专利名称：：高压力下火工器材的防水抗压性能试验方法及其装置的制作方法
技术领域：
：本发明应用于各种深水爆破工程对火工器材的抗水抗压性能试验研究，如海洋工程、水利水电工程、采矿工程等，以确保火工器材在深水爆破工程中能够安全起爆，并达到较好的爆破效果。可适用于高压下雷管的毫秒延期试验、穿板试验/导爆索的爆速试验、起爆能力试验；炸药的爆速试验、威力(铅铸扩孔法)试验等。
背景技术：
：目前，国内厂家生产的火工器材防水技术指标较低，最高指标也只有5m水头，即,0kPa，这也是民用火工器材防水技术指标的国家标准，对于火工器軒的抗压要求近乎没有，而实际工程往往要求火工器材应具有一定的抗压性，但是这一研究或检验没有l见程规范和有效地方法可使用。众所周知，一般民用炸药，浸水后其威力和猛度都有较大的降低，而对于火工^材的抗压性能，一般很少有人了解，如混合炸药在较高的压力下会产生"抱死"现象，主要是因为炸药中加入敏化剂，敏化剂是由许多微小气泡组成，高压下这些气泡破裂或变小，达不到敏化作用。、.火工器材的防水性能试验，普遍采用浸水法，即将火工器材放在水中浸泡一段时间后取出进行试验。其试验条件与现场工程环境相差很大，现场工程是火工器材在水中爆炸，试验是浸水一段时间后取出，再进行各种技术参数的测定，其实质是不在水中爆炸。试验结果显然3与真实情况有很大出入。而对于火工器材的抗压试验，目前还没有较成熟的试验方法。在一些深水爆破工程中，对火工器材的要求不仅应具有一定的防水性能，而且还需要一定的抗压性能。如深海炸礁工程、水下清障和拆除爆破工程、水下岩塞爆破工程等。这些工程需要研究火工器材在较高水压力下其性能是否有变化，因此需要进行一些必要的试验进行研究论证。目前对于火工器材抗水抗压试验没有规程、规范可遵循，对于较高的压力下，很难找到与之相对应水深的试验环境；也不易分析深水中火工器材的抗水抗压前后性能的变化，同时，也不能很好的对比不同火工器材在抗水抗压条件下性能差别。
发明内容本发明提供一种高压力下火工器材的防水抗压性能试验方法及其装置，以解决目前对于火工器材的抗压试验，还没有试验方法和装置的问题。本发明采取的技术方案是，包括下列步骤(一)按常规方法将炸药组成火工器材性能相关试验装置；(二)将上述火工器材性能相关试验装置放入高压试验舱内，向试验舱内注入水，使水能够淹没试验装置，淹没深度5cm10cm;(三)将雷管脚线与试验舱起爆器内触点连接；(四)固定高压试验舱，防止爆炸试验过程中产生振动倾倒；(五)密封高压试验舱，用氮气向高压试验舱内充气加压，当充气压力达到试验水压时停止加压；(六)保持试验压力时间到规定的防水抗压要求的时间，在这段时间里若压力降低应及时补压。(七)向高压试验舱外端的起爆器触点通入起爆电流，起爆雷管；(八)开启高压试验舱加压阀，当高压试验舱内压力与外界大气压平衡时，打开试验舱。(九)对试验爆炸现象进行检查和描述，量测、并做记录。本发明采用的高压力下火工器材的防水抗压性能试验装置的结构是高压试验舱1内衬有高压试验舱内胆2，密封盖3与高压试验舱螺纹连接，精密压力表4与密封盖固定连接，带有阀门的高压管路5与密封盖穿接、且一端开口于高压试验舱内、另一端与高压气瓶6连接，起爆器舱内触点7位于密封盖内部，并通过导线连接位于密封盖外部的起爆器触点8。本发明优点国内外资料表明，在高压下进行火工器材的防水抗压试验还没有报道过，也没有工程应用实例，因此，本专利填补了带水和高压条件下火工器材性能试验研究方法的空白，为深水条件下火工器材性能研究和参数检验开辟了新的途径，也为深水爆破工程设计与施工寻求到了可靠的试验研究方法。