关于火工品安全性影响因素研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：王强（1990），男，汉族，江西宜春人，本科，江西新余国科科技股份有限公司，工程师，火工品生产技术管理。-146-关于火工品安全性影响因素研究 王 强 敖佩佩 江西新余国科科技股份有限公司，江西 新余 338000 摘要：摘要：火工品具有敏感性、爆炸性、瞬发性和作业过程不可逆性的特点，因此火工品就有经受环境下发生意外的可能性，所以火工品的安全性在生产和使用中至关重要，需要全面考虑各种因素。火工品的安全性主要与自身的感度和外界有害刺激有关。涉及火工品的生产、使用、运输、贮存等多个方面。在这些情况下，火工品都不应发生任何意外的点火、爆炸等事故。在火工品设计时，必须满足该火工品设计使用条件下的耐机械力能力，耐热环境能力和耐电磁环境能力。同时火工品的设计必须符合相关标准的要求。设计完成后生产工艺制定应有科学、合理的操作规程，确保操作人员掌握和遵守这些规程。同时生产过程中建立完善的质量管理体系，包括从原材料采购到生产、运输、使用的全过程质量监督和管理。定期进行设备和场地的安全检查，确保设备的正常运行，生产场地的安全性符合要求，并及时发现整改潜在的安全隐患。综合考虑这些因素，可以有效提升火工品的生产和使用安全性，并减少潜在的风险。在实际操作中，密切关注新的技术和安全标准的发展，及时调整和更新管理措施，以适应不断变化的使用环境。关键词：关键词：火工品；安全性；影响因素 中图分类号：中图分类号：TJ450 1 火工品的分类 火工品是在接收到发火指令后，以一定的能量激发其内装敏感药剂，产生燃烧或爆炸，以燃烧火焰、爆炸冲击波、高压燃气，实现点火、起爆、做功等预定功能的一次性使用的元器件、装置和系统的总称。所以火工品本质上是一种特殊的能源，具有能量质量比高、作用时间短、起爆和输出能量可控、体积小及长期贮存性好等特点。火工品的分类主要分为火工元件、火工装置、火工系统三类。在火工品类别中，火工元件通用性最广，往往一种产品可以用于几十种武器，同时也是火工装置、火工系统、热电池的内装元件，火工元件主要包括点火传火类、起爆传爆类、作动类三大类。火工装置主要分为释放分离类、驱动产气类、点火传爆类、光电烟火效应类。火工系统主要分为航天非电传爆系统、弹药爆炸序列。2 影响火工品安全性的相关因素 火工品的安全性受多方因素影响，主要包含耐机械力、耐热环境和耐电磁环境三个方面的影响。2.1 机械力对火工品安全性的影响 在火工品的设计中，考虑使用环境下，可能遇到的机械能对火工品的影响，设计时，确保结构的坚固设计和药剂耐冲击设计，同时可对有些火工品加入安全机制或限制装置，以防止误操作可能引起的危险情况，例如需要特定步骤的激活装置。在生产过程中进行严格的质量控制，确保每发火工品都符合设计标准，并能够承受一定程度的力学环境耐机械力试验，模拟可能受到的撞击、振动等机械力，评估其稳定性和安全性。同时提供清晰、详细的使用维护说明书，包含安全警示、正确操作步骤以及应急处理指南等信息。这些措施有助于确保火工品在包装、运输和使用过程中的安全性，并减少因误操作可能带来的潜在危险。在设计和操作中，遵循相关的安全标准和操作要求。2.2 热环境对火工品安全性的影响 通用弹药环境温度范围一般为-5471，所以，火工品常用药剂均能满足耐热要求。但在航空航天和速射弹药等特殊使用环境下，对火工品具有耐 200高温的要求。由于四氮烯的爆发点仅为 154，所以.含四氮烯成分的常用击发药不能满足耐高温的要求。杜邦公司的 TACOT 加热到 400时，仍能正常作用，可作为火箭、宇宙飞船、战斗机座舱盖分离装置中的耐高温击发药使用。HNS 也具有较好的耐热性，起爆阈值低，且对机械刺激和电火花不敏感，是航天火工品最为常用的药剂。中国科技期刊数据库 工业 A-147-热对火工品的作用主要是通过热传导实现的。解决热对火工品的危害，除选用耐热药剂外，还可通过对装药采取隔热措施，以防止装药在高热环境下快速升温。通常，低速弹药电底火的绝缘层一般为热固性酚醛树脂，绝缘性能好，与金属结合性好；但耐热等级低，工作温度只有 120。