鄭思友，顏事龍，翟廷海，夏 斌，劉 鋒

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工業(yè)雷管撞擊感度試驗裝置研究

鄭思友1,2，顏事龍1，翟廷海2，夏 斌2，劉 鋒1

（1.安徽理工大學化學工程學院，安徽淮南，232001；2.中煤科工集團淮北爆破技術(shù)研究院有限公司，安徽淮北，235000）

設計了一種測試工業(yè)雷管撞擊感度的試驗裝置，并利用設計的試驗裝置測試了國內(nèi)部分雷管樣品的撞擊感度。試驗證明：設計的試驗裝置安全、可靠，操作方便，能夠滿足工業(yè)雷管撞擊感度測試技術(shù)條件要求。

工業(yè)雷管；撞擊感度；試驗裝置；安全；試驗方法

工業(yè)雷管撞擊感度[1-3]是表征工業(yè)雷管對突發(fā)外力撞擊作用敏感程度的重要指標，其水平高低不僅是評價工業(yè)雷管在生產(chǎn)、運輸、使用過程中的危險性大小的重要依據(jù)，也是確定在雷管的生產(chǎn)、運輸及使用中采用何種設備、方法、條件以及措施的重要參考。

目前，我國有關(guān)工業(yè)雷管撞擊感度的研究文獻近乎空白[4-6]。本文參照國外有關(guān)規(guī)范[7]，在研究分析其儀器結(jié)構(gòu)及工作原理的基礎上，借鑒工業(yè)炸藥撞擊感度試驗裝置并加以改造，開發(fā)了工業(yè)雷管撞擊感度試驗裝置。

1 試驗裝置結(jié)構(gòu)設計及工作原理

工業(yè)雷管撞擊感度試驗裝置主要用于模擬測定工業(yè)雷管的耐機械撞擊安全性能。試驗裝置主要由落錘儀和撞擊裝置構(gòu)成。試驗時，雷管樣品固定在撞擊裝置的下?lián)糁?，使雷管待撞擊部位位于上擊柱端面的中心位置，關(guān)閉抗爆箱，釋放落錘，撞擊上擊柱，對受試雷管施加撞擊，觀察記錄雷管發(fā)火情況。

1.1 落錘儀

落錘儀是工業(yè)雷管撞擊感度試驗裝置的核心部件之一，主要作用是對受試工業(yè)雷管施加機械撞擊作用。本文設計的落錘儀是在工業(yè)炸藥撞擊感度試驗裝置的基礎上改造而成，落錘儀裝置照片見圖1。

落錘儀的技術(shù)條件為[8]：（1）導軌滑動表面對鉛錘線的偏離或?qū)к壔瑒颖砻鎸λ矫娴拇怪倍炔淮笥?.0mm/m；（2）鋼砧傾斜度不大于0.2mm/m；（3）落錘質(zhì)量：（2.000±0.005）kg，（5.000±0.005）kg；（4）落錘在有效落高內(nèi)應能自由下落，落錘自由下落時，錘頭中心對撞擊裝置中心的同軸度為φ2.0mm；（5）落錘錘頭撞擊面需平整，無嚴重的機械損傷；（6）落錘儀的有效落高大于1.8m。

圖1 落錘儀

1.2 撞擊裝置

撞擊裝置由上擊柱、擊柱套、下?lián)糁暗鬃鶚?gòu)成，工作原理及結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。

圖2 撞擊裝置結(jié)構(gòu)示意圖

Fig.2 Sketch of the impact device

撞擊裝置的作用主要有兩個：一是將受試雷管的撞擊部位定位于上擊柱下，保證落錘的撞擊作用施加在預期部位；二是對雷管的爆炸破壞作用加以適當?shù)南拗?，以保護落錘儀免受損害。本文根據(jù)我國工業(yè)雷管的基本尺寸、單發(fā)雷管的爆炸能量，結(jié)合撞擊感度儀砧臺大小，確定了撞擊裝置的基本結(jié)構(gòu)及各部件尺寸。擊柱套用于上擊柱的定位和導向，是保證落錘下落時垂直撞擊作用于雷管待撞擊部位的關(guān)鍵部件之一，所以擊柱套與底座間需要盡可能地緊密配合。設計的擊柱套與底座間的最大間隙為0.15mm，上擊柱導向孔略微大于上擊柱的外徑，最大間隙為0.13mm。試用結(jié)果表明，撞擊作用點基本與預定位置重合。

