引火元件质量对雷管延期精度影响的研究

李向宇,邸云信,韩体飞

(1.广东省明华机械有限公司韶关分公司, 广东韶关 512146, 2.安徽理工大学化学工程学院, 安徽淮南 232001)

引火元件质量对雷管延期精度影响的研究

李向宇1,邸云信2,韩体飞2

(1.广东省明华机械有限公司韶关分公司, 广东韶关 512146, 2.安徽理工大学化学工程学院, 安徽淮南 232001)

电引火头药量和允许误差是延期雷管设计中的一个重要问题;通过实验,在引火药同一配方、延期体相同切长及相同的装配的条件下分别研究电引火头质量的大小对硅系、硼系和钨系延期元件延期精度的影响;结果表明:随着电引火头质量的增大,硅系、硼系和钨系的延期时间出现了相同的递变规律,而硅系和硼系延期精度的变化与钨系变化不同。

引火元件; 电引火头; 延期时间; 延期精度

1 引言

在延期雷管的段别设计中,最重要的参数就是段别时间间隔和秒量精度,延期药是延期雷管的重要组成部分,其精度是评价雷管的重要指标,影响延期药延时精度的因素主要有组成成分、添加剂、电引火头的大小、各成分的粒度、延期体的结构、管壳的材料、延期体的制造工艺、原材料的预处理和混药方式、环境温度、压药压力及压装次数等。引火药的点燃能力主要决定于燃烧时产生的熔渣的热量。因此,点火药的燃烧温度愈高,燃烧后在被点燃药剂的表面上剩下的熔渣愈多,则在同样的条件下,单位时间内传给延期药的热量较多,其点火能力愈强。点火药头对延期药的燃烧影响很大,其种类﹑装药方式及药量都会对延期药的秒量精度有所影响,一般规律是在一定范围内加大点火药药量,有利于提高秒量精度,但超过一定量后,精度反而下降,范围越窄越有利于延期秒量的控制。

2 药剂与测时产品的制备

在相同的条件下制作所需的引火元件,引火元件结构示意图如图1所示,将电引火头药量分为三批(NO.1、NO.2、NO.3),NO.1的质量分布在8～12 mg,NO.2的质量分布在15～20 mg;NO.3的质量分布在25～30 mg。

图1 引火元件结构示意图

为了更准确更充分的分析引火药对延期体延期精度的影响,分别选择了快燃速硼系延期药、中等燃速硅系延期药和低燃速钨系延期药。

工业生产的实际情况,将准备好的延期元件和延期体(相同切长),统一采用电雷管的装填方式进行组装,通过电雷管测试仪对其进行延期时间的测时,观察和分析不同质量的引火元件对各类延期体延期时间及延期精度的影响。

3 试验及其结果分析

3.1 硅系测时

在保证组装结构统一的情况下,对质量不同的三批引火元件和硅系延期体(相同切长)组装完成的雷管进行测时,测时的数据分析结果见表1、图2和图3。

表1 硅系的测时结果

图2 硅系引火头药量对延期体延期时间的影响

图3 硅系引火头药量对延期体延期精度的影响

由表1的测时结果,图2和图3的分析结果可知,电引火头的质量大小对延期时间和延期精度都有明显的影响和规律变化。在硅系延期体中,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期药的平均秒量由114 ms减小到81 ms,即电引火头药量与延期时间成反比关系,如图2所示,原因是较大的电引火头有较强的火焰,可使延期药的点火延滞期变短,造成了秒量的降低;但是,由图3可以明显看出,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期体的延期精度出现了一个极值,表1的数据显示,随着电引火头的药量由8～12 mg增大到15～20 mg时,极差由16减小到6,延期精度明显的得到了提高,随着电引火头质量的继续加大,精度有所降低,如电引火头的药量由15～20 mg增大到25～30 mg时,极差由6增大到7。所以,从能量匹配理论出发来研究延时精度,以求在点火时间、点火能量形式和点火能量大小(药量大小)达到最佳能量匹配,以使延期药的延期精度提高至关重要,由图2可以大致确定硅系引火元件的合适大小在16～18 mg。

