Инициирующая способность ИВВ

 

Способность инициирующих взрывчатых веществ (ИВВ), взятых в неболь­шом количестве, возбуждать детонацию других взрывчатых веществ назы­вается инициирующей способностью.

Инициирующая способность характеризуется величиной минимального (предельного) заряда.

Минимальный заряд - это наименьшее количество ИВВ, которое способ­но в определенных условиях вызвать полную детонацию бризантных взрывчатых веществ.

Инициирующая (возбуждающая) способность различных ИВВ по отношению к одному и тому же БВВ неодинакова. Например, взрыв одинаковых зарядов пироксилина возбуждали различными ИВВ. В свою очередь взрыв этих ИВВ возбуждали лучом огня. Для надежной детонации пироксилина потребова­лось 0,3г гремучей ртути, или 3,25 г хлористого азота, или более 6,5 г йодистого азота.

Для возбуждения взрыва пикриновой кислоты достаточно 0,024 г азида свинца или 0,25 г гремучей ртути, но 0,5 г сернистого азота или азот­нокислого диазобензола не вызывает взрыва пикриновой кислоты. Необхо­димо отметить, что количество энергии, выделяющейся при взрыве 0,25 г гремучей ртути, заведомо больше, чем при взрыве 0,024 г азида свинца. Больше и скорость детонации гремучей ртути, а также и объем образую­щихся при взрыве газов. Еще больше энергии и газов образуется при взры­ве 6,5 г йодистого азота по сравнению с 0,3 г гремучей ртути. Возни­кает вопрос, почему так сильно отличаются количества ИВВ, необходимых для возбуждения детонации БВВ. Все это можно объяснить следующим об­разом. При зажигании ИВВ детонируют не сразу, а после некоторого периода горения, отрезок заряда, на котором происходит ускорение горения ИВВ до детонационных скоростей называется преддетонационным участком. Длина участка горения у разных ИВВ различна.

Способность вызывать взрыв обусловлена ударом, который продукты взрыва ицициатора производят по заряду БВВ, т.е. величиной давления, а также скоростью по нарастанию. Так как сила и резкость удара определя­ются скоростью распространения процесса, то ИВВ, имеющие короткий преддетонационный участок, будут при прочих равных условиях вызывать взрыв лучше других, т.е. минимальный заряд их будет меньше.

 

 

 

На графике (рис.1) схематично показаны соотношения, имеющие место для гремучей ртути и азида свинца. График показывает, что скорость детонации гремучей ртути больше, но она имеет более длинный участок преддетонационного развития процесса (l₂>l₁). Поэтому при малых зарядах инициирующее действие гремучей ртути меньше, чем азида свинца. График не вполне точно отражает явление, т.к. по-видимому, переход горения в детонацию происходит не путем постепенного возрастания скорости распространения, а скачкообразно. Именно поэтому можно наблюдать резкий переход от инициирования к отказам при снижении величины заряда ниже предельного.

В качестве косвенного доказательства приведенных рассуждений мо­гут служить простые опыты Велера. Если поджечь несколько миллиграмм азида свинца и гремучей ртути на стекле, то в первом случае происходит взрыв с резким звуком и сильным механическим эффектом: в стекле полу­чается отверстие без радиальных трещин. Во втором случае происходит беззвучная вспышка без механи­ческого эффекта. Если же добавить к гремучей ртути кристаллик азида свинца, то при поджигании этой системы, она взрывается, пробивая отверстие в стекле. То есть под влиянием взрыва азида свинца преддетонационный участок гремучей ртути сильно сокращается и горение её успевает перейти во взрыв. Добавление азида свинца резко увеличивает иницииру­ющее действие гремучей ртути в малых зарядах.

Таким образом, чем меньше количество ИВВ необходимо для возбужде­ния взрыва БВВ, тем выше его инициирующая способность, тем меньше его минимальный заряд. Величины минимальных зарядов для некоторых ИВВ представлены в табл.1.

 

Таблица 1

Минимальный заряд различных инициирующих взрывчатых веществ

 

ИВВ	Масса бризантного ВВ, г
Тетрил	Пикрино-вая кислота	Тротил	Гексоген	ТЭН
Азид кадмия Азид серебра Азид свинца Азид меди Азид ртути Азид таллия Гремучий кадмий Гремучее серебро Гремучая ртуть Гремучий таллий ТНРС     Тетразен	0, 010 0,020 0,025 0,025 0,045 0,070 0,008 9,020 0,290 0,360 2 г не вызывает детонацию 0,40 + 0,4 г ТНРС Р=214 кг/см^2; 0,40 + 0,1 г ТНРС Р=35 кг/см^2	0,020 0,035 0,025 0,045 0,075 0,115 0,050 0,050 0,300 0,430	0,040 0,070 0,090 0,095 0,145 0,335 0,110 0,095 0,360 -	- - 0,020 - - - - - 0,190 -	- - 0,015 - - - - - 0,170

 

Из таблицы следует, что величина минимального заряда зависит не только от ИВВ, но и от БВВ, взятого в качестве вторичного заряда.

