CN114956920A - 一种水下切割用破障药柱及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水下切割用破障药柱及制备方法。以解决现有技术中使用水下切割装备时往往需要配合沉重的设备和能源供给装置，限制了其在复杂水下环境和紧急情况下（大型设备难以及时运抵）使用的技术问题。所述药柱的制备包括下述重量份的原料：铝粉15‑25份；氧化铜粉55‑65份；二氧化锰粉10‑15份；钨粉1‑4份；粘合剂2‑6份。本发明在使用时，可以达到较高的腔体内压，达到较高的射流初速度，提高破障效果；加入的钨粉可作为喷射物喷射出去时，可增加火焰的切削能力，进一步提高破障效果。

Description

一种水下切割用破障药柱及制备方法
技术领域
本发明涉及破障药柱领域，具体涉及一种水下切割用破障药柱及制备方法。
背景技术
水下切割分为水下混凝土和水下钢板切割，混凝土切割如桥墩切割，水下墙面切割，水下钢板切割大部分切割内容都是硬质物品，比如钢板、管桩、伟业、钢筋笼等，这些切割的对象基本都是坚硬无比的产品。
目前水下使用的切割器材主要分为热切割、冷切割两大类，其中热切割为主，占到水下切割方法的90%以上。热切割里又以燃料火焰切割（例如乙炔火焰切割、汽油火焰切割、天然气火焰切割）和电弧切割为主。冷切割以机械切割、爆炸切割、高压水切割为主。
上述水下切割器材各有侧重、优势不同，但是都存在共同的局限性，即能源、装备依赖度高。使用上述装备时往往需要配合沉重的设备和能源供给装置，限制了其在复杂水下环境和紧急情况下（大型设备难以及时运抵）的使用。此外，热切割器材需要操作人员背负燃料瓶现场操作，具有一定的安全风险。
本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：
1、现有技术中使用水下切割装备时往往需要配合沉重的设备和能源供给装置，限制了其在复杂水下环境和紧急情况下（大型设备难以及时运抵）的使用；
2、现有技术中热切割器材需要操作人员背负燃料瓶现场操作，存在一定的安全风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水下切割用破障药柱及制备方法，以解决现有技术中使用水下切割装备时往往需要配合沉重的设备和能源供给装置，限制了其在复杂水下环境和紧急情况下（大型设备难以及时运抵）使用的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种水下切割用破障药柱，其制备包括下述重量份的原料：铝粉15-25份；氧化铜粉55-65份；二氧化锰粉10-15份；钨粉1-4份；粘合剂2-6份。
进一步的，各原料的重量份分别为：铝粉18-22份；氧化铜粉58-62份；二氧化锰粉12-14份；钨粉2-3份；粘合剂3-5份。
进一步的，各原料的重量份分别为：铝粉20份；氧化铜粉60份；二氧化锰粉13份；钨粉2.5份；粘合剂4份。
进一步的，所述粘合剂为氯化橡胶。
本发明提供的水下切割用破障药柱，包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将粘合剂溶解于溶剂中；
S4、将步骤S3中的含有粘合剂的溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入压制模具中，压制形成药柱成品。
进一步的，所述步骤S3中，所述溶剂为乙酸乙酯。
进一步的，所述步骤S4中，制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
进一步的，所述步骤S5中，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为65-75℃烘干9-11h。
进一步的，所述步骤S6中，压制采用油压机，压制是在压力为95-105吨保压25-35S。
本发明在使用时，药柱会发生两个放热反应：
其一是：Al+CuO-Al2O3+Cu；
其二是：Al+MnO2-Al2O3+Mn。
基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：
（1）本发明提供的水下切割用破障药柱及制备方法，所得到的药柱被引燃后存在两个放热反应，其中一个放热反应是铝粉和氧化铜粉发生放热反应，其燃烧温度很高，但是产物为气、液混合物，如果单独使用，腔体内压不足，喷射物的初速度不高；另一个放热反应是铝粉和二氧化锰粉发生放热反应，虽然温度较低，但是产物为纯气态，可以增加腔体内压，提高射流初速度；当两个放热反应同时在腔体内发生时，可以达到较高的腔体内压，较高的射流初速度。
（2）本发明提供的水下切割用破障药柱及制备方法，加入的钨粉虽然不参与放热反应，但是其在使用过程中，其作用相当于弹片，在作为喷射物喷射出去时，可增加火焰的切削能力，提高破障效果。
具体实施方式
一、制备实施例
实施例1：
制备水下切割用破障药柱：
1.1原料
铝粉20份；氧化铜粉60份；二氧化锰粉13份；钨粉2.5份；粘合剂4份；粘合剂采用氯化橡胶。
1.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为70℃烘干10h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为100吨保压30S，压制形成药柱成品。
实施例2：
制备水下切割用破障药柱：
2.1原料
铝粉25份；氧化铜粉65份；二氧化锰粉10份；钨粉4份；粘合剂6份；粘合剂采用氯化橡胶。
2.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为75℃烘干9h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为95吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例3：
制备水下切割用破障药柱：
3.1原料
铝粉15份；氧化铜粉55份；二氧化锰粉15份；钨粉1份；粘合剂2份；粘合剂采用氯化橡胶。
3.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为65℃烘干11h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为105吨保压25S，压制形成药柱成品。
实施例4：
制备水下切割用破障药柱：
4.1原料
铝粉22份；氧化铜粉62份；二氧化锰粉12份；钨粉2份；粘合剂5份；粘合剂采用氯化橡胶。
4.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为72℃烘干9.5h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为98吨保压32S，压制形成药柱成品。
实施例5：
制备水下切割用破障药柱：
5.1原料
铝粉18份；氧化铜粉58份；二氧化锰粉14份；钨粉3份；粘合剂3份；粘合剂采用氯化橡胶。
5.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为68℃烘干10.5h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为102吨保压28S，压制形成药柱成品。
实施例6：
制备水下切割用破障药柱：
6.1原料
铝粉19份；氧化铜粉61份；二氧化锰粉13份；钨粉2份；粘合剂4份；粘合剂采用氯化橡胶。
6.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为75℃烘干11h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为105吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例7：
制备水下切割用破障药柱：
7.1原料
铝粉20份；氧化铜粉62份；二氧化锰粉12份；钨粉3份；粘合剂4份；粘合剂采用氯化橡胶。
7.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为65℃烘干9h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为95吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例8：
制备水下切割用破障药柱：
8.1原料
铝粉15份；氧化铜粉55份；二氧化锰粉12份；钨粉4份；粘合剂3份；粘合剂采用氯化橡胶。
8.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为75℃烘干10h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为100吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例9：
制备水下切割用破障药柱：
9.1原料
铝粉25份；氧化铜粉60份；二氧化锰粉15份；钨粉4份；粘合剂4份；粘合剂采用氯化橡胶。
9.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为65℃烘干10h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为105吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例10：
制备水下切割用破障药柱：
10.1原料
铝粉23份；氧化铜58份；二氧化锰粉10份；钨粉4份；粘合剂2份；粘合剂采用氯化橡胶。
10.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为70℃烘干10h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为95吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例11：
制备水下切割用破障药柱：
9.1原料
铝粉25份；氧化铜粉63份；二氧化锰粉12份；钨粉1份；粘合剂3份；粘合剂采用氯化橡胶。
9.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为75℃烘干10h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为100吨保压35S，压制形成药柱成品。
实施例12：
制备水下切割用破障药柱：
10.1原料
铝粉25份；氧化铜65份；二氧化锰粉15份；钨粉4份；粘合剂4份；粘合剂采用氯化橡胶。
10.2制备方法
包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将氯化橡胶溶解于乙酸乙酯中；
S4、将步骤S3中的含有氯化橡胶的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为70℃烘干11h；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入油压机的压制模具中，压制是在压力为105吨保压25S，压制形成药柱成品。

