塑料导爆管挤出装置的改进

张东平，秦卫东，郭明辉，刘晓娟，黄周霞



塑料导爆管挤出装置的改进

张东平，秦卫东，郭明辉，刘晓娟，黄周霞

（江西新余国泰特种化工有限责任公司，江西 新余，338034）

针对塑料导爆管拉制过程中出现的管壁厚薄不均匀及扁管、椭圆等质量问题，对塑料导爆管挤出装置结构进行了分析，发现存在本体内型腔过大、芯套与本体配合的长度尺寸过短等缺陷。通过改进设计解决了塑料导爆管拉制过程中的问题，提高了产品质量和生产效率。

导爆管； 挤出装置； 改进设计

塑料导爆管简称导爆管，又称非电导爆管，为内壁涂有混合炸药粉末（炸药与金属粉混合物）的塑料软管[1-4]。导爆管管壁由内径1.5mm、外径3mm左右的高压聚乙烯材料制成，混合炸药配比为黑索今（RDX）91%、铝粉及其他成分9%（普通变色导爆管导爆药配比为RDX75%∶Al 25%），涂层药量14～16 mg/m[5-6]。导爆管可由各种雷管、导爆索、击发枪、专用激发枪及点火头等引发，引发后管内形成爆轰，爆轰波以恒定速度传播。导爆管只能引爆雷管而不能引爆炸药、传播性能好，遇火燃烧而不被激发，抗冲击、水、电性能俱佳，具有一定强度，且成本低。江西新余国泰特种化工有限责任公司在导爆管生产初期的拉制过程出现不少问题，如下药不均、导爆管粗细不均、管径椭圆及管壁厚薄不均等，良品率不高，造成了不必要的人力、物力浪费，技术人员发现了塑料挤出装置的设计问题并加以解决，从而提高了产品的质量和生产效率。

1 塑料导爆管生产质量问题及原因分析

塑料导爆管制造工艺相对比较简单，不同企业的工艺条件大同小异，其工艺主要是导爆药加工和塑料导爆管拉制这两部分，制造工艺流程如图1所示。

图1 塑料导爆管制造工艺流程图

塑料导爆管在生产过程中出现的问题，主要有以下几个方面：（1）管体粗细不均、扁管等；（2）爆速不稳定；（3）使用时有爆管而出现断爆现象。

造成产品质量问题的原因可以归结为两个方面：导爆药的组成以及挤出装置是否合乎生产要求。导爆药的配比和生产工艺是行业通用技术，不会有大的变化，因此认为塑料导爆管生产中出现的产品质量问题，特别是粗细不均、扁管等质量问题主要是挤塑模具设计不合理造成的，为此对塑料导爆管挤塑模具进行了专门的设计研究。

2 塑料导爆管挤出装置的设计改进

2.1 改进前塑料导爆管挤出装置的结构

改进前塑料导爆管挤出装置的结构如图2所示。

图2 改进前挤塑机头结构示意图

挤出装置的本体与挤塑机相连，注塑料由本体流进，然后进行塑料导爆管的挤出拉制，由此可见塑料导爆管拉制的好坏与挤出装置有着密切联系。原结构是口模芯由芯套进行定位，然后通过口模座与口模芯的调节挤出拉制塑料导爆管，因此要拉制出合格的塑料导爆管，挤出装置是关键，它决定塑料导爆管管壁厚薄及挤出形状。

针对塑料导爆管出现的扁管及椭圆等问题，按塑料熔体流动的方向，口模分压缩段和成型段两部分。压缩段的圆环形空隙面积由大到小，因此模座内表面和模芯外表面均为圆锥面。压缩段的圆锥角为流道角。成型段亦称平直段，这段口模座与口模芯的内外表面为圆柱面，因而环形间隙应处处相等。通过分析发现原装置存在以下缺陷：（1）本体内的型腔过大。从挤塑机熔化的低密度聚乙烯树脂从口部流入本体的型腔，之后在此进行堆积压缩，产生一定的压力再经口模座的口部挤出，对口模芯挤压后会造成口模芯的偏斜，使口模芯与口模座的间隙不一致，塑料导爆管的拉制出现异常现象。（2）芯套与本体配合的长度尺寸过短，以致口模芯与本体相配后同心度等形位公差不能得到很好保证，口模芯歪斜，造成口模芯与口模座之间的间隙不一致，致使拉制出来的塑料导爆管管壁厚薄、粗细不均匀。