3.2 硼系测时

在保证组装结构统一的情况下,对质量不同的三批引火元件和硅系延期体(相同切长)组装完成的雷管进行测时,测时的数据分析结果见表2、图4和图5。

表2 硼系的测时结果

图4 硼系引火头药量对延期体延期时间的影响

图5 硼系引火头药量对延期体延期精度的影响

由表2的测时结果,图4和图5的分析结果可知,电引火头的质量大小对延期时间和延期精度都有明显的影响和规律变化。在硼系延期体中,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期药的平均秒量由249 ms减小到166 ms,即电引火头药量与延期时间成反比关系,如图4所示,原因是较大的电引火头有较强的火焰,可使延期药的点火延滞期变短,造成了秒量的降低;但是,由图5可以明显看出,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期体的延期精度出现了一个极值,表2的数据显示,随着电引火头的药量由8～12 mg增大到15～20 mg时,极差由16减小到9,延期精度明显的得到了提高,随着电引火头质量的继续加大,精度有所降低,如电引火头的药量由15～20 mg增大到25～30 mg时,极差由9增大到13。因此,从能量匹配理论出发来研究延时精度,以求在点火时间﹑点火能量形式﹑点火能量大小(药量大小)达到最佳能量匹配,以使延期药的延期精度提高至关重要,由图5可以大致确定硼系引火元件的合适大小在17～18 mg。

3.3 钨系测时

在保证组装结构统一的情况下,对质量不同的三批引火元件和硅系延期体(相同切长)组装完成的雷管进行测时,测时的数据分析结果见表3、图6和图7。

表3 钨系的测时结果

图6 钨系引火头药量对延期体延期时间的影响

图7 钨系引火头药量对延期体延期精度的影响

由表3的测时结果,图6和图7的分析结果可知,电引火头的质量大小对延期时间和延期精度都有明显的影响和规律变化。在硅系延期体中,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期药的平均秒量由1168 ms减小到676 ms,即电引火头药量与延期时间成反比关系,如图6所示,原因是较大的电引火头有较强的火焰,可使延期药的点火延滞期变短,造成了秒量的降低;同时,由图7可以明显看出,随着引火元件的质量由8～12 mg增大到25～30 mg时,延期体的延期精度出现了一个拐点,表3的数据显示,随着电引火头的药量由8～12 mg增大到25～30 mg时,极差由91减小到25,延期精度明显的得到了提高。

4 结语

通过实验的分析可知,引火元件的大小,对延期药的燃烧有很大的影响。引火元件的药头大小不均,其点火能力和在气室形成的气压就大小不一致,从而影响延期体的延期时间和秒量精度,并且在段别越高时,影响越明显。显然,若把引火元件大小不均的电引火头混于一批,抽样检查时,其延期精度必然很差。所以,为了提高延期雷管的延期精度,必须在工艺工序中严加控制药量,确定合理的引火头药量。

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AbstractThe weight and allowable deviation of fusehead is an important part in the design of delay detonator.On the condition of homology formula,identical length of delay tube and the same fitting the paper researches the weight of fusehead on effect of delay precision of delay element of silicon type,boron type and tungsten type.The results indicate that,with the increasing weight of fusehead,the delay time of silicon type,boron type appears the same alternation rule,but the delay precision of silicon type and boron type differs to the tungsten type.

Key wordsigniter element;fusehead;delay time;delay precision

On How the Weight of Igniter Element Affects the Delay Precision of Detonator

LI Xiang-yu1,DI Yun-xin2,HAN Ti-fei2

(1.Shaoguan B ranch,Guangdong Minghua Mechanical Co.Ltd.,Shaoguan Guangdong512146; 2.School of Chemical Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan Anhui232001)

TQ565.2

A

1671-4733(2011)01-0017-04

10.3969/j.issn.1671-4733.2011.01.006

2011-03-06

李向宇(1986-),女,河北承德人,助理工程师,从事民爆器材的生产和技术工作,电话:15819214106。