Лабораторная работа № 2

Определение скорости детонации порошкообразных ВВ

методом ионизационных датчиков.

Введение

Скорость детонации является одним из основных параметров конкретного взрывчатого вещества. Детонация представляет собой самоподдерживающийся процесс перемещения по ВВ со сверхзвуковой скоростью ударного фронта (скачка давления), сопровождающийся химическим превращением вещества с выделением теплоты и газов. Химическая реакция в ударном фронте начинается (инициируется) в результате разогрева ВВ при адиабатическом сжатии. Сочетание ударного фронта и зоны химической зоны называют детонационной волной .Давление на ударном фронте у бризантных ВВ достигает сотен тысяч атмосфер; для газов эта величина составляет десятки атмосфер. Скорость стационарной, присущей конкретному ВВ, детанационной волны постоянна, и составляет от 1 до 10 км/с. Постоянство скорости детанационной волны (скорости детонации) объясняется тем, что потери энергии на сжатие и вовлечение в движение вещества восполняются теплом химической реакции в детанационной волне, имеющими постоянную величину для каждого конкретного ВВ при прочих равных условиях.

Впервые процессы, протекающие при взрыве ВВ, в виде гидродинамической теории детонации описаны в конце ХIХ века в России – В.А.Михельсон, в Англии –

Д.Л.Чепмен и во Франции – Е.Жуге. Затем в первой половине ХХ века гидродинамическая теория детонации ВВ была развита и уточнена Я.Б.Зельдовичем, Ю.Б.Харитоном, Л.Д.Ландау, К.П.Станюкевичем и др. советскими учеными. Ими было установлено, что в детанационной волне продукты взрыва, находящиеся под огромным давлением и при

высокой температуре, в течение очень большого промежутка времени пребывают в ионизированном состоянии являются в течение этого времени сравнительно хорошими проводниками электрического тока. В исходном состоянии ВВ (твердые, жидкие, газообразные) как правило, являются сравнительно хорошими изоляторами – их удельное сопротивление электрическому току измеряется тысячами Ом/мм ,а в детанационной волне оно составляет 10-20 Ом/мм. Этот эффект резкого изменения сопротивления электрическому току ВВ в исходном состоянии и во время прохождения по нему детанационной волны и использован в методе определения скорости детонации с помощью ионизационных датчиков.

Сущность метода

В исследуемом заряде ВВ на точно известном расстоянии друг от друга располагают два ионизационных датчика (искрового промежутка), на концы которого подают электрическое напряжение. В момент прохождения детанационной волны по ВВ где расположен первый (по ходу волны) ионизационный датчик происходит его «замыкание» ионизированными продуктами взрыва. Этот электрический импульс используют для запуска электронного счетного прибора (миллисекундомера, частотомера и т.п.). При дальнейшем прохождении детонационной волны по ВВ в зоне расположения второго датчика аналогичным импульсом счетный прибор останавливают. Точно отмеренное расстояние между ионизационными датчиками делят на полученную величину времени прохождения детонационной волны между ними и получают величину скорости детонации исследуемого ВВ.

Проведение работы

Исследуемое ВВ патронируется в цилиндрические бумажные гильзы, изготовленные с помощью деревянных или металлических пуансонов диаметром мм. Патронирование порошкообразных ВВ осуществляют в приборном зале лаборатории ВВ на столе под вытяжным шкафом. .Так же патроны снаряжают электродетонаторами. В подготовленные бумажные гильзы засыпают с помощью полиэтиленовых лопаточек или алюминиевых ложек необходимое количество порошкообразного ВВ. Масса патрона и плотность ВВ в нем задаются руководителем работы. Необходимую плотность достигают легким постукиванием патрона о поверхность стола.

После патронирования на каждом патроне наносят данные об этом ВВ: наименование ВВ, массу патрона, плотность, дату изготовления.

На подготовленном заряде делают отметки карандашом (наносят точки), где будут устанавливаться ионизационные датчики и специальным шилом пркалывают отверстия в гильзе патрона. Затем в заряде размещают ионизационные датчики. в торце патрона накольником формируют гнездо, вводят туда электродетонатор и закрепляют провода на патроне петлей. Взрывание заряда производят во взрывной камере «Б» в следующем порядке.

По положению рубильника на стенке камеры проверяют наличие блокировочного разрыва; взрывную линию со стороны взрывного прибора закорачивают с помощью вилки. Подают сиреной один продолжительный сигнал , означающий начало заряжания.

Через отверстие для ввода соединительных кабелей в камеру досылается приспособление для вывода проводов электродетонатора, и в камеру досылаются измерительные кабели.

