Зависимость чувствительности ВВ от различных факторов.

Чувствительность одного и того же взрывчатого вещества может сильно меняться в зависимости от действия различных физических факторов. К основным факторам, оказывающим существенное влияние на чувствительность ВВ относятся: температура, теплоёмкость и теплопроводность, структура, плотность вещества, невзрывчатые примеси.

С повышением температуры чувствительность ВВ быстро возрастает, а при температурах, приближающихся к температурам вспышки, они взрываются от самого слабого импульса. Зависимость чувствительности к удару от температуры по данным Тейлора и Уиля для гремучей ртути и тетразена представлены на рис. №1.8.

При значительном понижении температуры чувствительность ВВ к удару падает. Так, при охлаждении гремучей ртути до температуры жидкого азота она при воспламенении часто даёт отказы. Влияние сильного охлаждения на чувствительность ВВ иллюстрируется данными таблицы №1.3.

Н, дюймы

о	о
Δ		о 1
		Δ о Δ
			Δ

50 100 150

Температура, С.

Рис.№1.8. Зависимость чувствительности к удару тетразена 1 и гремучей ртути 2 от начальной температуры.

Н - высота падения груза.

Таблица №1.3.

Влияние начальной температуры на предельный инициирующий заряд.

Теплоёмкость и теплопроводность главным образом сказываются на чувствительности к тепловому импульсу. При увеличении теплоёмкости необходимо затратить большее количество тепла для нагревания вещества до температуры, при которой достигается его воспламенение. Теплопроводность оказывает аналогичное влияние: с её ростом оказывается всё сложней получить высокие локальные температуры из – за быстрого рассеивания тепла по массе вещества.

При испытании чувствительности ВВ к удару влияние теплопроводности и теплоёмкости носит неоднозначный характер. С одной стороны время образования “ горячих точек “ настолько мало, что теплопроводность не должна оказывать заметного влияния на процесс. С другой, – сам удар может привести к изменению теплопроводности на несколько порядков и возникновению анизотропии её. Тогда теплопроводность из второстепенных факторов перейдёт в главные.

Влияние структуры, плотности и величины кристаллов сказывается прежде всего на восприимчивости ВВ к детонации и в меньшей мере на чувствительности к удару.

Примером может служить более высокая восприимчивость к детонации прессованных взрывчатых веществ по сравнению с литыми.

Чувствительность ВВ может изменяться при введении в заряд инертных примесей. Влияние последних сказывается главным образом на чувствительности ВВ к механическим воздействиям. Различного рода примеси оказывают далеко не одинаковое влияние на чувствительность ВВ - в одних случаях чувствительность повышается, в других - понижается.

Примеси, способствующие повышению чувствительности ВВ, называются сенсибилизаторами, а примеси которые понижают чувствительность ВВ – флегматизаторами.

Хорошими сенсибилизаторами, как правило, являются вещества, обладающие большой твёрдостью, острыми гранями и высокой температурой плавления. К ним можно отнести мелкое стекло, песок, частицы некоторых металлов. Они способствуют концентрации энергии удара на острых краях, являются очагами интенсивного трения, приводят к образованию в заряде многочисленных очагов локальных разогревов, способствующих возникновению в нём взрыва. Опыты Райдила и Робертсона показали , что в присутствии сенсибилизаторов резко сокращается период времени τ от момента удара до взрыва. Так для чистого тэна τ = 240 мкс, а для тэна с примесью 18 процентов кварца всего - 80 мкс.

Температура плавления частиц примеси для выполнения последними сенсибилизирующих функций должна быть выше критической температуры, необходимой для возбуждения данного чистого взрывчатого вещества. В соответствии с этим сенсибилизаторами по отношению к тэну и гексогену являются только примеси с температурой плавления больше 430 – 450 ^о С.

Хорошими флегматизирующими свойствами обладают такие вещества, как, например, парафин, воск, вазелин, камфара. Обволакивая поверхность кристаллов мягкой эластичной плёнкой, они способствуют более равномерному распределению напряжений в заряде ВВ и уменьшению трения между отдельными частицами. Это приводит к существенному ограничению поверхностных реакций и снижению вероятности возникновения горячих точек.

Характер влияния инертных примесей на чувствительность в значительной мере зависит от соотношения физико-механических свойств самого ВВ и этих примесей. Так опыты Фролова и Баума показали, что тальк будучи флегматизатором по отношению к гексогену, в то же время является активным сенсибилизатором по отношению к тротилу. В таблице №1.4 приведены данные по влиянию талька на чувствительность тротила и гексогена к удару.

Холево указывает, что влияние инертных примесей определяется не только их физическими свойствами, но и сильно зависит от условий деформации при ударе. Это подтверждается следующими опытами, выполненными Холево.

Таблица №1.4.

Влияние талька на чувствительность тротила и гексогена к удару

Чувствительность ВВ к удару определяется в обычных орчиках рис.№1.7 и в риборчике Холево, схематично представленном на рис. №1.9. Отличие состоит в том, что в приборчике Холево заряд ВВ при ударе может сравнительно легко выдавливаться в канавку, имеющуюся в муфте, между верхним и нижним роликами, в то время как в обычных приборчиках ВВ может выдавливаться только в зазор между муфтой и роликами. Смесь гексогена и алюминиевой пудры в соотношении 1:1 при энергии удара 30Нм в стандарных приборчиках даёт одни отказы, а в приборчиках Холево при тех же условиях 100% взрывов. При добавлении к этой смеси 10 % парафина при той же энергии удара было получено в стандартных приборчиках 80% взрывов, а в приборчиках Холево 40 % взрывов. Здесь парафин выступил как сенсибилизатор и как флегматизатор в зависимости от условий испытания.

По мнению Холево сенсибилизация в присутствии парафина отмечается лишь в том случае, когда заряд без парафина слабо деформируется - не выдавливается в зазор стандартного приборчика; в присутствии парафина выдавливание ВВ в зазор между роликами и муфтой значительно облегчается. Сенсибилизирующее действие твёрдых добавок отчётливо проявляется в том случае, когда имеются благоприятные условия для быстрого течения заряда в приборчике (приборчик Холево).

Необходимо отметить, что процесс выдавливания ВВ в зазор или канавку нельзя рассматривать как единственную причину возникновения взрыва при ударе. В то же время опыты Холево имеют огромную ценность при планировании проведения работ на скважинах по закачке в них при больших градиентах давления жидких горюче – окислительных или топливо – окислительных систем. При этом главной задачей становится исключение несанкционированного взрыва или горения ГОС или ТОС в процессе закачки их в скважины.