Чувствительность взрывчатого вещества и методы её оценкиВзрывчатое превращение ВВ можно вызвать в результате некоторого внешнего воздействия, которое называется начальным импульсом. Для возбуждения взрыва могут использоваться различные виды энергии: тепловая (луч пламени, нагрев), механическая (удар, трение, накол остриём жала), электрическая (накаливание проволочного мостика, искровой разряд, электрический разряд через мостик) и энергия взрыва другого ВВ. Соответственно начальными импульсами могут быть: тепловой, механический, электрический и взрывной. Опыт показывает, что для возбуждения взрыва одних взрывчатых веществ требуются менее интенсивные, а для других более интенсивные начальные импульсы. Следовательно, ВВ различаются по чувствительности к внешним воздействиям. Чувствительностью называется способность вещества к взрывчатому превращению под влиянием внешних воздействий. Чувствительность вещества характеризуется минимальной величиной начального импульса, необходимого для возбуждения взрывчатого превращения. Чем меньше по величине начальный импульс, необходимый для возбуждения взрыва, тем чувствительнее ВВ. По форме внешнего проявления различают две разновидности теплового импульса - это беспламенный нагрев и нагрев открытым пламенем (лучом пламени). Возбуждение взрывчатого превращения беспламенным нагревом представляется как самовоспламенение при медленном прогреве всей массы ВВ до некоторой температуры, которая называется температурой вспышки. Температура вспышки – этота минимальная температура, при которой теплоприход становится больше теплоотвода, и химическая реакция, вследствие ее ускорения и самоускорения, принимает характер взрывчатого превращения. Самоускоряющийся рост температуры доводит превращение до таких больших скоростей, при которых его называют взрывом. Одновременно в каждой точке объёма взрывчатое вещество из твердого состояния переходит в газообразное состояние за 10-2 –10-5 доли секунды. Возбуждение взрыва нагревом осуществляется в механизмах пневматического типа. Воздействие лучом пламени вызывает начало химической реакции ВВ на ограниченной площади поверхности ВВ. При этом возбуждение взрывчатого превращения происходит не во всей массе одновременно, а только в месте интенсивного прогрева. Однако распространение взрывчатого превращения от слоя к слою вглубь массы ВВ происходит так быстро, что до разрушения массы ВВ на куски наступает его превращение из твердого состояния в газообразное. Механический импульс может проявляться в виде удара, трения и в виде накола острием жала. В основе возбуждения взрывчатого превращения уд арным импульсом лежит процесс разогрева вещества за счёт сжатия газов; разогрева при трении между поверхностями, ограничивающими заряд; трения между кристалликами самого ВВ и нагревания ударника. При возбуждении взрыва наколом процессы аналогичны, но большую весомость в разогреве ВВ имеет прямое разрушение молекул ВВ в месте его контакта с жалом ударника. В основе возбуждения взрыва трением лежит нагрев ВВ за счёт разрушения его молекул в слое трения. При возбуждении взрыва электрическим импульсом происходит накапливание тепловой энергиипри накаливании током тонкой металлической проволоки. Электрический начальный импульс применяется в различных электрозапальных устройствах. Возбуждение взрывчатого превращения взрывом другого вещества происходит за счёт высоких температур и давления, создаваемым первичным ВВ. Инициирующий заряд в этом случае называется детонатором, а процесс взрывания – детонированием. Взрывной импульс применяется для возбуждения взрывчатого превращения разрывных зарядов снарядов. Чувствительность является одной из основных характеристик ВВ, определяющих возможность их практического применения и безопасность обращения с ними. Поэтому нужно знать качественные данные о чувствительности ВВ для оценки возможности их применения в тех или иных условиях. Чувствительность ВВ определяется экспериментально. Определение чувствительности ВВ к конкретному виду начального импульса проводится по отдельным методикам и оценивается различными критериями. Чувствительность ВВ к тепловому импульсу оценивается температурой вспышки. Температура вспышки зависит от массы ВВ, времени нагревания, степени измельчения ВВ и др. факторов, от которых зависят условия теплопередачи. Поэтому температуру вспышки определяют в строго определенных условиях на приборах вспышки (рис. 2.7). Сущность определения заключается в том, что в гильзу электронагревателя помещается взрывчатое вещество массой 0,05 г и по термометру определяется та температура, при которой вспышка происходит через 5 с. Обычно определяют температуру вспышки при нескольких временах задержки. Затем строят график (рис. 2.8) зависимости времени задержки τ; от температуры t и по нему определяют температуру, при которой вспышка ВВ массой 0,05 г происходит за время 5 секунд (или 5 минут).
