李锋
青海海西东诺化工有限公司 青海，海西州 817000
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摘要：本文针对某公司的乳化炸药低温敏化生产线出现的冬季拒爆问题和新建的高温敏化生产线在调试期间生产的产品出现的大面积敏化后效问题，分析和确诊问题原因并提出解决措施。
关键词：乳化炸药；敏化后效；冬季拒爆；影响因素
1.乳化炸药
乳化炸药泛指一类用乳化技术制备的油包水(W/O)乳胶型抗水工业炸药，它是以氧化剂水溶液的微细液滴为分散相，悬浮有分散气泡或空心玻璃微球或其它一些多孔材料的似油类材质构成连续介质，形成一种油包水型的特殊乳状液体系。
乳化炸药具有优良的爆轰性能和良好的抗水性能，不仅组分及加工工艺简单，原材料来源广泛，性能密度可调，而且生产成本较其它炸药低，不含敏感成分。
但是，乳化炸药也存在一些缺陷。乳化炸药作为一种特殊的W/O型的乳胶体系，是一个具有较高内相比、高密度、较高的体系粘度、易析晶、易破乳的热力学不稳定体系，这种不稳定体系使得乳化炸药在外界温度过低的情况下使用时容易失去爆轰性能，这称为冬季拒爆现象。同时，在高温化学敏化生产线中，乳化炸药在敏化工序完成后，进入下道工序直至包装完成后，药卷内的敏化剂仍在发生化学反应并持续产生气泡，炸药密度仍在发生变化的现象，较为严重的后效现象会使包装好的成品药卷涨破，这称为敏化后效问题。
2 冬季拒爆问题及处理方法
2.1冬季拒爆问题
冬季爆破施工使用乳化炸药时，外界环境温度会低于0℃，要远远低于乳化炸药的水相析晶点。因此，在水相中添加尿素、KCl和CO(NH2)2来降低水相析晶点对乳化炸药的稳定性及爆轰性能的改进意义不大，因此，在严寒的地区，乳化炸药的生产配方中水相组分可以只含有硝酸铵、硝酸钠和水即可，没有必要添加尿素或者KCl等添加剂来降低水相析晶点，提髙乳化炸药的爆轰性能及稳定性，可看出水含量对乳化炸药的爆轰性能及稳定性影响较大。
2.2冬季拒爆问题的处理方法与验证
2.2.1 低温敏化生产线配方改进
乳化剂采用1.2%的Span-80和1.8%的Arlacel C高分子乳化剂形成的复合乳化剂。对乳胶基质进行敏化时，首先采用0.25%的亚硝酸钠溶液和0.12%磷酸促进剂溶液对乳化基质进行化学敏化，然后在外添加2%的空心玻璃微球进行物理敏化。
生产中为了提高化学敏化可靠性，根据生产经验表明，乳化炸药密度在1.05～1.25 g/cm3范围内都具有雷管感度。因此，适当提高敏化温度，加快敏化速度，让乳胶基质在装药前已经具有雷管感度，不需要在装药后因为敏化剂的持续反应才具备雷管感度。
同时，在敏化机出口到装药机入口的运输皮带周围加装铝板或不锈钢板护栏，并在外围用蒸汽保温，确保运输皮带周围温度高于敏化所需温度（一般在45℃左右即可），确保乳胶基质在运输过程中仍然在敏化。
2.2.2 爆速测试
根据改进后的乳化炸药配方生产出的三批药卷，放置在FYL-YS-1028L型低温箱，温度设置在-30℃，持续冷冻0-100d，然后取出。
在温度-30℃下，持续冷冻100d，配方改进后生产出的乳化炸药三批药卷的可以被完全引爆。
2.2.3 稳定性的影响
对于配方改进前后进行高低温循环试验测试。
配方改变前后，高度温循环次数大致相同，说明配方改进后生产出乳化炸药产品满足储存稳定性的要求。
3敏化后效问题及处理方法
3.1敏化后效问题
后效现象是指在敏化工序完成后，进入下道工序直至包装完成后，药卷内的敏化剂仍在发生化学反应并持续产生气泡，炸药密度仍在发生变化的现象。辩证来看，后效问题是有两面性的，其一是后效可以为乳化炸药在储存期内补充气泡以保持乳化炸药在储存期内仍然具有雷管感度，其二则是较为严重的后效现象会使包装好的成品药卷涨破。因为严重的后效导致药卷涨破的现象称之为后效问题。
敏化后效问题的本质是乳化炸药在包装好之后仍然在发泡，产生大量气体导致炸药体积增大，膨胀到突破包装承受的极限而破裂。问题的核心是乳胶基质密度的变化，密度由大变小，体积由小变大直至超过包装承受的极限点。因此，一切能引起乳化炸药密度变化或者密度变化速率的因素都有可能是后效问题产生的原因，研究发现敏化剂、乳化剂和水相pH值均会对其密度产生影响，此外，一些生产工艺条件如敏化温度、时间和混合器转速等也会对其密度产生影响，所以比较常见的原因有以下几个可能：
（1）敏化剂使用过量。一般情况下，冬季外界温度过低时，为了保证乳化炸药的初始性能及储存期内的性能，加入的敏化剂量要多过计算值的2～3倍，除去在生产过程中浪费的气泡以及药卷内温度降低后部分敏化剂不反应的问题，这个敏化剂的加入量是比较合适的。但在冬春交际时，一旦外界气温大幅度升高，如果继续保持计算值2～3倍的量，则会在包装中缓慢产生大量气体导致药卷破裂。
（2）乳化剂乳化效果不稳定。当乳化效果不稳定时，一旦乳化炸药在包装袋内破乳，乳化基质表面会有一些没有被油膜包裹的硝铵溶液，游离的硝铵数量增加，与残余的敏化剂反应，生成大量气体，导致后效问题。
（3）敏化温度过低。敏化温度降低，敏化剂与促进剂反应速率下降，导致药包残余的敏化剂过多，从而缓慢反应生成气体导致后效问题。
（4）敏化时间短。敏化时间短，敏化剂与促进剂反应不完全，炸药进入药包之后会继续大量发泡，出现严重敏化后效问题。
3.2 敏化后效问题的处理方法
导致某公司新建的高温敏化生产线在调试期间生产的乳化炸药大面积出现敏化后效问题的主要原因是敏化剂过量、敏化温度低以及敏化时间短。解决本次敏化后效问题的方法有3条：
（1）降低敏化剂含量，将亚硝酸钠添加含量降低至原来的0.21%；
（2）适当提高敏化温度，将敏化温度调整至85℃；
（3）调整敏化时间，将敏化时间延长至1.5min。
结论
总而言之，乳化炸药产生冬季拒爆问题的原因是水含量少、低温下乳化剂乳化能力减弱、低温下化学敏化剂敏化效果差。对应的处理措施为：1）改进后乳化基质的配方为：硝酸铵：72%、硝酸钠：9%、复合乳化剂：3%（Span-80：1.2%和Arlacel C：1.8%）、复合蜡：3.5%、机油：0.5%、水：12%；2）采用0.25%的亚硝酸钠溶液和0.12%磷酸促进剂溶液进行化学敏化，外添加2%的空心玻璃微球进行物理敏化。乳化炸药产生敏化后效问题的原因是敏化剂过量、敏化温度不适宜以及敏化时间不够。对应的处理措施为：1）将亚硝酸钠添加含量降低至原来的0.21%；2）将敏化温度调整至85℃；3）敏化时间延长至1.5min。
参考文献
[1]王树涛. 添加剂对乳化炸药稳定性的影响[D].沈阳:沈阳理工大学, 2015.
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