RU2122206C1 - Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet - Google Patents

Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet Download PDF

Info

Publication number
RU2122206C1
RU2122206C1 RU98102740A RU98102740A RU2122206C1 RU 2122206 C1 RU2122206 C1 RU 2122206C1 RU 98102740 A RU98102740 A RU 98102740A RU 98102740 A RU98102740 A RU 98102740A RU 2122206 C1 RU2122206 C1 RU 2122206C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
explosive
test
charge
explosive charge
pressure
Prior art date
Application number
RU98102740A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98102740A (en
Inventor
В.В. Антипов
Е.В. Антонова
В.А. Бреннер
М.С. Воротилин
Г.Б. Гилик
С.М. Думчев
Г.В. Калюжный
В.П. Купцов
А.В. Михайлов
А.Е. Пушкарев
В.Ю. Сладков
А.Н. Чуков
Original Assignee
Тульский государственный университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тульский государственный университет filed Critical Тульский государственный университет
Priority to RU98102740A priority Critical patent/RU2122206C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2122206C1 publication Critical patent/RU2122206C1/en
Publication of RU98102740A publication Critical patent/RU98102740A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: study of sensitivity of explosive charges to dynamic loading. SUBSTANCE: in accordance with method there are conducted action of high-speed liquid jet on explosive charge, fixation and recording of dependencies of pressure on time and comparison of obtained dependencies with dependencies obtained in experiments with explosive test charges. Surface of explosive charge is subjected to action of high-speed liquid jet formed under action of plunger forced by powder charge. High-speed liquid jet is run through accelerating nozzle on to sample of explosive. Piezosensor registers pressure formed in blast chamber by reactions taking place. Experiments with detonation of test charges of explosive having various masses lesser than mass of examined explosive charge are carried out in advance. Obtained changes of pressure are recorded by piezosensor. Then obtained dependencies of change of pressure on test charges and examined charge of explosive are compared. EFFECT: increased accuracy of determination of rational and safe modes of washing out of explosives and reduced number of experiments required for it. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области исследования взрывчатых веществ (ВВ), в частности к определению чувствительности ВВ к действию высокоскоростных струй жидкости, которое может быть использовано для определения безопасных режимов извлечения ВВ из корпусов боеприпасов, подлежащих утилизации, при минимальных материальных и энергетических затратах, и с обеспечением более простого способа проведения эксперимента для любых типов ВВ. The invention relates to the field of explosives (BB) research, in particular to determining the sensitivity of explosives to the action of high-speed liquid jets, which can be used to determine safe modes for extracting explosives from ammunition bodies to be disposed of, with minimal material and energy costs, and ensuring an easier way to conduct an experiment for any type of explosive.

Аналогом данного изобретения является способ определения чувствительности взрывчатого вещества к действию кумулятивных струй [1], где для возбуждения детонационного процесса необходимо выполнение условия
A = ρcW 2 c dc>[A],
где ρc - плотность материала кумулятивной струи (г/см3);
Wс - скорость кумулятивной струи (км/с);
dс - диаметр кумулятивной струи (мм);
[A] = 180 (г/см3•км/с•мм) - пороговое значение, характеризующее чувствительность ВВ к действию кумулятивной струи.
An analogue of this invention is a method for determining the sensitivity of an explosive to the action of cumulative jets [1], where for the initiation of a detonation process it is necessary to fulfill the conditions
A = ρ c W 2 c d c > [A],
where ρ c is the density of the material of the cumulative jet (g / cm 3 );
W with - the speed of the cumulative jet (km / s);
d with the diameter of the cumulative jet (mm);
[A] = 180 (g / cm 3 • km / s • mm) - threshold value characterizing the sensitivity of the explosive to the action of a cumulative jet.

Недостатком данного способа является, во-первых, наличие константы [A] в левой части зависимости, которая свидетельствует о невозможности использования ее для определения чувствительности разнотипных ВВ, кроме того, анализируемый подход приводит к неучету реальных свойств ВВ и к серьезным погрешностям при прогнозировании их чувствительности к удару. Во-вторых, комплекс параметров ρcW 2 c dc является физически необоснованным, так как справедлив только для узкого диапазона начальных условий, который дополнительно не оговаривается. Эту необоснованность можно аргументировать следующим примером: при относительно невысоких скоростях, но при стремлении величины диаметра к бесконечности, по критерию Хельда, происходит инициирование взрывного процесса - это и противоречит физике реальных взрывных превращений.The disadvantage of this method is, firstly, the presence of a constant [A] on the left side of the dependence, which indicates the impossibility of using it to determine the sensitivity of different types of explosives, in addition, the analyzed approach leads to the neglect of the real properties of explosives and to serious errors in predicting their sensitivity to the beat. Secondly, the complex of parameters ρ c W 2 c d c is physically unreasonable, since it is valid only for a narrow range of initial conditions, which is not additionally specified. This groundlessness can be argued by the following example: at relatively low speeds, but when the diameter tends to infinity, according to the Held criterion, an explosive process is initiated - this contradicts the physics of real explosive transformations.