Подготовленный заряд ВВ с закороченными выводными проводами электродетонатора вносят в камеру и размещают на подложке (половинка разбитой мортиры). К измерительным кабелям подсоединяют ионизационные датчики,, раскорачивают электродетонатор заряда и наращивают его выводные провода так, чтобы их общая длина составляла не менее 3 м. С помощью шахтных зажимов изолируют места соединений проводов электродетонатора, закорачивают их конец и закрепляют в приспособлении для вывода их из камеры. Затем все работающие выходят из камеры, закрывают внутреннюю и внешние двери, на наружной двери замыкают блокировочный разрыв, с помощью приспособления выводят из камеры провода элетродетонатора и подсоединяют их к взрывной линии, при этом рубильник на стенке камеры переводят в «боевое» положение. а пульте взрывания, находящимся в приборном зале раскорачивают взрывную линию и подсоединяют к ней взрывной прибор. Убедившись в отсутствии людей у взрывных камер, подают сиреной два продолжительных сигнала и производят взрывание заряда ВВ и фиксируют (записывают в лабораторный журнал) показание электронного счетного прибора.

После взрывания отсоединяют от взрывного прибора взрывную линию, закорачивают ее, открывают дверь, включают вентилятор и вытяжку приборного зала. После окончания проветривания заходят в камеру, убеждаются в полноте детонации, в случае неполной детонации собирают остатки ВВ.

В случае отказа электродетонатора руководитель работы при соблюдении всех правил безопасности извлекает из патрона отказавший электродетонатор, и заменяет его другим и разрешает продолжение работы. По окончанию работы измерительные провода извлекают из камеры, а дверь в нее закрывают.

Требования безопасности

При подготовке зарядов ВВ:

• на рабочем месте не должны находиться посторонние предметы;

• в случае прсыпания взрывчатых веществ их нужно собрать влажнй ватой или марлей;

• при работе с ВВ не допускать попадания ВВ на открытые поверхности кожи;в случае попадания ВВ на открытую кожу необходимо помыть это место с мылом, вытереть насухо и после этого продолжать работу; для исключения случаев попадания ВВ на кожу рук следует пользоваться при работе с тротилосодержащими составами кожаными перчатками , с нитроэфиросодержащими ВВ – резиновыми перчатками.

• протирочные материалы (вата, марля, ветошь) с остатками ВВ и другие горючие материалы, образующиеся при выполнении операции, складывать в металлический ящик для последующего уничтожения сжиганием;

• при изготовлении патрона-боевика, установка ионизационных датчиков пользоваться только инструментом, специально предназначенным для этих целей;

При взрывании зарядов ВВ:

• измерительные провода, входящие в камеру, должны по внешнему виду (цвету, сечению, конструкции) отличаться от проводов взрывной линии;

• включение привода двери или вентилятора, внесение в камеру осветительной лампы и т. п. должен выполнять оператор, у которого в данный момент нет заряда ВВ или электродетонатора

• входить в камеру следует осторожно, чтобы избежать падения или травматизма о металлические предметы оснастки камеры;

• при внесении в камеру снаряженного заряда ВВ следить за тем, чтобы выводные провода электродетонатора не касались металлических предметов и дна и стен камеры;

• перед взрыванием в камере убедиться в отсутствии людей у камеры и прилегающей к ней площади и проверить включена ли световая сигнализация.

Запрещается:

• работать на неисправном оборудовании, приспособлениях и инструменте;

• превышать допустимые нормы хранения ВМ на рабочем месте, оговоренные инструкцией по проведению этой работы;

• передавать снаряженный заряд ВВ или электродетонатор из рук в руки; при необходимости следует положить их на стол, стул и т.п. для того чтобы другой оператор их взял;

• работать во время грозы или работы сварочных аппаратов и (или) высокочастотных генераторов вблизи лабораторных установок (в помещении лаборатории ВВ);

• нарушать правила обращения с ВМ.

При любых отклонениях от нормального режима работы или возникновения нестандартной ситуации необходимо немедленно прекратить работу и сообщить о случившимся руководителю работы.

Оформление работы

При оформлении работы следует привести:

• 1. Краткие теоретические сведения (обзор методов)

• 2. На каком принципе (явлении) основан используемый в работе метод.

• 3. Таблицу с полученными опытными данными.

• 4. Выводы по работе.

Таблица

№ опыта	Зафиксированное прибором время, мс	Среднее время, мс	Расчетная скорость детонации, км/с	Примечание