差异，其数学计算及分析如 下。 R ’c | 三一信号线B C 间的距离；厶一雷管底0 到B 点 的距离；厶一雷管底0 到C 点的距离；S 一雷管 底0 到B 点的距离；r 一药卷半径 图6 爆轰波传播路线示意图 根据公式y ∥‘，速度y 与传播距离三成正比 关系，所以传统方法爆轰波在两靶之间的传播速度 与测试纸法爆轰波在两靶之间的传播速度之系统差 异，可转化为厶与￡之间的差异关系 即△￡ L 一 岛，k 为O C 与O B 的距离差 。 传统方法中雷管从D 点激发炸药，爆轰波沿药 卷轴线传播，首先导通召点的信号线，再导通c 点 的信号线，最短的传播路线为D B c 。测试纸法 中，由于信号线在药卷的表皮，从0 点传播的爆轰 波，沿直线DB ’传播，首先导通B 点的信号线，同时 又沿直线O C 传播，导通C 点信号线。 4 ．1 0 3 2 m m 药卷△L 的计算 根据实际情况，取S 1 0 0 m m ，L 5 0 r a m 。 厶 L 2 一L l - m s L 2 r 2 一帮 r 2 △厶 L 一厶 L ～可聂丽一网 一 ／ J s ￡ 。 ／一√s ‘ 一 5 0 一九而i 可≮订一狐丽i 矿 0 ．4 2 △厶亿 O ．4 2 5 0 0 ．0 0 8 4 0 ．8 4 0 k 即爆速系统误差约为0 ．8 4 ％。 4 ．2 Q J 6 0 m m 震源药柱计算如下 根据实际情况，取S 1 5 0 m m ，L 1 0 0 m m 。 厶 厶一￡。 行奸耵一厢 A L L k L 一以瓦面7 一而 1 0 0一 ／ 1 5 0 1 0 0 2 3 0 2 一 虱‘凳 1 ．1 8 △厶亿 1 ．1 8 1 0 0 1 ．1 8 ％ 即爆速系统误差约为1 ．1 8 ％。 4 ．3 分析 传统方法测试过程中，操作误差造成的系统误 差较大，0 3 2 r a m 药卷一般为1 ．0 一1 ．5 m m ，即2 ％一 3 ％范围内，0 6 0 r a m 药柱一般为1 ．5 2 ．5 r a m ，即 1 ．5 ％～2 ．5 ％范围内，远高于测试纸法的系统误差 0 ．8 4 ％和1 ．1 8 ％。所以，测试纸法具有更高的精准 度，其误差在后期计算中可通过以下方法加以修正。 测试纸法测试过程中，爆轰波激发信号线C k B ’ 之间的实际距离差岛小于设定距离￡ B C ，测定显 示时间 即爆轰波传播距离岛所需时间 为％，设 传播设定距离￡所需时间为死因为对已选定的药 卷，传播距离与时间成正比，所以r o ／r L o 儿 P 。 则7 “ 0 P r ，T 7 “ o ／P 在同一规格的测试药卷中，厶、L 均为固定值， 所以P 为可以精确计算的定值。 爆速仪显示爆速‰ ∥7 “ 0 实际爆速为‰ L ／T L P ，r o P v a , 即测定爆速乘以修正值P 即为实际爆速。 实例一0 3 2 r a m 药卷的误差修正 厶 如一L 。 以瓦耵一厨 以乏丽一以石丽一4 9 ．5 8 L 5 0 P 厶／L 4 9 ．5 8 , ／S 0 O ．9 9 1 6 即喉 o ．9 9 1 6 ‰ 实例二0 6 0 m m 震源药柱误差修正 厶 如一厶 订西而一西订 万方数据 2 0 11 年2 月 一种测定工业炸药爆速新方法的研究李长发等 ／石3 4 0 0 一, ／万4 0 0 * 9 8 ．8 2 L 1 0 0 P k ／L 9 8 ．8 2 ／1 0 0 O ．9 8 8 2 即魄 O ．9 8 8 2 ‰ 5 结论 1 传统方法易使药卷形态、密度发生变化，致 使测试结果波动大、精准度低； 2 传统方法操作过程复杂，加大测试结果的 系统误差，测试纸法操作简捷，精准度更高； 3 测试纸法操作过程易标准化； 4 传统方法需2 人配合操作，测试纸法只需1 人即可完成，省时省人工，效率高； 提高工作效率和精准度； 6 该技术已取得中华人民共和国国家知识产 权局授权专利H 】。 参考文献 [ 1 ]吕春绪，等．工业炸药理论[ M ] ．北京兵器工业出版 杜，2 0 0 3 5 7 6 - 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7 ． [ 2 ]何劲松，何欣扬．对乳化基质快速敏化的几点认识 [ J ] ．爆破器材，2 0 0 8 ，3 7 1 1 2 1 4 ． [ 3 ] 汪旭光．乳化炸药[ M ] ．北京冶金工业出版社，2 0 0 8 7 5 ，7 9 - 8 0 ，1 2 8 ，1 3 0 、6 2 4 ． [ 4 ] 黄桂田．乳化炸药产品质量的主要影响因素[ J ] ．工程 爆破与器材，2 0 0 9 ，2 4 3 1 6 1 7 ． A n a l y s i so fI n f l u e n c i n gF a c t o r so nt h eS t o r a g eo fE m u l s i o n E x p l o s i v e sb yH i g h t e m p e r a t u r eS e n s i t i z a t i o n G U OM i n ，J I AH a i l i a n g ，Y U A NH a i q i n g ，G U OJ i a n m i J i n x i n gC h e m i c a lC o ．，L t d ．，S h a n x iH u h n aG r o u p S h a n x iH u g u a n ，0 4 7 3 0 0 [ A B S T R A C T ] T h i sp a p e rc a r r i e do n a na n a l y s i so nt h ei n f l u e n c i n gf a c t o r so nt h es t o r a g eo fe m u l s i o ne x p l o s i v eb ys t a t i c e m u l s i o na n dt h eh i s h - t e m p e r a t u r es e n s i t i z e dt e c h n o l o g y ．a n ds o l v e dt h ep r o b l e mo fu m t a b hs t o r a g ep e r f o r m a n c eo ft h e8 0 - p r o d u c e de m u l s i o ne x p l o s i v e ．B ys t r i c tp r o c e s sc o n t r o la n dt h et 1 8 eo fc o n s i s t e n th i 曲q u a l i t yr a wm a t e r i a l s ，t h es t o r a g ep e r i - 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