Прототипом данного изобретения является способ определения чувствительности энергетических материалов [2]. Сущность данного способа заключается в анализе выходных газообразных продуктов, полученных при взаимодействии высокоскоростной струи жидкости и ВВ во взрывной камере. Испытания производят следующим образом. Навеску испытуемого ВВ устанавливают в кольцо, которое фиксируется в специальной втулке. Плунжер, заключенный в стальной кожух, форсируют пороховым зарядом. Под действием создаваемого давления жидкость через ускоряющее сопло прогоняется на навеску ВВ. Создавшиеся во взрывной камере газовые образцы после взаимодействия ВВ со струей жидкости собираются после каждого опыта и анализируются на наличие каких-либо реакций с помощью жидкого хромотографа. The prototype of this invention is a method for determining the sensitivity of energy materials [2]. The essence of this method is to analyze the output gaseous products obtained by the interaction of a high-speed jet of liquid and explosives in an explosive chamber. The tests are as follows. A portion of the test explosive is installed in a ring, which is fixed in a special sleeve. The plunger, enclosed in a steel casing, is boosted by a powder charge. Under the action of the generated pressure, the fluid is driven through the accelerating nozzle onto the explosive hinge. The gas samples created in the explosive chamber after the interaction of the explosive with a liquid stream are collected after each experiment and analyzed for any reactions using a liquid chromatograph.

Недостатком данного способа является сложность анализа происходящих реакций, при котором оценивается количество ионов нитрита и нитрата в ионном хромотографе. The disadvantage of this method is the complexity of the analysis of the ongoing reactions, in which the amount of nitrite and nitrate ions in the ion chromatograph is estimated.

В связи с возникновением в последнее время особо важной проблемы утилизации морально и физически устаревших боеприпасов необходимо определить рациональные режимы извлечения ВВ из оболочек при минимальных затратах времени и гарантированном обеспечении безопасности работ. В частности, актуальной является задача определения чувствительности зарядов ВВ к действию высокоскоростных струй жидкости, что связано с применением струй жидкости для расснаряжения боеприпасов (БП). In connection with the recent emergence of a particularly important problem of disposing of obsolete and ammunition of ammunition, it is necessary to determine rational modes for extracting explosives from shells with minimal time and guaranteed work safety. In particular, the urgent task is to determine the sensitivity of explosive charges to the action of high-speed liquid jets, which is associated with the use of liquid jets for unloading ammunition (ammunition).

Задачей настоящего изобретения является повышение точности определения рациональных и безопасных режимов вымывания ВВ и сокращения количества требуемых для этого экспериментов. The objective of the present invention is to increase the accuracy of determining rational and safe modes of leaching of explosives and reduce the number of experiments required for this.

Поставленная задача решается следующим образом. Предварительно, при проведении экспериментов по детонации тестовых зарядов ВВ, имеющих меньшие массы по сравнению с исследуемым ВВ, с помощью пьезодатчиков регистрируют зависимость давления от времени для каждого тестового заряда ВВ. На исследуемый заряд ВВ, размещенный во взрывной камере, динамически воздействуют высокоскоростной струей жидкости с заданными геометрическими и кинематическими параметрами, измеряется и регистрируется с помощью пьезодатчиков зависимость давления от времени. О чувствительности заряда ВВ судят по массе прореагировавшего тестового заряда ВВ, имеющего ближайшую аналогичную зависимость давления от времени с зависимостью исследуемого образца. The problem is solved as follows. Previously, when conducting experiments on detonation of test explosive charges, which have lower masses compared with the explosive under study, the dependence of pressure on time for each explosive test charge is recorded using piezoelectric sensors. The explosive charge studied in the explosive chamber is dynamically affected by a high-speed jet of liquid with predetermined geometric and kinematic parameters, and the dependence of pressure on time is measured and recorded using piezoelectric sensors. The explosive charge sensitivity is judged by the mass of the reacted test explosive charge, which has the closest similar pressure versus time dependence with the dependence of the test sample.

С целью повышения точности данного способа при тестовых испытаниях во взрывную камеру помещают инертные вкладыши, объем которых равен разнице объема тестового образца и исследуемого образца. Причем дискретность изменения массы испытываемых зарядов ВВ выбирается из обеспечения точности определения чувствительности заряда ВВ к динамическому воздействию. Инициирование тестовых зарядов целесообразно осуществлять путем их нагрева до температуры вспышки, например, электрическим током. In order to increase the accuracy of this method during test tests, inert inserts are placed in the blast chamber, the volume of which is equal to the difference between the volume of the test sample and the test sample. Moreover, the discreteness of the change in the mass of the tested explosive charges is selected from the accuracy of determining the sensitivity of the explosive charge to dynamic effects. It is advisable to initiate test charges by heating them to a flash point, for example, by electric current.

