徐 平 唐書升

重慶順安爆破器材有限公司(重慶,400707)

1 目前國內(nèi)塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)現(xiàn)狀

塑料導(dǎo)爆管是非電起爆系統(tǒng)中的一種新器材，我國于1978 年開始生產(chǎn)[1]。在民用爆破器材生產(chǎn)中，塑料導(dǎo)爆管的生產(chǎn)一直被人們認為是相對安全的，但在2008年初西南某民爆生產(chǎn)企業(yè)塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)車間發(fā)生爆炸事故，造成1人重傷3人輕傷，引起業(yè)內(nèi)對導(dǎo)爆管生產(chǎn)安全性的關(guān)注。

經(jīng)過30余年的研究發(fā)展，國內(nèi)導(dǎo)爆管的生產(chǎn)已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗和相對成熟的工藝，目前國內(nèi)塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)的工藝流程基本如圖1所示。

圖1 塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)的工藝流程

導(dǎo)爆藥是一種由猛炸藥黑索今(RDX)或奧克托今(HMX)、易燃鋁粉和其它改性物粉末按一定比例組成的混合藥劑，在生產(chǎn)過程中用到的設(shè)備主要有下藥機、擠塑機和收管機或在線切分機。

在生產(chǎn)過程中，導(dǎo)爆藥的主要存放部位是下藥機的盛藥部分，由于受到對導(dǎo)爆藥爆炸危害性認識的限制，基本暴露在空氣中，無任何防護。在科工爆[2007]684號文件《民用爆破器材專用生產(chǎn)設(shè)備安全使用年限管理規(guī)定》中，把導(dǎo)爆管生產(chǎn)的制管機列為Ⅲ類設(shè)備，即用于具有燃燒危險的原料加工或不直接接觸危險品的專用設(shè)備，自設(shè)備安裝之日起最長使用年限為15 年?？梢娫陂L期的生產(chǎn)管理中，并沒有意識到導(dǎo)爆藥一旦發(fā)生意外爆炸事故，會對現(xiàn)場操作人員造成傷害。

2 安全事故原因分析

對于塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)過程中的安全事故原因分析，在國內(nèi)鮮有報道，為探尋其中的原因，做了一系列的試驗。

生產(chǎn)中主要危險品為生產(chǎn)用導(dǎo)爆藥，其主要成分是猛炸藥，以黑索今(RDX)為例，為白色粉狀結(jié)晶，熔點204.5～205.0℃，熔化時分解，晶體密度1.816 g/cm3。黑索今的爆速較高,密度1.796 g/cm3時爆速為8741 m/s。爆熱為6025 kJ/kg，自燃溫度234.0℃。

塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)設(shè)備如圖2所示。在正常的生產(chǎn)中，導(dǎo)爆藥從下藥裝置中經(jīng)振動均勻落入導(dǎo)料管中，離導(dǎo)爆藥最近的熱源為機頭，機頭的溫度一般設(shè)定為145～155℃，藥劑從導(dǎo)料管中落下到圖中A處粘附到塑料管上的時間極短，基本不會對藥劑產(chǎn)生加熱作用，所以生產(chǎn)是相對安全的。

但是，如果生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常情況。如：藥劑在圖2中A處發(fā)生堵塞，并未及時關(guān)閉下藥裝置，就會導(dǎo)致藥劑一直從A處向上堆積至導(dǎo)料管中，同時由于機器的振動會使藥劑有一定的堆積密度，此時若機頭部分溫度失控，機頭溫度持續(xù)上升，持續(xù)給藥劑加熱，由于熱量的積累，到達藥劑的爆發(fā)點，堵塞的藥劑發(fā)生爆炸，向上引爆下藥裝置中的更多藥劑，從而發(fā)生事故。

1-導(dǎo)料管；2-芯模；3-機頭；4-上模；5-口模；6-調(diào)整螺釘；7-調(diào)整壓板；8-上壓板

試驗證明，當(dāng)導(dǎo)料管中藥劑堵塞量為0.8g，機頭溫度上升至205℃時，就可以引爆堵塞的藥劑，并足以引爆藥斗中的存藥。

同時不排除生產(chǎn)現(xiàn)場的雜散電流、靜電、生產(chǎn)人員的誤操作等原因造成事故的可能。

3 塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)過程中的安全防護措施

3.1 安全防護裝置

無論是哪種原因?qū)е碌陌踩鹿?，藥斗作為藥劑的主要存放部位，最大存藥量可達到20g，是生產(chǎn)現(xiàn)場的重大危險源，對其進行安全防護是完全有必要的。

