现场混装用低粘度乳化炸药的性能研究

采用一种液体油作为乳化炸药的油相材料,用高分子乳化剂和树脂微球为敏化剂制备出的乳化炸药,在常温下具有较小的粘度和较好的流变特性,通过测时仪法和猛度实验测试了该乳化炸药的爆速和猛度。实验结果表明,爆速和猛度值基本满足目前工程爆破现场混装乳化炸药的性能指标要求,可作为现场混装乳化炸药的配方。     

复合油相乳化炸药爆炸特性的实验研究

为了探究不同复合油相材料制得的乳化炸药爆炸特性,分别以邢台云山油脂、唐山油脂、成功机电油脂、河南荥阳油脂和峰峰矿区油脂为主要油相材料制得乳化炸药;利用电测法测试各试样的爆速,利用铅柱压缩法测定各试样的猛度,并测定各乳化炸药试样的殉爆距离。结果发现,峰峰矿区油脂制备的乳化炸药爆速最大达到6024 m/s,河南荥阳油脂制备的乳化炸药猛度最大,达到14.07 mm,唐山油脂制备的乳化炸药猛度最小为12.00 mm,河南荥阳油脂制备的乳化炸药殉爆距离最大,达到50 mm的距离。     

蜂窝型低爆速乳化炸药的制备及应用

针对目前爆炸复合炸药存在的问题,采用玻璃微球作为敏化剂和稀释剂,通过改变玻璃微球尺寸与含量,利用电测法测量爆速,研究其对乳化炸药爆轰性能的影响;制备爆速为2 530.5m/s的蜂窝结构乳化炸药,分析了玻璃微球尺寸和含量对乳化炸药密度及爆速的影响;然后进行铜/钢爆炸复合,再通过金相显微镜(OM)观察复合板界面的结合性能。结果表明,小尺寸(粒径为5~100μm)玻璃微球的敏化效果和调节爆速效果均比大尺寸(粒径为70~200μm)玻璃微球的要好;乳化炸药的玻璃微球质量分数小于1%或者大于40%时,均会发生拒爆现象;小尺寸(粒径为5~100μm)玻璃微球的质量分数在5%~30%时,随着玻璃微球含量的增加,乳化炸药爆速从4 915m/s降至1 923m/s,密度从1.14g/cm3降至0.70g/cm~3;爆速2 530.5m/s的铝蜂窝结构炸药临界厚度为9mm,蜂窝板可以降低乳化炸药的临界直径;铜/钢复合板界面呈小波状,具有良好的结合质量。     

以黏土颗粒为惰性剂的低爆速乳化炸药爆炸性能及爆轰机理

以黏土颗粒为惰性添加剂制备出一种新型乳化炸药;采用探针法和铅柱压缩法分别测得该新型乳化炸药的爆速及猛度,并对黏土颗粒降低乳化炸药爆速的机理进行分析;通过水下爆炸试验测得不同配方的水下爆炸参数。结果表明,当黏土颗粒和玻璃微球质量分数分别在0~20%和5%~15%时,新型乳化炸药的爆速为2 815~4 420m/s,猛度为7.9~18.9mm;通过实验结果拟合得到新型乳化炸药爆速、猛度的经验公式分别为:D=4 923.1-9 930a-2 980b(m/s)、Δh=23.3-74a-20b(mm),其中,a、b分别为新型乳化炸药中玻璃微球和黏土颗粒的质量分数;水下爆炸实验结果表明,黏土颗粒含量对水下爆轰参数有着显著影响,当其质量分数达20%时,新型乳化炸药的峰值压力、冲击波冲量、比冲击波能、比气泡能和总能量相比传统乳化炸药分别下降了33.34%、13.19%、67.67%、71.73%和70.96%。     

铝粉含量和粒径对乳化炸药作功能力的影响

为研究铝粉对乳化炸药作功能力的影响,在负氧平衡的乳化炸药中分别添加不同含量和粒径的铝粉,采用测时仪法测定其爆速;通过水下爆炸实验计算出含铝乳化炸药的比冲击波能、比气泡能和总能量等参数。结果表明,当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为5%时,含铝乳化炸药的爆速最大,分别为5 128、5 071m/s;当铝粉(粒径为5μm和35μm)质量分数为20%时,乳化炸药的比冲击波能、比气泡能、总能量均随着铅粉含量的增加而增大,比冲击波能分别增加19.7%、15.3%;比气泡能分别增加12.6%、13.7%,总能量分别增加15.1%、14.5%。     

