一种检测乳化炸药及其基质密度的简便方法.pdf

2 0 1 2 年l O 月 一种检测乳化炸药及其基质密度的简便方法陈靖宇等 1 7 一种检测乳化炸药及其基质密度的简便方法豢 陈靖宇①王万勇①张宝山①刘恒育① 刘玉华⑦ ①高要市南虹化工有限公司 广东肇庆，5 2 6 1 1 4 参长沙矿冶研究院 湖南长沙，4 1 0 0 1 2 [ 摘要]文章在分析常用乳化炸药、乳化炸药基质密度测定方法的基础上，提出了一种基于阿基米德定律检测 乳化炸药及其基质密度的方法及仪器。使用该方法及仪器可以大大缩短检测周期和提高检测结果的准确度。经 测试和比较，乳化基质密度检测周期可由原来的3 5 8s 缩短至2 0s ，检测结果的绝对误差和均方值由原来的0 ．o o l 9 ∥c m 3 、6 ．5 0 E 。降低至0 ．0 0 0 5g ／c m 3 、3 ．8 2 E 一，应用这种方法和仪器还可以提高工作效率、减少工作量和生产线工 作定员。 [ 关键词]乳化炸药乳化炸药基质密度检测仪 [ 分类号] T D 2 3 5 ．2 1T 眄1 0 ．6 引言 乳化炸药是一种应用乳化技术生产的外观呈乳 胶状的硝铵炸药，产品制备过程中须检测乳化炸药 密度以及乳化炸药敏化前的乳化基质密度，以保证 乳化炸药产品性能和乳化炸药生产安全，因为检测 乳化炸药基质密度可间接了解高速运转的乳化器中 是否进入气体杂质。实践表明高速运转的乳化器中 进入气体杂质是安全生产的重大隐患引，检测乳化 炸药密度是为调整乳化炸药密度提供参考，保证乳 化炸药综合性能处于最佳状态；研究还表明乳化炸 药密度直接影响其爆炸性能∞剖、压敏性口】。通常 测量乳化炸药基质密度和乳化炸药密度的方法有量 筒排液法和密度杯法M 。7J ，前者先用天平测出样品的 质量，后将样品投人定体积的水中，测出样品体积， 最后通过密度计算公式计算出样品密度；后者则直 接将样品装入一定体积的容器内，测量出样品质量， 计算出样品密度。 以上两种方法中，前者操作步骤繁琐，费时费 力，精确度差，容易造成较大人为操作失误；后者虽 然操作步骤少，但偶然误差相当大，特别不适合于检 测粘度大的乳化炸药密度，同时密度杯法检测后清 理工作较麻烦。因此。本文提出了一种新的检测方 法和仪器。 l 基本原理 物理学中密度的定义为物体单位体积的质量 数。设待测物质质量为M ，体积为y ，密度为p ，则 M p2 可 若已知一种物质的密度，而这一物质的体积又 与待测物相同，则待测物的密度可以通过已知物质 的密度表达，设待测物质质量为彤，，密度为p ，，已知 密度的物体质量为幔，密度为p ，两种物质的体积 同为U ，则 p l 筝 1 p l2 矿 Ll ， p 2 _ 筝 2 p 22 矿 L 二， M lM 1 一M 2 七M 2 p t2 瓦‘p z 。■r 。．p 2 _ 1 警 ．p 3 因此，只要直接测量出待测物质与已知密度物 质的质量差和已知密度物质质量就可得出待测物质 的密度。 2 检测仪设计原理及其结构 根据以上基本原理，著以水为已知密度物质并 对量筒法加以改进，通过定量处理量筒内的液体，使 量筒内的液面在排水前和排水后保持不变，再经过 两次称重，可得出同体积的样品和水的质量差值；水 的质量可用另一容器收集后称量得出幡1 0 1 。理论依 据如下 设投入样品前量筒、水的质量为m n 巩，总质量 为m ，；投入样品后量筒、水和样品的质量为m t 、m a 、 m ，总质量为玑；；投入样品后，排出的水的质量为 m 6 ，则有 m 32m l m 2 鼍收稿日期2 0 1 2 旬3 ．2 1 作者简介陈靖字 1 9 7 6 一 ，男，工程师，主要从事工业炸药技术研究。E - m a i l 1 2 5 2 5 9 2 8 7 q q ．c o “ 4 万方数据 1 8 爆破器材E x p l o s i v eM a t e r i a l s第4 1 卷第5 期 m 52m l m 4 m m 2 m 4 m 6 则m 5 一m 3 m 1 m 4 m 一 m l m 2 2 m m 6 5 6 基于以上思路，笔者成功设计并应用了一种能 够快速、连续、精确地检测出乳化炸药基质、乳化炸 药密度的检测仪 该检测仪已获得国家专利授 权‘1 1 1 ，检测仪主要由两个电子台秤和相应的操作 面板构成，结构示意图如图1 。 ＼ ≥溢出口 - - 主容器- 副容器 ■鳓■ l 质量差显示屏| | 去皮l l 计算器 密度 显示屏I | 删除l 懈品质量 俐去 田图囝团固田日园 i 积 显示屡皮 圃团圆囹回口口日 图1 检测仪不意图 3 检测仪技术要求 目前国内的乳化炸药生产线均为先进的自动化 生产线，具有产能大、连续化水平高、在线工作定员 少的特点，行业政策也要求最大限度地减少在线工 作定员，包括在线检测人员，甚至实现无人化生产。 这就要求新的检测仪必须能够快速、连续地检测，同 时又要尽可能地精确测量，因此应选择容积较大的 容器和大量程超高精度电子秤，据统计，每个生产班 次约检测乳化炸药基质或乳化炸药2 0 次，每次抽取 的样品量约6 5g ，因此当班样品总量不超过1 5 0 0g ， 考虑到一滴水的质量约O ．0 5g ，水和容器本身存在 一定的质量，所以主电子天平选择O 一6k g 量程的 超高精度电子天平；副电子秤因只称量排出水的质 量，可以选择量程为O 一3 蝇、精度为o ．0 5g 的高精 度电子天平。 4 检测方法及步骤 主容器装满水后称其总质量，投入样品后，待液 面高度保持不变，再次称其总质量。并计算出两次称 量结果的差值；同时收集从主容器溢出的水的质量； 按照式 3 计算出样品密度值，操作流程见图2 。 图2 检测操作流程图 5 对比试验及结果分析 按照C B l 8 0 9 5 2 0 0 0 规定的量筒法、量杯法和 新方法对同一批乳化炸药基质和乳化炸药进行密度 检测试验，在检测周期、检测精确度方面进行了对 比，实验前先按密度杯法用5 0L 不锈钢桶测得乳化 炸药基质和乳化炸药密度真实值。由表l 可看出， 检测乳化基质密度时，新方法较其他两种检测方法 明显简化了操作步骤，缩短了检测周期，每次检测时 间为2 0s ，而量筒法和密度杯法的检测周期为3 5 8s 和8 3s 。另外在试验中发现，用密度杯法检测时出 现了3 次操作失误，原因是抹平高出杯口的样品时 手法较难掌握。 同样，在检测乳化炸药密度时，新方法较其他两 种方法也节省了大量时间，不同之处在于用量筒法 检测乳化炸药密度无需对其进行冷却，节省了一些 时间，但操作过程不变，整个检测周期仍然较长。 表2 为用3 种方法检测乳化炸药基质密度的结 果。由表2 可见，新方法检测结果的绝对误差值和均 表13 种方法平均检测周期 s 注用新方法检测时，不立即清理容器底部的样品，直到连续操作若干次后才清理。 万方数据 2 0 1 2 年1 0 月 一种检测乳化炸药及其基质密度的简便方法陈靖宇等 1 9 表23 种方法检测乳化基质密度 g ‘c m 方值为0 ．0 0 0 5 9 ／c m 3 、3 ．8 2 E ～，较量筒法和密度杯 法小，说明新方法的检测值更加接近真实值，检测值 的精密度好；新方法检测值的最大偏差为0 ．0 0 3 8 ∥c m 3 ，远小于量筒法O ．0 1 3 ∥c m 3 和密度杯法 一0 ．0 1 5 7g ／c m 3 ，说明新方法的准确性好。偶然误差 小。 从对比试验过程及实际应用中看出，量筒法检 测误差较大的原因在于1 样品冷却时温度不确 定，使得测量出的密度值反映的是不同温度样品的 密度；2 多次称量影响检测精度；3 检验员用肉眼 观察和估读液面高度，偶然误差较大，甚至出现误 读；4 从量筒中取出样品时带出一部分水，导致样 品体积测量值与真实值误差较大。 密度杯法检测偶然误差较大的原因在于1 装 填样品时，需对密度杯中的样品压实，容易带人气 泡，而气泡无法从样品中排出，导致测量误差；2 抹 去高出杯口的样品操作难度大，很难保证样品与杯 口持平，造成较大人为误差。 6 结束语 密度检测新方法及检测仪器的应用，实现了有 限次检测过程中连续快速检测乳化炸药基质、乳化 炸药密度，降低了工作强度，减少了人为误差，提高 了检测精度，同时也减少了在线工作定员，使得乳化 炸药生产线安全状况得以本质性提高。 参考文献 [ I ]文勇．乳化炸药乳化过程的物化作用及安全性分析 [ c ] ．／／2 0 0 9 年工业炸药及其生产工艺技术研讨会会 议资料．长沙工业和信息化部安全生产司，2 0 0 9 6 2 7 - 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l i n ew o r k e r s ． [ K E Yw 0 R D s ] e m u l s i o ne x p l o s i v e ，e m u l s i o nm a t r i x ，d e n s i t y ，d e t e c t o r 万方数据