Экспериментальные характеристики взрыва

Превращение теплоты взрыва в механическую работу происходит с большими потерями. Различные ВВ сравнивают друг с другом несколькими экспериментальными способами. Экспериментальным путем определяют характеристики, дающие относительную оценку работоспособности ВВ.

Для оценки взрывчатых свойств, характеризующих изводят экспериментальное определение:

· скорости детонации;

Для контроля качества ВВ на полигонах наиболее простым и доступным способом определения скорости детонации является хорошо испытанный метод Дотриша, смотри рис..

С боковой стороны заряда испытываемого ВВ длиной 300 мм (или другой длины) вводят отрезки детонирующего шнура (ДШ) длиной от 1,5 до 3-х метров. Расстояние между точками А и Б в зависимости от длины патрона должно быть 200 – 300 мм. Расстояние между точками и длину детонирующего шнура тщательно измеряют, при этом скорость детонации ДШ должна быть известна до проведения опыта. Свободный отрезок ДШ укладывают на металлическую пластину толщиной не менее 2–4 мм и длиной 300–400 мм.

На середине пластины отмечают участок (точка О) между равными отрезками: АО=АБ+БО.

Электродетонатор устанавливают как показано на схеме рис.. Во время взрыва заряда ВВ детонационная волна, дойдя до точки А, возбуждает детонационную волну в отрезке АО детонирующего шнура, которая пойдет по ДШ в сторону точки О. Продолжая движение по заряду ВВ, детонационная волна дойдет до точки Б и возбудит детонацию в отрезке БО детонирующего шнура. Таким образом, детонационные волны в отрезках АО и БО будут двигаться навстречу друг другу и в какой-то момент встретятся, например, в точке В. Если скорость детонации заряда ВВ будет меньше скорости детонации ДШ, то столкновение двух волн произойдет справа от точки О. Если же скорость детонации заряда ВВ окажется больше, чем детонирующего шнура, то столкновение двух волн произойдет слева от точки О. Результатом "лобового" столкновения детонационных волн, идущих по отрезкам ДШ, будет скачкообразное повышение давления и образование двух симметричных газовых струй, направленных перпендикулярно к оси ДШ. Высокое давление газов создаст характерное углубление на поверхности металлической пластины.

Время, в течение которого фронт детонации пройдет от точки А к точке В, будет равно

Время, затраченное фронтом детонации в заряде ВВ на прохождение участка от точки А к точке Б (расстояние b), определяем из выражения

,

а время прохождения ДВ по шнуру от точки Б к точке В легко находят из выражения

Поскольку детонационные волны, распространяющиеся в отрезках

(АО + а) и (БВ – а) детонирующего шнура, встречаются в точке В, то очевидно, что t₁=t₂+t₃:

или

Рис. Схема определения скорости детонации по Дотришу:

1 – электродетонатор (или капсюль-детонатор); 2 – заряд ВВ; 3 – ДШ; 4 – металлическая пластина; DДШ – скорость детонации ДШ; DВВ – скорость фронта детонационной волны в заряде ВВ. Стрелками указано направление движения фронта детонационной волны в заряде ВВ и в детонирующем шнуре.

Используя начальное условие, при котором АО=b+БО, произведем замену в последнем уравнении и получим:

Окончательно будем иметь

(1.23).

Ошибка в измерениях, как показала многолетняя практика, не превышает 3-5%.

· бризантности;

Бризантность или дробящее действие взрыва определяют простым и широко распространенным методом, используя стандартную пробу на обжатие свинцовых столбиков или пробу Гесса, рис.16, которая используется в качестве контрольной приемочной пробы.

Мерой бризантности ВВ (Б) является величина обжатия или, другими словами, разность высот столбика до обжатия (60 мм) и после обжатия (Н_В, мм): Б=60–Н_В, мм.

Для промышленных ВВ величина обжатия столбика зависит от скорости детонации ВВ, которая возрастает с измельчением компонентов, увеличением гомогенности их смешивания.

Рис.16. Схема к определению бризантности по пробе Гесса (а):

1 – огнепроводный шнур; 2 – капсюль детонатор; 3 – заряд испытуемого ВВ (50 г); 4 – бумажная оболочка; 5 – стальная пластина; 6 – свинцовый столбик; 7 – металлическая плита; (б) – свинцовый столбик после обжатия.