高能乳化炸药的制备及性质

采用乳化技术,将硝酸铵、乙二胺二硝酸盐等爆炸性组分通过高分子乳化剂的作用,制备成W／O型高能乳化炸药,其基质粒子的粒径小于3μm,具有良好的物理化学性质和优良的爆炸性能,爆速可达5800m／s,猛度为17．2mm,作功能力为360mL,爆炸临界直径为12mm;贮存稳定性可耐至32个高低温循环;具有优越的抗水性。在浸水24h前后,爆炸性能基本无变化,可在战时替代部分军用炸药。探讨了高能乳化炸药的形成机理及乳胶基质的微观结构。     

新型高能乳化炸药的制备及性能

采用乳化技术,用混合新型高分子乳化剂将硝酸铵、乙二胺二硝酸盐、复合蜡等组分,制备出成W/O型高能乳化炸药,其基质粒子的粒径小于2 μm,与SP-80作乳化剂制备的乳化炸药相比,具有更高的贮存稳定性和更为优良的爆炸性能,爆速为5 400 m/s,猛度为18.0mm,威力为310 mL,高低温循环可耐至32个循环,贮存稳定...     

内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响

通过改变乳化分散机转速制备不同内相粒径的现场混装乳化炸药基质试样,使用调速振荡器模拟不同粒径基质试样在运输中受振动过程,测试受振动前后基质试样的内相粒径、微观结构、硝酸铵析出量和黏度变化,评估内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响。实验结果表明,随着内相液滴粒径增大,乳化炸药基质的抗振动性能减弱,内相粒径大于5.00 μm的基质更易受振动作用破乳析晶。内相粒径为9.47 μm的1^#基质多分散指数(PDI)为2.78,在1个振动周期后明显破乳失稳,3个振动周期后的析晶量增大143%、黏度增大1.4倍,破乳严重且黏度过大不利于泵送;内相粒径为3.97 μm的5^#基质PDI为1.88,3个振动周期后析晶量增大52%、黏度增大1.07倍,仍保持乳化炸药基质形态,有较好的稳定性。内相粒径过大的乳化炸药受振动后内部液滴易析晶导致性能降低,实际生产中应控制炸药基质制备时的内相粒径小于5.00 μm。     

硝酸铵细度对铵胺炸药性能的影响

为研究硝酸铵细度对铵胺炸药性能的影响,以六亚甲基四胺作为可燃剂制备了一种胶状炸药—铵胺炸药;对多孔粒状硝酸铵进行破碎,分别过20、40、60、80目筛区分不同的细度,对混合各细度硝酸铵颗粒铵胺炸药基质的黏度、炸药的爆速和猛度进行了测试,对炸药进行了储存稳定性实验。结果表明,当硝酸铵细度由0～20目增至80目以上时,铵胺炸药基质的混合均匀性增加,基质的初始黏度由92828mPa·s增至148637mPa·s,基质黏度随着剪切时间增加而逐渐降低,铵胺炸药基质属于触变性流体;炸药的爆速由3569m/s增至4316m/s,猛度由26.00mm增至30.50mm,能量释放更集中,对周围介质的的冲击力提升;分别储存2d和120d的铵胺炸药,爆速降幅均小于5%;说明硝酸铵细度的增加可以提高铵胺炸药的爆轰性能和储存稳定性。     

