摘要:火工品在专业领域中的应用过程中具有相当大的危险性,工作人员需要采取科学、专业的策略对操作的各个环节进行全面性的监管和控制。因为国内外对火工品的安全因素的研究是较少,没有形成相关的系统的不足,基于典型的敏感性因素分析的结构、功能原理,并提出火工品安全的防护措施。针对我国对火工品的安全性的探究还不够完善。为此,本文通过分析火工品安全性的影响因素,做出对火工品装配安全性简要探究,提出合理科学的保护防范措施,为火工品的装配提出理论参考。
关键词:火工品;安全性;措施;
一、火工品种类
火工品种类繁多,有多种不同的分类方法。按输出特性可分为引燃火工品、引爆火工品;按结构的状况可分为简单火工品和复杂火工品;按输入激发能形式可分为机械能激发火工品、热能激发火品、电能激发火工品、光能激发火工品、化学能激发火工品和爆轰能激发火工品。造成火工品意外失效的影响因素与激发火工品所提供的外界初始能源形式有关。作为首发火工品时,靠机械能(击针)起爆;用作中间火工品时,大多用热能起爆．同样包括用电能、光能与爆轰能激发的火工品。
二、火工品影响因素分析
1.机械能火工品
机械能火工品在受到摩擦、针刺和撞击的作用下,发火引爆炸药。其中摩擦类包括拉发雷管和拉火管,针刺类包括雷管和火帽,撞击类包括火帽和底火。机械火工品在不同作用方式下的丁作原理相同,以一种具有代表性的针刺雷管进行说明。
2.热能火工品
热能火工品在受到上一级火__丁品作用产生的火焰和绝热压缩下,引起发火。热能火工品主要包括火焰和绝热压缩两大类。火焰类包括导火索和火焰雷管,绝热压缩类包括压空火帽等。火焰雷管输入端覆盖有绸垫。当火帽产生的火焰由绸垫上方小孔传人引爆三硝基间苯二酚铅从而引爆起爆药和猛炸药。
3.电能火工品
电能激发的火工品主要包括电雷管、底火及各种点火具,主要有电流发火和击穿发火两种作朋方式。
(1)电流发火
以具有代表性的灼热桥丝式电雷管进行说明。当电流通过桥丝时,桥丝发热,以热量的方式引爆用闸的起爆药。桥丝式电火工品中的两根金属引线分别与桥丝两端相连。处于电磁场中时,引线起到了天线的作用,能够吸收电磁场中的射频能,导致电火工品意外发火或失效。人体静电也是引起电火工品意外发火的一个重要因素。当聚集了静电的人体与火工品直接或间接接触时,就有可能使火工品内部造成静电放电。
(2)击穿发火
在火花式电雷管两极问加的电压超过某一临界值时,介质将失去绝缘特性,在几十ns时间内,电阻可从数百亿Ω降至几Ω,电流可突升至几十至几百A,这样大的电流通过两极问引起火花式电弧,使雷管爆炸。静电的高电压,虽然能量不大,但在适当的条件下,足以起爆火花式电火工品。此外一些绝缘物体带电,它产车间粉状炸药流动时产生的静电等等,电压都较高,这种静电能够直接引爆火花式电火工品。
4.化学能激发火工品
化学能火品指的是在作用时通过化学反应,达到引发点火的目的。使用时拧紧螺盖挤碎玻璃瓶,使酸液从四个孔渗人反应室,延期杆暴露部分被逐步腐蚀,开始计时。当延期杆被腐蚀断时释放击针,击针在击针簧推力下戳击火帽,最后起爆主装药。从上述分析可知,化学能火工品的安全性影响因素主要与化学药剂的性质和击针的正常动作有关。因此,温度、湿度、霉菌、振动、跌落和碰撞等均能影响化学火工品的正常作用。
5.光能火工品
光能火工品的作用采用的是激光点火,而激光点火属于热点点火机理。当能量较高的激光束照射到药剂表面上,除去部分被反射外,其余部分被药吸收,转变为热能,使药温升高,达到药剂发火点而被引发。激光器产生的激光,经过光学纤维的传播,最后由点火剂吸收入射激光并达到其自燃温度时药剂发火。在激光发火装置上面需密封一块光学性能优良,能传播红外光的窗口玻璃窗,它的作用是从光纤平行地接收激光束。南激光发火装置原理可知,影响光能火工品的安全性因素主要与温度有关。
