Метод оценки чувствительности взрывчатых систем к удару

 

Исследование чувствительности к удару проводится на копрах в соответствии с ГОСТ 4545-88. Сущность метода состоит в том, что по пробе (за­ряду) ВС, помещенной на наковальню, производится удар грузом копра, сбрасываемым с определенной высоты.

Поскольку результаты испытание зависят не только от свойств ВС, но также и от условий проведения испытаний, т.е. от большого числа различных факторов, при определении чувствительности к удару необходимо пользоваться стандартными копрами и роликовыми приборами, проводить испытания в стандартизованных условиях и пользоваться статистическими методами испытаний.

Испытания бризантных ВВ регламентируются ГОСТ 4545-88. Этот стандарт можно применять для оценки чувстви­тельности к удару порошкообразных, пластичных, эластичных, гранулированных, прессованных, литых, жидких и вязкотекущих индивидуальных ВС и смесей на их основе.

Испытания проводятся при комнатной температуре.

За взрыв принимаются явления, сопровождаемые звуковым эффектом или пламенем.

Исследования чувствительности к удару ВВ проводятся на вертикальных копрах марки К-44-II с грузом 10 кг либо 2 кг. Рабочий диапазон высот сбрасывания груза - до 1 м. Испыта­ния твердых ВС проводятся в роликовых приборах, схема кото­рых приведена на рисунке 1.

 

1 – ролики, 2- муфта, 3- навеска ВВ.

Рисунок 1. Схема роликового прибора.

 

Роликовые приборы должны удовлетворять требованиям стандарта по всем парамет­рам, которые могут оказать влияние на результаты испытаний. Регламентируется качество обработки рабочих поверхностей роликов и муфт и их материал, величина зазора между ролика­ми и муфтой, величина фаски на роликах, размеры роликов и муфт и др. Для проверки правильности работы приборов и соот­ветствия их стандарту необходимо периодически производить испытания эталонного тетрила. Копер и роликовые приборы счи­таются пригодными к испытаниям, если частость взрывов эта­лонного тетрила в стандартных условиях составляет (48-56) % взрывов.

 

Определение чувствительности к удару твердых конденсированных взрывчатых систем в приборе №1 (определение частости взрывов)

 

Работу необходимо начать с проверки состояния копра и роликовых приборов. Перед работой поверхности направляющих стоек копра, по которым скользит груз, необходимо протереть бензином и смазать тонким слоем индустриального масла. Кро­ме того, необходимо проверить работу механизма сбрасывания груза и прочность его крепления на направляющих, а также прочность крепления бойка в грузе.

Роликовые приборы должны быть чистыми (без следов ВВ, смазки и т.п.) и соответствовать стандарту. Промывка роли­ковых приборов производится в ацетоне или этаноле. Ролики промываются непосредственно в растворителе, который нахо­дится во время работы в эмалированной кювете в специальном вытяжном боксе. Ролики после промывки извлекаются из раст­ворителя тигельными щипцами или пинцетом и протираются чистой сухой марлей или хлопчатобумажной тканью. Поверхности муфт протираются тканью, смоченной в раст­ворителе и намотанной на специальную палочку.

При снаряже­нии роликовых приборов в муфту вводится ролик, на который равномерным слоем наносится навеска испытуемой ВС, поверх ВС осторожно устанавливается второй ролик.

По стандарту масса каждой пробы должна быть (0.05 ± 0.005) г.

В практике, как правило, пользуются объемным методом взятия навесок с помощью специальных калиброванных мерочек. Для каждой ВС подбирается мерочка такого объема, чтобы масса ВС в насыпном виде, полностью заполняющая ее, соответ­ствовала стандартной. При взятии навесок в мерочку с по­мощью бумажного совочка засыпается с избытком испытуемая ВС, после чего избыток ВС снимается ребром совочка.

Для бризантных ВС можно использовать мерочки из органического стекла или цветных металлов (латунь, медь).

При проведении испытаний снаряженные роликовые приборы поочередно ставят на наковальню копра и сбрасывают на них груз с постоянной высоты 25 см, фиксируя при этом взрыв (+) или отказ (-).

В случае отказа ролики выталкивают из муфты на специ­альном винтовом прессе. Ролики и муфты после испытаний промывают в растворителе.

