浅谈乳化炸药工艺质量控制方法

林伟新

摘要：伴随乳化炸药的广泛使用，2016年整年的乳化炸药制造量占据工业炸药总含量的62.04%。本文根据乳化炸药制造的具体情况，根据加工流程，由水油相原材料的选择和配备环节，乳化、敏化装药管理過程，直到炸药包装等管理过程，详细介绍乳化照耀制造工艺质量控制措施。并介绍乳化炸药制造环节需注意的安全事项，指出需要改进的内容。

关键词：乳化炸药；生产工艺；质量控制

2016年整年工业炸药产量与销量分别是354.18万吨与354.88万吨，其中，乳化炸药产量是219.68万吨，乳化炸药产量是工业炸药总数量的62.04%。据统计信息发现，乳化炸药属于工业炸药制造的重要内容，提升乳化炸药性能对国内工业炸药的制造与利用有较大作用。

1、乳化炸药制造工艺流程

乳化炸药加工水相的为NH4NO3、NaNO3等物质、水组成的溶液，油相为乳化物、复合油配备的油相，若想与油相通过浮华器实现乳化，出现一种油包水状态的黄色和黄褐色透明物质，即乳化基质，接着乳化基质通过冷却钢带等途径冷却到工艺预定的稳定后，通过加入化学发泡剂和物理发泡剂在敏化器内搅拌均匀，让物料具备雷管感度，最终通过智能装药器的装药、智能包装器逐袋装箱，然后成品进库。

2、管理水相质量策略

化工领域《NH4NO3溶液》规定中强调的NH4NO3液体分解温度是210℃。通常表示NH4NO3在110℃下根据公式（1）出现热分解，因此确保NH4NO3处理温度非常重要，而且在化工生产中确保物料液体的均匀性也是非常关键的一环。

2.1采取化工搅拌方法保证均匀性

批次不同NH4NO3的含量也不一样，NH4NO3的密度比水大，且NH4NO3溶进水中会吸热，新NH4NO3放进储罐后会难以熔化，而且浓度不一样，NH4NO3溶液会出现分层现象[1]。为了保证NH4NO3液体的均匀可靠，在熔化罐内加设搅拌设备，如此搅拌NH4NO3液体一些时间后可以出现均匀稳定的物质。罐体中NH4NO3液体各种梯度温度、含量、酸碱值等基本处于均匀状态，保障了该水相熔化配备的质量有效性。

2.2采取智能控温系统加大安全性

水相溶液罐体升温、保温采取PLC自控平台，温度传感器通过信号辨别，传输至PLC内，当温度小于设置温度时，自动平台启动加热开关对提高水相材料温度；当升温满足指定值时，自动平台闭合蒸汽，水相停止增温，得到保温。而且现场增添机械型温度表，工作人员也可以及时检查现场温度，避免智能温控平台失效，确保工艺与生产环节的安全性。

2.3水相溶液配备质量管理

乳化炸药水相的重要原料NH4NO3、NaNO3是水相成分中占比最高的，达到80%以上。通常各公司加工的原材料都满足国家或是行业要求，但工业NaNO3内存在少许NaNO2与氯化物将和NaNO3液体产生反应，根据式（2）来反应。

反应后形成的气体通过乳化器拌合微小气体，让乳化基质敏化造成其具备雷管感度，在生产阶段如出现振动、碰撞等机械能的影响下，极易造成炸药爆炸。结合诸多的生产实践与试验信息显示，NaNO2浓度要严格保证在0.02之下，尽量在0.01%之下，可以确保形成的气泡不会令乳化基质充满雷管感度。

迅速检查出各类水相物料的浓度是当前民爆领域技术研发课题，在当下缺少新方法的环境下，唯有通过检测水相液体析晶点与密度来检测水相投料的精准性，且通过检查发现水相析晶点将会影响乳化炸药的爆炸质量[2]。所以，该工序的关键任务是管理析晶点的精准性，结合多年实践，在确保水相NH4NO3、NaNO3使用正确的条件下，溶解彻底的水相液体，若析晶点超过工艺标准，10吨水相液体析晶点每大于工艺标准1℃，水相内要增加35千克的水；若10吨水相液体析晶点每小于工艺标准1℃，水相内要加入150千克的NH4NO3。

