课程设计说明书课程设计说明书题 目： 工业雷管工艺设计专 业： 特种能源技术与工程 队 员： 指导教师： 能能源源与与水水利利学学院院2016 年年 11 月月目录概 述.11 设计方案确定.21.1 设计要求.22 火焰雷管.32.1 火焰雷管爆炸过程32.2 火焰雷管性能影响因素32.2.1 火雷管的质量问题32.2.2 火雷管震动洒药粉问题32.2.3 外观及尺寸问题43 药剂的选择和使用.52.1 点火药52.2 起爆药52.3 猛炸药52.4 药量54 材料和尺寸的确定.64.1 火焰雷管尺寸64.2 材料的选择64.2.1 雷管壳.64.2.2 加强帽.64.2.3 绸垫.75 雷管装配工艺流程.85.1 工艺流程图85.2 火焰雷管主要工序85.2.1 绸垫下料.85.2.2 加强帽入模.85.2.3 火焰雷管装、压药工艺.85.2.4 模具涂蜡.95.2.5 加强帽去浮药及检验.95.2.6 滚光及筛分95.2.7 涂漆95.2.8 检查.96 工业火雷管的量检验.116.1 外观.116.2 尺寸.116.3 装药.116.4 性能检验.126.5 包装.137 总结.14参考文献.15概 述工程雷管主要是指用于爆破工程和其他一些工业中的雷管。与弹药中所使用的雷管在爆炸性能方面类似，但是没有炮弹雷管的耐发射振动的要求，储存期要求也短得多，只要求储存两年，而要求起爆能力要大，因为它直接起爆的的是比较顿感的矿山炸药。工程雷管的用途较广，如修筑公事、开凿隧道、开矿采石、炸礁建港、修路筑坝、建筑物拆除、石油开采、地质勘探等，凡是用到引爆炸药的地方均离不开工程雷管。1 设计方案确定本设计为火焰雷管，火焰雷管用导火索引爆，起爆方方法简单，不需要设起爆电路，也不受杂散电流和雷电的威胁，适用于小规模爆破，因为导火索燃烧的时候喷出火焰，因此在有瓦斯的矿下禁止使用。导火索燃烧会放出有毒气体，一般地下爆破也不使用。1.1 设计要求1、一定的感度。2、足够的起爆能力。3、储存安定性好。4、结构简单、原材料丰富、价格低廉、易于大量生产。5、运输使用安全。2 火焰雷管2.1 火焰雷管爆炸过程从导火索引燃到爆炸过程，火焰雷管的三层装药的作用分别为：首先，沥青斯蒂芬酸铅由燃烧到爆炸。这一过程基本上属于快速爆燃变化形式，因而它是以弱冲击波或热能的形式来起爆下层的糊精氮化铅。第二阶段是氮化铅起爆后，由于它的爆炸变化加速度很大，在经历很短时间的爆轰成长阶段后，就达到了其自身的稳定爆速，因而它是以强冲击波呢能量的方式引爆下层猛炸药。其后，由于猛炸药较起爆药的冲击波感度低，但是它能被氮化铅所起爆，所以，在此过程中的爆炸变化形式是爆炸转化为爆轰。最后，雷管壳在猛炸药的爆轰波作用下被炸裂，从而产生雷管的输出效应，起爆爆炸序列中的其他装药或元件，体现出雷管的起爆能力。2.2 火焰雷管性能影响因素2.2.1 火雷管的质量问题1、起爆药药量不足，起爆药也被起爆了，但是药量不足、起爆能力小，不能完全起爆松装炸药，这样将造成半爆。2、起爆药压力过大，使燃烧不能转为爆轰，起爆力降低，就会造成半爆。3、猛炸药压力过大，钝感剂太多或混合不均匀，造成炸药感度下降。另外，退药柱快，保压时间短，造成药柱裂缝，引起爆速下降，都能产生半爆。4、管壳强度不足，当爆速传至药柱部分时，管壳被爆炸产物鼓破，造成半爆。5、松装药及药柱受潮。6、加强帽传火孔太大，在顶层起爆药着火时，气体容易从传火孔逃散，不利于起爆药爆速的增长。另外，加强帽的材料和长度也能影响到半爆。2.2.2 火雷管震动洒药粉问题这次评比检测中,有 7 个工厂的雷管经震动试验后,发生加强帽移动或洒药粉的现象。个别产品洒药粉还比较严重。其主要原因是:1、雷管壳内径与加强帽外径的尺寸公差配合不合理。管帽之间配合不紧密而形成间隙,震动时加强帽就会串动,甚至脱落,造成洒药。