使用该方法，可以检验经过防水处理的火工器材在抗水抗压条件下防水性能的可靠性，火工器材抗水抗压前后性能的差别，以及同种不同类别火工器材在抗水抗压条件下性能的差别等。本方法试验步骤清晰，操作简单，具有一定的火工器材试验经历的人员即可进行本方法试验操作。图l是试验装置图2是常规猛度试验装置；图3是试验舱内情况；图4是雷管穿板试验；图5是雷管水中有压和无压穿板试验；图6是雷管耐压3天穿板试验；图7是雷管耐压7天穿板试验；图8是导爆索起爆可靠性试验装配照片；图9是导爆索起爆可靠性试验后见证板；图IO是有压和无压铅柱压縮对比；图11是乳化3天铅柱压縮情况；图12是乳化7天铅柱压缩情况；图13是水胶3天铅柱压縮情况；图14是水胶7天铅柱压縮情况；图15是乳化和水胶铅柱压缩对比；图16是炸药起爆可靠性试验装配照片；图17是乳化起爆可靠性试验见证板；图18是水胶起爆可靠性试验见证板；图19是TNT起爆可靠性试验见证板；图20是起爆可靠性试验钢柱压痕。具体实施例方式包括下列步骤(一)按常规方法将炸药组成火工器材性能相关试验装置;(二)将上述火工器材性能相关试验装置放入高压试验舱内，向试验舱内注入水，使水能够淹没试验装置，淹没深度5cm10cm;(三)将雷管脚线与试验舱起爆器内触点连接；(四)固定高压试验舱，防止爆炸试验过程中产生振动倾倒；(五)密封高压试验舱，用氮气向高压试验舱内充气加压，当充气压力达到试验水压时停止加压；(六)保持试验压力时间到规定的防水抗压要求的时间，在这段时间里若压力降低应及时补压。(七)向高压试验舱外端的起爆器触点通入起爆电流，起爆雷管；(八)开启高压试验舱加压阔，当高压试验舱内压力与外界大气压平衡时，打开试验舱。(九)对试验爆炸现象进行检査和描述，量测、并做记录。本发明采用的高压力下火工器材的防水抗压性能试验装置的结构是高压试验舱1内衬有高压试验舱内胆2，密封盖3与高压试验舱螺纹连接，精密压力表4与密封盖固定连接，带有阀门的高压管路5与密封盖穿接、且一端开口于高压试验舱内、另一端与高压气瓶6连接，起爆器舱内触点7位于密封盖内部，并通过导线连接位于密封盖外部的起爆器触点8。试验例应用本专利共进行了雷管的防水抗压前后的延期毫秒时间试验、电阻的测试试验、穿板试验及可靠起爆性试验；导爆索耐压前后爆速测试、稳定爆轰区长度的测定、起爆可靠性试验；炸药耐压前后猛度测试、可靠起爆性试验等。试验设备高压试验舱向舱内加水充入一定压力后，在舱内进行火工器材各种参数试验。试验舱外形为圆柱形，内径O180mm，外径O250mm，壁厚35mm，高410mm。试验舱带有充气阀，导线引出孔，精密压力表。试验舱最高压力应达到20MPa以上。高压试验舱内胆衬于高压舱内壁，用于高压试验舱内壁的防护，由2mm厚的铜板制成。精密压力表用于量测试验压力，即高压试验舱内压力，精度0.4级。加压装置氮气瓶或高压水泵，包括阀门和高压管路等。起爆器用于安全起爆雷管。测试仪器爆速仪用于测定毫秒雷管延期时间、导爆索传爆速度、炸药爆速。精度l(T9s。试验器材1)见证板用于雷管穿板试验和导爆索压痕试验。2)铅柱用于炸药的猛度试验，尺寸040mmx60mm。3)圆钢片用于炸药的猛度试验，尺寸O41mmxl0mm。4)其它器材导线、钢板等。试验是火工器材样品在高压试验舱内施加水压l.OMPa环境中存放3天、7天进行的，其方法是将试验的火工器材样品放入到试验舱内，添加能够淹没试样的足量水，密封试验舱后用氮气给试验舱内加压，使试验舱内压力达到l.OMPa，这样样品在试验舱中所处的工作环境为水下约100m处的环境。(1)雷管试验8雷管防水抗压前后毫秒时间测试测试中每段别雷管取10发进行试验，测试结果为10发雷管的统计结果。雷管延时时间测试成果见表l。