内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响

通过改变乳化分散机转速制备不同内相粒径的现场混装乳化炸药基质试样,使用调速振荡器模拟不同粒径基质试样在运输中受振动过程,测试受振动前后基质试样的内相粒径、微观结构、硝酸铵析出量和黏度变化,评估内相粒径对现场混装乳化炸药基质抗振动性能的影响。实验结果表明,随着内相液滴粒径增大,乳化炸药基质的抗振动性能减弱,内相粒径大于5.00 μm的基质更易受振动作用破乳析晶。内相粒径为9.47 μm的1^#基质多分散指数(PDI)为2.78,在1个振动周期后明显破乳失稳,3个振动周期后的析晶量增大143%、黏度增大1.4倍,破乳严重且黏度过大不利于泵送;内相粒径为3.97 μm的5^#基质PDI为1.88,3个振动周期后析晶量增大52%、黏度增大1.07倍,仍保持乳化炸药基质形态,有较好的稳定性。内相粒径过大的乳化炸药受振动后内部液滴易析晶导致性能降低,实际生产中应控制炸药基质制备时的内相粒径小于5.00 μm。     

储氢型乳化震源弹配方设计及爆轰性能研究

为了提高乳化震源弹的爆炸威力和抗压性能,同时减少环境污染和安全隐患,设计了一种储氢型乳化震源弹,以TiH_2-玻璃微球复合敏化的乳化炸药作为起爆药柱,MgH_2化学敏化的乳化炸药作为主装药。利用猛度实验、爆速实验、水下爆炸实验和冲击波动压实验,分别研究了TiH_2-玻璃微球复合敏化乳化炸药的爆炸威力和MgH_2化学敏化乳化炸药的爆炸威力及抗压性能。结果表明,与传统乳化震源弹相比,储氢型乳化震源弹中TiH_2-玻璃微球复合敏化的乳化炸药爆炸威力大,铅柱压缩量为23.80mm,达到军用炸药猛度,同时爆速达到4 659m/s,适合作为起爆药柱代替TNT起爆药柱;MgH_2化学敏化乳化炸药的爆炸威力大且抗压性能好,峰值压力、比冲量、冲击波总能较传统玻璃微球敏化炸药分别提高了8.7%、12.4%、33.0%,适合作为主装药代替乳化炸药主装药;采用储氢型乳化震源弹替代传统震源弹具有较好的应用前景。     

乳化剂对乳化炸药爆炸性能影响的研究

为了探究乳化剂对乳化炸药爆炸性能的影响,分别选取了三种不同的乳化剂制备乳化炸药,采用测时仪法和铅柱压缩法测试了各乳化炸药的爆速和猛度,结果发现,不同乳化剂制备的乳化炸药爆炸性能存在差异。单一的乳化剂不能达到最好的乳化效果,复合乳化剂能改善这一情况,一定程度上提高乳化炸药的爆炸性能。     

现场混装乳化炸药的密度的控制

针对在现场混装车现场作业过程中各个炮孔中的现场混装乳化炸药密度差异,通过正交试验对影响现场混装乳化炸药密度的影响因素进行研究。结果表明通过调节气温、柠檬酸量、敏化剂浓度对现场混装乳化炸药的密度进行控制。在生产应用中,可以将现场混装乳化炸药的密度控制在1.11~1.20 g.cm-3。     

树脂微球对乳化炸药爆轰性能影响的实验研究

为了研究新型敏化剂树脂微球对乳化炸药爆轰性能影响,分别使用树脂微球、膨胀珍珠岩和化学气泡敏化的方式对制备的乳胶基质进行敏化,得到三种不同类型的乳化炸药。利用电测法和水下爆炸能量法对其爆轰性能进行了实验研究。结果表明,在相同条件下,树脂微球敏化的乳化炸药的爆速和水下爆炸能量值都最大,膨胀珍珠岩敏化的乳化炸药次之,化学敏化的最小。由此可以看出,树脂微球作为一种新型乳化炸药敏化剂,在一定的条件下,具有较好的应用前景。     

敏化技术对乳化炸药爆速影响分析

影响乳化炸药质量的关键因素很多,敏化的目的是为了提高炸药的感度,通过在炸药基质中混入均匀、分散的微小气泡,以使其在受到外界起爆能的作用下形成灼热点,激发炸药爆炸。敏化技术的好坏直接影响炸药的爆轰性能、贮存稳定等方面。本文根据乳化炸药的发展需要,进行了乳化炸药爆速的试验研究。通过对试样的爆速测试,研究了不同敏化方式、敏化剂不同含量及炸药的不同密度对乳化炸药爆速的影响。     

