乳化炸藥生產(chǎn)過程質(zhì)量控制研究
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摘要：對于民爆產(chǎn)品生產(chǎn)工藝來說，其主要的發(fā)展方向就是提升民爆產(chǎn)品的質(zhì)量，降低成本投入，加快民爆產(chǎn)品連續(xù)自動化生產(chǎn)的發(fā)展。主要介紹近年來我國乳化炸藥連續(xù)自動化生產(chǎn)的實際狀況以及乳化炸藥生產(chǎn)質(zhì)量影響因素和控制方法，并提出了一些新的生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)，為提升我國當(dāng)前乳化炸藥連續(xù)自動化生產(chǎn)提供一定的幫助。
關(guān)鍵詞：過程控制；乳化炸藥；在線質(zhì)量控制
隨著我國科技水平的不斷提升，自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于我國的各行各業(yè)中。在我國乳化炸藥的生產(chǎn)過程中，通過利用自動化生產(chǎn)技術(shù)，形成一條連續(xù)自動化生產(chǎn)乳化炸藥的生產(chǎn)鏈，大大降低了傳統(tǒng)乳化炸藥生產(chǎn)的難度。該項技術(shù)在生產(chǎn)過程中所使用到的設(shè)備較少，且生產(chǎn)流程較為簡單，但是在整個生產(chǎn)過程中，乳化炸藥的質(zhì)量把控需要格外重視。
1我國乳化炸藥生產(chǎn)控制的實際現(xiàn)狀
隨著自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，乳化炸藥的生產(chǎn)技術(shù)也得到了改進(jìn)發(fā)展，但是在實際的生產(chǎn)過程中，自動控制技術(shù)仍然存在以下幾方面問題：第一，在整個生產(chǎn)過程中要加強對于乳化炸藥生產(chǎn)的監(jiān)督管理，其中比較重要的檢測指標(biāo)就是關(guān)于其乳化基質(zhì)指標(biāo)的檢測，但是目前我國有關(guān)于乳化基質(zhì)流量的監(jiān)測技術(shù)較為落后。第二，生產(chǎn)過程中相關(guān)物料的加熱環(huán)節(jié)容易出現(xiàn)油相超調(diào)、水相超調(diào)等問題，同時在加溫罐的加熱下，很容易導(dǎo)致整個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都受到影響。第三，對于生產(chǎn)反饋的控制無法精確把握，其中主要表現(xiàn)在對于整個基體的溫度把握不準(zhǔn)確，影響乳化炸藥的生產(chǎn)質(zhì)量。
2乳化炸藥生產(chǎn)質(zhì)量影響因素及控制方法
2.1水相配制對產(chǎn)品質(zhì)量的影響及控制
生產(chǎn)乳化炸藥的基本原料水相，它是通過硝酸銨溶及硝酸鈉按比例溶于水，然后形成無機(jī)氧化劑鹽水溶液。在這一環(huán)節(jié)中，各項材料應(yīng)按照工藝投入比例進(jìn)行配制。當(dāng)前的乳化生產(chǎn)線基本已經(jīng)摒棄固態(tài)硝酸銨破碎溶解的生產(chǎn)方式，采用液態(tài)硝酸銨溶液直接制備水相材料。由于各個硝酸銨廠家提供的硝酸銨溶液濃度與pH都各不相同，這給乳化炸藥水相整體配比控制帶來難度，并會影響后續(xù)的乳化基質(zhì)質(zhì)量及敏化效果。對于這種情況一般采用兩方面途徑來解決這一問題。一是根據(jù)液態(tài)硝酸銨濃度計算水相配制中水的加入量，以確保加水量符合工藝要求。二是根據(jù)不同的pH，在水相材料中加入一定量的酸或堿進(jìn)行中和。
2.2油相配制對產(chǎn)品質(zhì)量的影響及控制
油相材料是構(gòu)成乳化炸藥必不可少的組分，其性能對乳化炸藥穩(wěn)定性亦有重要影響。目前乳化生產(chǎn)工藝一般都采用專用脂與乳化劑按比例配制成油相材料。專用脂一般由工業(yè)凡士林、石蠟、以及32#機(jī)械油等組成，在專用脂的選擇方面一定要符合以下幾項標(biāo)準(zhǔn)：一是黏度可以保證形成其穩(wěn)定的W/O乳化液體系，第二，外觀色澤均勻、無明顯機(jī)械雜質(zhì)。第三，在對其原材料進(jìn)行檢測的過程中，還應(yīng)符合表1中的標(biāo)準(zhǔn)。如果相應(yīng)的材料標(biāo)準(zhǔn)不達(dá)標(biāo)，例如含油量較高，會導(dǎo)致乳膠基質(zhì)針入度增大，整體炸藥呈現(xiàn)軟狀態(tài)。此外，乳化劑是乳化炸藥生產(chǎn)最關(guān)鍵的核心材料，炸藥的乳化效果、基質(zhì)質(zhì)量、敏化質(zhì)量及后續(xù)的產(chǎn)品性能都與乳化劑質(zhì)量的好壞有著不可分割的聯(lián)系。經(jīng)過長期的生產(chǎn)研究發(fā)現(xiàn)，通過采用對不同品種的單一乳化劑進(jìn)行了復(fù)合而成的新型復(fù)合乳化劑，其表征穩(wěn)定性、親水親油性及運動黏度都優(yōu)于單一的乳化劑。但是，在符合乳化劑的檢測過程中，大豆卵磷脂含量是乳化劑質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。在乳化劑中大豆卵磷脂含量超過20%時，生產(chǎn)的乳化炸藥其乳化膠體容易受到破壞，導(dǎo)致破乳析晶、爆炸性能惡化。因此，生產(chǎn)過程中一定要對乳化劑的大豆卵磷脂含量進(jìn)行檢測，未達(dá)到工藝要求嚴(yán)禁投入使用，確保炸藥的質(zhì)量。
