一种深水型乳化炸药性能检测装置的研究及应用

范道龙(福建海峡科化股份有限公司,福建 永安366000)

一种深水型乳化炸药性能检测装置的研究及应用

范道龙(福建海峡科化股份有限公司,福建 永安366000)

深水型乳化炸药是深水爆破中使用的工业炸药，其生产企业在产品完成生产后对需对其爆速、殉爆距离等性能指标进行检测。因此研究模拟深水爆破环境下的工业炸药抗水性、抗压性的性能检测装置，来检测企业产品性能指标，对研究深水型乳化炸药配方研究提供依据，为深水爆破提供质量可靠的深水型乳化炸药。

深水型；乳化炸药；抗压性；抗水性；装置

1 研究背景

随着国际国内贸易日趋频繁，对江河湖海的开发力度不断加大，为使我国沿海码头数量及规模满足日益增长吞吐量的需求，我国原有的一些港口在进行改建、扩建，港口及航道施工建设项目逐年增加。在这些工程项目中，深水爆破无不发挥着重要的作用。

深水爆破是在有水的高压环境中进行的，诸多因素使得深水爆破试验要素繁杂，限制了深水爆破技术的进一步发展，使深水爆破从材料及技术上未能满足实际需求。目前，水下爆破用的基本都是乳化炸药[1]，研究表明，乳化炸药在深水中由于静水压力和水的渗流作用爆速和猛度都会降低。当水深10m时，爆速和猛度分别衰减11%和10%，而当水深增加到30m时，爆速和猛度分别衰减26%和33%。因此，研究深水爆破中乳化炸药的抗压性能，并精心施工，可以有效地控制盲炮，对深水爆破施工、抗压乳化炸药的推广和应用有很好的现实意义。

本文研究的检测装置既是我国乳化炸药技术提升的需要，也是市场发展的急需。因此，针对上述情况，福建海峡科化股份有限公司研究一种深水抗压型乳化炸药性能检测装置，为研究深水型炸药配方改进优化提供性能检测依据，并为工业炸药生产企业在切实运用于深水型乳化炸药的生产中，填补民爆行业技术的空白。

2 深水型乳化炸药抗压试验方法

2.1 试验原理

水下装药受到的总压力是静水表面的大气压和静水压力之和，本试验就是通过改变静水表面的压力来模拟深水装药环境。例如，当水深10m，在静水表面加2个大气压，此时水下装药相当于受到30m水柱的压力。本文就是通过改变静水表面的压力，来模拟深水装药环境。

将乳化炸药试样放在自行设计的抗压试验装置中，在一定的压力下，浸水到一定的时间，带压测试炸药爆速、殉爆距离，并同乳化炸药常压时的爆炸性能进行比较，定量的研究在深水压力作用下乳化炸药的爆轰性能。

2.2 抗压试验装置

抗压深水型乳化炸药测试装置包括两端带有法兰的Ф 60mmPVC筒体(11)、手动试压泵(16)、橡胶垫片(4)、节气阀(13)、三通阀门(12)、压力表(15)，橡胶软管(14)，Ф32mm半圆PVC管(10)，PVC法兰(3)均由带纹螺丝固定于PVC筒体，PVC筒体右侧法兰盘连接三通阀门，直通端经节气阀与手动试压泵相连，侧端连接橡胶管于压力表上。左侧与起爆器(1)相连接的电雷管脚线(2)透过PVC法兰与两橡胶垫片间伸入PVC筒体内，PVC筒体上端设有由PVC法兰密封的两个端口，爆速传感元件（7）分别从爆速法兰盘及两橡胶垫间引出，药条由尼龙扎带(9)捆绑固定于半圆PVC管上并伸入PVC筒体内，电子雷管(8)与主爆药条相连，药条上的爆速传感元件(7)分别由两个端口两橡胶垫片间引出连接至爆速测定仪(6)中。

该装置不仅可模拟不同水深、不同的装药时间，还可实现乳化炸药爆速和殉爆距离的一体化测试，测试装置示意图如图1所示。

图1 爆速和殉爆距离一体化测试装置示意图

图2 乳化炸药抗压性能测试装置截面示意图

2.3 测试方法

测量爆速[2]时，爆速传感元件分别从爆速法兰盘及两橡胶垫间引出，并用螺栓固定，引出的传感元件再与爆速测时仪连接，主装药上的起爆电子雷管的脚线也从一端的法兰盘及法兰盘上两橡胶垫间引出，并用螺栓固定，引出的雷管脚线并与起爆器连接。

当需要同时测量殉爆距离[3]时，将主爆药卷和被爆药卷放在半圆PVC管的槽内，被爆药卷的捏头端与主爆药卷的半圆穴相对应，根据试验需要药卷间的距离S，在半圆PVC管上刻度线上用尼龙扎带固定好后，再放入到PVC筒体中。

PVC筒体的加压端，一侧与三通阀连接，再与节水阀、手动试压泵连接。三通阀一端与橡胶软管连接，橡胶软管的另一端与压力表连接。当需要测量乳化炸药的抗水性时只需把被测样品放入PVC筒内，然后把各法兰锁紧即可。同时用手动打压泵进行打压，当压力表达到要求时，关闭节气阀即可。

3 应用

本装置为深水型乳化炸药产品研究过程中，进行性能检测。表1为采用复合乳化剂制成的乳胶基质分别用化学敏化、珍珠岩敏化、玻璃微球敏化的抗压型乳化炸药自然储存性能进行检测。

表1 三种敏化方式的乳化炸药自然储存性能

4920345644334722 4659 4610 453044434580 4500 4460 422055435110 4980 5080

从表1可知，以玻璃微球为敏化剂抗压乳化炸药的自然储存稳定性优于化学敏化及珍珠岩敏化的抗压乳化炸药。通过该装置的应用，提供了爆速、殉爆距离重要性能指标，从而选择玻璃微球作为敏化剂[4]，为深水型乳化炸药产品的研究提供方便快捷的性能检测数据，为产品研究配方调整提供数据支撑。

4 结语

经过研究，并对深水型乳化炸药抗水抗压性能检测装置的应用，得出了如下结论：

（1）试验测试装置安装简单，具有较好的气密性，主体使用PVC材料，降低了每次试验成本，减少爆炸飞散物，压力表通过橡胶软管连接，可重复利用。

（2）同时研究乳化炸药的抗水性和抗压性，测试爆炸性能时可一次性测量深水条件下爆速与殉爆距离。

（3）测试装置通过模拟不同水深条件，不同装药时间，对乳化炸药抗水抗压性进行研究，为深水型乳化炸药的研制提供依据，同时为实验室研究乳化炸药的抗水抗压性能奠定基础。

（4）该装置制作成本低，适用于工业炸药生产企业，不仅为企业研究乳化炸药的抗压性能提供便利，而且为提高乳化炸药产品的爆炸性能及储存稳定性，满足了深水爆破工程的需要，填补了国内产品空白。

[1]郭志强.乳化炸药在深水爆破中拒爆的探讨[J].能源与环境,2013.NO.5:137.

[2]汪旭光.乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008:837-842.

[3]汪旭光.乳化炸药[M].北京：冶金工业出版社，2008:806-808.

[4]刘蓉,程扬帆.玻璃微球敏化的乳化炸药数学模型[J].中国科学技术大学学报,2012年第12期