一种低感度点火药头在电子数码雷管中的应用

时间：2024-07-28

端家荣，陶培培，韩震，朱顺官

(1.南京理工科技化工有限责任公司，江苏南京 211151;2.南京理工大学化工学院，江苏南京 210094)

0 引言

近年来，电子数码雷管在国内发展较好，因其拥有较高的安全性、方便性、发火可靠性及准确的延期时间等优势，被广泛应用于隧道挖掘爆破、城市拆除爆破等工程中。电引火药头是电子数码雷管的基本发火元件，也是其核心部件。电引火药头的作用机理为:通电后，电能在桥丝上被转化成焦耳热，升温后加热周围的引火药并发生化学反应，能量不断累积，直到引火药头发火，起爆药或延期药被点燃，最后，整个电雷管爆炸。其中，引火药的感度对电引火原件的感度有重要的影响，继而对电雷管的感度产生影响。如果感度很低，雷管会产生瞎火或拒爆的情况，增加了工程在后期开展时的危险；感度过高，安全性无法保证。电引火药头的理想性能是化学安定性好、点火能力强、同步性好、发火可靠性和安全性好。电子数码雷管是当今起爆器材领域里发展与应用最快的雷管产品，电子雷管电引火药头的研究成为当下的热点[1-3]，研究焦点主要集中在电雷管电引火药头上，如电雷管电引火药头的质量、电流强度对电引火药头发火时间的影响等[4-6]。因此，需研发更加安全的药头生产技术。

目前，我国电雷管生产技术中，普遍采用铅丹硅系外加DDNP 或木炭氯酸钾系点火药头，少数采用苦味酸钾点火药头。铅丹硅系点火药头精度好、发火可靠性高，但是，其摩擦感度、撞击感度高，在点火头生产过程中及雷管装配时容易发生危险，不利于安全生产。木炭氯酸钾系药剂摩擦撞击感度低，但是，药剂容易吸潮，延期精度差，对点火药头金属部位腐蚀性大，库存时间稍长会导致电阻丝腐蚀、易断，造成点火药头无法点燃，出现重大质量问题[7]。并且，2 kg 落锤从80 cm 落高进行撞击试验时，这些点火药头无法满足抗撞击性指标要求，除非在药头上加装防护套，但又增加了生产成本。因此，研制一种可靠性能高、感度低的点火药头，为电雷管的生产、运输、储存及使用提供支持，是电子雷管生产企业亟须解决的问题。通过在含氧酸铝热剂中加入物质YJ，优化药头结构，降低药剂感度，并将药头组装成数码电子雷管后经撞击试验、发火可靠性和延期精度等测试，验证其技术指标。

1 点火药头设计与制备

改进的点火药头配方如下:将火工药剂含氧酸铝热剂和8%赛璐璐胶以质量比1 ∶1 进行混合后，搅拌均匀，进行点火药头蘸制，作为药头的第一层；然后，用磁力加热搅拌器将低熔点、中黏性物质YJ在它的熔点以上熔融后，再将含氧酸铝热剂按同样的重量混入，调成适宜的浆料，再进行药头蘸制，作为药头第二层。第一层药头质量控制在3 ～5 mg，第二层药头质量控制在13 ～15 mg。第一层药剂必须将电阻丝包裹紧密，药球头大小适中，不能有气孔、露电阻丝破球等现象，第二层药剂大小以将内层药剂包裹三分之二以上为宜。点火药头涂抹好后送进烘干室烘干，水分控制在0.6%以下，取出再在点火药球头外部蘸一层防潮漆，再次进行烘干后备用。该药头是一种复合型药球头结构，能综合利用各药剂的优点。

2 数码电子雷管试验测试

2.1 发火可靠性和延期精度测试

将改进的点火药头和电子芯片连接，装配成数码电子雷管，进行发火可靠性和延期精度测试，测试结果见表1 和表2。

表1 发火可靠性试验结果

表2 延期精度试验结果

由表1 可知，10 组共计2 000 发电子数码雷管全部发火，发火率100%，该电子雷管具有较好的发火可靠性。由表2 可知，该电子雷管的延期精度误差较小，性能稳定可靠，符合标准要求。

2.2 抗撞击性能试验

将数码电子雷管进行落锤质量为2 kg，落高80 cm 的撞击试验，与厂内正在使用的苦味酸钾和硝酸肼镍点火药头做对比，测试结果见表3。

表3 撞击试验结果

由表3 可知，在进行2 kg 落锤80 cm 落高的撞击试验中，苦味酸钾点火药头发火20 发，发火率为1%，硝酸肼镍点火药头发火12 发，发火率为0.6%，而改进的点火药头没有发火，发火率为0。从试验结果可知，改进后的点火药头的撞击感度较低，明显优于苦味酸钾和硝酸肼镍点火药头，提高了电子雷管生产中的本质安全性。