2.1. Методы испытаний промышленных вв

Для определения характеристик ВВ подвергают различного рода испытаниям:

а) для оценки взрывчатых свойств:

- скорость детонации;

- бризантность;

- работоспособность;

б) для проверки качества ВВ, соответствия ТУ или ГОСТу и пригодности к применению:

- полнота детонации;

- передача детонации от патрона к патрону;

- физическая и химическая стойкость;

- влажность;

- экссудация (для ВВ на основе нитроэфиров);

в) для определения чувствительности ВВ и опасности обращения с ними:

- чувствительность к удару и трению;

- чувствительность к тепловому и инициируещему импульсу;

- склонность к пылению и электризации;

г) для определения технологичности применения:

- гигроскопичность;

- расслаиваемость;

- сыпучесть;

- гранулометрический состав;

- водоустойчивость.

2.2. Методы определения взрывчатых свойств вв

Для определения скорости детонации ВВ разработаны и используются три основных метода: метод Дотриша, осциллографический и фотографический.

Метод Дотриша - производится сравнение известной скорости детонации детонирующего шнура (v_дш) со скоростью детонации испытуемого ВВ (рис. 6).

Рис. 6. Определение скорости детонации

по методу Дотриша

Испытуемое ВВ (1) помещается в стальную трубу (2) длиной ≈ 450 мм. Труба с двух сторон завинчивается крышками (3), в одной из которых есть отверстие для капсюля-детонатора или электродетонатора (4). В боковой поверхности трубы имеются два отверстия для отрезков ДШ (5). Свободные концы ДШ крепят на стальной пластинке (6). При взрыве детонация распространяется по заряду ВВ и по обеим ветвям ДШ. В месте на пластинке, где детонационные волны встретятся, образуется четкое характерное углубление (точка К). Расчет скорости детонации производится из предположения, что время, в течение которого проходят детонационные волны по первому отрезку ДШ и по второму (плюс испытуемое ВВ) равны.

. (2.1)

Приняв │АК│ = L₁, │АВ│ = L₂, │ВК│ = L₃ и выразив из (2.1) v_вв, получим выражение для расчета скорости детонации

Данный метод позволяет определить скорость детонации ВВ с точностью ± 3 %.

Осциллографический метод (рис. 7). В заряде ( 1 ) испытуемого ВВ размещают на определенных расстояниях несколько датчиков ( 2 ) и собирают электрическую цепь, которая соединяется с электронным осциллографом ( 3 ). При распространении по заряду детонационной волны замыкаются искровые промежутки датчиков за счет ионизированных веществ в зоне химических реакций. На экране осциллографа фиксируются характерные всплески напряжения. Всплесков на экране будет столько, сколько датчиков размещено в заряде.

Рис. 7. Схема к определению скорости детонации ( V_д)

осциллографическим методом

1. взрывчатое вещество; 2 -датчики;

3 - осциллограф.

Зная расстояния между датчиками и скорость развертки сигнала на экране осциллографа, можно рассчитать скорость детонации как на всей длине заряда, так и на отдельных участках. Точность определения скорости детонации по этому методу составляет ±1%.

Измерение скорости детонации фотографическим методом основано на фоторегистрации светящегося фронта детонационной волны, распространяющейся по заряду ВВ, находящемуся в стеклянной трубке (рис. 8 ). На принципиальной схеме заряд ВВ (1) располагается перпендикулярно оси объектива (2) скоростного фоторегистратора. Изображение проецируется на пленку (6) через регулируемую щель (3), объектив (4) и вращающееся зеркало (5). При вращении зеркала световая полоска изображения процесса перемещается вдоль фокальной плоскости, экспонируя при этом фотопленку.

Перемещение светящейся зоны детонации в сочетании с движением изображения по пленке дает линию, наклон которой определяет скорость детонации заряда ВВ. Скорость детонации рассчитывается по формуле:

(2.2)

где V_p - скорость развертки изобретения, м/с;

k - коэффициент поперечного увеличения системы (отношение

длины изображения на пленке к длине заряда);

- угол наклона кривой, град.

