工业电雷管国家标准与瑞典及日本标准比较

工业电雷管国家标准与瑞典及日本标准比较
赵杰
【摘要】文章通过对我国工业电雷管国家标准与瑞典及日本同类产品标准的比较,分析了我国工业电雷管及其标准与国外同类产品及其标准在技术指标、试验方法等方面的差异,并提出GB8031应逐步过渡成为工业电雷管的通用技术条件的建议.%The article compares the national standard of China with foreign standards of same product, analyzes the difference on technology index and test method of the industrial electric detonator and its standard between China and foreign countries, and presents the propose that
GB8031 should transfer to the general technical requirements of industrial electric detonator.
【期刊名称】《爆破器材》
【年(卷),期】2011(040)003
【总页数】5页(P26-30)
【关键词】工业电雷管;标准;技术指标;试验方法
【作者】赵杰
【作者单位】新时代民爆(辽宁)股份有限公司,辽宁阜新,123003
【正文语种】中文
【中图分类】TD235.2+2;TQ565+.2
引言
在最新版国家标准《工业电雷管》(GB8031)编写过程中，笔者查阅并参考了瑞典
标准(SEN990701)[1]和日本标准(JISK4807)[2]。

通过对这些国外标准的深入了解，笔者产生了诸多的感想和体会，特加以整理，供同行们参考和讨论。

1 GB8031与SEN990701及JISK4807之比较
1.1 技术指标及试验方法的设置
SEN990701及JISK4807均重点关注的是产品使用时的安全性及可靠性，因此其
技术指标及试验方法的设置均贴近实际。

其中SEN990701将产品技术指标及试验方法分成了电性能、脚线性能、使用性能及安全性能4大部分，其中电性能中具
体规定了最小发火电流、串联发火电流、不发火冲能、发火冲能、静电火花感度、击穿电压、引火药头电阻及雷管电阻；脚线性能中具体规定了导线电容、导线绝缘电压、导线绝缘电阻、导线绝缘层厚度、老化前后的拉伸强度值、老化前后拉断时的伸长率及切损强度；使用性能中具体规定了起爆能力、起爆威力、延期时间及防水性；安全性能中具体规定了撞击感度、弯折感度及热感度；JISK4807规定的技
术指标及试验方法相对简单，具体分为管壳、装药、脚线、铅板试验、钝感炸药试验、发火电流试验、抗水试验、段别发火试验及抗静电试验; 在新版GB8031中充分借鉴了这一理念，结合目前我国的具体国情，调整了部分技术指标及试验方法，力图使标准更加科学、完善且可操作性更强。

1.2 具体技术指标及试验方法之比较
1.2.1 发火冲能
SEN990701将发火冲能分为不发火冲能和发火冲能，其实质为发火冲能的上下限，并根据其范围将产品分为4组，这种分组实际上是对雷管感度的分组。

新版GB8031参照了这一做法，将产品按照感度不同分为普通型、钝感型和高钝
感型，并对每一组规定了发火冲能值，其中高钝感型规定了发火冲能上下限，但对普通型只规定了发火冲能下限值且对钝感型只规定了发火冲能上限值，这种做法是出于对我国目前实际国情而考虑的，因目前我国业内人士普遍将刚性电引火元件与钝感型等同看待，但其发火冲能值往往又小于8.0A2·ms，其他性能又基本上能够达到钝感型产品范围，因此若用发火冲能来区分普通型和钝感型与惯例存在矛盾，故采用了这种不得已而为之的做法。

在试验方法上，SEN990701规定直接采用电容器对电雷管放电，测量其发火频率，检测结果单位为mJ/Ω；GB8031则规定采用固定直流电流对电雷管通以不同的时间，测量其发火频率，检测结果单位为A2·ms。

根据电流热效应原理，上述两种
测试方法的结果量纲是一致的，但SEN990701规定的方法比较简单，且更适合于直接选定发爆器参数。

1.2.2 静电(火花)感度及击穿电压
SEN990701中规定了静电火花感度和击穿电压2项指标及试验方法，用以判断电雷管的抗静电性能；JISK4807中只规定了电雷管的抗静电指标和试验方法；
GB8031则完全借鉴了JISK4807标准规定的抗静电性能指标和试验方法，并命名为“静电感度”。

