СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ К МЕХАНИЧЕСКИМ ВОЗДЕЙСТВИЯМ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
METHOD FOR DETERMINING SENSITIVITY TO MECHANICAL EFFECTS OF HIGH-ENERGY SUBSTANCES

Изобретение относится к исследованиям или анализам материалов особыми способами и может быть использовано для определения чувствительности к удару высокоэнергетических веществ.
Известен метод определения характеристик чувствительности к удару, описанный в ГОСТ 4545-88. По п. 1.1 данного стандарта за твердые ВВ принимают порошкообразные, гранулированные, чешуированные, прессовочные, литьевые, эластичные пластичные ВВ и пастообразные ВВ, не способные растекаться. В данном стандарте описан способ испытания вышеуказанных веществ на чувствительность к удару. Испытание производится при помощи копра, посредством вертикального сброса груза на сборку в которой находится запрессованное ВВ.
Недостатком данного способа является выполнение операции по п. 2.2, в котором говорится о том, что пробы гранулированных, чешуированных, прессовочных и литьевых ВВ, предназначенных для испытаний, измельчают до полного прохождения через сито из цветного металла или синтетической ткани с размером стороны ячеек 0,9-1 мм. Измельчение приводит к тому, что оценить влияние каналов, пор, пустот и воздушных включений на чувствительность к удару становится невозможно.
Известен способ определения чувствительности взрывчатых веществ к механическому воздействию, описанный в патенте RU 2630340 С1. Способ определения чувствительности взрывчатых веществ (ВВ) к механическому воздействию, 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, регистрацию и анализ результатов измерений, где каждый из серии исследуемых образцов ВВ помещают до испытания во вспомогательное устройство, которое устанавливают в выемку, 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, 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.
Недостатком данного способа является наличие разрушаемой оболочки, что приводит резкому сбросу давления, а значит снижению достоверности данных о чувствительности ВВ к механическим воздействиям.
Задачей данного изобретения является создание способа определения чувствительности высокоэнергетических веществ к механическим воздействиям, в частности к удару. Повышение достоверности достигается за счет отсутствия механической деформации или измельчения испытуемых веществ в процессе испытаний.
Техническим результатом изобретения является повышение достоверности результатов испытаний, определяющих чувствительность высокоэнергетических веществ к механическим воздействиям, к удару в частности, сохранение исходного состояния испытуемых веществ, с их исходной структурой, в процессе испытаний, позволяющего получить результаты, максимально приближенные к реальным условиям, а также возможность определения чувствительности к удару штатных и перспективных ВВ.
Технический результат настоящего изобретения достигается тем, что в способе определения чувствительности взрывчатых веществ к механическому воздействию, включающем помещение образца ВВ на наковальню, проведение испытаний с использованием груза с центральным бойком, особенность заключается в том, что образец ВВ помещают на наковальню в сборку, состоящую из поддона, муфты, наковальни и бойка (поясняется фиг. 1), сборку наполняют маслом, затем сборку устанавливают на станину и с определенной высоты сбрасывают груз на сборку. В качестве образца ВВ могут быть использованы взрывчатые вещества различных структур, видов и/или габаритов.
В заявленном способе определения чувствительности к удару высокоэнергетических веществ, навеску ВВ помещают на наковальню в сборку, состоящую из поддона, муфты, наковальни и бойка, заливают маслом, затем сборку устанавливают на станину и сбрасывают груз на сборку, результатом удара становится сжатие среды и возникает всестороннее давление масла на испытуемое вещество, всестороннее давление создает «горячие точки» в испытуемом веществе и на всей его поверхности и происходит реакция, по которой определяют уровень чувствительности к механическому воздействию испытуемого вещества в неизмельченном виде. Высокоэнергетическое вещество используют в неизмельченном виде.
Данный способ позволяет определять чувствительность к удару высокоэнергетических веществ разных видов и габаритов, например,: многоканальных или гранулированных порохов, взрывчатых веществ, бризантных или инициирующих, а также малогабаритных изделий, снаряженных различными высокоэнергетическими веществами, например: винтовочными или пистолетными патронами, капсюлями-детонаторами.
