含能材料炸的生产防爆防燃技术正在进行积极的研究,主要包括泄爆技术、水雾抑爆技术、易燃易爆粉尘控制技术、超高速灭火技术、温度或火焰安全监测技术。主要是采取主动探测预警,防患于未然。60335
1 泄爆技术
泄爆技术是将含能材料生产过程中积累的过高压力释放出去,是根据泄爆装置的应用而提高安全的一种优良技术。美国和德国在这方面都开发出了新型的泄爆装置,如美国压力控制装置和开孔排气泄爆装置、德国火炸药混合安全装置。压力控制装置主要包括能实现紧急控制的安全阀或泄压阀。这种有紧急处理能力的装置已经成功用于美国霍斯顿陆军弹药厂新建的RDX连续硝化生产线上[15]。德国发明了一种提高火炸药双螺杆挤出工艺中混合过程安全性新装置。开孔排气泄爆装置能用于开孔面积排出发射药在密闭容器内燃烧时产生的高压,使容器内压力不至于过高,从而保持发射药以正常速度燃烧,避免发射药从燃烧转为爆炸。美国研制的204kg发射药大型贮药斗就是一种大型开孔排气泄爆装置,已成功用于发射药自动生成上[16]。
2 水雾控制技术
水雾抑爆技术是国外积极研究的一种抑爆控制技术。是在火炸药生产车间或厂房发生爆炸或燃烧时,火焰发出信号会触发预先放置的抑爆系统,使之快速形成大面积的水雾,水雾能与燃烧前端的冲击波反应,阻止火焰加速,封闭整个火焰传播的通道,并将易燃易爆混合物惰性化,达到抑爆效果。俄罗斯和美国都开展了这方面的研究。
俄罗斯研究人员称,水雾能抑制90%的凝聚相爆炸超压。美国已将水雾抑爆技术成功的应用于海军舰船灭火,目前正在尝试用该技术降低火炸药生产场所的爆炸概率,并进行了一系列的研究。结果显示,水雾能抑制30%~40%的0.9~3.2kgTNT的爆炸超压;细水雾能在22kgTNT和Destex炸药爆轰波前端喷洒60s后,成功将TNT和Destex炸药的比冲、起始冲击波、准静态超压分别降低40%、36%、35%和43%、25%和33%[13]。实验结果表明,浓度80mg/m3、粒径50μm的水雾的抑爆效果较为理想;而且,液滴在爆炸前端附近破裂将使能量吸收效果提高100倍以上,同时能冷却冲击波与热量前端之间的气体[13]。论文网
3 易燃易爆粉尘控制技术
目前广泛采用气动粉尘收集法降低火炸药生产车间和药状柱周围的粉尘浓度,显著提高其安全性。美国、法国等国家还积极尝试一种经济司实惠的控制粉尘浓度的方法——水雾抑爆法,即在火炸药药柱上方一定距离处喷射水雾,能快速高效降低粉尘浓度。但是不正确的、过量的、重复的水雾喷射会造成药柱破坏、影响火炸药产品性能。目前美、法两国正在研究如何根据粉尘浓度和火炸药产品性能,精确定量把握水雾喷射量;如何使水雾在有效抑尘的同时,不影响火炸药产品[17-18]。
4 超高速灭火技术
国外火炸药生产单位采用的灭火系统主要是高速或超高速雨淋灭火系统,能在火焰初始阶段把其扑灭,迅速消除火灾隐患,保证火焰不会沿着火炸药,烟火剂生产线或输送线传播下去。美国在这方面的研究走在世界的前列,一方面研制出了响应非常快速的先进雨淋灭火系统(AFPSD)[19],能满足连续作业的大型生产线的灭火需求;另一方面研制出了适用于短时、少量火炸药生产的便携式喷水灭火系统和加压球形雨淋系统。美国空军研究实验室(AFRL)开发的先进雨淋灭火系统由2.5加仑和8加仑球形水箱、紫外/紫外或红外/红外双重火焰探测器。88L~1762L压力装置(使球形后备水箱压力达到1MPa)以及一个控制器组成,响应总时间是6~8ms,远短于美国国家消防和保护协会(NFPA)标准15中规定的100ms时间。目前该系统已经安装在海军、陆军的多条火炸药生产线上[20-21]。