· работоспособности.

Для определения относительной работоспособности ВВ наиболее широко применяется метод свинцовой бомбы (проба Трауцля), принятый на Втором Международном конгрессе прикладной химии. Бомба Трауцля представляет собой свинцовый цилиндр диаметром и высотой 200 мм, в которой имеется цилиндрическое несквозное отверстие диаметром 25 мм и глубиной 125 мм, (см. рис.15). На дно отверстия помещают заряд ВВ весом 10 г в бумажной гильзе. На заряд ВВ устанавливают электродетонатор ЭД-8-Э, а свободную часть канала бомбы засыпают сухим кварцевым песком. В бомбе в районе размещения заряда при взрыве образуется полость (см. рис.15, в). Расширение канала бомбы происходит за счет действия давления продуктов взрыва электродетонатора и испытуемого ВВ. Мерой относительной работоспособности ВВ (в см³) является величина расширевшегося объема канала свинцовой бомбы за вычетом начального объема (61 см³) и расширения (30 см³) за счет взрыва электродетонатора.

Рис.15. Определение работоспособности в свинцовой бомбе:

1 – свинцовая бомба; 2 – канал; 3 – сухой кварцевый песок; 4 – электродетонатор; 5 – испытуемое ВВ; 6 – полость, образовавшаяся в бомбе при взрыве ВВ и ЭД.

Для новых видов ВВ экспериментальным путем определяют:

· теплоту продуктов взрыва;

· работу продуктов взрыва;

· объем газов взрыва;

· температуру взрыва;

· давление газов взрыва.

Для проверки качества ВВ, их соответствия ГОСТу и пригодности к применению определяют:

· полноту детонации;

· способность к передаче детонации от патрона к патрону;

Передача детонации на расстояние характеризует способность взрыва заряда ВВ (активного заряда) вызывать детонацию другого заряда (пассивного заряда), установленного на некотором расстоянии от первого. Реакция взрывчатого превращения пассивного заряда ВВ объясняется резким сжатием первого его слоя и сильным разогревом ударной волной, возникшей при взрыве активного заряда. Дальность передачи возрастает с увеличением диаметра, плотности, массы и мощности активного заряда. Факторами, от которых зависит дальность передачи, являются свойства пассивного заряда, наличие оболочки, свойства материала оболочки, среды, разделяющей заряды, и др. Установлено, что из свойств активного заряда определяющими являются скорость детонации и плотность ВВ. На основе принципа передачи детонации на расстояние введено испытание чувствительности ВВ к восприятию детонации, рис.13. Это испытание заключается в определении максимального расстояния между двумя патронами диаметром 31–32 мм, при котором взрыв активного заряда вызывает безотказную детонацию пассивного заряда ВВ.

Для каждого промышленного ВВ установлены минимумы таких расстояний (х).

Рис.13 Схема испытания ВВ на передачу детонации.

На грунте укладывают два патрона на расстоянии, указанном в ТУ. Если при двух взрывах отказов не произошло, то ВВ считают выдержавшим испытания. Если произошел отказ, то количество испытаний увеличивают вдвое. При повторном отказе бракуется вся партия ВВ При испытаниях ВВ, поступивших в мешках, изготавливают патроны диаметром 31 ± 1 мм, длиной 200 ± 10 мм при плотности заряда ВВ 0,95-1,05 г/см³. Водоустойчивые ВВ испытывают после их выдержки в воде в течение 1 часа на глубине 1 м.

· влажность ВВ;

· химическую стойкость;

· физическую стойкость;

· экссудацию (выделение жидких нитроэфиров на оболочке патронов) для ВВ, содержащих нитроэфиры более 15%.

Для оценки чувствительности и опасности ВВ к обращению определяют:

· чувствительность к тепловому импульсу;

· чувствительность к удару;

· чувствительность к трению;

· инициированию;

· склонности к пылению;

· склонности к электризации.

Для оценки технологического применения ВВ определяют:

· сыпучесть;

· дисперсность;

· увлажняемость;

· водоустойчивость;

· расслаиваемость;

· слеживаемость.