Результат испытаний оценивается по звуковому эффекту, а также осмотру и выявлению дефектов, связанных с термохимическим разложением хотя бы в одном элементе.
Данный способ поясняется Фиг. 1. Перечень позиций, указанных на Фиг. 1.: 1 - навеска неизмельченного высокоэнергетического вещества; 2 - масло; 3 - боек; 4 - наковальня; 5 - муфта; 6 -поддон; 7 - станина; 8 - груз.
Пример № 1
Согласно схеме, указанной на Фиг. 1 была собрана испытательная сборка. Для испытания, в качестве испытуемого высокоэнергетического вещества взяты трубчатые пороховые элементы с каналами.
Навеска трубчатых пороховых элементов пороха для испытаний составляла от 10 до 13 грамм. После сбрасывания груза производилась разборка и производилась оценка испытаний.
Результат испытаний оценивался по звуковому эффекту, а также осмотру и выявлению дефектов, связанных с термохимическим разложением хотя бы в одном элементе. Результаты экспериментов показывали, что очаги разложения находятся преимущественно в каналах и обнаруживаются по потемнению каналов в не разрушившихся пороховых элементах (ПЭ).
Судить о срабатывании можно по наличию дыма при разборке бомбы с испытательной сборкой. В каналах с остановившимся горением присутствовали очаги реакции в виде расширения каналов, в которых начиналось горение.
Пример № 2
В качестве примера проводились испытания для определения влияния воздушных включений в каналах ПЭ на чувствительность к механическому воздействию (удару). Испытаниям подвергались образцы высокоэнергетического вещества - тротила и Гранипора ФМ в следующих состояниях.
1. Исходное состояние - ПЭ без какой-либо предварительной обработки.
2. Проба пороховых элементов с каналами, принудительно освобожденными от масла - каналы продували потоком воздуха, а торцы ПЭ запечатывали пластилином.
3. Проба пороховых элементов с каналами, принудительно заполненными маслом - перемешивание в масле под вакуумом.
4. Проба эталонного высокоэнергетического вещества - тротил чешуированный.
Установлено, что термическое разложение начинается с разогрева воздушных пузырьков и дальнейшему выгоранию пороха вдоль каналов с различной интенсивностью. Анализ разрушенных образцов показал, что горение происходит именно по каналам. Признаки термического разложения тротила проявлялись в потемнении чешуек и дымлении при вскрытии сборки после испытаний.
В ходе испытаний не было зафиксировано полного сгорания или взрывчатого превращения образцов высокоэнергетического вещества, сопровождавшихся звуковым эффектом. Наличие жидкого рабочего тела способствует отводу тепла из зоны горения. Максимальная высота сброса принималась равной 1 м, минимальная - 0,1 м.
Наибольшей чувствительностью обладают ПЭ каналы, которых были заполнены воздухом и запечатаны пластилином. Как и было предсказано математическим моделированием, срабатывание испытуемых образцов высокоэнергетических веществ наблюдалось при малых высотах (на минимальной установленной высоте сброса 0,1 м было получено значение частности 8%), а нижний предел установить не удалось (по всей видимости это значение составляет менее 0,05 м). Верхний предел находится на уровне 0,6 м. Меньшей чувствительностью обладал оригинальный Гранипор - ФМ. Нижний предел можно принять за 0,1 м, верхний составлял 0,7 м. Далее по шкале чувствительности находится оригинальный артиллерийский порох 12/7 флегматизированный маслом в вакууме. Нижний предел принят за 0,3 м. Верхний предел - 0,8 м. Наименьшей чувствительностью обладает тротиловая чешуйка. Нижний предел принят за 0,4 м. Верхний предел - 0,9 м.
Полученные данные позволяют провести сравнительный анализ чувствительности различных высокоэнергетических веществ к удару.
Предложенный способ определения чувствительности к удару высокоэнергетических веществ позволяет значительно повысить достоверности результатов испытаний благодаря сохранению исходного состояния испытуемых веществ в процессе испытаний, позволяющего получить результаты, максимально приближенные к реальным условиям, в отличие от известных способов с механической деформацией или измельчением испытуемых веществ.
Предложенный способ также позволяет расширить возможности определения чувствительности к удару штатных и перспективных ВВ без изменения их геометрических параметров.