综合比较可以看出：SEN990701中的静电火花感度实质上是考核电雷管对静电火花的敏感程度，它是通过在球形放电间隙中产生的静电火花作用于电雷管脚线与壳体之间而实现的；击穿电压则是将直流电压作用于电雷管脚线与壳体之间(壳体接地)，用于考核这个间隙的介电性能。

而JISK4807和GB8031则是直接将静电电
压作用于电雷管脚线与壳体之间，以考核这个间隙的介电性能。

实际上单就静电火花感度试验方法而言，SEN990701要松于JISK4807和GB8031，因为静电电压
在球形放电间隙中已产生很大衰减，但由于SEN990701又辅以击穿电压试验，2项试验结合在一起则可以认为SEN990701与JISK4807及GB8031的规定是等效
的。

1.2.3 全电阻
SEN990701和GB8031均对电雷管全电阻做出了明确规定，而JISK4807则没有提出这项要求，但从便于使用者设计爆破网络的角度出发，提出这种要求还是有必要的。

根据SEN990701标准规定的具体数值可以推断出瑞典的电雷管脚线材质应为铜质脚线。

1.2.4 起爆能力和起爆威力
关于起爆能力和起爆威力问题SEN990701、JISK4807和GB8031有着不同的理解。

在SEN990701中，首先考虑的是电雷管在不同温度条件下自身起爆的可靠性(即起爆能力)，比如-40℃和60℃时能否可靠起爆，然后再考虑电雷管的输出能量(即起爆威力)，但两者均以铅板试验方法做为衡量；JISK4807也有着类似的考虑，它首先考虑了铅板试验，然后再考虑起爆钝感炸药试验，而后者实际上反映的是电雷管的起爆威力，该标准规定采用的钝感炸药为70%TNT和30%滑石粉组成的混合物，并对TNT粒度做出了严格要求，这一点与SEN990701标准1967年版本
的规定极为相似；而GB8031则只是简单规定了以铅板试验判定起爆威力。

从实
用角度出发，GB8031更加贴近我国传统做法，且试验方法简单，便于理解、参考和选用。

1.2.5 热感度或耐温性能
JISK4807没有对电雷管热感度或耐温性能做出规定，SEN990701规定了电雷管
的热感度指标为100℃，24h,GB 8031规定电雷管的耐温性能为70℃，4h。

从技术指标上看，显然SEN990701更为严格，这同时也说明瑞典的电雷管所采用的起爆药以叠氮化铅为主；而我国目前电雷管所使用的起爆药种类繁多，且DDNP仍
占有相当大的比重。

基于这一现实，GB8031实际上规定了电雷管耐温性能的下限值，但能够满足一般的工程爆破要求。

1.2.6 防潮密闭性能或抗水性能
SEN990701规定的防潮密闭性试验条件为水压0.2 MPa，水温(20±5)℃，浸水时间7 d；JISK4708规定的抗水性能试验条件为：水压1kg/cm2(约0.1MPa),浸水
时间1h以上；GB0803规定电雷管的抗水性能为：普通型，水压0.01MPa，浸
水时间4h；抗水型，水压0.2MPa，浸水时间2h。

可以看出SEN990701的规定最为严格，JISK4807次之，而GB8031则较为宽松，这与发达国家电雷管管壳材质以铜壳为主、封口塞材质以富有弹性的气密性材料为主以及封口方式不同有直接关系，GB8031则兼顾了我国电雷管目前的技术水平。

1.2.7 脚线
JISK4807和GB8031都只对脚线的芯线材质、脚线长度和直径及涂覆层材质做了一般性的原则规定，而SEN990701则对脚线制定了详细的技术指标，包括：导线电容、导线绝缘电压、导线绝缘电阻、导线绝缘层厚度、老化前后的拉伸强度、老化前后拉断时的伸长率及切损强度等。

