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双色球连号走势图网易:爆炸焊接銨油炸藥現場混裝技術與裝備的研究與應用

2016-06-01 09:25:22 責任編輯:崔瑋娜

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(北京礦冶研究總院北礦億博,北京,100160)

摘  要:結合金屬板材爆炸焊接炸藥的特性以及現場混裝炸藥技術特點,研究開發了一種采用硝銨與柴油冷混工藝技術生產爆炸焊接用粉狀銨油炸藥的技術和裝備,并成功實現了工業化應用,拓展了現場混裝技術的應用領域。

關鍵詞:爆炸焊接;混裝車;地面站;銨油炸藥;安全

 

1引言

爆炸焊接是利用炸藥爆炸瞬間產生的巨大能量作為能源使金屬產生塑性變形、熔化,并達到原子間結合的一種嶄新焊接技術。爆炸焊接而成的金屬復合材料具有單一金屬材料不可比擬的綜合性能和性價比。目前,包括我國在內為數不多的幾個國家利用爆炸焊接技術進行產品的開發和生產,其產品大量地應用于石油、化工、冶金、機械、造船等工業領域,而我國爆炸焊接金屬板材產量超過全世界產量的50%。

眾多學者的研究表明,影響爆炸焊接產品質量的因素除復合金屬的材質、焊接工藝技術外,還與炸藥性能密切相關,筆者單位在國內外首次將炸藥現場混裝技術引入爆炸焊接行業,實現了爆炸焊接用粉狀炸藥的現場混制[1~5]。

2爆炸焊接現場混裝銨油炸藥配方研究

金屬板材爆炸焊接結合面通常有大波狀、小波狀和微波狀三種結合形態,其中以微波狀結合面的結合強度最高、質量最好。在爆炸焊接工藝和方法相同的情況下,導致結合面形態不同的主要原因是炸藥爆速不穩定。因此控制炸藥的爆轟速度,使飛板獲得足以保證焊接質量的穩定的爆炸能量,成為控制爆炸焊接質量的關鍵。用于金屬板材爆炸焊接的炸藥俗稱三低炸藥(即低密度、低爆速、低猛度),國內外多采用向成品粉狀炸藥中加入調節劑而成,降低其密度和爆速后使用,常用成品炸藥有2號巖石硝銨炸藥、膨化炸藥等。要求三低炸藥性能滿足如下特點:(1)具有雷管感度;(2)爆速為1800~2500m/s;(3)堆積密度為0.50~O.70g/cm3;(4)猛度小于10mm。

試驗研究了硝銨粒度范圍和密度調節劑含量不同對炸藥性能的影響。結果表明,硝銨粒度越細、密度調節劑加入量越少,最終產品的密度大、爆速高、猛度大、傳爆性能好,產品密度與爆速關系如圖l所示,最終確定了表1所示工藝配方。

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本項研究由地面站和混裝車兩部分組成,在地面站完成炸藥原料或半成品的準備,即完成多孔粒狀硝銨破碎后與密度調節劑的均勻混合,然后裝入混裝車硝銨料倉內,最后按需裝載柴油。在爆破作業現場,通過車載系統將上述兩種物料按比例混合,直接出料到鋼板上,實現爆炸焊接銨油炸藥的現場混制。在運輸和使用過程中只涉及炸藥半成品,避免了成品炸藥的運輸、二次加工和使用,本質安全性高[6,7]。

3地面站的設計

地面站是炸藥現場混裝車配套使用的技術和裝備,包括上料系統和輔助設施。上料系統由皮帶輸送機、破碎機、螺旋輸送機、調節劑儲存與計量系統、除塵系統和自動控制系統等組成,生產設備布置如圖2所示。上料系統設計了引風除沉裝置,可有效避免硝銨破碎過程中產生粉塵,使上作環境整潔。在硝銨投料口加裝不銹鋼防護欄確保操作人員安全,加裝除鐵裝置確保破碎機運轉安全,并對破碎機軸承通冷卻水,防止軸承長時間工作過熱發生危險,有利于安全生產。輔助設施包括硝銨庫房、調節劑庫房、車庫、辦公牢、消費、防雷以及安防設施等。

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鑒于硝銨粒度和添加劑含量對炸藥性能影響很大,因此地面站上料系統控制關鍵是確保多孔粒狀硝銨粒度范圍和加入密度調節劑滿足工藝配方要求,確保半成品質量穩定。

