胡美華

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四氮烯對某針刺雷管發(fā)火可靠性的影響

胡美華

（國營九六三四廠，湖南岳陽，414100）

為解決某針刺雷管瞎火問題，分析了四氮烯晶形及細結(jié)晶含量對針刺藥的影響。試驗結(jié)果表明：當四氮烯晶形偏離“楔形”及細結(jié)晶含量偏高時，生產(chǎn)出的針刺藥感度低，針刺雷管易瞎火。通過建立四氮烯晶形、細結(jié)晶含量與針刺雷管發(fā)火可靠性的關(guān)系，找出了解決針刺雷管瞎火的方法，指出應(yīng)采用保證四氮烯制藥材料、加料速度、反應(yīng)溫度、洗滌干凈等措施控制四氮烯晶形和細結(jié)晶含量，以保證針刺藥感度，進而確保針刺雷管的發(fā)火可靠性。

針刺雷管；針刺藥；四氮烯；瞎火

針刺藥感度是保證針刺雷管發(fā)火可靠性的關(guān)鍵，某針刺雷管生產(chǎn)前在藥劑篩選過程中，因針刺藥中采用了異常晶形或細結(jié)晶含量偏高的四氮烯，該針刺雷管出現(xiàn)較嚴重的瞎火現(xiàn)象，致使多個批次的針刺藥報廢。

本文分析了造成某針刺雷管瞎火的原因，研究了四氮烯制藥材料質(zhì)量、加料速度、反應(yīng)溫度及洗滌的干凈程度對四氮烯晶形和結(jié)晶均勻性的影響，同時建立了四氮烯晶形及細結(jié)晶含量與針刺雷管發(fā)火可靠性的關(guān)系，解決了某針刺雷管瞎火問題，為針刺雷管質(zhì)量控制提供依據(jù)。

1 某針刺雷管及瞎火問題

某針刺雷管屬小型針刺雷管，配套用于多種引信，主要由管殼、底帽、針刺藥、炸藥等組成，其結(jié)構(gòu)見圖1。該雷管的作用過程為：擊針刺入雷管輸入端后，針刺藥發(fā)火，點燃并起爆炸藥，同時輸出爆轟能量。因該雷管擊發(fā)時輸入能量較小（80g·cm），針刺藥質(zhì)量稍有波動就會導(dǎo)致針刺雷管出現(xiàn)瞎火或起爆不完全等問題。為保證該雷管的作用可靠性，工廠采取裝配前對針刺藥進行篩選（每個藥批裝配40個雷管進行針刺感度試驗，試驗過程中，40個雷管無1個瞎火或爆炸不完全時，判定該藥批合格），但在較長一段時間內(nèi)藥劑篩選時針刺雷管出現(xiàn)瞎火問題，針刺藥藥批合格率不到20%。解剖瞎火雷管，均為擊針刺入針刺藥而針刺藥未作用。

圖1 針刺雷管結(jié)構(gòu)圖

2 瞎火原因分析

根據(jù)雷管瞎火故障現(xiàn)象和雷管瞎火失效樹，工廠對底事件進行了逐個排查，排除了管殼材料硬度、針刺面厚度、產(chǎn)品裝配過程和試驗過程中各種因素的影響，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致雷管瞎火問題的直接原因可能是針刺藥的感度降低。

針刺藥主要成分為四氮烯與結(jié)晶氮化鉛，兩者經(jīng)物理混合而成，其作用機理是：擊針以80g·cm能量刺入針刺藥內(nèi)，在針刺過程中，針刺藥由于摩擦和藥劑間的相互擠壓產(chǎn)生熱點，熱點引發(fā)高感度起爆藥四氮烯的燃燒與爆燃，燃燒與爆燃產(chǎn)生的熱量迅速敏化結(jié)晶氮化鉛，使結(jié)晶氮化鉛針刺感度急劇上升，繼而結(jié)晶氮化鉛在針刺能量作用下爆炸。這個過程中，如果四氮烯的機械感度偏低，摩擦、擠壓時產(chǎn)生的熱點少，就不易產(chǎn)生燃燒與爆燃而敏化氮化鉛，那么針刺藥就鈍感，雷管就容易瞎火。另外，如果針刺藥混藥不勻，針刺部位起爆藥四氮烯偏少，同樣有可能會導(dǎo)致針刺藥鈍感、雷管瞎火。

據(jù)有關(guān)文獻記載，四氮烯的機械感度及其它相關(guān)性能主要由四氮烯的晶形決定，因此，工廠對四氮烯的晶形展開了調(diào)查分析，并進行了相關(guān)驗證試驗，同時排除了混藥不均勻的可能性。