由此不难看出：这是我国工业电雷管技术水平与西方工业发达国家同类产品技术水平的最大差距之一。

众所周知：脚线质量是保证电雷管发火可靠性的重要前提条件之一，尽管我国国家标准《电雷管引爆用聚氯乙烯绝缘电线》(GB18014—1999)[3]也规定了导体直径、绝缘层最薄厚度、电线平均外径、导体直流电阻、绝缘浸水耐电压、绝缘火花试验、柔软度、抗拉强度、断裂伸长率、镀锌层均匀性、镀锌层牢固性等一系列技术指标，但无论其具体技术指标值还是该标准的贯彻实施等方面均与SEN990701相差甚远，这也是我国工业电雷管赶超世界先进水平的努力方向之一。

1.2.8 延期时间
SEN990701将电雷管划分为瞬发、毫秒延期和半秒延期3大类，且未对各段名义延期时间和段别数量做具体规定；JISK4807将电雷管划分为瞬发、1/4秒延期和
毫秒延期3大类，并限定了最高段别为10段，且规定了各段的延期时间名义值；
GB8031将电雷管划分为瞬发、毫秒延期、1/4秒延期、半秒延期和秒延期5大类，并详细规定了各段延期时间名义值和上下限，限定的最高段别为21段。

在判定规则方面，SEN990701规定以各段实测平均值为中值，以求得的标准差的1.5倍为上下偏差限，只要求不窜段即判为合格；JISK4807规定只做串联发火实验，以不窜段为合格；GB8031则规定要按照《不合格品率的计量抽样检查程序及图表(适用于连续批的检查)》(GB/T6378)[4]的要求，逐段根据实测值计算延期时
间平均值和标准差，然后再换算成该标准所要求的横坐标和纵坐标值，并标注在相应的图上，最后以标注点是否落在接收曲线范围之内判定合格与否。

笔者曾搜集了按照GB8031判定为延期时间不合格的毫秒延期系列产品共计20批(其中4、5段各10批)，将其实测值再按照SEN990701和JISK4807进行判定，结果是其中4批被判为合格(其中4、5段各2批)。

这说明单纯从标准本身的角度
衡量，GB8031的规定要严于SEN990701和JISK4807。

1.2.9 管壳及装药
SEN990701对管壳材质及装药品种和装药量均没有做出明确规定；JISK4807则
规定管壳材质为铜、铁或铝，装药为太安、特屈尔以及二硝基重氮酚或叠氮化铅，猛炸药装药量为0.4g；GB8031则规定煤矿许用型电雷管不应使用铝壳，并未对
装药品种和装药量做出规定。

由此可以看出：日本的工业电雷管以6#雷管为主，而我国的工业电雷管则是6#雷管与8#雷管并存；根据SEN990701规定的起爆威力试验采用厚度为5mm铅板
判断，至少可以肯定瑞典的工业电雷管主装药以太安为主。

1.2.10 撞击感度和弯折感度
这是SEN990701特有的安全性能指标，主要用以衡量电雷管电引火元件的点火药头部位和起爆药装药部位受到撞击时，以及延期元件与起爆药界面处发生弯折位移时电雷管的安定性。

1.2.11 外观、抗振性能、可燃气安全度、倒置起爆能力和保质期
这些性能指标都是GB8031所独有的，其中外观指标的设置充分体现了我国国情。

因为我国目前电雷管管壳大多数采用发兰铁壳或覆铜钢壳，限于这些材料的延展性，在冷冲压过程中出现砂眼、裂口等瑕疵的几率较高，因此设置外观检查项目非常直观，也非常必要。

抗振性能同样是针对我国工业电雷管技术现状而制定的。

目前我国工业电雷管中的瞬发类产品在起爆药压合工艺中既有定位压药工艺也有定压压药工艺，由于多数企业均采用二硝基重氮酚做为起爆药，受其耐压性的限制压合压力不可能过大；加之还有相当一部分企业采用铁质或塑料加强帽，因其变形性差，所以受到振动后很容易造成加强帽传火孔处漏洒起爆药，而这种情况对于产品的搬运过程都是非常危险的，所以设置抗振性能非常适合我国国情，而且也非常必要。

