四氮烯对某针刺雷管发火可靠性的影响

胡美华



四氮烯对某针刺雷管发火可靠性的影响

胡美华

（国营九六三四厂，湖南岳阳，414100）

为解决某针刺雷管瞎火问题，分析了四氮烯晶形及细结晶含量对针刺药的影响。试验结果表明：当四氮烯晶形偏离“楔形”及细结晶含量偏高时，生产出的针刺药感度低，针刺雷管易瞎火。通过建立四氮烯晶形、细结晶含量与针刺雷管发火可靠性的关系，找出了解决针刺雷管瞎火的方法，指出应采用保证四氮烯制药材料、加料速度、反应温度、洗涤干净等措施控制四氮烯晶形和细结晶含量，以保证针刺药感度，进而确保针刺雷管的发火可靠性。

针刺雷管；针刺药；四氮烯；瞎火

针刺药感度是保证针刺雷管发火可靠性的关键，某针刺雷管生产前在药剂筛选过程中，因针刺药中采用了异常晶形或细结晶含量偏高的四氮烯，该针刺雷管出现较严重的瞎火现象，致使多个批次的针刺药报废。

本文分析了造成某针刺雷管瞎火的原因，研究了四氮烯制药材料质量、加料速度、反应温度及洗涤的干净程度对四氮烯晶形和结晶均匀性的影响，同时建立了四氮烯晶形及细结晶含量与针刺雷管发火可靠性的关系，解决了某针刺雷管瞎火问题，为针刺雷管质量控制提供依据。

1 某针刺雷管及瞎火问题

某针刺雷管属小型针刺雷管，配套用于多种引信，主要由管壳、底帽、针刺药、炸药等组成，其结构见图1。该雷管的作用过程为：击针刺入雷管输入端后，针刺药发火，点燃并起爆炸药，同时输出爆轰能量。因该雷管击发时输入能量较小（80g·cm），针刺药质量稍有波动就会导致针刺雷管出现瞎火或起爆不完全等问题。为保证该雷管的作用可靠性，工厂采取装配前对针刺药进行筛选（每个药批装配40个雷管进行针刺感度试验，试验过程中，40个雷管无1个瞎火或爆炸不完全时，判定该药批合格），但在较长一段时间内药剂筛选时针刺雷管出现瞎火问题，针刺药药批合格率不到20%。解剖瞎火雷管，均为击针刺入针刺药而针刺药未作用。

图1 针刺雷管结构图

2 瞎火原因分析

根据雷管瞎火故障现象和雷管瞎火失效树，工厂对底事件进行了逐个排查，排除了管壳材料硬度、针刺面厚度、产品装配过程和试验过程中各种因素的影响，发现导致雷管瞎火问题的直接原因可能是针刺药的感度降低。

针刺药主要成分为四氮烯与结晶氮化铅，两者经物理混合而成，其作用机理是：击针以80g·cm能量刺入针刺药内，在针刺过程中，针刺药由于摩擦和药剂间的相互挤压产生热点，热点引发高感度起爆药四氮烯的燃烧与爆燃，燃烧与爆燃产生的热量迅速敏化结晶氮化铅，使结晶氮化铅针刺感度急剧上升，继而结晶氮化铅在针刺能量作用下爆炸。这个过程中，如果四氮烯的机械感度偏低，摩擦、挤压时产生的热点少，就不易产生燃烧与爆燃而敏化氮化铅，那么针刺药就钝感，雷管就容易瞎火。另外，如果针刺药混药不匀，针刺部位起爆药四氮烯偏少，同样有可能会导致针刺药钝感、雷管瞎火。

据有关文献记载，四氮烯的机械感度及其它相关性能主要由四氮烯的晶形决定，因此，工厂对四氮烯的晶形展开了调查分析，并进行了相关验证试验，同时排除了混药不均匀的可能性。

2.1 四氮烯晶形

工厂对针刺药筛选时出现瞎火的药剂和前期生产剩下的合格药剂进行抽样检查，用高倍率显微镜观察其晶形，共发现有5种不同形状，分别为米粒形、长柱形、短柱形、杂乱无章、楔形，同时发现不同形状的晶形中还有粗细不匀的情况。

2.2 四氮烯晶形对针刺药感度的影响

为查找瞎火原因，对近半年来不同晶形四氮烯生产的针刺药试药和生产情况进行了归纳，结果如表1所示。

表1 不同晶形四氮烯生产的针刺药试药和生产结果

Tab.1 Manufacture and product results of stab composition produced by different polymorphs tetrazene