2.2 改进后塑料导爆管挤出装置的结构

通过以上分析，要解决生产中的问题必须对塑料导爆管挤出装置进行改进设计，经过反复论证，改进后的结构如图3所示。

图3 改进后挤塑机头结构示意图

首先，对本体内型腔过大做了改进，不让塑料熔体在型腔内产生过多的堆积，使压缩段的圆环形面积由大到小逐渐均匀减小，不会对口模芯形成挤压力。

其次，对口模芯及芯套做了改进，加长了芯套与本体的配合部分，并且从图纸设计上增加了形位公差的要求，保证本体与口模芯及口模座的垂直度及同心度要求，从而避免了在装配上造成的口模芯与本体的偏斜，使成型段口模座与模芯间的环形间隙处处相等。

2.3 生产中需注意的关键点

适当的口模座与口模芯的间隙是保证生产顺利实施的关键。口模座与口模芯应有合适的间隙，既要保证塑料导爆管的壁厚，又要保证塑料导爆管的管径符合标准要求，故合理调节间隙是生产出合格产品的关键。口模成型段的尺寸可用拉伸比计算。拉伸比是指成型段口模环形间隙截面积与管材截面积之比，如式（1）所示：

=（02–12）/ （02–12） （1）

式（1）中：为拉伸比；0为口模座内径；1为模芯外径；0为管外径；1为管内径；通常挤制普通塑料导爆管时，应控制1.2＜＜1.5。

按经验并计算后，设定：0为φ5.2mm，1为φ4.2mm。而产品技术要求0为φ3.0mm，1为φ1.5mm，经计算=1.39。经过上述改进，保证了口模座与模芯的同心度，使得导爆管管壁厚度均匀。

在具体生产过程中对挤出机的各段温度的控制也是关键，通过实践摸索，根据不同季节各段温度范围为：料筒温度：后125～140℃，前150～165℃；机头温度：155～165℃；口模温度：155～165℃；导爆管挤出后要先经空气冷却后再经水冷却。空气中冷却距离为550～700mm，水中冷却距离为 6 000～7 000mm，冷却水温控制在15～30℃。

3 改进后的效果

通过对改进前后几个月的跟踪对比，最终统计数据见表1。

表1 改进前后数据对比

Tab.1 Comparison of data before and after improvement

从表1的统计数据可以看出，改进后生产出的塑料导爆管产品良品率得到了很大提高，废品率由1.48%、1.47%减少至0.99%、0.95%，爆速稳定，极差很小，爆速极差由82 m/s、86 m/s减少至37 m/s 、31 m/s。

4 结论

将挤出装置进行改进加工，然后安装到挤出机上，经过调节生产出的塑料导爆管圆度好、管壁厚薄均匀。采用同批药剂，改进后装置挤出的导爆管爆速稳定，导爆管挤出速率也由改进前的30m/min提高到60m/min。实践证明此设计改进方案正确合理，不但稳定了产品质量，提高了产品的良品率，而且提高了生产效率，现该设计改进方案已推广使用。

[1] 何中其,彭金华,刘大斌,等.导爆管传爆性能设计与参数分析[J]. 爆破器材,2010,39(3): 1-3.

[2] 刘自铴,蒋荣光.工业火工品[M].北京:兵器工业出版社， 2003．

[3] 蔡瑞娇.火工品设计原理[M].北京:北京理工大学出版社， 1999．

[4] 张文平,胡美华.导爆管管壁击穿影响因素探讨[J].火工品,2011(3): 14-17.

[5] 钱华,刘大斌.塑料导爆管药粉粘附性评价方法研究[J]. 爆破器材,2013,42(1): 26-28.

[6] 张卅卅,任高峰,胡升海,等.基于高速摄像技术对折打结导爆管传爆可靠性的研究[J].爆破,2013,30(3):20-25.

[7] 胡升海,房泽法,熊鹏,等.导爆管起爆与传爆过程的高速摄像研究[J].爆破器材,2013,42(4): 45-48.

[8] 曹晓宏,杨斌林.CL型变色塑料导爆管的研究[J].火工品,2001(1): 7-10.

The Improvement of the Extrusion Device for Plastic Detonating Cord

ZHANG Dong-ping，QIN Wei-dong，GUO Ming-hui，LIU Xiao-juan，HUANG Zhou-xia

（Jiangxi Xinyu Guotai Special Chemical Co. Ltd.，Xinyu，338034）

Aimed at some quality problems of the current industrial plastic detonating cord during the drawing process, such as the uneven thickness of the wall and the flat or elliptical of the cross section, the extrusion device structure of the plastic detonating cord was analyzed. It has been found that the cavity of body was oversize and the overcoring was too short to combine with the body. The design of the extrusion device structure was improved, which solve the problems, and improve the product quality and production efficiency.

Detonating cord；Extrusion device；Improving design

1003-1480（2014）05-0051-03

TJ45+7

B

2014-03-25

张东平（1967-），男，高级工程师，从事火工品产品的设计。