一些厂卷制纸管的卷管冲子直径一般为 6.406:47 毫米,卷制后的纸管壳经晾干、徐漆烘干后,管壳成品内径约在 6.2 毫米左右。加强帽的外径应比纸管壳成品内径略大一些,以保证压合后加强帽与雷管壳配合紧密。但有的加强帽外径小于纸管壳内径,有的加强帽是从外厂购进的,致使外径公差的均匀性难以保证;还有的加强帽口部形状不是敞开的,而是收口成圆弧状,经压药后,加强帽口部不易向外变形,与管壳的接触面就小。2、雷管管体与加强帽结合缝处涂漆不符要求。雷管压合后,雷管与加强帽结合缝处需涂以一定浓度的酒精虫胶漆(有的厂徐硝基磁漆),使管体与加强帽结合更紧,同时也将该处的浮药进行钝化,以确保雷管使用的安全。有的漆液浓度过稀、为保证雷管涂漆的质量,漆液的浓度一定要严格控制在规定的范围,并要注意涂漆冲子头部的形状及与雷管口部的同心性,以保证漆液流量均匀。这次检测中,凡震动洒药粉的雷管,其结合缝涂漆都不太好: 过少,不能将加强帽牢牢地固定在雷管内壁;有的没有涂漆,所以经受不住震动的考验。3、压合压力小。压合压力的大小,对起爆药的压药密度和雷管的发火感度及震动的安全性都有影响。目前,我国生产雷管的压合工艺有定压法和定位法两种。一般讲,定压法使雷管中起爆药的压药密度比较均匀,对雷管的发火感度和震动试验都有好处。而定位压药,当雷管的装药量少时,因所受的力小,药剂密度也就小,成疏松状态,故震动时容易洒药。这次出现洒药粉的雷管大部分压合压力都小。4、加强帽的材质过硬。加强帽在压合时,由于所用材质不同,其变形程度也不同。材质软的,易变形,可与管体贴紧,不易洒药;反之,易造成酒药。在这次评比检测中发现,凡洒药粉的雷管的加强帽大都未变形,使加强帽与管壳间存有间隙,故达不到震动要求。究其原因,加强帽为铁制的,又未经任何处理,材质过硬所致。由此可见,若采用铁加强州,必须进行退火处理,以消除其内应力,增加定的韧性,使压合后加强帽有一定的向外扩张变形,对解决洒药粉有一定的益处。2.2.3 外观及尺寸问题主要是管体浮药,管体开裂,其它如药柱掉渣、传火孔被漆或金属片堵死,空位尺寸不足传火孔小等也有发生。此外,有些外观疵病在标准中未作规定,如管内卡纸、翘边、药柱底部未涂漆、管内壁结合缝未涂漆等,实际上这些疵病对产品都有影响。3 药剂的选择和使用火焰雷管的装药分别为沥青 LTNR、糊精氮化铅和特屈儿（CE），其装药具体情况如表 3.1.表 3.1 药剂装药名称沥青 LTNR糊精氮化铅加强帽炸药（CE）管壳一次炸药（CE）官可二次炸药（CE）药量（mg）301020010301060103010压力（Mpa）302.5552.51005602.52.1 点火药本设计雷管的点火药为沥青 LTNR，化学名为三硝基间苯二酚铅，又称斯蒂芬酸铅，是一种弱起爆药，起爆力较小，它的火焰感度好并且又无腐蚀性。在火焰雷管中，将它装在氮化铅上面，以弥补氮化铅火焰感度差的缺点。2.2 起爆药本设计雷管起爆药为糊精氮化铅，分子式 Pb（N3）2，氮化铅爆轰成长期快，单位时间内放出的能量大，起爆能力强，并且不易吸潮，不易分解，具有良好的安定性，故便于长期储存，但它的火焰感度和针刺感度比较低，通常在装配火焰雷管时，将沥青 LTNR 压在氮化铅表面，用以点燃氮化铅。2.3 猛炸药本设计的猛炸药为特屈儿（CE），化学名称叫三硝基苯甲硝铵，其既为芳香族化合物又是硝铵类化合物。特屈儿为白色晶体，但在光的作用下很快变为浅黄色，化学纯的特屈儿熔点为 129.45，工业品的熔点为 127.9.特屈儿的机械感度显著地高于 TNT，但是低于 RDX 在常用炸药中属于中等程度，由于感度偏高一般不作为主装药。2.4 药量经过计算，遵守零氧平衡原则，本设计点火药装药量为 40mg，装药压力30Mpa。起爆药装药量 40mg，猛炸药装药量 30mg，装药压力为 50Mpa。