В ряду – тротил, пикриновая кислота, тетрил, гексоген, ТЭН - количество инициатора, необходимого для возбуждения детонации, уменьшается. Поскольку легкость возбуждения детонации различных БВЗ неодинакова, то принято говорить о их чувствительности к действию инициатора или детонационному импульсу. Эта чувствительность также характеризуется вели­чиной минимального (предельного) заряда. Чем меньше минимальный заряд ИБВ, тем больше чувствительность БВВ.

Практическое значение величина минимального заряда имеет для снаряжения капсюлей-детонаторов (КД). Количество инициатора в КД должно быть достаточно для надежного срабатывания его и возбуждения детонации заряда БВВ. В то же время ИВВ достаточно дороги и перерасход их экономически нецелесообразен. Оптимальное количество ИВВ в средствах инициирования определяется величиной ми­нимального заряда.

Минимальный заряд не является постоянной величиной и зависит от ряда факторов: давления прессования ИВВ и БВВ, размера их кристаллов конструкции капсюлей-детонаторов. С увеличением размера кристаллов ИВВ и уменьшением размера кристаллов в БВВ минимальный заряд умень­шается.

При повышении давления прессования гремучей ртути выше неко­торого значения ее инициирующая способность уменьшается (увеличивает­ся минимальный заряд) и при некотором давлении она вообще теряет способность к детонации (явление перепрессовки). В отличие от грему­чей ртути азид свинца не подвержен перепрессовке и его минимальный заряд меньше зависит от давления прессования. С повышением давления прессования БВВ минимальный заряд увеличивается, т.к. уменьшается восприимчивость к детонации плотных зарядов.

Для определения величины минимального заряда снаряжают капсюль-де­тонатор и испытывают его одним из нижеописанных методов.

Капсюли-детонаторы

Капсюли-детонаторы (КД) предназначены для создания начального взрывчатого импульса в цепях инициирования разрывных зарядов боеприпасов и подрывных средств.

В зависимости от области применения КД делятся на две группы:

1. артиллерийские КД– применяются во всех видах боеприпасов (в том числе и в гранатах).

2. подрывные КД – используются в военной и промышленной подрывной технике.

В зависимости от первичного импульса КД делятся на:

1. накольные КД;

2. лучевые КД;

3. накольно-лучевые КД.

 

 

 

 

Накольные КД применяются исключительно в артиллерийских боеприпасах.

Промышленные подрывные КД

Промышленные подрывные КД предназначены для возбуждения детонации зарядов ВВ при проведении промышленных взрывных работ при температуре окружающей среды от -60 до +45 ^оС. Они представляют собой устройства, состоящие из металлической гильзы, в которой с одной стороны размещен комбинированный заряд из ИВВ и БВВ, а другая служит для размещения отрезка ОШ на месте проведения взрывных работ.

В настоящее время одним из основных подрывных КД, выпускаемых промышленностью является КД-8С (сейсмический). Устройство КД-8С приведено на рисунке 5.

КД-8С должны безотказно детонировать от луча огня ОШ и пробивать свинцовую пластину толщиной 5 мм. Гарантийный срок хранения – 2 года. ВВ и материалы, используемые при изготовлении КД-8С приведены в табл. 2.

Таблица 2

ВВ и материалы, используемые при изготовлении КД - 8С

 

ВВ	Материал гильзы
Сталь	Биметалл
ИВВ, г Гремучая ртуть Азид свинца	0,35±0,035	0,15±0,03
БВВ (гексоген), г Основной заряд Дополнительный заряд	0,65±0,05 0,35±0,05	0,65±0,05 0,35±0,05

 

Наряду с КД-8С, промышленностью выпускается и другой тип капсюля-детонатора - КД-8МА (рис. 6).

КД-8МА представляет собой гильзу из алюминия или его сплавов, которая снаряжается, в отличии от КД-8С, зарядами азида свинца и гексогена, без использования гремучей ртути. КД-8МА используется аналогично КД-8А.

Термостойкие подрывные КД

Помимо КД-8С и КД-8МА, для которых недопустимо длительное нахождение в среде с высокими температурами, промышленностью выпускаются термостойкие КД лучевого действия (марки ТКД-3-200 и ТКД-6-270) для работ, проводимых в средах с температурой выше 100 ^оС, например, при прострелочно-взрывных работах в нефтяных скважинах.

ТДК-3-200 имеет гильзу диаметром 9 мм, длину 18 мм и порог термостойкости 200 ^оС. ИВВ – азид свинца, БВВ – октоген.

ТКД-6-270 имеет гильзу диаметром 9 мм, длину 35 мм, снаряжен азидом кадмия с добавкой термостойкого воспламеняющего состава и высокостойким БВВ – октогеном. Выдерживает температуру до 280 ^оС в течение 6 часов.

ТКД обладает инициирующей способностью, обеспечивающей пробитие свинцовой пластины толщиной 5 мм после выдержки при следующих температурах: ТКД-3-200 до 195 ± 5 ^оС в течение 5-ти часов; ТКД-6-270 до 270 ± 10 ^оС в течение 6-ти часов.