为了便于火工产品在生产、流通、应用等领域的控制和管理,根据有关要求,在各种雷管表面必须有永久的标记。在目前所有实用的标记手段中,激光打标技术不仅可以满足雷管标记的要求,而且还有着许多独特的优势,采用激光打标技术对雷管进行标记是一个很好的途径,但是,激光与火工产品的作用机理及结果存在许多未知因素,这些未知因素势必成为引发事故的隐患。
实验表明:在正常情况下,只要控制好激光输出的波形、脉宽、功率等指标,激光与各种雷管常用炸药作用的安全是有保证的,
考虑万一情况:当激光标记工作正在进行,而激光打标设备出现故障,且激光正常输出时,如何保证生产的安全?
为此,作者经过深入研究,提出了解决这一问题的思路:只要控制激光与雷管产品的作用时间就可以确保安全。此方案已经在实际生产中证明是切实可行的。
火工产品意外爆炸的原因
炸药的突出特点是具有燃烧和爆轰两种形式的化学变化能力。炸药的化学变化形式分为缓慢的热变化、烧和爆轰三种形式。
很多炸药在无外壳的情况下,燃烧时生成气体缓慢,因而压力提高不大,实际上不会产生机械作用也就是不会产生爆炸而引发的危险事故。
在进行激光标记作业时,标记对象为各种雷管,炸药,均处于密封壳体之中,缓慢的热变化和燃烧的作用会积累,只要时间够长,最终积累的结果必然引发爆轰现象。
炸药在外界因素(这里主要指受热)的作用下,会产生热分解现象,热分解放出热量。由于热传导作用,热分解放出的热会不断散失到周围介质中。当分解放出的热量大于散失的热量时,在炸药中就会形成热积累,使温度不断升高,热分解速度不断加快、最后导致炸药爆炸。
在微观状况下,观察炸药爆炸的全过程,存在以下几个阶段:延滞期、加速期、等速期和降速期。引起炸药热分解现象的产生,只要有两个条件,一是高压,二是高温。对于雷管的激光标记来说,高压是不存在的,只要能避免高温的产生,就可以使炸药不产生热分解,或最多使炸药的热分解过程进行到延滞期,从而避免爆轰现象的产生。
很多外在因素可以达到高压或者高温而引起炸药的热分解而导致的爆炸,例子:加热、火焰、针刺、撞击、摩擦、振动、冲击波、静电、光(激光)、高能粒子等。在这里我们只讨论激光的作用。
短时间的激光作用所带来的热量是很小的,完全可以因热传导作用而散失到周围的介质中,带给雷管壳体的温升是极其微小的。长时间的照射,会使热量积累,在局部位置达到危险的高温。
正常情况下,激光与雷管表面同一位置的作用时间是瞬间的(~10-5s),不可能有热量的积累。经过测算,激光制作一个雷管标记所需的时间不超过0.15秒,带给雷管的热量约为1.8卡,对于小尺寸的雷管壳体,假设雷管壳体处在理想绝热环境,温升是绝对安全的。