СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ К МЕХАНИЧЕСКОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
METHOD FOR DETERMINING SENSITIVITY OF BLASTING EXPLOSIVES TO MECHANICAL IMPACT

Предлагаемое изобретение относится к области исследований свойств взрывчатых веществ (ВВ), в частности к методам определения чувствительности ВВ к механическим воздействиям, и может быть использовано при испытаниях ВВ на чувствительность к удару.
Из предшествующего уровня техники известен, из патента РФ №2272242, МПК F42B 35/00, опубл. 20.03.2006 г., БИ №8, способ определения чувствительности ВВ к удару, включающий помещение образца ВВ на наковальню, в центре которой выполнена выемка круглого сечения, проведение ударных испытаний с использованием груза с центральным бойком, характеризующегося переменными параметрами и установленного с возможностью совершения возвратно-поступательных перемещений по вертикальным направляющим, с последующим проведением воздействия удара по образцу ВВ, регистрацию и анализ результатов измерений.
Однако в известном способе не обеспечены точность и правильность определения параметра чувствительности ВВ к прямому удару.
Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка простого, точного и эффективного способа определения чувствительности ВВ к механическим воздействиям.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа, заключается в повышении точности, воспроизводимости результатов измерений и правильности определения свойств ВВ, расширении функциональных возможностей способа за счет варьирования линейно - изменяющимися энергетическими параметрами груза.
Указанные задача и новый технический результат достигаются тем, что в отличие от известного способа определения чувствительности ВВ к механическому воздействию, включающего помещение образца ВВ на наковальню, в центре которой выполнена выемка круглого сечения, проведение ударных испытаний с использованием груза с центральным бойком, характеризующегося переменными параметрами и установленного с возможностью совершения возвратно-поступательных перемещений по направляющим, регистрацию и анализ результатов измерений, согласно изобретению каждый из серии исследуемых образцов ВВ помещают до испытания во вспомогательное устройство, которое устанавливают в выемке круглого сечения, выполненной на поверхности наковальни, которое представляет собой два соосно расположенных монолитных цилиндра, центрируемых внешней, разрушаемой после взрыва ВВ оболочкой, между торцами цилиндров размещают образец ВВ, при этом площадь торца каждого из цилиндров должна быть не менее полуторакратной площади пятна ВВ, в качестве груза, характеризующегося переменными параметрами, используют груз, установленный с возможностью перемещения по вертикальным направляющим, который закрепляют на постоянной высоте, при этом массу груза меняют в диапазоне от 0,1 кг до 25 кг с шагом не более 0,5 кг, скорость движения груза для всех испытуемых образцов ВВ поддерживают постоянной.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
На фиг. 1 (а, б) представлен общий вид используемого в способе устройства, где 1 - груз с переменными параметрами; 2 - наковальня, 3 - выемка в наковальне; 4 - вспомогательное устройство; 4а - первый цилиндр вспомогательного устройства, 4б - второй цилиндр вспомогательного устройства, 4в - разрушаемая после взрыва ВВ оболочка, 5 - вертикальные направляющие; 6 - образец из порошкообразного ВВ; 7 - удерживающее груз устройство, 8 - ограничитель.
Первоначально закрепляют груз 1, характеризующийся переменными параметрами, на вертикальных направляющих 5 посредством удерживающего груз устройства 7. На поверхности наковальни 2 в выполненной по центру выемки 3 размещают вспомогательное устройство 4, состоящее из 2-х монолитных цилиндров 4а и 4б, с размещенным между их торцами образцом ВВ 6. Разрушаемая после взрыва оболочка 4в предназначена для ограничения по боковой поверхности образца ВВ и центрирования монолитных цилиндров. Груз 1 размещают на направляющих с возможностью совершения вертикальных возвратно-поступательных перемещений по 3-м вертикальным направляющим 5. Поскольку ударные испытания для каждого из серии образцов ВВ проводят однократным воздействием груза 1 на образец ВВ, то для исключения повторного хода груза 1 используется ограничитель 8 в виде кольцевого выступа на боковой поверхности груза червячной передачи на ответной части, выполненной, например, на дополнительной направляющей (на чертеже не показана).