三、火工品的安全防护措施
1.AOIP发射单元系统设计用于在用户安全受到威胁的火工元件上产生精确的电流信号。仪器中嵌入了多种保护措施,以确保在任何关键环境中,特别是在烟火区域内的安全性。电子点火装置可用于涉及火工元件的各种应用:仪器化测试;性能测试;产品线测试(带过程自动化)。烟火欧姆表/安全兆欧表适用于火工元件的测量。仪器执行4线连续性和/或绝缘测量,允许消除线路电阻并获得准确的测量值。烟火的测量条件包括:测量电流远低于非火电流;仅在激活的测量周期内连接到测试线;释放残余电荷。
2.塑料点火器线(PIC)是一种用于启动爆炸装置或充电的保险丝。在外观上,点火器线类似于安全保险丝,并且当点燃时,强烈的火焰在沿着其长度燃烧时以均匀的速率垂直于线缆吐出。结构中的点火线类似于安全保险丝,其由芯部的烟火组合物包裹,用尼龙护套包裹以提供形状,并包裹在外部塑料外壳中以提供防水性。通常,点火器线还包括位于烟火芯的正中心的金属线,该金属线也在电线的整个长度上延伸;烟火组合物将与金属线(通常为铝、铁或铜)反应,以增加保险丝的能量。有两种类型的PIC:快速型,其标称燃烧速度为每秒30厘米,直径约为3毫米,颜色为褐色;慢速型,直径为2毫米,颜色为绿色,标称燃烧速度为每秒3厘米。
3.静电绝缘测试仪的主要功能是快速检查操作员和地板之间的电荷、绝缘电阻。它还可以测试用于防止静电危害的设备和配件。操作员积聚的静电可能导致所用产品的质量下降或设备某些部件的故障。在某些情况下,静电也可能对操作员的安全或环境造成危险。通过使用将静电荷带到地面的导电设备可以防止这些风险。操作员通常穿导电鞋,地板采用建筑材料制成或用导电布覆盖。
4.安全性措施及设计;火工品在运输过程中受到振动、冲击是难免的。所以对汽车的平顺性有很高的要求。汽车平顺性是汽车的一个主要性能。由于路面不平度随机变化,因此使运输车辆产生的是随机振动,有关汽车理论分析,汽车变速器的振动主要是10hz以下宽带随机振动。所以在设计时应首先根据火工品的振动、冲击指标分析所选车型载车的平顺性试验结果,必须选用满足安全系数要求的运输载车。如果仍然不能满足要求,也可以通过火工品的本身安全系数或火工品与包装隔离、缓冲和其他措施来实现,保证火工品的安全运输。除此之外,各种火工品对热量的敏感性不同,都有其适当的存储温度、湿度范围。
5.火工品装载安全;火工品是非常危险的物品所以在运输时需要安全紧固。不管火工品安装在什么地方,都必须采取确保运输是安全的情况下运行,避免跳上跳下,前后摆动导致意外爆炸致使不必要的伤亡。针对火工品的危险性还可以做出一些措施。如果所选排气管出口加装防火罩的运输载车,可以将火工品的危险性大大降低。在运输车外显著位置喷涂或安装爆炸品的警示标识,让人们清楚的看见这是危险品要远离。运输车内部和外部可能危及人的安全及设备安全部件,要有“禁止烟花”“小心碰头”等安全警告标识。为了避免事故的突发性车内配置一定数量且便于取放的灭火器。
结束语
火工品是点火与引导装置的关键元件,起到引爆或引燃的作用。但同时,其功能与作用也会产生一定的安全隐患。本文对火工品安全性的各种影响因素进行了分析,并提出了相应的安全防护措施。
参考文献:
[1]夏建才,刘丽梅．火工品制造,北京:北京理大学出版社,2009
[2]常悦,高聪杰,陈志文,等．电火工品电磁脉冲危害检测及评估方法研究,弹箭与制导学报,2007