經(jīng)過一系列試驗，為確保在藥斗內(nèi)最大存藥量時發(fā)生事故而現(xiàn)場操作人員不發(fā)生重傷，選擇以鋼板和防彈玻璃組合設(shè)計成下藥安全防護裝置，如圖3所示。圖3中1用鋼板制成， 2～7均用防彈玻璃制成。

此設(shè)計的優(yōu)點是：(1)鋼板和防彈玻璃的組合能使防護裝置有足夠的防護能力，保護藥斗內(nèi)藥劑在發(fā)生爆炸事故時，操作人員盡可能不受沖擊波和破片的傷害；(2)設(shè)計中預(yù)留了必要的觀察孔、透光孔、加藥孔，保證了有足夠的采光可以觀察到藥斗內(nèi)藥的存量，并能方便加藥；(3)預(yù)留防護裝置的上下兩個端面為泄爆面，生產(chǎn)過程中，操作人員的工作范圍分布在防護裝置的四周，藥斗內(nèi)藥劑在發(fā)生爆炸事故時，操作人員可避免受到?jīng)_擊波和破片的直接傷害。

3.2 加熱機頭的溫度控制

加熱機頭是生產(chǎn)中與藥劑最接近的熱源，也是生產(chǎn)過程中發(fā)生堵藥情況后導(dǎo)致藥劑被加熱的直接熱源。機頭部分是由電熱線圈加熱，由熱電偶探測其溫度，并控制加熱開關(guān)的通斷。熱電偶的性能至關(guān)重要，所以在機頭安裝了雙電偶雙溫度數(shù)字顯示屏，可以保證在一支電偶失效后，另一支電偶確保機頭溫度的正常。經(jīng)過約一年半的使用情況來看，該雙電偶溫控系統(tǒng)運行正常、可靠。

1-框架；2-正面窗口外擋板；3-正面窗口內(nèi)擋板；4-隔板；5-觀察孔擋板；6-加藥窗擋板；7-透光孔

3.3 機頭堵藥安全連鎖自動控制及在線藥量顯示

塑料導(dǎo)爆管是內(nèi)壁附有極薄層導(dǎo)爆藥粉的低密度聚乙烯塑料空心軟管，由于導(dǎo)爆藥為黑色粉末狀混合物，所以導(dǎo)爆管外觀為淺黑色，如果生產(chǎn)過程中在圖2所示的A處發(fā)生堵藥，就會導(dǎo)致拉制出圓柱狀白色塑料管。根據(jù)其透光特性，選擇合適的傳感器，對導(dǎo)爆管內(nèi)微小藥劑變化進行識別。檢測出的信號經(jīng)變送器放大，具有NPN型，開關(guān)輸出量作為控制信號。經(jīng)安裝使用后，導(dǎo)爆管內(nèi)無藥劑時設(shè)為基準值，以此作為變送放大器記憶值；有藥劑時，信號大于此基準值，傳感器輸出控制信號。

安裝在A段導(dǎo)爆管的傳感器將導(dǎo)爆管內(nèi)有無藥劑的檢測信號傳輸?shù)椒糯笞兯推?，?jīng)運算比較，檢測信號小于基準值時控制信號輸出一信號，該信號控制斷路器將拉制機的加藥機、振動機、機頭加熱器等的主電源接觸器控制線圈斷電，從而使機頭上導(dǎo)料管中的藥劑不會被繼續(xù)加熱，并停止加藥及振動，同時發(fā)出聲光報警，此時收管機、擠塑機仍然工作，達到了系統(tǒng)堵藥安全連鎖自動控制的目的。

將多臺導(dǎo)爆管拉制機的傳感器與PLC組成導(dǎo)爆管拉制機堵藥安全連鎖系統(tǒng)，因為采用了PLC作為控制器，故控制方式上可比單臺導(dǎo)爆管拉制機堵藥安全連鎖自動控制系統(tǒng)采取更先進的方式。

以單位長度的A段導(dǎo)爆管為單位，對其進行連續(xù)采樣(高采樣頻率帶來高精度)，通過一系列復(fù)雜的控制和運算之后得出A段導(dǎo)爆管內(nèi)藥量的大小，將其除以A段導(dǎo)爆管內(nèi)壁面積，得出單位面積內(nèi)的藥量值，此藥量值與設(shè)定值比較、判斷后輸出，即可實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制。