Таким образом, за температуру вспышки принимают ту, при которой вспышка ВВ массой 0,05 г происходит с экспозицией 5 с (5 мин). Температура вспышки для некоторых инициирующих и бризантных ВВ приведена в таблице 2.5.
Определение чувствительности ВВ к удару производится на вертикальном копре K–44–II с помощью так называемого штемпельного приборчика (рис. 2.9, а). ВВ массой 0,1 г помещают между двумя стальными роликами, которые вставляются в стальную втулку (штемпельный приборчик). На верхний ролик сбрасывают груз, движущийся по вертикальным направляющим. При падении груза наблюдатель фиксирует наличие или отсутствие взрыва (хлопка, дыма, пламени). Чувствительность ВВ характеризуется частостью (r) взрывов, выражаемых в процентах, в 25 параллельных опытах при падении на штемпельный приборчик груза массой 10 кг с высоты 25 см или максимальной высотой падения груза при отсутствии взрывов в 25 % испытаниях на вертикальном копре. Для инициирующего ВВ используется прибор K–44–I меньшего размера. Навеска испытуемого ИВВ – 0,012 г. Используют груз массой 0,2 кг ИВВ. При проведении испытаний строят кривую чувствительности, т.е. зависимость процента взрывов от высоты падения груза, и определяют верхний и нижний пределы чувствительности. Верхний предел - это минимальная высота падения груза, при которой получают 100% взрывов. Нижний предел - это максимальная высота падения груза, при которой не получается ни одного взрыва. Верхний предел служит условной мерой надежности действия, а нижний предел - мерой безопасности при обращении с инициирующими ВВ. Практически установлено, что в артиллерийских выстрелах можно использовать ВВ с чувствительностью к удару по стандартной пробе не более 24…32%. Для реактивных боеприпасов перегрузки меньше, а поэтому для снаряжения головных частей могут применяться более чувствительные взрывчатые вещества. Опытные данные приведены в таблице 2.6.
Определение чувствительности к ударному сдвигу производится на приборе марки K-44-III, в который помещен приборчик для копровых испытаний (рис. 2.9, б). Масса навески испытуемого материала 0,02 г. Оценку результата производят по максимальной величине давления прижатия ВВ при отсутствии взрывов (нижний предел), при относительном сдвиге образца от удара маятникового груза массой 2 кг по ролику с различных углов. Определение чувствительности к трению производится на приборе марки И-6-2 (рис. 2.9, в), в который помещен приборчик для копровых испытаний. Оценку результатов 25 параллельных испытаний (при отсутствии следов взрывчатого разложения) производят по максимальному значению давления прижатия образца (нижний предел), при вращении пуансона с угловой скоростью 54,5 рад/с (520 об/мин) в течение 3 с, если не произошло воспламенения (взрыва) образца ВВ.
Чувствительность ВВ к наколу определяется при помощи воздействия падающего груза на ВВ (рис. 2.10). Испытываемое ВВ помещается внутри специальной сборки. При сбрасыванием груза на жало, происходит накол капсюля-воспламенителя или капсюля-детонатора с зарядом из испытываемого взрывчатого вещества. Характеристикой чувствительности служит высота падения груза на жало, то есть верхний и нижний предел чувствительности.
Восприимчивость бризантного взрывчатого вещества к взрывному (детонационному) импульсу характеризуется предельным инициирующим зарядом, за который принимается минимальный заряд инициирующего ВВ, надежно обеспечивающий полную детонацию определенного количества бризантного ВВ. Сущность определения восприимчивости к детонации заключается в том, что 1 г исследуемого бризантного ВВ запрессовывается в мерную (латунную) гильзу от капсюля – детонатора под давлением 100 МПа. Затем под давлением 50 Мпа запрессовывают инициирующее ВВ. Возбуждают взрыв и фиксируют полноту детонации. Изменяя количество инициирующего ВВ добиваются полной детонации и определяют предельный инициирующий заряд. Данные таблицы 2.7. свидетельствуют о существенных различиях в восприимчивости к детонации различных бризантных ВВ. Заметно, что для детонации взрывчатых веществ типа тротил, тетрил, гексоген, тэн необходим заряд гремучей ртути на порядок больше, чем азида свинца.
|