可燃气安全度是煤矿许用型电雷管的一个极其重要的技术性能指标，但是
SEN990701和JISK4807对此并未做出明确规定。

据了解，工业发达国家一般的
做法是将这个重要的指标交由某个政府部门单独管理。

以英国为例，该国政府规定由工商部负责进行相关的管理，英国工商部出台了专门文件《电雷管试验与批准的文件》(13号试验备忘录)，对煤矿许用型电雷管的沼气安全性技术指标、试验方法、判定规则及批准等做出了明确规定。

笔者认为：这种做法值得我国借鉴且我国已经具有一定的管理基础，首先是因为我国的安标国家中心事实上已经承担起了煤安标志产品(包括煤矿许用型电雷管)的管理工作，其次是由于安标国家中心已指定检验标准为煤炭行业标准《煤矿许用电雷管井下可燃气安全度试验方法和判定规则》(MT62—1997)[5]，而该标准与现行国家标准《煤矿许用电雷管可燃气安全度试
验方法》(GB18096)[6]由于使用可燃气源不同而存在着系统的检验结果误差(前者严于后者)。

如果统一交由安标国家中心进行管理则可以避免由于采标不同而引起
的争议，这样既明确了管理责任，又理顺了管理关系，同时又简化了标准体系，最
终可使GB8031逐步演变成为电雷管的通用技术条件。

由于目前我国雷管生产企业使用的工装工具和设备精度普遍偏低，因而产品装配技术水平也普遍偏低且参差不齐，特别是瞬发电雷管经过振动后有可能出现加强帽传火孔漏洒起爆药的问题，其直接体现就是在倒置使用时半爆现象时有发生，这不仅是产品质量问题，更重要的是它将直接威胁产品装卸及贮运过程中的安全，因此，在GB8031最新版本中临时增设了倒置起爆能力这一技术指标。

但随着技术进步和产品升级，笔者认为这一技术指标应该最终被取消。

SEN990701和JISK4807都没有对电雷管的保质期做出规定，鉴于我国电雷管生产企业偏多、技术水平参差不齐的具体国情，笔者认为GB8031从国家层面上对产品保质期提出最低的要求也是必要的。

2 问题讨论
2.1 关于延期时间精度
众所周知，工业发达国家的雷管(包括电雷管和导爆管雷管)其延期时间精度普遍高于我国同类产品的平均水平，这是基于这些国家高度发达的工业基础条件之上的。

但如前所述，曾将按照GB8031判为延期时间不合格的毫秒延期产品(4、5段产品各10批)的检测结果重新按照SEN990701和JISK4807进行判定，结果是均有4批产品(4、5段各2批)被判为合格，这里出现了检测结果的结论与产品实际水平相矛盾的问题。

从标准的层面上看，瑞典和日本的工业电雷管的延期时间精度似乎应该低于我国的同类产品，究其深层次原因，笔者认为这是标准制订的理念问题。

单从标准规定的具体内容方面分析，可以看出：瑞典和日本均是将某一延期时间系列的延期电雷管看做是一个产品，并根据产品的实际使用要求将各段产品联系成一个整体进行结果判定，检出的结果既代表了产品的实际水平，又模拟了实际使用条件，应该说既明确了生产企业的产品质量水平，又照顾到了使用方的技术要求，既科学又合理；而
我国则是将任一延期时间系列中任何一段产品均做为独立产品看待，独立地要求其延期时间必须达到某种特定的技术水平，进而忽视了实际使用环节。

虽然表面上看，GB8031规定的延期时间精度要求严于SEN990701和JISK4807，但并没有真正将产品技术水平要求和实际使用要求联系起来，有时甚至会误导生产企业花费大量的人力物力财力去试图解决短期内或在当前我国工业基础现状条件下暂时难以有效解决的技术问题。

从某种意义上说，在雷管延期时间精度要求方面我们似乎走进了误区，或者说存在着认识上的偏差。

2.2 关于发火可靠性
工业发达国家对外宣称他们的雷管(包括电雷管和导爆管雷管)瞎火率不高于百万分之一，尽管不知道他们是如何计算或统计出这一指标的，但他们的产品发火可靠性高确是有目共睹的事实。