Чувствительность к удару по стандартной пробе в приборе № 1 харак­теризуют частостью (%) взрывов, которая получается при ис­пытании ВВ в стандартных условиях:

высота падения груза - 25 см,

масса груза - 10 кг (2 кг),

масса пробы ВВ -0.05 г.,

число параллельных испытаний - 25.

В тех случаях, когда частость взрывов при грузе в 10 кг оказывается равной 100%, испытания необходимо повторить при грузе массой в 2 кг.

При оценке чувствительности новой ВС, полученные данные по частости взрывов для этой ВС сравнивают с дан­ными по чувствительности штатных ВС (т.е. с опорным рядом). На основании этого делают заключение об относительной чув­ствительности новой ВС. В таблице 1 приведена чувстви­тельность к удару по стандартной пробе штатных ВС (опор­ный ряд).

 

Таблица 1- Чувствительность штатных ВС по стандартной пробе

Взрывчатые системы	% взрывов
Тротил	4-8
Тетрил	48-56
Гексоген	70-80
Гексоген флегматизированный	28-32
Октоген	80-90
ТЭН
Нитроглицерин
Баллиститные пороха	40-80
СТРТ на основе ПХА и СК	до 80

 

Природа частости взрывов в условиях механических воздейст­вии связана с вероятностным характером возбуждения взрыв­ного процесса.

Поскольку в условиях механических воздействии резуль­таты испытаний зависят от большого числа случайных факторов, возбуждение взрыва в этих условиях носит вероятностный ха­рактер. Так, при ударе зависимость частости (%) взрывов от высоты падения груза в соответствии со статистическим зако­ном распределения описывается кривой вида, рисунок 2.

Рисунок 2. Кривая чувствительности.

 

Если построить аналогичные кривые чувствительности для трех ВС А, В и С, при условии, что чувствительность вещест­ва А>В а чувствительность В>С, графическая картина будет иметь следующий вид, (рисунок 3)

 

Рисунок 3. Кривые чувствительности для различных ВВ.

 

 

Из рисунка 3 следует:

1 чем выше чувствительность ВВ, тем левее располагается его кривая чувствительности.

2 при испытании этих 3-х ВС по стандартной пробе (H=25 см) наименее чувствительное ВВ - С - дает наименьший % взрывов (с %), а наиболее чувствительное ВВ- А - наиболь­ший % взрывов (а %).

 

3 Определение чувствительнос­ти к трению при ударном сдви­ге

 

Испытания проводятся на копре К-44-III, который представляет собой комбинацию гидрав­лического пресса и маятникового копра. На этом приборе можно определять чувствительность к трению при ударном сдвиге твердых ВC всех классов. Схема копра приведе­на на рис.4. Испытания регламентируются ГОСТ Р 50835-95.

Роликовый прибор (1) с навеской ВC массой 0,02 г уста­навливается в камеру копра К-44-III и подпрессовывается до необходимого давления. После подпрессовки муфта роликового прибора с помощью специальной скобы опускается вниз относи­тельно роликов. При этом верхний ролик и навеска ВС оказы­ваются над поверхностью муфты и, таким образом, верхний ро­лик получает возможность смещаться в горизонтальной плоскос­ти. К боковой поверхности верхнего ролика подводится боек (2), по которому производится удар грузом маятникового копра (3). Под действием удара боек смещается в направляющей (4) по горизонтали и сдвигает верхний ролик относительно нижнего на 1.5 мм. При этом заряд ВВ, зажатый между роликами, подвер­гается быстрому сдвигу, на плоскостях сдвига в локальных точках возникает тре­ние, сопровождающееся тепловыделением, и, в зависимости от сложившихся условий, происходит либо взрыв (+), либо отказ (-).

1 - роликовый прибор, 2 - боек, 3 - маятник с грузом, 4 – направляющая.

Рисунок 3. Схема копра К-44-III.

 

Чувствительность к трению ударного характера количест­венно характеризуется либо построением полной кривой чувст­вительности, либо верхним и нижним пределами чувствительно­сти. Кривая чувствительности к трению строится в координа­тах "Частость взрывов (% взрывов) - удельное давление поджатия пробы ВС -(Р, КПа)” (рисунок 5)

Верхний предел чувствительности к трению (P_в) – минимальное удельное давление поджатия пробы ВВ, при котором наблюдается 100% взрывов. Нижний предел чувствительности (P_н) – максимальное удельное давление поджатия пробы ВВ, при котором не происходит ни одного взрыва.

 

P, кг/см^2

Рисунок 5. Кривая чувствительности к трению.