乳化炸藥微觀結(jié)構(gòu)及性能影響分析

李耀勝 周小山 楊龍海 賀陽

摘要：乳化炸藥是工業(yè)上常用的炸藥，是工業(yè)上應(yīng)用最廣泛的炸藥之一，也是性能最突出的炸藥之一。規(guī)?；a(chǎn)的大量炸藥基本可以滿足我國不?同爆破工程的需要。為了更高效地生產(chǎn)乳化炸藥，我國發(fā)達城市的企業(yè)通過引進連續(xù)化、自動化生產(chǎn)技術(shù)，對乳化炸藥的生產(chǎn)工藝進行研究，大大提高了產(chǎn)量。但是隨著生產(chǎn)效率的提高，由于人員對生產(chǎn)線的危險因素認識不足、材料和設(shè)備的不確定狀態(tài)和安全管理缺乏等原因，造成企業(yè)設(shè)備、人員生?命財產(chǎn)損失的事故增加。本文分析了某炸藥生產(chǎn)線原材料的風(fēng)險因素，并提出了相應(yīng)的解決方案，以提高員工對風(fēng)險因素的有效理解，規(guī)范員工活動，提高安全水平。

關(guān)鍵詞：乳化炸藥：微觀結(jié)構(gòu)：性能影響

1乳化器的爆炸原因

1.1乳膠基質(zhì)具有爆炸性

在高溫、高壓、密閉的環(huán)境下，因受到微細氣泡、固體雜質(zhì)、氯化物的影響，乳膠基質(zhì)會變得異常敏感。據(jù)調(diào)查，我國大部分乳化炸藥中的乳膠基質(zhì)在?100℃高溫下皆帶有雷管的裝置，雷管爆炸的傳播直徑僅為30mm;在正常狀態(tài)下，如果裝藥的直徑達到?100mm，即可被?8?號雷管引爆。?此時的乳膠基質(zhì)已經(jīng)變成易爆炸品，受到極大沖擊力或長期摩擦作用時，?易發(fā)生分解、燃燒、爆轟，擴大了危險性。

1.2熱點形成

乳化器熱點形成的主要因素如下：設(shè)備的定轉(zhuǎn)子空隙變小產(chǎn)生碰撞，在摩擦力的作用下熱量增加，因而形成熱點;設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)缺乏科學(xué)的設(shè)計，水油相溶液受到強大機械剪切作用下，機械能會發(fā)生轉(zhuǎn)化，變?yōu)闊崮??因保溫系統(tǒng)發(fā)生故障，使得硝酸銨在乳化器中結(jié)晶;外部硬質(zhì)的雜物或者結(jié)構(gòu)的松動進到設(shè)備腔體中，引發(fā)巨大的摩擦力，因而形成了熱點;乳化器中進人一定的空氣，在機械運行過程中氣泡被壓縮。

2內(nèi)相粒子對乳化炸藥的性能的影響

乳化炸藥?w/0?結(jié)構(gòu)的形成過程與內(nèi)部顆粒的大小和分布密切相關(guān)。乳化炸藥的?w/0?結(jié)構(gòu)形成是一個乳化過程。在這一過程中，由于乳化劑的機械和化學(xué)作用，水可以迅速地分離和分散，水滴被乳化劑迅速包圍。乳?化液如果沒有機械效應(yīng)，不可能形成微滴，因此，乳化炸藥中顆粒的內(nèi)相分布取決于機械效應(yīng)的強度和乳化劑的種類和用量。

3油膜的作用及其對性能的影響

油膜由油相結(jié)構(gòu)組成，存在于界面膜之間。它在整個乳化液系統(tǒng)中相互連接可以相互流動。油膜是一個外部連續(xù)的整體，在微觀結(jié)構(gòu)中起著重要的作用。首先，油膜可以與乳液分子的親油性側(cè)吸附，為了提高界面膜?的強度，應(yīng)充分利用油膜與親油性乳化劑之間的相互作用。油膜中的長鏈冷卻液和乳化劑的親油性部分可以形成一種特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，能夠有效地阻止內(nèi)相的結(jié)晶，保護內(nèi)相粒子。它不僅能防止外界水的侵蝕和淋溶，而?且能有效地防止內(nèi)相氧化鹽消融在外水和自身水源中。黏度損失也與油膜的黏度密切相關(guān)，且呈非常正相關(guān)。油膜的流動可以促進乳化炸藥與內(nèi)相顆粒的滑動接觸，提高其韌性，降低相對阻力，顯著降低乳化炸藥的摩擦系數(shù)和硬度。其次，油膜厚度對爆炸等級也有影響，內(nèi)相每一粒子都有一?個最佳的厚度。當(dāng)油膜厚度低于最佳厚度時，內(nèi)相氣化爆炸形成的小液滴不會特別致密，直接導(dǎo)致炸藥燃燒不足或氧化過度物質(zhì)，因此，炸藥的速度和強度將大大降低。