2.3敏化溫度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響及控制
在乳化炸藥生產(chǎn)過程中，敏化劑與促進(jìn)劑的加入量是質(zhì)量保障的重要步驟之一。敏化劑主要是使硝酸銨和亞硝酸鹽能夠在一定的溫度下發(fā)生作用，并產(chǎn)生大量的氣泡，其主要化學(xué)反應(yīng)機(jī)理如下：在生產(chǎn)的過程中，嚴(yán)格控制好敏化溫度是保障產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，因為在長期的生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)，不同的敏化溫度，生產(chǎn)出的乳化炸藥密度、殉爆距離、爆數(shù)等質(zhì)量指標(biāo)均存在很大的差別。以中低溫敏化工藝為例，選取敏化溫度在40℃、50℃、65℃時所生產(chǎn)的乳化炸藥產(chǎn)品進(jìn)行密度檢測及性能測試得出以下結(jié)果（見表2）。由表2可以看出，溫度過高或過低對乳化炸藥的密度及性能都有不同程度的影響。存在差異的原因主要是當(dāng)敏化溫度過高時，在敏化攪拌過程中乳化基質(zhì)油包水結(jié)構(gòu)容易被破壞，基質(zhì)游離硝酸銨與亞硝酸鹽迅速發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而使產(chǎn)生的微氣泡在基質(zhì)中重疊形成大氣泡，導(dǎo)致微氣泡的數(shù)量減少，使炸藥穩(wěn)定性下降。當(dāng)敏化溫度低于工藝要求時，炸藥基質(zhì)游離硝酸銨偏低，對于化學(xué)敏化的乳化炸藥，如果沒有足夠的氫離子，會使敏化過程中產(chǎn)生的微氣泡少，且分布不均勻，敏化達(dá)不到所期望速度，造成敏化困難，同時此類炸藥在經(jīng)過長期儲存后，內(nèi)部的氣泡逐漸消失。因此，在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格控制敏化溫度才能確保產(chǎn)品質(zhì)量，如果因不可抗拒的原因造成敏化溫度偏高或偏低時，可采取控制酸促進(jìn)劑的加入量或敏化劑的加入量來進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。
3強化生產(chǎn)工藝的具體措施
3.1改進(jìn)生產(chǎn)工藝模式
目前，隨著我國乳化炸藥生產(chǎn)工藝的不斷完善與發(fā)展，各類各樣的生產(chǎn)工藝模式不斷出現(xiàn)，但是其中的一些工藝不適用于實際的生產(chǎn)。因此，為了提升乳化炸藥生產(chǎn)的效率以及炸藥生產(chǎn)的安全與質(zhì)量，乳化炸藥生產(chǎn)企業(yè)要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行不斷地完善改進(jìn)，促進(jìn)乳化炸藥生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展。在乳化炸藥的生產(chǎn)過程中，根據(jù)其連續(xù)性生產(chǎn)的特點，可以加強對于乳罐、乳化器、螺桿泵等問題的研究，建立標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)鏈，根據(jù)目前已有的生產(chǎn)技術(shù)與工藝，進(jìn)行強化改進(jìn)，推動乳化炸藥生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展。
3.2對生產(chǎn)過程中溫度壓力的把控
在乳化炸藥生產(chǎn)的工藝流程中，對于溫度和壓力的把控是保障乳化炸藥生產(chǎn)質(zhì)量與安全的重要標(biāo)準(zhǔn)。如果在生產(chǎn)過程中沒有把握好溫度與壓力，很容易產(chǎn)生安全事故，給生產(chǎn)帶來安全隱患。在乳化炸藥的生產(chǎn)過程中，對于溫度與壓力的控制只能是通過相應(yīng)的超溫報警，然后應(yīng)用超溫停機(jī)功能，而無法控制加工生產(chǎn)過程中的溫度，這主要是因為在生產(chǎn)過程中相應(yīng)的溫度難以檢測控制。目前很多乳化炸藥生產(chǎn)企業(yè)的加工溫度都嚴(yán)重超過了規(guī)定的工藝溫度標(biāo)準(zhǔn)，但是生產(chǎn)企業(yè)為了繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)工作，會將報警溫度設(shè)定為高于工藝規(guī)定溫度，這會大大增加生產(chǎn)安全事故出現(xiàn)的概率，影響乳化炸藥的生產(chǎn)質(zhì)量安全。
4結(jié)語
綜上所述，為了保證乳化炸藥自動生產(chǎn)的安全質(zhì)量，分析研究了目前連續(xù)化自動化生產(chǎn)工藝中存在的問題，在具體生產(chǎn)過程中，要嚴(yán)格把控生產(chǎn)材料的配制與溫度等，保障炸藥生產(chǎn)的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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作者：俞樟林 單位：福建海峽科化股份有限公司福安分公司