为了提高绝缘层的耐热性能，有效解决内膛侧面高温对底火的热作用，可采用耐高温性能和力学性能优良的硼改性酚醛树脂材料。底火底部中心的耐高温问题可通过选用耐热击发药得以解决。2.3 电磁环境对火工品安全性的影响 由于武器系统十分复杂，实际上存在着诸如高频、低频、工业频率、脉冲以及阶跃等各种类型的干扰源，如果电火工品及其控制电路屏蔽不好，通过电感、电容、电阻等分布及各种途径均可能产生电磁感应。即使产生的感应电压或电流很小，也可能使某些电火工品误爆；由于接地不良、搭接不好或地线设计不当，也会在电火工品控制回路中产生对电火工品有危害的电压；由于测试程序及测试方法不对，或由于在测试电火工品时使用了未经审定的仪器，导致电火工品误爆的事故已屡见不鲜；由于潮湿或有害气体产生腐蚀作用而使绝缘电阻下降甚至短路而形成的直流或交流漏电或串电（例如，屏蔽电缆的芯线与屏蔽套间漏电或短路）也会带来严重后果；由于操作手缺乏训练，未经考核批准就参加操作，也曾多次引起电火工品事故。3 结合工作经验探讨提升火工品安全性的对策 3.1 避免出现物理碰撞或者摩擦 在火工品的包装中使用高效的缓冲材料，如泡沫塑料、空气袋等，以吸收来自运输过程中的冲击和振动。确保包装结构的稳定性，防止包装在运输途中发生变形或破裂。这对于机械击发火工品特别重要。在包装上标识火工品的特性、储存要求和搬运注意事项，以提醒工作人员注意包装的脆弱性。对从事火工品储存和搬运工作的人员进行定期培训，使其了解操作规程、注意事项和紧急处理措施。使用专业的搬运设备，如叉车、手推车等，以减少人工搬运对火工品的直接影响。制定规范的搬运程序，包括固定搬运路线、搬运速度控制、搬运工具的使用等，以确保搬运过程中的稳定性和安全性。提供适当的个人防护装备，如手套、安全鞋等，以减少搬运过程中对工作人员的潜在伤害。在运输和储存区域安装实时监测系统，监测火工品包装的状态，及时发现异常情况。设立事故反馈机制，对任何发生的碰撞或损伤情况进行调查和分析，并采取改进措施，防止类似事件再次发生。3.2 注意霉菌和泄漏现象 确保火工品贮存环境干燥，避免湿度过高，以防止霉菌的滋生。合适的贮存条件可以减少化学能火工品受潮的可能性。建立定期检查火工品的制度，确保包装完好无损，防止发生泄漏。对于液体或粉末状药剂，要确保容器密封性良好。在储存区域内安装湿度控制设备，确保环境湿度低于火工品的允许湿度范围。使用湿度吸收剂或防潮箱等设备，吸收空气中的湿气，防止其渗透到火工品包装中。建立定期检查火工品的计划，确保包装完好无损，没有明显的破损或变形。培训工作人员，使其能够识别潜在的包装问题，如裂缝、磨损或其他可能导致泄漏的问题。选择具有良好密封性的容器，确保容器能够有效地阻隔外界湿气。定期进行容器密封性测试，确保容器的密封性在运输和储存期间始终保持。提供良好的通风系统，确保空气能够流通，减少湿度积聚的可能性。定期清理储存区域，防止灰尘、污垢等物质积聚，以减少霉菌的滋生。这些措施有助于防止火工品受潮和避免因湿度过高导致的问题。在实施这些措施时，需要密切遵循相关法规和标准，以确保操作的安全性和合规性。此外，员工培训也是关键，确保工作人员了解并正确执行相关的贮存和检查程序。3.3 防止静电 静电就是静止不动的电荷。物体内具有数量相等而电性相反的正、负电荷，这样构成的物体在通常条件下呈中性。然而，当由于某种原因使物体的电荷间失去平衡时，该物体将呈带电状态，即积累了静电荷。这种带有静电荷的物体一旦与电火工品接触，就会出现静电泄放，形成高压电火花，从而导致电火工品意外发火。产生静电的途径较多，重点分以下两种情况，物体相互摩擦产生静电：任何两个物体特别是非导电物体接触时，总有电荷传递，反复接触或颗粒对表面的碰撞都会大大加强这种电荷的传递。如导弹牵引车辆行进中的橡胶轮胎与地面间的摩擦及飞机在雨中飞中国科技期刊数据库 工业 A-148-行时等，其中直升机产生静电的危险性最大，旋转的浆叶是一种理想的静电发生器，飞行中的直升机产生的电位可高达 1106V，与此电位相应的能量约为 1mJ。因此直升机上的点火具及其附近地面上的弹药内的火工品必须有抗这种危害的能力。另外，从武器上除去塑料护罩也可在武器系统中产生静电。感应产生静电：一个带电体接近另一个非带电体时，就会使第二个物体的电荷重新分布，如果此时提供某些通道（如瞬时接地），就会导出感应带电体一端的电荷，但仍保留着剩余电荷。