从表1可以看出，不同形状结晶的四氮烯生产的针刺药对针刺雷管的发火可靠性存在很大的影响，米粒形、长柱形、短柱形、杂乱无章等异常结晶不能满足针刺雷管发火可靠性要求，只有“楔形”结晶才能满足针刺雷管发火可靠性要求。但是，当四氮烯结晶为楔形时，针刺雷管发火可靠性虽然较高，可仍有少量瞎火。根据经验推测，造成少量瞎火的原因可能是结晶内含有少量细结晶。

3 四氮烯不同晶形产生的原因

四氮烯是工厂多年来一直生产的起爆药，针对四氮烯各种晶形及粗细不匀问题，工厂从原材料质量、制药工艺过程中加料速度、温度控制和洗涤等过程进行了原因查找，结果见表2。

表2 四氮烯不同晶形及细结晶产生的原因

Tab.2 Cause of different crystal and fine crystalline tetrazene

4 四氮烯晶形及细结晶控制措施

加强员工教育培训和责任心，掌握原材料质量状况，严格控制加料速度和反应温度；对原材料暂存库进行温湿度控制及避光处理，生产前对原材料进行确认；改进工艺设备，改手工调整加料速度为自动调整加料速度，料液高位槽保持恒压；改进洗涤工艺，洗涤时除用水管从不同角度冲洗外，还应经常抖动或搅动药袋，减少细粒结晶含量。

5 验证

为验证以上分析的原因，工厂重新采购了氨基胍重碳盐，并请技术水平高的操作工人在加料、化合、洗涤工序进行操作，重新生产了4个批四氮烯，洗涤过程中按细粒清洗干净、90%清洗干净、80%清洗干净、60%清洗干净进行控制，然后取以上4种状态四氮烯与颗粒均匀的结晶氮化铅生产针刺药，并装配针刺雷管进行验证试验（颗粒不匀的结晶氮化铅不但对针刺雷管发火可靠性有一定影响，同时对雷管的输出性能有较大的影响）。结果见表3。

表3 不同含量细结晶楔形四氮烯生产的针刺药试药情况

Tab.3 Manufacture condition of stab composition produced by different content of fine crystal wedge tetrazene

从表3可看出，四氮烯结晶形状为楔形时，只有结晶颗粒均匀无细粒时，生产出的针刺药装配的针刺雷管发火可靠性最高，随着结晶中细粒含量的增加，针刺药装配的针刺雷管发火可靠性依次下降。

采取控制措施后一年多以来，某针刺雷管针刺药试药合格率达90%以上，生产出的产品一次交验合格率达100%，现工厂正计划将生产线改造成全自动生产线。

6 结论

（1）四氮烯的晶形和细结晶含量是影响针刺药感度的主要原因。（2）颗粒大且均匀的楔形四氮烯是确保某针刺雷管发火可靠性的根本。（3）楔形四氮烯中随着细结晶含量的增加，某针刺雷管发火可靠性下降。

参考文献：

[1] 蒋荣光,刘自铴. 起爆药[M].北京:兵器工业出版社,2005.

[2] 劳允亮,盛涤伦.火工药剂学[M].北京:北京理工大学出版社,2011.

[3] 王凯民.火工品工程（上卷）[M].北京:国防工业出版社,2014.

The Effect of Tetrazene on the Reliability of Some Stab Detonator

HU Mei-hua

(State-run 9634 Factory, Yueyang, 414100)

To solve the misfire problem of stab detonator, the effect of tetrazene crystal form and fine crystalline content on the stab composition were analyzed. The test results show when tetrazene crystal form deviate “wedge” or the content of fine crystalline is high, the stab composition has low sensitivity, and the stab detonator is easy to misfire. By estabishing the realationship of tetrazene crystal form, fine crystalline content and the ignition reliability of stab detonator, the way to solve the misfire of stab detonator was found, the measures controlling tetrazene pharmaceutical materials, feed rate, reaction temperature and clean by wash, were put forward, which can ensure the sensitivity of the stab composition and the reliability of the stab detonator.

Stab detonator；Stab composition；Tetrazene；Misfire

1003-1480（2016）04-0032-03

TJ45+2.2

A

2016-05-18

胡美华（1964 -），女，工程师，主要从事火工品研发和生产技术工作。