2.1 四氮烯晶形

工廠對針刺藥篩選時出現(xiàn)瞎火的藥劑和前期生產(chǎn)剩下的合格藥劑進行抽樣檢查，用高倍率顯微鏡觀察其晶形，共發(fā)現(xiàn)有5種不同形狀，分別為米粒形、長柱形、短柱形、雜亂無章、楔形，同時發(fā)現(xiàn)不同形狀的晶形中還有粗細不勻的情況。

2.2 四氮烯晶形對針刺藥感度的影響

為查找瞎火原因，對近半年來不同晶形四氮烯生產(chǎn)的針刺藥試藥和生產(chǎn)情況進行了歸納，結(jié)果如表1所示。

表1 不同晶形四氮烯生產(chǎn)的針刺藥試藥和生產(chǎn)結(jié)果

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

從表1可以看出，不同形狀結(jié)晶的四氮烯生產(chǎn)的針刺藥對針刺雷管的發(fā)火可靠性存在很大的影響，米粒形、長柱形、短柱形、雜亂無章等異常結(jié)晶不能滿足針刺雷管發(fā)火可靠性要求，只有“楔形”結(jié)晶才能滿足針刺雷管發(fā)火可靠性要求。但是，當四氮烯結(jié)晶為楔形時，針刺雷管發(fā)火可靠性雖然較高，可仍有少量瞎火。根據(jù)經(jīng)驗推測，造成少量瞎火的原因可能是結(jié)晶內(nèi)含有少量細結(jié)晶。

3 四氮烯不同晶形產(chǎn)生的原因

四氮烯是工廠多年來一直生產(chǎn)的起爆藥，針對四氮烯各種晶形及粗細不勻問題，工廠從原材料質(zhì)量、制藥工藝過程中加料速度、溫度控制和洗滌等過程進行了原因查找，結(jié)果見表2。

表2 四氮烯不同晶形及細結(jié)晶產(chǎn)生的原因

Tab.2 Cause of different crystal and fine crystalline tetrazene

4 四氮烯晶形及細結(jié)晶控制措施

加強員工教育培訓(xùn)和責任心，掌握原材料質(zhì)量狀況，嚴格控制加料速度和反應(yīng)溫度；對原材料暫存庫進行溫濕度控制及避光處理，生產(chǎn)前對原材料進行確認；改進工藝設(shè)備，改手工調(diào)整加料速度為自動調(diào)整加料速度，料液高位槽保持恒壓；改進洗滌工藝，洗滌時除用水管從不同角度沖洗外，還應(yīng)經(jīng)常抖動或攪動藥袋，減少細粒結(jié)晶含量。

5 驗證

為驗證以上分析的原因，工廠重新采購了氨基胍重碳鹽，并請技術(shù)水平高的操作工人在加料、化合、洗滌工序進行操作，重新生產(chǎn)了4個批四氮烯，洗滌過程中按細粒清洗干凈、90%清洗干凈、80%清洗干凈、60%清洗干凈進行控制，然后取以上4種狀態(tài)四氮烯與顆粒均勻的結(jié)晶氮化鉛生產(chǎn)針刺藥，并裝配針刺雷管進行驗證試驗（顆粒不勻的結(jié)晶氮化鉛不但對針刺雷管發(fā)火可靠性有一定影響，同時對雷管的輸出性能有較大的影響）。結(jié)果見表3。

表3 不同含量細結(jié)晶楔形四氮烯生產(chǎn)的針刺藥試藥情況

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

從表3可看出，四氮烯結(jié)晶形狀為楔形時，只有結(jié)晶顆粒均勻無細粒時，生產(chǎn)出的針刺藥裝配的針刺雷管發(fā)火可靠性最高，隨著結(jié)晶中細粒含量的增加，針刺藥裝配的針刺雷管發(fā)火可靠性依次下降。

采取控制措施后一年多以來，某針刺雷管針刺藥試藥合格率達90%以上，生產(chǎn)出的產(chǎn)品一次交驗合格率達100%，現(xiàn)工廠正計劃將生產(chǎn)線改造成全自動生產(chǎn)線。

6 結(jié)論

（1）四氮烯的晶形和細結(jié)晶含量是影響針刺藥感度的主要原因。（2）顆粒大且均勻的楔形四氮烯是確保某針刺雷管發(fā)火可靠性的根本。（3）楔形四氮烯中隨著細結(jié)晶含量的增加，某針刺雷管發(fā)火可靠性下降。

參考文獻：

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[2] 勞允亮,盛滌倫.火工藥劑學[M].北京:北京理工大學出版社,2011.

[3] 王凱民.火工品工程（上卷）[M].北京:國防工業(yè)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

胡美華（1964 -），女，工程師，主要從事火工品研發(fā)和生產(chǎn)技術(shù)工作。