振鏡在雷管類產(chǎn)品激光打標(biāo)應(yīng)用中的安全控制
為了便于火工產(chǎn)品在生產(chǎn)、流通、應(yīng)用等領(lǐng)域的控制和管理,根據(jù)有關(guān)要求,在各種雷管表面必須有永久的標(biāo)記。在目前所有實(shí)用的標(biāo)記手段中,激光打標(biāo)技術(shù)不僅可以滿足雷管標(biāo)記的要求,而且還有著許多獨(dú)特的優(yōu)勢,采用激光打標(biāo)技術(shù)對雷管進(jìn)行標(biāo)記是一個很好的途徑,但是,激光與火工產(chǎn)品的作用機(jī)理及結(jié)果存在許多未知因素,這些未知因素勢必成為引發(fā)事故的隱患。
實(shí)驗(yàn)表明:在正常情況下,只要控制好激光輸出的波形、脈寬、功率等指標(biāo),激光與各種雷管常用炸藥作用的安全是有保證的,
考慮萬一情況:當(dāng)激光標(biāo)記工作正在進(jìn)行,而激光打標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)故障,且激光正常輸出時(shí),如何保證生產(chǎn)的安全?
為此,作者經(jīng)過深入研究,提出了解決這一問題的思路:只要控制激光與雷管產(chǎn)品的作用時(shí)間就可以確保安全。此方案已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中證明是切實(shí)可行的。
火工產(chǎn)品意外爆炸的原因
炸藥的突出特點(diǎn)是具有燃燒和爆轟兩種形式的化學(xué)變化能力。炸藥的化學(xué)變化形式分為緩慢的熱變化、燒和爆轟三種形式。
很多炸藥在無外殼的情況下,燃燒時(shí)生成氣體緩慢,因而壓力提高不大,實(shí)際上不會產(chǎn)生機(jī)械作用也就是不會產(chǎn)生爆炸而引發(fā)的危險(xiǎn)事故。
在進(jìn)行激光標(biāo)記作業(yè)時(shí),標(biāo)記對象為各種雷管,炸藥,均處于密封殼體之中,緩慢的熱變化和燃燒的作用會積累,只要時(shí)間夠長,最終積累的結(jié)果必然引發(fā)爆轟現(xiàn)象。
炸藥在外界因素(這里主要指受熱)的作用下,會產(chǎn)生熱分解現(xiàn)象,熱分解放出熱量。由于熱傳導(dǎo)作用,熱分解放出的熱會不斷散失到周圍介質(zhì)中。當(dāng)分解放出的熱量大于散失的熱量時(shí),在炸藥中就會形成熱積累,使溫度不斷升高,熱分解速度不斷加快、最后導(dǎo)致炸藥爆炸。
在微觀狀況下,觀察炸藥爆炸的全過程,存在以下幾個階段:延滯期、加速期、等速期和降速期。引起炸藥熱分解現(xiàn)象的產(chǎn)生,只要有兩個條件,一是高壓,二是高溫。對于雷管的激光標(biāo)記來說,高壓是不存在的,只要能避免高溫的產(chǎn)生,就可以使炸藥不產(chǎn)生熱分解,或最多使炸藥的熱分解過程進(jìn)行到延滯期,從而避免爆轟現(xiàn)象的產(chǎn)生。
很多外在因素可以達(dá)到高壓或者高溫而引起炸藥的熱分解而導(dǎo)致的爆炸,例子:加熱、火焰、針刺、撞擊、摩擦、振動、沖擊波、靜電、光(激光)、高能粒子等。在這里我們只討論激光的作用。
短時(shí)間的激光作用所帶來的熱量是很小的,完全可以因熱傳導(dǎo)作用而散失到周圍的介質(zhì)中,帶給雷管殼體的溫升是極其微小的。長時(shí)間的照射,會使熱量積累,在局部位置達(dá)到危險(xiǎn)的高溫。
正常情況下,激光與雷管表面同一位置的作用時(shí)間是瞬間的(~10-5s),不可能有熱量的積累。經(jīng)過測算,激光制作一個雷管標(biāo)記所需的時(shí)間不超過0.15秒,帶給雷管的熱量約為1.8卡,對于小尺寸的雷管殼體,假設(shè)雷管殼體處在理想絕熱環(huán)境,溫升是絕對安全的。