由于采用合適的傳感器模擬輸出，可方便對當(dāng)前單位長度的A段導(dǎo)爆管連續(xù)采樣，并經(jīng)一系列復(fù)雜的公式運算之后，便可與A段導(dǎo)爆管內(nèi)藥量值相對應(yīng)，通過控制器的模擬輸出，輸出到LED顯示器上，實現(xiàn)藥量的在線顯示。

通過試驗和運用實踐，該堵藥安全連鎖自動控制及在線藥量顯示系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵在于：(1)選擇合適的傳感器，使其能夠檢測圓柱狀空心白色塑料管的內(nèi)壁的極少、極薄(內(nèi)壁僅0.2μm厚藥劑)的淺黑色含金屬粉末的導(dǎo)爆藥，這是系統(tǒng)的關(guān)鍵；(2)及時調(diào)整檢測信號基準值。由于生產(chǎn)過程中低密度聚乙烯塑料材料質(zhì)量的波動、聚乙烯塑料(為非晶體)熔化溫度的不恒定、導(dǎo)爆藥質(zhì)量的波動等各方面的因素，會導(dǎo)致透光率的不同，因此會導(dǎo)致基準信號不易確定，故要盡量保持各種原材料的穩(wěn)定性并及時調(diào)整信號基準值；(3)要解決好系統(tǒng)的誤動作問題。由于機器的振動、加藥機下藥不均勻、開停機時無下藥、系統(tǒng)內(nèi)多臺機器的相互干擾等情況，可能導(dǎo)致系統(tǒng)誤報警誤動作，因此設(shè)計合理的程序是系統(tǒng)正常運行的關(guān)鍵。

3.4 現(xiàn)場操作過程中的注意事項

3.4.1藥劑的處理

導(dǎo)爆藥是粒度很細的猛炸藥、金屬鋁粉和其它改性物粉末混合而成的，由于分子之間產(chǎn)生引力，極易相互吸附而集結(jié)成粉團，所以要經(jīng)過足夠長時間的干燥，使其水分控制在0.2‰以下，經(jīng)篩分后盛裝在導(dǎo)靜電的膠筒，放置足夠長的時間，以導(dǎo)走其靜電。

文獻[2]中提到為提高混合藥粉的流散性能，往混合藥粉中加入0.25%～0.50%硬脂酸鈉工藝附加物后再混合30min，這種流動性能較好的物料粉末能裹在大多數(shù)炸藥粉顆粒外面, 從而提高混合藥粉的流散性能。

3.4.2生產(chǎn)過程中發(fā)生堵藥情況時的應(yīng)急處理

導(dǎo)爆管拉制過程中應(yīng)隨時檢查下藥針管藥劑的下落情況，并視情況捏扁針管口的塑料管以粘掉針管口積聚的藥粉，或使用橡膠棒輕輕敲擊振動下藥管等預(yù)防措施，防止堵藥現(xiàn)象的發(fā)生。

當(dāng)下藥針管發(fā)生輕微堵藥時，可捏扁圖中A處下端的塑料管，使塑料管在拉制過程中產(chǎn)生負壓，從而帶走堵在針頭處或針管中的少量藥粉，如果無效可使用橡膠棒輕輕敲擊讓其疏通，敲擊時應(yīng)控制敲擊振動幅度，嚴禁猛烈敲擊、振動。

當(dāng)下藥針管完全堵藥，采取上述方法仍然不能解決時，應(yīng)立即停機關(guān)掉下藥、振動裝置和擠塑機，并切斷機頭加熱電源，待機頭溫度降至100℃以下時先將針管接頭部位的藥塵用潤濕毛巾擦抹干凈，適當(dāng)潤濕連接部位后拆換下藥針管。下藥針管堵藥時嚴禁使用金屬材質(zhì)的棍棒敲擊，嚴禁使用鋼絲等工具直接進行疏通。

4 結(jié)論

本文通過對塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)過程中安全事故原因的分析，提出了生產(chǎn)過程中的一系列安全防護措施，特別是針對行業(yè)向技術(shù)化、自動化、本質(zhì)化安全發(fā)展的趨勢，機頭堵藥安全連鎖自動控制及在線藥量顯示系統(tǒng)將是導(dǎo)爆管生產(chǎn)的發(fā)展方向。

[1] 金清肅，劉建業(yè)，朱維璐，等.塑料導(dǎo)爆管自動分切機[J].火工品，2006(1)：52-54.

[2] 余來水.塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)中的問題及其解決辦法[J].爆破器材，1995,24(1)：37-38.