Рис. 8. Принципиальная схема к определению скорости

детонации фотографическим методом

Характеристика ВВ, определяющая способность измельчать породу на контакте с ВВ и в непосредственной близости от него называется бризантностью. Эта работа определяется концентрацией энергии во фронте детонационной волны. Бризантность, следовательно, пропорциональнa V_д² и прямо пропорциональна плотности ВВ. Одним из основных сравнительных методов определения бризантности является метод обжатия свинцовых столбиков (проба Гесса) (рис. 9).

Рис. 9. Определение бризантности ВВ

а) установка до взрыва; б) свинцовый столбик после взрыва.

Для определения бризантности по методу Гесса на стальную плиту (1) устанавливается свинцовый цилиндр (2) диаметром 40 мм и высотой 60 мм. На свинцовый цилиндр устанавливается стальная прокладка (3) толщиной 10 мм и диаметром 41 мм, а на нее заряд ВВ (4) массой 50 г при плотности 1 г/см³ в бумажном стакане. Испытание гранулированных и водонаполненных ВВ проводят при собственной плотности. Собранную установку закрепляют шпагатом (3) так, чтобы все изделия располагались строго по одной оси. При взрыве заряда ВВ продукты детонации наносят удар по стальной прокладке и через нее по свинцовому столбику, который деформируется (рис. 9, б) и приобретает грибовидную форму. Бризантность испытуемого ВВ оценивается по разности высот свинцового столбика до и после испытаний. Испытание производят дважды и высоту столбика после испытаний измеряют в четырех диаметрально противоположных точках. Бризантность определяется по формуле:

Б = Н_до - Н_пф ( 2.3 )

где Н_до - высота свинцового столбика до испытаний, Н = 60 мм

Н_пф - средняя высота столбика после испытаний, мм.

Грубодисперсные ВВ с пониженной детонационной способностью (d_кр>40 мм) помещают в стальную гильзу. ( В таблицах обязательно указываются условия проведения испытаний).

Характеристика, определяющая способность ВВ производить общую работу и в идеальном случае равная механическому эквиваленту теплоты взрыва, называется работоспособность (фугасность).

Самым распространенным методом определения работоспособности ВВ является проба Трауцля (свинцовая бомба) (рис. 10). В данной установке определяется работоспособность порошкообразных, гранулированных и других ВВ, у которых критический диаметр детонации (d_кр) в данных условиях не более 20 мм.

Рис. 10. Схема к определению работоспособности ВВ

в свинцовой бомбе

а) до испытаний; б) после испытаний.

Навеску ВВ массой 10 г и электродетонатор размещают в бумажном стаканчике ( 1 ) и опускают в канал свинцовой бомбы ( 2 ). Свободную часть канала засыпают забойкой (кварцевый песок) ( 3 ). В результате взрыва происходит расширение канала бомбы (рис. 10 б). Производится измерение объема канала бомбы до взрыва (V_д) и после взрыва (V_п). Работоспособность ( Р_в, см³) определяется по формуле

Рв = V_д - V_п- V_к, (2.4)

где V_к - прирост объема бомбы за счет взрыва ЭД, см³

V_д  30 см³.

Недостатком данного метода является то, что при Р_в >420 см³ стенки бомбы становятся тонкими и расширение внутренней полости происходит быстрее, чем рост энергии самого ВВ.

Существует ряд установок (баллистическая мортира, баллистический маятник) в которых можно проводить испытания значительно больших по массе образцов ВВ (до 500 г). К примеру, на баллистическом маятнике кроме работоспособности можно определять и тротиловый эквивалент, который равен отношению энергии которая выделяется при взрыве испытуемого ВВ (200 г) к энергии которая выделяется при взрыве эталонного ВВ той же массы (тротил).