底座的作用是放置雷管樣品并與落錘儀的砧臺配合。其設計原則為：與落錘儀的砧臺及擊柱套間配合嚴密，不能出現(xiàn)大的晃動，以保證落錘撞擊作用正確。通過多次試驗，在保證撞擊裝置裝卸方便靈活的前提下，確定底座與砧臺間的間隙設計為0.1mm，與擊柱套間的間隙為0.15mm。試用結(jié)果表明，整套撞擊裝置取放方便，撞擊作用點符合預定要求。為了便于更換下?lián)糁?，在底座的中心位置設計了一退?？住?/p>

為了保證試驗人員及設備的安全，在撞擊裝置與落錘儀砧臺的外部又設計、加裝了抗爆箱。通過試驗證明：撞擊裝置定位準確，操作方便，安全可靠。

2 實驗部分

2.1 試驗方法及條件[8-9]

工業(yè)雷管撞擊試驗采用升降法，有效樣本數(shù)不小于30發(fā)，試驗的有效性按照升降法試驗規(guī)則判定。落錘質(zhì)量選取2.000kg。根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和特性選擇雷管敏感部位進行撞擊，觀察到有爆炸聲、冒煙或撞擊后的樣品上有爆炸或燃燒的痕跡等現(xiàn)象之一時記為發(fā)火，否則記為不發(fā)火。無論發(fā)火與否，每發(fā)雷管樣品只允許進行一次撞擊試驗。試驗結(jié)果以50%發(fā)火落高（50）表示，50按式（1）計算。

式（1）中：50為50%發(fā)火落高值，mm；0為發(fā)火落高最小值，mm；為試驗落高步長值，mm；為有效樣本數(shù)，即Σn（發(fā)火總數(shù)）或Σn′（不發(fā)火總數(shù)），兩者相等時任取一種，不相等時取小者；為統(tǒng)計量，= Σin或= Σin′，計算時選取與對應的狀態(tài)；“±”為有效樣本選取發(fā)火時取“－”，有效樣本選取不發(fā)火時取“＋”；n為各試驗水平所對應的發(fā)火數(shù)；n′為各試驗水平所對應的不發(fā)火數(shù)；為各試驗落高步長所構(gòu)成的等差數(shù)列的水平序號，最小值取=0。

2.2 結(jié)果與討論

利用上述設計的工業(yè)雷管撞擊感度試驗裝置，采用升降法對國內(nèi)不同生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的19個工業(yè)雷管樣品進行了撞擊感度試驗，試驗結(jié)果見表1。由表1可知，撞擊點火藥頭部位時，覆銅殼和發(fā)藍殼的煤礦許用電雷管及煤礦許用毫秒電雷管的撞擊感度水平大體相當，所考察的12個雷管樣品的50％發(fā)火落高全部在460～510mm范圍內(nèi)，平均在487 mm左右；撞擊起爆藥部位時，覆銅殼、發(fā)藍殼和銅殼3種管殼材質(zhì)的煤礦許用電雷管（包括煤礦許用毫秒電雷管）和導爆管雷管撞擊感度水平也基本一致，所考察的16個雷管樣品的50％發(fā)火落高全部都在1 440～1 510mm范圍內(nèi)，平均在1 473mm左右。試驗結(jié)果反映出工業(yè)雷管點火藥頭部位的撞擊感度比起爆藥部位更加敏感。

表1 雷管樣品試驗結(jié)果

Tab.1 Test results of the detonator

分析認為這是受藥劑本身的撞擊感度和雷管結(jié)構(gòu)的影響所致：首先，點火藥頭藥劑的撞擊感度比起爆藥的高；其次，點火藥頭周圍為空腔，撞擊能量只能通過管殼變形部分吸收，而起爆藥部位距加強帽較近，加強帽可以在一定程度上增加管殼的強度；再次，起爆藥經(jīng)裝填、壓合后，在管殼中呈較為密實的圓柱形，一定程度上增加了管殼的強度，且起爆藥柱本身也可以吸收一定的撞擊能量。因此，起爆藥部位受撞擊作用時與點火藥頭部位相比呈現(xiàn)出較高的安全性。管殼對工業(yè)雷管撞擊感度的影響主要是管殼的壁厚，從電子雷管的試驗結(jié)果可以得到印證，電子雷管對撞擊感度有技術(shù)要求，生產(chǎn)企業(yè)普遍采用比普通工業(yè)雷管更厚的管殼，其點火藥頭部位撞擊感度的50％發(fā)火落高平均達到880 mm，幾乎為普通工業(yè)雷管的2倍。