4危險有害因素分析

4.1硝酸銨的燃燒爆炸危險性

硝酸銨是一種很容易失去電子的化學(xué)物質(zhì)，因此，它經(jīng)常被用作氧化劑來制造工業(yè)產(chǎn)品。大約?70%?的乳化炸藥由硝酸銨生產(chǎn)，硝酸銨屬于弱爆炸性物質(zhì)，具有刺激性和助燃性。盡管硝酸銨初始對傳播效應(yīng)非常不敏感，?對機械效應(yīng)也不敏感，但當(dāng)發(fā)生爆炸時，產(chǎn)生的沖擊波可能引起周圍爆炸性物質(zhì)爆炸，導(dǎo)致重大安全事故發(fā)生。因此硝酸銨的運輸和使用必須注意?預(yù)防措施，避免爆炸。預(yù)防措施：建立專用儲存庫并分類存放，安排專人保管物料，在庫房內(nèi)設(shè)置通風(fēng)裝置進行通風(fēng)換氣，對油相物料和硝酸銨進行隔離，防止生產(chǎn)過程中發(fā)生劇烈碰撞。確保硝酸銨輸送螺桿除鐵裝置與?制備水相不儲存過夜。

4.2硝酸銨的腐蝕性和毒性

硝酸銨在室溫下是一種具有腐蝕性和毒性的溶液，其腐蝕性會腐蝕設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施。硝酸銨對人體皮膚、眼、鼻、喉等有強烈刺激作用。大量吸人硝酸銨可引起惡心、嘔吐、頭痛、疲勞等癥狀。過量接觸還可能導(dǎo)致高鐵血紅蛋白，口服可引起劇烈腹痛和嘔吐，嚴(yán)重者可引起血便、休克或?全身抽搐。同時硝酸銨在加熱過程中容易分解，溶解的氮氧化物可能導(dǎo)致?爆炸。預(yù)防措施：采取隔離措施，防止硝酸銨的腐蝕?？蓪T工進行培訓(xùn)，?規(guī)范防護用品的使用，設(shè)備外部進行防銹涂層以及工業(yè)生產(chǎn)采用不銹鋼材料，設(shè)備操作人員應(yīng)使用手套、工作服等防護用品，防止直接接觸硝酸銨。?如果意外接觸，應(yīng)及時送醫(yī)院治療。

4.3油相材料和敏化劑

乳化炸藥中的乳化劑含有多元醇脂肪酸及其加合物，可與復(fù)合蠟混合。?復(fù)合蠟是低成本乳化炸藥的一種特殊油相材料，具有多種乳化效果，乳化劑凡士林作為石油產(chǎn)品，可溶于各種有機溶劑，具有良好的抗氧化性能。?珍珠或玻璃常被用作工業(yè)上的感光劑，無毒無味但易碎。預(yù)防措施：油相物料按可燃物處理，存放于陰涼通風(fēng)處。不得與其他氧化劑一起儲存并遠?離火源，對于致敏物質(zhì)，在運輸過程中應(yīng)檢查藥品的密封情況，以防泄漏和碰撞。

5乳化炸藥乳化器安全預(yù)防策略

5.1加強設(shè)備管理

第一，規(guī)范生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)清晰乳化器的生產(chǎn)、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，?統(tǒng)一所有的安全工藝參數(shù)，建立專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備檢驗部門，對出廠設(shè)備與新定型的乳化器安全運行的時間進行檢驗;認真審核設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)條件?與關(guān)鍵崗位人員的資質(zhì)，并加強對生產(chǎn)過程的監(jiān)管力度。第二，加強維護與保養(yǎng)。建立健全的設(shè)備維護與保養(yǎng)制度，認真落實檢修期間的安全規(guī)定，?確保設(shè)備、人身的安全性;定期更換易損配件，保證原廠生產(chǎn);明確劃分管理部、應(yīng)用部的職責(zé)范圍，認真執(zhí)行檢修計劃;積極做好設(shè)備的平常維護與開班前的檢查;強化生產(chǎn)過程的巡查力度，以免應(yīng)用中產(chǎn)生超負荷的運轉(zhuǎn)。第三，加強生產(chǎn)管理。實時清除水相制備混人的雜質(zhì)，以免異物混進乳化器;開機前進行熱水保溫，實時清除生產(chǎn)漏藥;強化停機時的清洗工作，認真執(zhí)行安全操作規(guī)程。

5.2增強安全連鎖性能

我國乳化炸藥的制作工藝基本達到了自動化、信息化要求，且安全連?鎖性能也得到較大改善，可是還存在某些不足，無法滿足工業(yè)安全生產(chǎn)的需求。安全連鎖的控制系統(tǒng)必須具有自動存儲、記錄，智能驗證信息的性?能，同時，具有自動進行信息的提示、停止運行的報警性能。安全連鎖的試驗必須確保模擬控制技術(shù)的準(zhǔn)確性、及時性、可靠性，并與系統(tǒng)相匹配。?此外，不可帶有危險物料展開試驗，可應(yīng)用達到要求的水、油展開試驗。

5.3加強振動監(jiān)測

生產(chǎn)乳化炸藥期間，乳膠基質(zhì)決定了成品的質(zhì)量。為了提升乳化炸藥?的質(zhì)量，必須增強乳化器的乳化性能。乳化器主要用來攪拌，伴隨乳化性能的提升，攪拌的復(fù)雜性與轉(zhuǎn)速也會變大，擴大了乳化器運行中發(fā)生機械故障的危險性。所以，需要設(shè)置相應(yīng)的振動監(jiān)測系統(tǒng)，以便對乳化器的運行進行狀態(tài)監(jiān)測。萬一出現(xiàn)軸承損壞、混有雜質(zhì)等情況，立即連鎖停機處理，?為乳化炸藥的安全生產(chǎn)帶來保障。

參考文獻

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