可是，如果仅从标准本身进行比较，并不能得出我国电雷管的发火可靠性低于瑞典或日本同类产品的结论，比如，以标准规定的参数加以推算，若采用0.9的置信水平，按照火工品可靠度评估方法计算，GB8031得出的发火可靠性为99.04%，SEN990701得出的发火可靠性为98.94%；笔者还统计了
我公司2007、2008和2009三个年度的发兰铁壳煤矿许用毫秒延期电雷管瞎火
率的实测结果，若以实际所抽样本量统计计算，则产品发火可靠性可达到99.99%以上；若以所抽样本代表的产品批量统计计算，则产品发火可靠性可达99.9999%以上，也可以说瞎火率低于百万分之一。

因此，只要从管壳、脚线、电引火元件、起爆药及装配工艺等方面严格控制工艺技术条件，我国的电雷管完全可以达到国外同类产品水平，关键是如何确保工艺稳定性的问题。

从这个意义上说，合理限量生产规模，坚定不移地推行连续化、自动化生产工艺技术，最大限度地减少人为干扰因素将是唯一正确的技术发展之路。

2.3 关于可燃气安全度
GB8031规定的可燃气安全度试验方法及判定规则(抽样方案)起源于原煤炭行业标
准，这种试验方法存在精确度低、结果重现性差及影响因素多且不可控(比如可燃
气源、环境温湿度、抽放气时间等)一系列弊端；根据我公司多年来的实践经验，
笔者认为现有25，25/1，3；2，3的判定规则(抽样方案)基本处于临界状态，即
产品通过检验的可靠性并不高。

一般情况下，企业为保证这项指标会以牺牲起爆能力为代价，而根据初步统计，只有当铅板穿孔值小于8.5mm时才会具有一定的把握，但如此会造成实际使用时起爆率(特别是起爆乳化炸药时)明显下降，实际上对于煤矿井下会带来更大的事故隐患。

反观英国工商部规定的判定规则(抽样方案)，规定为200/14，15，其对应于我国国家标准《计数抽样检验程序第1部分：按
接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》(GB/T2828.1—2003/ISO2859—1：1999)[7]的抽样方案应为：AQL=4.0，一般检查水平Ⅱ，正常检验一次抽样方案。

若考虑到尊重我国的二次抽样传统做法，采用与英国标准相同的AQL值及检查水
平来设定正常检查二次抽样方案，则按照GB/T2828.1可检索出与原抽样方案相
近的抽样方案应该为20，20/1，3；4，5或32，32/2，5；6，7，这个抽样方案才是科学合理的。

不妨做一计算：按照火工品可靠度评估方法，若取置信水平为0.9，则原抽样方案的可靠度计算结果为95.72%，新抽样方案的可靠度计算结果
为93.83%～96.12%，属于同一可靠度水平。

因此可以肯定地说，如果新的抽样方案能够为全行业接受，则对于确保产品起爆性能及可燃气安全度的可靠性无疑都将是一个巨大的推动。

3 综合评述
总体上看，SEN990701、JISK4807和GB8031都是结合各自国家的产品特点而
制订的，各有千秋。

就技术指标、试验方法和判定规则而言，SEN990701的规定最为繁琐，一般的生产企业难以直接采用，而JISK4807则最为简单，一般的生产企业直接采用时显得过于宽松，只有GB8031最便于生产企业直接采用；对于生
产企业的限制方面而言，SEN990701和JISK4807均没有给出检验规则，因此给
予了生产企业最大的自由度，GB8031则极大地限制了生产企业的自主功能，生产企业能够在此基础上制订出更为严格的企业标准已经算是一种进步了，而产品直接使用者又难以真正理解标准的内涵。

就标准的严格度而言，虽然JISK4807最为简单宽松，但也并不能直接得出SEN990701严于GB8031的结论，如前所述的延
期时间和发火可靠性便是很好的例证。

从发展的观点看，GB8031应逐步过渡成为工业电雷管的通用技术条件，只需对涉及公共安全及社会基本需要的指标加以约束即可，其余的使用功能则由企业标准解决或由供需双方约定。

从某种意义上说，要赶超国际先进水平，单纯依靠标准的约束力是远远不够的，也不是一朝一夕的,这需要全行业乃至相关行业有识之士的共同努力。

参考文献
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批的检查)[S].1986：12-20.
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