二氧化碳一次性氣體爆破管外觀通常呈圓柱體形狀 ,這種形狀設(shè)計既便于運(yùn)輸、儲存,又能在鉆孔中穩(wěn)定放置。其尺寸規(guī)格會根據(jù)不同的應(yīng)用場景和爆破需求有所差異,常見的管徑一般在 50 毫米到 150 毫米之間 ,長度則在 1 米到 3 米左右。例如,在小型的城市拆除工程中,可能會選用管徑 50 毫米、長度 1 米左右的爆破管,以滿足對較小規(guī)模拆除作業(yè)的控制;而在大型礦山開采中,為了實現(xiàn)更大規(guī)模的巖石破碎,會采用管徑 100 毫米甚至更粗、長度 2 米以上的爆破管。?
從構(gòu)造上深入剖析,它主要由儲液倉、加熱管、密封絕緣接線柱、泄能片、泄能孔以及外殼等關(guān)鍵部件組成。?
儲液倉是儲存液態(tài)二氧化碳的核心部件,通常采用高強(qiáng)度的合金鋼材制造,具有出色的耐壓和耐腐蝕性能,能夠承受液態(tài)二氧化碳在高壓狀態(tài)下的儲存要求。其內(nèi)部經(jīng)過精細(xì)加工,表面光滑,以減少液態(tài)二氧化碳與倉壁之間的摩擦,確保儲存的穩(wěn)定性和安全性。?
加熱管是實現(xiàn)爆破的關(guān)鍵觸發(fā)部件,一般由高電阻、耐高溫的特殊材料制成。當(dāng)電流通過加熱管時,電能迅速轉(zhuǎn)化為熱能,加熱管的溫度在短時間內(nèi)急劇升高,從而快速將儲液倉內(nèi)的液態(tài)二氧化碳?xì)饣?。加熱管的功率和加熱速度直接影響著爆破的響?yīng)時間和效果,因此在設(shè)計和制造過程中,對其性能要求極為嚴(yán)格。?
密封絕緣接線柱起著連接外部電源與加熱管,并電路連接的穩(wěn)定性和密封性的重要作用。它采用絕緣性能良好的材料制作,能夠有效防止電流泄漏,確保操作人員的安全。同時,其密封性能可靠,能夠防止外界的水分、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入爆破管內(nèi)部,影響設(shè)備的正常運(yùn)行。?
泄能片是控制爆破壓力和能量釋放的關(guān)鍵元件,通常由具有特定強(qiáng)度和韌性的金屬材料制成。它安裝在爆破管的特定位置,當(dāng)管內(nèi)液態(tài)二氧化碳受熱氣化后,壓力急劇升高,當(dāng)壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時,泄能片瞬間破裂,高壓氣體得以迅速釋放,從而實現(xiàn)爆破效果。泄能片的破裂壓力可以根據(jù)不同的爆破需求進(jìn)行設(shè)計和調(diào)整,以確保爆破過程的安全性和可控性。?
泄能孔則是高壓氣體釋放的通道,其位置和數(shù)量經(jīng)過精心設(shè)計。一般來說,泄能孔分布在爆破管的一端或側(cè)面,多個泄能孔呈對稱或特定的排列方式,以高壓氣體在釋放時能夠均勻地作用于周圍的巖石或物體,提高爆破效果。泄能孔的直徑和形狀也會根據(jù)爆破管的規(guī)格和爆破對象的性質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化,以實現(xiàn)佳的能量釋放效果。?