В ходе ударных испытаний производят сбрасывания груза 1 на торец цилиндра 4а вспомогательного устройства 4 с размещенным образцом ВВ.
Далее повторяют указанное воздействие груза 1 на каждый образец ВВ из серии опытов. Согласно требованиям стандартной методики достаточное количество опытов, однозначно подтверждающих исследуемый параметр чувствительности ВВ к удару, равно 25. Варьирование массы груза 1 для определения нижнего предела чувствительности ВВ к удару осуществляют путем увеличения массы груза в диапазоне от 0,1 кг до 25 кг с шагом не более 0,5 кг, которое продолжают до момента возникновения взрывчатых превращений в образце ВВ. При этом возникает линейная зависимость определяемого параметра чувствительности от массы груза для разных образцов ВВ, что существенно увеличивает точность определения в связи с минимально возможными приближениями к критической величине массы груза, при которой начинается взрывчатое превращение в образце ВВ.
В прототипе меняют высоту подвешивания груза 1 в диапазоне от 0,05 м до 0,5 м с шагом не более 0,05 м, что и продолжают до момента возникновения взрывчатых превращений в образце ВВ, при этом как закономерное следствие меняется скорость падения груза 1, что не позволяет однозначно (правильно) судить об измеряемом параметре для разных образцов ВВ, т.к. между независимой переменной (высота груза) и измеряемой переменной (определяемый параметр чувствительности ВВ) существует квадратичная зависимость, приводящая к необходимости применения чрезмерно малой величины шага возрастания независимой переменной (которая ограничена стандартной методикой) и к неточному определению параметра чувствительности.
Использование размещения образца ВВ во вспомогательном устройстве 4 предлагаемого вида по сравнению с прототипом позволяет достигнуть более концентрированного размещения порошкообразного ВВ между, с одной стороны, торцами цилиндров 4а и 4б вспомогательного устройства 4, а с другой стороны, боковой поверхностью разрушаемой после взрыва ВВ оболочкой 4в. Наиболее оптимальным является выполнение во вспомогательном устройстве условия, когда площадь торца каждого из цилиндров составляет величину не менее полуторакратной площади пятна ВВ, т.к. в этом случае частички порошкообразного ВВ не выходят за границу площади торца каждого из цилиндров 4а и 4б, а ударное воздействие груза на образец воспринимается всей массой образца ВВ.
Таким образом, при использовании предлагаемого способа обеспечивается достижение нового технического результата, заключающегося в повышении точности, воспроизводимости результатов и правильности определения свойств ВВ, в расширении функциональных возможностей способа за счет более эффективного варьирования линейно - изменяющимися энергетическими параметрами груза, чем это достигнуто в прототипе.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примерами конкретного исполнения.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ опробован на установке, изображенной на фиг. 1.
Все элементы устройства выполнены из стали, а находящаяся во вспомогательном устройстве разрушаемая оболочка выполнена из кальки. В качестве серии образцов ВВ использован гексоген из разных партий, изготовленных в различных технологических режимах. Число опытов одной серии 25. Число серий 4. Данный статистический ряд опытов был проведен повторно для подтверждения воспроизводимости способа. В результате ударных испытаний в условиях данного примера установлены более точное влияние различных технологических режимов на определяемую величину чувствительности ВВ к механическому воздействию, улучшенная воспроизводимость результатов измерений, правильность определения параметра, чем это было достигнуто в прототипе. Результаты испытаний сведены в таблицу (таблица 1).
Как это показали экспериментальные исследования, при использовании предлагаемого способа обеспечивается достижение более высокого технического результата, заключающегося в повышении точности, воспроизводимости результатов и правильности определения свойств ВВ, в расширении функциональных возможностей способа за счет более эффективного варьирования линейно - изменяющимися энергетическими параметрами груза.