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影響聚能切割器切割效果的探討

2015-06-30 責任編輯:崔瑋娜

 

陳成芳  張英豪  魏緒珂

(山東天寶化工股份有限公司,山東平邑,273300)

摘要:聚能切割技術廣泛應用于預裂爆破、光面爆破和油氣井作業中,此外在拆除鋼架橋梁、水下工程、貴重石材開采等方面也有著廣泛的應用[1],切割效果直接影響工程質量和進度。本文分別從影響聚能射流侵徹效果因素即炸約的性能,藥型罩的材料、錐角、壁厚和罩形狀,炸高,裝藥外殼等方面進行了試驗和論述。裝藥組分為(TNTPETN=5050)。藥型罩材料的選擇為厚度1mm鐵板,藥型罩形狀的選擇為軸對稱軸向聚能罩,固定藥型罩的高度,取25mm,角度從30°~120°實驗裝藥。

關鍵詞:聚能射流;裝藥組分;裝藥形狀;炸高;裝藥外殼

1  引言

聚能效應是炸藥爆炸直接作用的一種特殊情況。隨著測試手段的科學化和現代化,高壓做功的物理力學過程得到揭示,使炸藥爆炸的聚能作用、聚能效應得到日益廣泛的應用。眾所周知,爆轟產物運動方向與表面垂直或近似垂直。利用這一基本規律,將藥包制成特殊形狀如錐形空穴,當爆轟時,靠空穴閉合產生沖擊、高壓、碰撞、高密度、高速運動的氣體流或金屬流(帶金屬罩時),使爆轟產物聚集,能量密度提高。這種沿軸線向外射出的高能流密度的聚能流統稱為聚能效應或諾爾曼效應,能形成聚能流的裝藥稱為聚能裝藥,能形成聚能流的裝置稱為聚能裝置。聚能裝置首先用于軍事,以后又逐漸推廣用于工程技術領域。在解體拆除鋼架橋梁、快速挖坑、搶險、打撈沉船疏通航道、拆除海上鉆井平臺和貴重石材開采等方面都有著大量的應用[2]

本文試圖通過聚能切割器的實驗,探討找出影響聚能切割效果因素的最佳參數,為改善切割器的設計乃至提高工程應用質量創造條件。

2實驗設計

本實驗方案主要是利用聚能效應原理,參照聚能礦巖破碎具的結構的基礎上,將聚能罩由半球體改為長三角體,在不同角度下對目標切割能力進行試驗,為進一步提高炸藥爆炸能的利用率和控制爆炸能的轉化率及為聚能切割裝置更廣泛地在爆破工程中的應用提供有力的實驗依據。

3實驗方案

31聚能裝藥類型的選擇

影響聚能射流侵徹效果的因素很多,主要因素是炸藥的性能,裝藥形狀,藥型罩的材料、錐角、壁厚和罩形狀,炸高,裝藥外殼等[3]。依據影響聚能爆破威力的上述因素,進行了裝藥參數和實驗器材等的設計。

(1)炸藥的選擇:為提高藥包聚能威力必須選用爆速高、猛度大的炸藥。因此本實驗就選擇TNTPETN5050的澆注成型的方式為實驗裝藥。

(2)藥型罩材料的選擇:可壓縮性要小;密度大;延展性要好。

根據實際情況和現有條件,本實驗選擇厚度為lmm的鐵板作為聚能罩的材料。

(3)藥型罩形狀的選擇:設計成軸對稱軸向聚能罩。

(4)藥型罩參數及炸高的選擇:取藥型罩的高度分別為25mm(炸高為O)35mm(炸高為10mm),角度從30°~120°,每隔15°加工1個藥型罩進行實驗,其結構如圖l所示。

32切割目標和試驗條件

切割對象為34”厚的鋼板(20cm×10cm);裝藥量190g,鋼板被水平放置在孤立的石頭上。切割器一端采用單發8號電雷管起爆。實驗裝置設置如圖2所示。

33切割試驗

(1)炸高為0時,角度從30°~75°試驗,鋼板沒有被切開,如圖3所示。

(2)炸高為0時,角度從75°~120°試驗,鋼板被切開,如圖4所示。

(3)炸高為10mm(切割器與鋼板之間放置10mm的鋼片),角度從30°~90°試驗,鋼板沒有被完全切開,如圖5所示。

(4)炸高為10mm(切割器與鋼板之間放置10mm的鋼片)時,角度從90°~120°試驗,鋼板被完全切開,如圖6所示。

4實驗結果

實驗結果見表1和表2

5結論

總結實驗實際情況和從上述實驗的數據不難得出:

(1)相同裝藥量時,切割效果主要受切割器的開口角度、爆炸高度的影響。

(2)鋼板下方支撐對爆破效果也有影響。,

(3)選擇切割器中心高度25mm(炸高為0),開口角度大于75°較適宜,叮以切斷鋼板。

(4)選擇切割器中心高度35mm(炸高為10mm),開口角度大于90°較適宜,可以完全切斷鋼板。

參考文獻

[1]羅勇,沈兆武,崔曉榮.線性切割器的應用研究[J].含能材料,200614(3)236239

[2]紀沖,龍源,王耀華,等.線性聚能切割器在工程爆破中的應用研究[J].爆破器材,200433(1)

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[3]劉祖亮,陸明,胡炳成.爆破與爆炸技術[M].南京:江蘇科學技術出版社,1995:136

[4]龍維祺.特種爆破技術[M].北京:冶金丁業出版社,1993160

摘自《中國爆破新進展》