外殼作為整個爆破管的保護(hù)結(jié)構(gòu),不僅要承受內(nèi)部高壓氣體的壓力,還要抵御外部環(huán)境的各種影響,如碰撞、摩擦、潮濕等。因此,外殼通常采用高強(qiáng)度、耐磨損的材料制造,表面經(jīng)過特殊處理,具有良好的防護(hù)性能。同時,外殼上還會標(biāo)注有各種標(biāo)識和參數(shù),如型號、規(guī)格、爆破壓力、生產(chǎn)日期等,以便于操作人員識別和使用。
二氧化碳一次性爆破管的工作原理基于液態(tài)二氧化碳的物理性質(zhì)變化。在常溫常壓下,二氧化碳以氣態(tài)形式存在。但通過高壓手段,可將二氧化碳壓縮為液態(tài)并儲存于特制的爆破管內(nèi)。當(dāng)需要進(jìn)行爆破作業(yè)時,利用內(nèi)置的加熱裝置瞬間釋放大量熱量,使液態(tài)二氧化碳迅速氣化為氣態(tài)。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程\(PV = nRT\)(其中\(zhòng)(P\)為壓強(qiáng),\(V\)為體積,\(n\)為物質(zhì)的量,\(R\)為摩爾氣體常數(shù),\(T\)為溫度),在密閉的爆破管空間內(nèi),溫度\(T\)急劇升高,物質(zhì)的量\(n\)不變,摩爾氣體常數(shù)\(R\)固定,會導(dǎo)致壓強(qiáng)\(P\)瞬間大幅增大,當(dāng)壓力超過爆破管預(yù)設(shè)的安全壓力值時,爆破管破裂,高壓二氧化碳?xì)怏w瞬間釋放,產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊力,作用于周圍的巖石或介質(zhì),使其破碎或松動,從而達(dá)到爆破的目的。
可控是二氧化碳一次性氣體爆破管的又一優(yōu)勢,這使得它在各種復(fù)雜的工程爆破場景中都能夠發(fā)揮出色的作用。
傳統(tǒng)的炸藥爆破由于其爆炸過程的不可控性,往往難以實現(xiàn)的爆破效果 。炸藥一旦被引爆,其爆炸能量會在瞬間以球形向四周擴(kuò)散,難以控制爆炸的方向、范圍和強(qiáng)度。這就導(dǎo)致在一些對爆破精度要求較高的工程中,如城市建筑物的拆除、文物保護(hù)區(qū)域的巖石破碎等,炸藥爆破可能會對周圍的建筑物、設(shè)施和文物造成不必要的損壞。
而二氧化碳一次性氣體爆破管則可以通過調(diào)節(jié)多個參數(shù)來實現(xiàn)爆破 。,可以通過調(diào)節(jié)加熱管的功率和加熱時間,控制液態(tài)二氧化碳的氣化速度和氣化量,從而控制爆破的能量大小 。在面對不同硬度的巖石或不同結(jié)構(gòu)的建筑物時,可以根據(jù)實際情況調(diào)整加熱參數(shù),使爆破能量與爆破對象相匹配,達(dá)到佳的爆破效果。
其次,通過選擇不同規(guī)格的泄能片,可以控制爆破管內(nèi)的壓力釋放值 。泄能片的破裂壓力是經(jīng)過設(shè)計和測試的,根據(jù)爆破的具體要求,可以選擇具有不同破裂壓力的泄能片安裝在爆破管上。當(dāng)管內(nèi)壓力達(dá)到泄能片的預(yù)設(shè)破裂壓力時,泄能片破裂,高壓氣體釋放,實現(xiàn)爆破。這樣就可以根據(jù)實際需要,控制爆破的壓力和能量釋放時機(jī),提高爆破的度。
此外,二氧化碳一次性氣體爆破管還可以通過合理的布孔設(shè)計和排列方式,實現(xiàn)定向爆破 。在進(jìn)行爆破作業(yè)前,技術(shù)人員可以根據(jù)爆破對象的形狀、結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境等因素,設(shè)計出佳的布孔方案。將爆破管按照設(shè)計方案地布置在鉆孔中,通過控制各爆破管的起爆順序和時間間隔,可以使爆破能量集中在預(yù)定的方向上釋放,實現(xiàn)對特定區(qū)域的破碎,避免對周圍不需要爆破的區(qū)域造成影響。
在城市高樓大廈的拆除工程中,使用二氧化碳一次性氣體爆破管可以通過控制爆破參數(shù),實現(xiàn)對建筑物的定向倒塌,確保周圍的建筑物和設(shè)施安全無損。在文物保護(hù)區(qū)域的巖石清理工程中,也可以利用其可控的優(yōu)勢,在不損傷文物的前提下,完成巖石的破碎和清理工作。這種可控的特性,使得二氧化碳一次性氣體爆破管在各種復(fù)雜的工程環(huán)境中都具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的實用價值。