某针刺雷管装药爆炸原因的分析

胡美华，张文平

（国营9634厂，湖南 岳阳，414100）

某针刺雷管为国营9634厂研制并生产，配用于某引信，该产品以其性能稳定备受用户青睐。但自2005年以来，在生产过程中不时出现爆炸事故，且事故发生率较高，严重影响了生产进度及员工生命财产安全。本文从工艺和管理等方面进行了分析探讨，寻找事故发生的原因，并提出了相应的措施，杜绝了爆炸事故的发生，确保生产和员工生命财产安全。

1 爆炸事故发生情况

事故统计情况见表1。从表1可以看出：2005年以前的14年间才发生了1次爆炸事故，且为人为因素，而2005年以后的5年多时间内就发生了6次爆炸事故，且事故出现工序和原因基本一致。从产量上对比，2005年前生产了233.89万发，远远大于2005年后生产量78.74万发，说明2005年后事故的发生具有系统性。

表1 事故情况统计Tab.1 Satistics of the accidents

2 爆炸事故的原因分析

2.1 装药过程分析

装药采用40孔群模装药，定量板与装药器之间接触面较宽，两者之间如配合不好，容易造成定量板与装药器卡紧，使两者接触面之间的摩擦力增加；其次，定量板与装药器由于使用时间较长，可能造成接触面有导线，引起摩擦力增加；另外，不同操作者在装药过程中拉动定量板的力度与速度不一致，也会引起摩擦力增大。摩擦力一旦增大，针刺药感度升高，发生爆炸的可能性就增大。同时，相对湿度对针刺药感度也有很大影响。装配工房相对湿度工艺要求为65%以下，而实际生产过程中，随着气候的变化，工房湿度有时在40%以下。当空气湿度相对较低时，针刺药静电感度会明显增高，很容易引起爆炸。检查发生爆炸时工房湿度，有一次只有 37%，另一次只有41% 。针对以上原因，2006年曾对装药过程采取了相应的控制措施，见表2，但效果不明显，2007年至2010年爆炸现象仍有发生，甚至连制药过程的抽滤工序都发生了爆炸。

表2 装药过程中采取的控制措施Tab.2 Control measures during charge

2.2 制药过程分析

2.2.1 针刺药安全机理分析

针刺药为四氮烯与羧甲基纤维素氮化铅的混合药，制药化学反应过程是：将制造羧甲基纤维素氮化铅的原材料（羧甲基纤维素钠、氮化钠、醋酸铅及晶型控制剂酒石酸氢钾）与四氮烯加在一起进行化合，化合过程中生成的羧甲基纤维素氮化铅逐渐对四氮烯进行包覆，并形成合适的晶型。感度相对较低的羧甲基纤维素氮化铅包覆在感度相对较高的四氮烯外，并形成生产所需的晶型，以确保生产过程的安全性。羧甲基纤维素氮化铅化学反应式为：

从反应式中可看出，在工艺规定的原材料加入量范围内，羧甲基纤维素钠、氮化钠的量越高，生成的羧甲基纤维素氮化铅的量越多，对四氮烯的包覆越完全。原材料加入量增多，晶型控制剂酒石酸氢钾相对也应增加，才能使针刺药晶型既满足产品感度要求，又满足安全生产要求。

2.2.2 制药工艺分析

工厂自2003年整体搬迁至新址后，因生产能力扩增，自2005年开始，制药工艺进行了相应调整，老厂制药投料量为2kg/批，新厂制药投料量改为5kg/批。投料量改变后，除原材料各成分配比相应增加外，其它各工艺条件没变。投料量改变前后原材料各成分配比见表3。

表3 2kg/批投料量与5kg/批投料量各成分对比Tab.3 The contrast of composition between 2kg/batch and5kg/batch

老厂生产工艺成熟，从理论上说，到新厂后投料量成倍增加，原材料各成分量也应成倍增加，按2∶5的比例来计算，5kg/批投料量中各成分加入量见表4。

表4 5kg/批投料量各成分加入量Tab.4 The compositions of the adding quantity of 5kg/batch

从表3～4可知：5kg/批投料量的工艺要求酒石酸氢钾加入量为280～330mL，羧甲基纤维素钠加入量为17 000～20 000mL，相比按2∶5比例计算的加入量（250～375mL、15 000～22 500mL）的上限低，四氮烯加入量（180～210g）比按2∶5比例计算的加入量（150～200g）的上限高，实际生产中原材料加入量一般都按中限控制。因此，按工艺要求生产的针刺药中，感度较低的羧甲基纤维素氮化铅生成量相对偏低，而感度较高的四氮烯相对偏高，羧甲基纤维素氮化铅对四氮烯的包覆量相对减少，这样，针刺药的感度在一定程度上得以提高。

2.2.3 针刺药成分分析

2000～2009年以来，装配用部分针刺药成分统计见表5。从表5可看出，2005年前针刺药中羧甲基纤维素氮化铅明显比2005年后羧甲基纤维素氮化铅含量相对较高，且出现爆炸事故的药批中羧甲基纤维素氮化铅与四氮烯含量之比相对较低。

表5 2000～2009年针刺药成分Tab.5 The component of stab composition in 2000～2009

3 改进措施

针对以上分析，对制药和装药生产过程制订了相应的改进方案，改进方案见表6。

表6 改进方案Tab.6 Improvement plan

改进方案中将生成羧甲基纤维素氮化铅的各成分加入量按2∶5比例的上限量控制，四氮烯加入量按2∶5比例的中上限量控制。同时，装药过程中对操作者严格要求，并加强生产过程的监控力度，严格控制工房湿度。

4 验证

按照酒石酸氢钾加入量 370～375mL、羧甲基纤维素钠加入量 21 000～22 500mL、四氮烯加入量190～195g控制试生产10个小批。将原瞎火药批、爆炸药批和试生产药批的晶型用放大100倍的显微镜观察，发现原瞎火药批的晶型为长柱形，爆炸药批为不规则的楔形且棱角分明，试生产药批也为不规则的楔形但棱角相对较平。据针刺药晶型的特性，晶型棱角越分明，感度越高；晶型棱角越平，感度越低。将该10个小批的试制药用于生产装配，生产过程中未出现爆炸事故。同时，又按试生产条件连续生产了40个批，装配成品45万发，均在生产过程中未出现爆炸事故。

5 结论

根据分析，得到某针刺雷管装配过程中连续出现爆炸事故的主要原因为：

（1）在制药过程中，羧甲基纤维素钠加入量偏低，生成的羧甲基纤维素氮化铅含量也低；同时，四氮烯加入量偏高；酒石酸氢钾加入量偏低，针刺药晶型控制不好，使针刺药感度增高。

（2）在装药过程中，当针刺药感度一致时，定量板与装药器配合太紧、工房湿度太低也会使针刺药感度提高，增大爆炸概率。

[1]王凯民,张学舜.火工品工程设计与试验[M].北京:国防工业出版社,2010.

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