表1雷管延时时间测试结果表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>试验结果表明所选用的3段毫秒延期时间与工程实际要求偏差较大，5段电雷管毫秒延期时间在试验前后差别较大。雷管防水抗压前后电阻的测试试验本批雷管阻值范围为3.4Q4.4Q，测试中每段别雷管取5发进行试验，测试结果为5发平均值。测试结果表明，在水中保存7天其电阻值基本不变，均在其安全使用范围内。详见表2。表2雷管平均阻值测试结果表<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>雷管防水抗压前后穿板试验试验时，将经过防水处理的雷管放入高压试验舱中。该批雷管在防水抗压前后穿板试验情况如下1)雷管在空气条件下起爆，能将铝板(见证板)穿孔，孔径比雷管直径大，见图4照片左侧和右侧部分。2)雷管在水中无压力试验条件下，起爆后能将铝板穿透，并形成一个比雷管本身直径大的炸孔，见图5照片右侧部分。3)雷管未经耐压时间，在水中l.OMPa压力下起爆，铝质见证板上未能形成穿孔，仅留下一个凹坑，见图5照片左侧部分，但见证板整体发生变形。4)雷管分别经过1天、3天、7天耐压时间后，在水中l.OMPa压力环境下起爆，铝质见证板上留下一个凹坑，见图4照片中间部分、图6和图7照片，见证板整体发生变形。雷管防水抗压前后可靠起爆性试验进行雷管防水抗压前后的起爆可靠性试验，是从每个段别雷管中任意取出5发试验，试验结果见表3。试验表明经过防水处理过的电雷管在水中l.OMPa压力环境下存放3天、7天后能够可靠起爆。表3雷管可靠起爆性试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>注"V"表示(1)曝炸，"x"表示不j导爆索试验导爆索耐压前后爆速测试结果导爆索耐压前后爆速测试结果见表4，从测试结果可以看出，随着耐压时间的增加导爆索的爆速基本不变。表4耐压前后导爆索爆速值试验序号试验前(m/s)耐压3天后(m/s)耐压7天后(m/s)1703070457042270397051703737052705570434704370607054704770407041平均爆速704270507043导爆索稳定爆轰区长度的测定结果截取导爆索试验长度分别为30mm、25mm、20mm、15mm、10mm、7mm，每一试验长度各取5段。在1.0MPa水压下，耐压7天后进行稳定爆轰区长度测定，试验结果见表5。表5导爆索稳定爆轰区长度测定结果试验序号导爆索长度(mm)302520151071々VVX2V々V々V3X4々々々々X5V々V注'W"表示爆炸，"x"表示不爆通过试验，导爆索在高压带水条件下的不稳定爆轰区小于10mm，所以工程应用时导爆索长度必须大于10mm。导爆索抗水抗压前后起爆可靠性试验根据实际工程需要，需测试导爆索的雷管起爆可靠性，以确保导爆索在水下1.0MPa压力下浸泡37天后，能够被雷管可靠起爆。从工程实际应用考虑，雷管和导爆索采取搭接方式。图8是在放ii置高压试验舱之前的导爆索起爆可靠性试验装配照片。试验中选择15段导爆索进行水中l.OMPa压力下的起爆可靠性试验，所有的雷管是耐压7天后的样品。试验结果见表6。试验结果表明导爆索耐压3天、7天后均能可靠地被雷管在水中l.OMPa压力下可靠起爆。表6导爆索可靠起爆性试验结果名<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>注'W"表示爆炸，"x"表示不爆(2)炸药试验炸药耐压前后猛度测试结果本专利方法是在GB12440-90炸药猛度测定法一铅柱压縮法基础上，将炸药和铅柱等无水无压下的猛度试验放置在高压试验舱内加压并经过一定时间持压，带有压力进行试验。