4 BCJX銨油炸藥現場混裝車的設計

與球粒狀多孔粉狀硝銨相比較,破碎后的多孔粒狀硝銨為多邊形結構,表面的防潮防結塊涂層被破壞后,極易吸濕結塊,靜態堆積角超過80°,流散性急劇下降,采用料倉固定式的常規銨油炸藥現場混裝車不能正常工作,出現出料不暢、配比不準、產品性能不穩定,甚至產生廢品等現象。面對上述難題,通過大量調研后借鑒水泥攪拌車的工作原理,開發出一種硝銨料倉可旋轉的新型銨油炸藥現場混裝車,將硝銨因靜態堆積失穩出料變革為動態滾動出料。料倉正向旋轉實現進料,反向旋轉實現出料,在料倉旋轉過程中結塊物料被翻轉和破碎,出料更加均勻,可滿足粉狀銨油炸藥生產的需要。

本項目研制的BCJX型銨油炸藥混裝車由汽車底盤和裝藥系統組成,其中裝藥系統包括硝銨進料系統、硝銨儲存輸送系統、柴油儲存輸送系統、液壓系統以及動態監控信息系統。為提高混裝車工藝配比和計量精確性,在柴油輸送管路上安裝數字流量計,應用電液比例控制技術精確控制配比;設計了粉狀物料中間料倉,并在中間料倉上加裝料位計,確保粉狀料位基本穩定,提高了計量精度,主要性能參數見表2,混裝車在地面站上料現場,上料過程自動化程度高,無需干預(如圖3所示)。

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混裝車動態監控信息系統除實現生產數據的實時采集,定時、自動上傳至行業主管部門外,還對生產過程中關鍵工藝參數實施在線監測,一旦發現液壓油超溫、粉狀物料斷料、柴油斷流等情況,立即發出聲光報警并延時自動停車,確保產品質量穩定可靠。

此外,混裝車控制系統系統定時采集設備狀態參數,隨生產數據上傳至混裝車企業管理平臺,與平臺數據庫設定參數進行對比,發現超出設定范圍,將發出報警提示作業人員設備故障需維護,避免混裝車帶病作業;混裝車研制單位可根據報警信息遠程判斷故障原因,指導用戶進行維護保養,確保生產過程安全可靠。

工業應

該項研究成果已在四川通達化工有限公司宜賓分公司進行應用,生產的爆炸焊接用粉狀銨油炸藥經國家安全生產淮北檢測中心檢驗,完全達到了企業標準要求,與市場上常用的成品炸藥的性能對比結果見表3。

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BCJX型銨油炸藥現場混裝車在金屬板材爆炸焊接現場的工作狀態,通過操作手柄將混合螺旋擺出到鋼板上方,輸入單孔藥量后,點擊裝藥開始即可,達到設定藥量后自動停止。制藥過程僅需2~3人即可,自動化程度高,勞動強度低,減少了成品炸藥的運輸和使用,有利于社會公共安全(如圖4所示)。

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在應用該項成果開展金屬板材爆炸焊接初期,也曾出現過金屬表面燒蝕嚴重,顏色不均勻或焊接質量不穩定等現象。深入分析仍是炸藥性能不穩定所致,采取高效固液混合技術等多項措施提高產品均勻性,提高金屬板材復合質量,最終得到了用戶的認可。

6結論

該項研究成果的成功應用表明,采用將多孔粉狀硝銨破碎后與柴油冷混生產金屬板材爆炸焊接用粉狀銨油炸藥工藝技術是可行的,具有高效、安全、低成本等優點,擴大了現場混裝技術的應用領域,符合民爆行業發展方向。

參考文獻

[1]王耀華.金屬板材爆炸焊接研究與實踐[M].北京:國防工業出版社,1985.

[2]王建民,朱錫,劉潤泉.爆炸焊接的應用與發展[J].材料導報,2006,20(1):41~45.

[3]田建勝,陳青術.爆炸焊接專用炸藥實驗研究[J].工程爆破,2008,14(3):59~62.

[4]岳宗洪,李亞,韓剛.爆炸焊接專用炸藥的研究與應用[J].工程爆破,2011,17(2):73~75.

[5]王勇,張越舉.趙恩軍等.金屬爆炸焊接用低爆速膨化銨油炸藥實驗研究[J].含能材料,2009,17(3):326~329.

[6]聶云端.爆炸焊接專用粉狀低爆速炸藥的研制[J].爆破,2005,22(2):106~108.

[7]孫光,熊代余,龔兵等.粉狀銨油炸藥現場混裝車的設計與應用[J].爆破器材,2013,42(5):27~30.

摘自《中國爆破新進展》