以停放在充电云下的导弹为例，由于云层电荷的感应作用，使导弹两端集中了极性相反的电荷，如果反射架接地，导弹一端的电子将流入地面，使导弹带有正电荷。如果此时去掉接地，导弹上的正电荷将使其内的火工品处于一种静电意外点火的危险中。对于易积聚静电的火工品，选择具有防静电性能的包装材料，减少静电的产生。在操作区域设置静电消除装置，防止静电的积聚。使用防静电设备，如静电消除器，有助于降低静电风险。选择具有抗静电性能的包装材料，例如抗静电泡沫、抗静电薄膜等，以减少或阻止静电的产生。在操作区域内设置专门的静电消除装置，如静电消除器、离子风机等，以确保空气中的静电得以消除。确保操作区域的地面和设备通过良好的接地系统连接，以促使静电荷流向地面，减少积聚。在操作中使用防静电工具和设备，如防静电手套、防静电靴等，以减少静电的传导。对于操作人员，提供防静电服装，以降低他们在操作过程中对火工品产生的静电风险。对从事与火工品有关的工作的人员进行培训，使其了解静电的危险性、预防措施和应急处理方法。增强工作人员对静电危险的意识，鼓励他们在操作中保持谨慎，避免可能引发静电的行为。定期检查静电消除设备的工作状态，确保其正常运行，及时修理或更换损坏的设备。对包装材料和工具进行静电测试，确保其抗静电性能符合要求。这些措施有助于减少易积聚静电的火工品在操作过程中的静电风险，提高工作场所的安全性。在实施这些措施时，密切遵循相关的安全标准和法规，确保操作的合规性。由于静电的普遍存在，因其引发的爆炸事故也最多，对人员和财产造成了巨大损失。可以说，静电已成为影响电火工品安全性的首要因素。3.4 控制好温度 通常将高温环境对武器装备性能的影响称为高温环境效应。高温对火工品的主要影响包括产品尺寸全部或部分变化、电阻阻值改变、密封材料损坏、火工药剂熔化或加速反应等。这些都会对火工品的可靠性及安全性造成严重影响。在贮存和运输过程中，安装温度监控系统，确保火工品暴露在适宜的温度范围内。过高或过低的温度都可能影响火工品的性能和安全性。对于特定温度要求较高的火工品，要在储存设施中提供合适的温度控制条件，确保其在整个储存期间保持稳定的温度。在贮存和运输区域安装温度监控系统，以实时监测环境温度。设置报警系统，当温度超出安全范围时能够及时通知相关人员，以采取必要的措施。了解每种火工品的适宜温度范围，确保它们在存储和运输过程中处于合适的温度条件下。针对不同类型的火工品，建立相应的温度管理标准和操作规程。对于对温度敏感的火工品，特别是某些高敏感火工品，确保在整个储存期间提供稳定的温度控制条件。根据火工品的特性，实施合适的温度控制设备，如温度调节设备、冷却设备等。对于需要长时间储存的火工品，建议在储存设施中提供温度控制条件，确保环境温度的稳定性。使用恒温设备，例如空调系统，以维持储存区域的恒定温度。防止火工品受到过高或过低温度的影响，因为这可能导致火工品的性能下降、化学变化或其他安全隐患。避免高温环境，以减少火灾或爆炸的风险。定期检查温度监控设备的准确性和可靠性，确保其正常运行。记录温度数据，建立温度记录，以备将来参考和审查。这些措施有助于确保火工品在整个贮存和运输过程中受到适当的温度管理，从而维护其安全性和性能。在实施这些措施时，务必遵循相关的安全标准和法规。4 结束语 总体而言，火工品的安全性需要综合考虑机械力、耐热环境和耐电磁环境等多个因素。在设计和使用过程中，需要遵循相关的安全标准，采取适当的措施确保火工品的安全性。这些对策是基于工作经验中实际遇到的问题提出的，通过规范操作、科学管理和合理设计等手段，可以有效提升火工品的安全性。同时，密切关注行业最新的安全标准和技术进展，及时调整中国科技期刊数据库 工业 A-149-和更新安全管理措施，以确保火工品使用的安全性。参考文献 1周欣欣,韩一丁,王洪凯,苏磊.火工品极性及易错项管理控制方法研究J.质量与可靠性,2022(06).2段亚博,韩旭,关莹,宋蔚阳.一种软硬件结合确保火工品测试安全的方法J.兵工自动化,2023(06).3褚恩义,陈建华,张蕾,刘卫.火工品的基础问题及技术发展J.含能材料,2023(06).4袁嵩.过程安全管理在火工品生产中的实践J.化工管理,2023(21).