耐低温乳胶基质的制备与性能测试

为了改善乳化炸药在高寒地区应用时的贮存和应用性能,基于配方改进探索了乳化炸药乳胶基质的低温贮存稳定性;考察了水含量、高分子乳化剂含量和抗冻剂种类对乳胶基质耐低温性能的影响,得到了最佳乳胶基质配方;采用国标炸药试验方法测试了最佳乳胶基质配方制备的乳化炸药在低温(-32℃)贮存后的爆速、殉爆距离和猛度。结果表明,当水质量分数为12%、高分子乳化剂质量分数为1%、以质量分数为0.25%的聚丙二醇(PPG)作抗冻剂,乳胶基质的抗冻性能最佳,-32℃下冷冻30d后,析晶率为35.37%,乳胶基质仍未完全破乳;采用树脂微球敏化制成的乳化炸药在低温(-32℃)贮存15d后爆炸性能较常温贮存时变化较小,爆速由常温时的4439m/s降为4399m/s;殉爆距离不变,为80mm;猛度由常温时的18.48mm降为17.75mm;贮存20d后,出现拒爆。     

MgH2型复合敏化储氢乳化炸药的制备及其爆轰性能

为了提高乳化炸药的爆炸威力,研制出了一种MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药。该乳化炸药采用包覆后的MgH₂与玻璃微球复合敏化,两种材料分别起到含能添加剂和敏化剂的作用。通过研究“热点”数量和包覆材料对炸药爆轰性能的影响,确定了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的配方。利用水下爆炸实验和猛度实验,研究了MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的爆轰特征参数和水下爆炸特性。实验结果表明,MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的铅柱压缩量为24.3 mm,达到军用炸药的猛度;与传统玻璃微球型乳化炸药相比,其水下爆炸峰值压力虽然下降了4.90%,但比冲击波能、比气泡能和总能量分别提高了7.83%、22.94%和18.32%。MgH₂型复合敏化储氢乳化炸药的猛度和做功能力得到了显著提高。     

现场混装乳化炸药的质量控制措施

现场混装乳化炸药在使用过程中会出现保质期短、乳化效果差、发泡速度过快或过慢、爆速低等质量问题,不仅直接影响到爆破效果和综合成本,而且会带来安全隐患。文章根据生产实际情况,结合现场原材料管理和生产过程管理经验,分解生产过程中的各道工序,指出控制要点,提出相应的质量控制措施,对提高现场混装乳化炸药质量和稳定性有一定的借鉴作用。     

复合乳化剂对乳化炸药稳定性的影响研究

将Span-80与高分子乳化剂按一定比例配制成复合乳化剂,利用复合乳化剂制得复合油相用于生产乳化炸药。通过高低温试验与爆速、猛度相结合的方法,对不同类型的复合乳化剂的乳化炸药进行了稳定性的研究。结果表明,采用我厂自合的M型复合乳化剂可制备出储存稳定性好的乳化炸药,同时也表明复合乳化剂对于提高乳化炸药的稳定性作用明显优于单一乳化剂。     

近临界厚度乳化炸药在金属箔焊接中的应用

为了研究低爆速近临界厚度炸药在金属箔爆炸焊接中的应用,以乳化炸药为例,通过改变其中玻璃微球的含量,探究了玻璃微球含量对乳化炸药临界厚度及近临界爆速的影响;分别采用含质量分数20%和25%的玻璃微球对应的近临界厚度装药进行了TA2钛箔和Q235钢的爆炸焊接,并分析比较了两组焊接效果。结果表明,随着乳化炸药中玻璃微球含量的上升,其临界厚度及近临界爆速显著降低,当玻璃微球的质量分数为5%、10%、15%、20%和25%时,临界厚度分别为7.4、6.8、6.2、6.0、5.8 mm,近临界爆速分别为4285、3676、2970、2600、2359m/s;相比于6.2mm近临界厚度装药,采用6.0mm近临界厚度炸药焊接后得到的复合材料,表面更加平整,边缘无剪切裂纹,结合界面呈现出无缺陷的小波状,拥有更高的结合质量。得出低爆速的近临界厚度炸药适用于金属箔的爆炸焊接。