Claims (9)

1.一种水下切割用破障药柱，其特征在于，其制备包括下述重量份的原料：铝粉15-25份；氧化铜粉55-65份；二氧化锰粉10-15份；钨粉1-4份；粘合剂2-6份。
2.根据权利要求1所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，各原料的重量份分别为：铝粉18-22份；氧化铜粉58-62份；二氧化锰粉12-14份；钨粉2-3份；粘合剂3-5份。
3.根据权利要求1所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，各原料的重量份分别为：铝粉20份；氧化铜粉60份；二氧化锰粉13份；钨粉2.5份；粘合剂4份。
4.根据权利要求1所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，所述粘合剂为氯化橡胶。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，包括下述步骤：
S1、按配比准备原料
S2、将铝粉、氧化铜粉、二氧化锰粉和钨粉混合均匀，得到混合粉末；
S3、将粘合剂溶解于溶剂中；
S4、将步骤S3中的含有粘合剂的溶液加入步骤S2中的混合粉末中进行制粒，形成混合粒子；
S5、将步骤S4中得到的混合粒子进行烘干；
S6、将步骤S5中烘干的混合粒子放入压制模具中，压制形成药柱成品。
6.根据权利要求5所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，所述步骤S3中，所述溶剂为乙酸乙酯。
7.根据权利要求5所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，所述步骤S4中，制粒的具体过程为：
①将粘合剂的乙酸乙酯溶液加入步骤S2中的混合粉末中并搅拌，直至粉末形成数个球状粒子；
②将制成的球状粒子过筛、粉碎成颗粒，将颗粒放入三维混合机内混匀，过筛-混合流程重复三次。
8.根据权利要求5所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，所述步骤S5中，烘干是在真空烘干机内烘干，在温度为65-75℃烘干9-11h。
9.根据权利要求5所述的水下切割用破障药柱，其特征在于，所述步骤S6中，压制采用油压机，压制是在压力为95-105吨保压25-35S。
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