歐盟相關(guān)技術(shù)標準、規(guī)范規(guī)定的工業(yè)雷管撞擊感度合格的指標值（50％發(fā)火落高）為大于0.40m[7]，從上述試驗結(jié)果看，所考察的導爆管雷管和數(shù)碼電子雷管樣品的撞擊感度值明顯高于歐盟標準規(guī)定的撞擊感度最低值，普通工業(yè)電雷管樣品的撞擊感度指標基本處于合格值的下限。

3 結(jié)論

通過上述研究，可以得出以下結(jié)論：（1）設計的落錘儀技術(shù)條件滿足工業(yè)雷管撞擊感度測試技術(shù)要求，撞擊裝置設計合理，易于加工，定位較為準確；（2）工業(yè)雷管點火藥頭部位的撞擊感度明顯高于其它部位，點火藥頭部位的50％發(fā)火落高（電子雷管除外）平均在487mm左右，起爆藥部位的50％發(fā)火落高平均在1 473mm左右。（3）管殼的壁厚對工業(yè)雷管的撞擊感度影響較大，電子雷管管殼壁厚大于普通工業(yè)雷管，撞擊安全性明顯高于普通工業(yè)雷管，其點火藥頭部位的50％發(fā)火落高平均在880mm左右，幾乎是普通工業(yè)雷管的2倍。（4）與歐盟相關(guān)技術(shù)標準和規(guī)范要求相比，所考察的導爆管雷管和數(shù)碼電子雷管樣品的撞擊感度指標明顯高于合格值的下限，普通工業(yè)電雷管樣品的撞擊感度指標處于合格值的下限。

[1] 汪旭光,沈立晉.工業(yè)雷管技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展[J].工程爆破，2003,9(3):52-57.

[2] 張瑞萍.電子雷管技術(shù)的推廣應用助力爆破器材安全管理工作[J].工程爆破,2012,18(4):85-87.

[3] 李文江,閆孝姮,宋巍.金屬雷管管殼暗傷自動檢測機[J].火工品,2007(3):54-56.

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[5] 韓堯,汪蓓,宮廣東,羅海勝.歐盟工業(yè)雷管標準與我國標準對比初探[J].爆破器材,2011,40(2):31-35.

[6] 趙杰.工業(yè)電雷管國家標準與瑞典及日本標準比較[J].爆破器材,2011,40(3):26-30.

[7] EN13763-3-2002 Explosives for civil uses-detonators and relays[S].Rue de stassart,36 8-1050 Brussels,2002.

[8] WJ/T 9074-2012.工業(yè)雷管撞擊感度試驗方法[S].中華人民共和國工業(yè)和信息化部,2012.

[9] GJB 377A-1994 感度試驗用升降法[S].國防科學技術(shù)工業(yè)委員會,1995.

Study on Test Device for the Impact Sensitivity of Industrial Detonator

ZHENG Si-you1,2，YAN Shi-long1，ZHAI Ting-hai2，XIA Bin2，LIU Feng1

(1.School of Chemical Engineering,Anhui University of Science and Technology, Huainan, 232001；2.China Coal Technology Engineering Group Huaibei Blasting Technology Research Institute Co.,Ltd., Huaibei, 235000)

A test device was designed, and the impact sensitivity of some industrial detonator samples were tested by the device. The results show that the test device has the properties of safety, reliable and simple operation. It also satisfy the testing requirements of the impact sensitivity of industrial detonator.

Industrial detonator；Impact sensitivity；Test device；Safety；Test method

1003-1480（2015）03-0050-03

TJ450.6

A

2014-12-15

鄭思友（1982-），男，工程師，從事民爆器材爆炸效應測試與安全防護和工程爆破技術(shù)研究。