试验选用了TNT、水胶、高能乳化三种炸药，将这三种炸药进行耐压前后对比试验。测试结果见表7，从表中可以看出随着耐压时间的增加三种炸药的猛度均略有下降。试验后部分铅柱压縮情况见图10图15照片。表7三种炸药耐压前后猛度表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>炸药耐压前后起爆可靠性试验结果取TNT、水胶、高能乳化炸药按试验前、耐压3天、7天各5试样，每试样质量23克，装入直径为30mm、高度5cm的PVC管子中，管子底部用塑料胶布封住，顶部搭接导爆索或插入雷管。将装炸药试样的PVC管放在铅柱上并固定，然后放在高压试验舱中进行耐压和起爆试验，其中雷管与导爆索采用耐压7天后的试样与炸药配合进行试验。图15是在放置高压试验舱之前的炸药起爆可靠性试验装配照片。试验结果见表8。表8三种炸药耐压前后与导爆索及雷管配合进行的可靠起爆性试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>注"V"表示爆炸，"x"表示不爆炸测试结果表明三种炸药在耐压3天、7天分别都能够被耐压后导爆索和雷管可靠起爆。图17图20是炸药起爆可靠性试验部分见证板和钢柱照片。权利要求1、一种高压力下火工器材的防水抗压性能试验方法，其特征在于包括下列步骤(一)按常规方法将炸药组成火工器材性能相关试验装置；(二)将上述火工器材性能相关试验装置放入试验装置的高压试验舱内，向试验舱内注入水，使水能够淹没试验装置，淹没深度5cm～10cm；(三)将雷管脚线与试验舱起爆器内触点连接；(四)固定高压试验舱，防止爆炸试验过程中产生振动倾倒；(五)密封高压试验舱，用氮气向高压试验舱内充气加压，当充气压力达到试验水压时停止加压；(六)保持试验压力时间到规定的防水抗压要求的时间，在这段时间里若压力降低应及时补压；(七)向高压试验舱外端的起爆器触点通入起爆电流，起爆雷管；(八)开启高压试验舱加压阀，当高压试验舱内压力与外界大气压平衡时，打开试验舱；(九)对试验爆炸现象进行检查和描述，量测、并做记录。2、一种高压力下火工器材的防水抗压性能试验装置，其特征在于高压试验舱内衬有高压试验舱内胆，密封盖与高压试验舱螺纹连接，精密压力表与密封盖固定连接，带有阀门的高压管路与密封盖穿接、且一端开口于高压试验舱内、另一端与高压气瓶连接，起爆器舱内触点位于密封盖内部，并通过导线连接位于密封盖外部的起爆器触点。全文摘要本发明涉及一种高压力下火工器材的防水抗压性能试验方法及其装置，应用于各种深水爆破工程对火工器材的抗水抗压性能试验。按常规方法将炸药组成火工器材性能相关试验装置，放入试验装置的高压试验舱内，向试验舱内注入水，使水能够淹没试验装置，淹没深度5cm～10cm，将雷管脚线与试验舱起爆器内触点连接，用氮气向高压试验舱内充气加压，保持试验压力时间到规定的防水抗压要求的时间，起爆雷管，描述，量测、并做记录。本发明优点为深水条件下火工器材性能研究和参数检验开辟了新的途径，也为深水爆破工程设计与施工寻求到了可靠的试验研究方法。本方法试验步骤清晰，操作简单。文档编号G01N33/22GK101532806SQ20091006671公开日2009年9月16日申请日期2009年3月30日优先权日2009年3月30日发明者何国伟,刘忠富,刘汉丞,卢兴良,姜殿成,朱奎卫,勇李,李广一,鹤王,王福运,王科峰,王美懿,苏加林,蔡云波,蔡洪亮,贺延国,陈立秋,垠高申请人:中水东北勘测设计研究有限责任公司