3、管理油相质量的策略

根据入厂检查标准来测试油相物料乳化剂、复合油相，不达标的产品严禁应用。在配备油相时，乳化剂与复合蜡通过称量后放进油相化槽内加以熔化，但油相物料内的乳化剂Span80在高过100℃的状态下，乳化剂将丧失乳化活性，其乳化性能将会下降，干扰乳化炸药的保存时间[3]。通过实践表明，当油相温度大于100℃时，油相物料将会碳化，这样油相材料将阻塞乳化器孔口，油相活性加大，针对炸药的安全制造是非常不利的。为提升该过程的安全性，安装PLC智能控温结构来联锁管理，当温度高度90℃时，通过PLC智能闭合蒸汽开关，停止升温，确保油相生产温度。

4、乳化工序质量管理方法

通过试验表明，对于相同的原材料、相同的乳化器，其乳化性能取决于参数设计，乳化设备线速越大，乳化性能愈好，但危险性会更高。结合国家标准规定，强调主轴运行速度不超过1500r/min，转子线运速不超过15m/s，通过计算，乳化设备电动机频率应当≤42Hz，选择40Hz，给乳化设备预留一定的安全空间。众所周知，乳化设备属于民爆0类设施，乳化设备的安全程度极大影响到整个生产线的稳定性，为确保乳化器运行安全，及时监督乳化设备的振动状况，同时和整个生产线实现连锁控制，如果监控参数不好，智能停机，确保整个生产线的稳定。

5、敏化流程质量管理策略

乳化炸药敏化方法包含化学敏化与物理敏化及混合敏化三个工艺。化学敏化方式就是在敏化机内添加亚NaNO3，在酸催化影响下，经反应大量细微的气泡在敏化机搅拌作用下混合均衡，其敏化机理是：

生产环节通过管理发泡剂用量来管理最后的药卷密度，井管理酸催化剂的含量来管理发泡速率，装药后药卷要管理到饱满且不损坏的状态下，管理后效时间0.5-1小时，而且还要结合季节、温度及用户需求等要素及时调节发泡剂与促进剂的添加量，最终得到最好的成品密度。

6、装药质量管理方式

装药工序属于药卷装箱之前的重要工序，通过项目实践显示，装药质量要保证药卷重量公差于工艺标准范围之内，药卷表皮没有损坏问题，表面没有残药，药卷饱满，不满足标准的药卷禁止流通至下个工序上。叶片泵型装药泵因为机械运速较快，极易出现热聚集，影响装药稳定，由此，如果出现异响、电流加大等不良情况，要严格根据标准进行停机检查，并全面清扫，确保设备完整性。

7、结束语

综上所述，通过采取质量管理体系的处理方式，使用基于风险理念对生产的整个过程进行控制，在生产阶段，管理生产工艺的核心是得到高性能乳化炸药的基础。针对乳化炸药的持续制造工艺成品质量管理有以下几点要求：①严格检查原材料进厂质量；②确保贯彻落实工艺技术流程；③制定科学的质量管理体制；④定期检查仪器设备，确保各仪表的精准度与有效性。管理主要的水相、油相以及乳化等各环节的质量控制要点，是顺利生产的有效保障。采取智能化、机械化的生产线是确保乳化炸药制造安全性的主要途径。当前，因为民爆事业产值及规模都很小，设施科技转让商家技术投资少、投放无动力始终限制到民爆行业，设备科技很难达到本质安全化高度，产品性能和国外相比还存在较大差距。

参考文献：

[1]龚悦. 高能添加剂对乳化炸药爆轰性能及热分解特性的影响研究[D].安徽理工大学，2017.

[2]朱帅虎. 低透气性煤层粉乳炸药预裂爆破增透实验及工艺研究[D].中国矿业大学（北京），2014.

[3]郭敏，贾海亮，原海青，郭建瑞.高温敏化工艺乳化炸药储存期影响因素分析[J].爆破器材，2011，40（01）：24-27+31.