4 材料和尺寸的确定4.1 火焰雷管尺寸火焰雷管高度为 10.3，直径为 5.1，如图 4.1.图 4.1 火焰雷管结构图4.2 材料的选择火焰雷管的零件主要是雷管壳、加强帽和绸垫。4.2.1 雷管壳用铜镍合金材料冲压而成的圆筒。因为铜镍合金的强度较大，延展性好，易于冲压。4.2.2 加强帽用铝片冲制而成，加强帽底部中心有-传火孔，其孔径一般取 2.5mm。便于火焰能量传递。4.2.3 绸垫用特种工业绸制成，垫传火孔内面，以防止撒药。5 雷管装配工艺流程5.1 工艺流程图绸垫下料 加强帽入收集器绸垫装入加强帽 加强帽入模 装沥青 LTNR 压药 装糊精氮化铅检查 去浮药 退模 压药 装 CE压合 装 CE 压药 装 CE 管壳入模退模 去浮药 检查 包装 入库图 5.1 火焰雷管工艺流程图5.2 火焰雷管主要工序5.2.1 绸垫下料绸垫装入加强帽是为了既不撒药，又可增加耐振性，故绸垫直径应稍大于加强帽直径，绸子在下料前应用电熨斗熨平，按照尺寸要求剪裁下料，然后，夹在绸垫下料模中，放进绸垫下料机上进行冲裁。下料后的绸垫不许有缺圆或者抽丝、并丝、脏污现象。5.2.2 加强帽入模为了不使加强帽直径在压药时胀大，把垫好的加强帽转装和压入钢制模具中。5.2.3 火焰雷管装、压药工艺本设计火焰雷管采用“五装四压”“一装”沥青 LTNR，然后火焰雷管进行“一压”，压力为 302.5Mpa，“一压”保证了火焰雷管的感度，同时也防止“二装”时糊精氮化铅渗进传火孔，影响安全生产和产品感度。“二装”糊精氮化铅，马上压药是不安全的，要“三装”少量的猛炸药特屈儿（CE）后再压（“二压”），压药压力为 552.5Mpa。这样能保证起爆能力逐渐扩大，生产也较安全。这是通过“三装二压”完成了加强帽部分的装药。为了更好的保证压合后的压药高度或者浓度保持一致，对去浮药后的“三装二压”加强帽的药面高度进行认真检查。雷管壳中装入特屈儿（“四装”），采用压力为 1005Mpa（“三压”）来保证雷管输出足够的起爆能力，在雷管壳中再装入特屈儿（“五装”）后，将“三装二压”的加强帽扣在“五装”后的雷管壳上，进行压合（“四压”），压药压力为 602.5Mpa，这就可以保证雷管本身爆轰能量逐渐扩大，同时保证雷管壳与加强帽的紧密结合，并能增加压合时的安全性及运输，使用时的耐震性。5.2.4 模具涂蜡生产中的模具，除机械加工精度外，在装配使用时的清擦、涂蜡及维护也十分重要，否则会影响模具寿命和产品质量，而且可能造成意外事故。5.2.5 加强帽去浮药及检验加强帽在装、压药过程中，表面容易积存起爆药及炸药的粉尘，如不及时处理，不 但会影响产品质量，还可能导致爆炸亊故，去浮药的方法是把“三装二压”的加强帽放 进专用的防护装置内，再用压缩空气（0.40.5MPa)进行吹风，为了保证产品质量，压缩空气必须清洁干燥、无油污、水分或其它杂质。去浮药后，对加强帽进行质量检查， 剔除变形量大、药面脏污、漏装药或少装药，以及用吹风方法去除的沾有附药或脏污的产品。5.2.6 滚光及筛分本设计火焰雷管滚光所用的木屑规格为 2X2X2mm:，含水量不大于 14%。滚光机转速为 2030 转/分，滚光时间 515min，筛分逨度为 814 次/分，时间以完全分离为原则。5.2.7 涂漆本设计火焰雷管结合缝处涂浓度为 50%的虫胶漆，传火孔与雷管壳的其他地方则不允许涂漆，涂漆质量要求为漆层均匀，无杂志和无漏漆。5.2.8 检查雷管的检查一般包括尺寸和外观检查。尺寸检查一般用卡规、样圈、百分表等进行， 也可以用光学仪器进行，尺寸检查的量具必须定期校对。外观检验目的是为了保证雷管 的战术要求和长期贮存。在检验过程中，那些有影响性能、不符合产品图纸要求的外观 疵病（例如裂缝、夹灰、皱折、毛刺、锈蚀、脏污、严重刮铝、氮化