На фиг. 1 схематично представлена установка для осуществления данного способа. In FIG. 1 schematically shows an installation for implementing this method.

На фиг. 2 приведен график зависимости давления от времени, позволяющий произвести сравнительный анализ полученных зависимостей давления по времени исследуемого заряда ВВ и тестовых зарядов. In FIG. Figure 2 shows a graph of the pressure versus time, allowing a comparative analysis of the obtained pressure dependences over time of the explosive charge under test and test charges.

Установка для определения чувствительности ВВ к действию высокоскоростных жидких струй состоит из плиты-основания 1, демпфирующей плиты 2, цилиндра 3, предназначенного для размещения зарядного патрона 4 с запальной втулкой 5, цилиндра 6 с поршнем 7, верхней плиты 8 с размещенным в ней ускоряющим соплом 9, взрывной камеры 10, мишени 11 с кольцом 12, содержащее взрывчатое вещество 13 (тестовый или исследуемый заряд), датчиков 14, 15, прижимной плиты 16, уплотнительных колец 17, 18, 19, заряда топлива 20, навески жидкости 21. Для соединения плит 1, 8 и 16 предназначены шпильки 22 в количестве 4 шт. Установка располагается вертикально на столе бокса. Пьезодатчики для измерения давления в камере зарядного патрона устанавливают в отверстие цилиндра 3. Приборы для определения кинематических параметров струи располагаются во взрывной камере 10. Позицией 23 обозначен инертный вкладыш для тестового заряда 13. The installation for determining the sensitivity of explosives to the action of high-speed liquid jets consists of a base plate 1, a damping plate 2, a cylinder 3 designed to accommodate a charging cartridge 4 with an ignition sleeve 5, a cylinder 6 with a piston 7, an upper plate 8 with an accelerating nozzle located in it 9, an explosive chamber 10, a target 11 with a ring 12 containing an explosive 13 (test or test charge), sensors 14, 15, a pressure plate 16, o-rings 17, 18, 19, a fuel charge 20, a sample of liquid 21. For connection plates 1, 8 and 16 designed s studs 22 in an amount of 4 pcs. The installation is located vertically on the boxing table. Piezosensors for measuring the pressure in the chamber of the charging cartridge are installed in the bore of the cylinder 3. Devices for determining the kinematic parameters of the jet are located in the explosive chamber 10. Position 23 denotes an inert insert for the test charge 13.

Способ определения чувствительности ВВ к действию высокоскоростных жидких струй реализуется следующим образом. При сгорании пороховой навески 20 образующиеся пороховые газы воздействуют на поршень 7, заключенный в цилиндре 6. Поршень 7 под действием газов прогоняет жидкость 21 через ускоряющее сопло 9 на взрывчатое вещество 13, заключенное в кольце 12. Давление, возникающее во взрывной камере 10, при взаимодействии струи жидкости с зарядом ВВ, регистрируется пьезодатчиком. Предварительно на этой же установке проводят эксперименты по детонации тестовых зарядов ВВ, имеющих разные массы, меньшие, чем масса исследуемого заряда ВВ. Инициирование тестовых зарядов производят при помощи электрического тока. Полученные давления регистрируются пьезодатчиком. A method for determining the sensitivity of explosives to the action of high-speed liquid jets is implemented as follows. During the combustion of the powder suspension 20, the generated powder gases act on the piston 7 enclosed in the cylinder 6. Under the action of the gases, the piston 7 drives the liquid 21 through the accelerating nozzle 9 onto the explosive substance 13 enclosed in the ring 12. The pressure arising in the explosive chamber 10 during interaction a jet of liquid with an explosive charge is recorded by a piezosensor. Previously, experiments on the detonation of test explosive charges having different masses smaller than the mass of the explosive charge under study are carried out at the same facility. Initiation of test charges is carried out using electric current. The resulting pressure is recorded by the piezoelectric sensor.

Пример реализации предлагаемого способа. An example implementation of the proposed method.

Исследуемое на чувствительность ВВ и тестовые заряды имеют плотность ρ = 1,6 г/см3. Меняя тестовые заряды, имеющие разные массы (m1=0,2mи; m2=0,4mи; m3=0,6mи; m4=0,8mи, где mи=3 г - масса исследуемого заряда), воздействуют на них электрическим током, регистрируя при этом изменение давления по времени (зависимости Pт(t) - 1, 2, 3, 4). Затем, на исследуемый заряд ВВ воздействуют струей жидкости диаметром d=0,4 мм под давлением P=40 МПа. Регистрируют зависимость давления от времени Pи(t) и сравниваются полученные зависимости Pт(t) тестовых зарядов с зависимостью Pи(t) испытываемого образца. Определяем количество прореагировавшего исследуемого заряда ВВ, равное 0,69 г. Этот результат позволяет сделать вывод о том, что динамическое воздействие струи жидкости с указанными выше параметрами приводит к частичному инициированию исследуемого заряда ВВ (23%).The explosives tested for sensitivity and test charges have a density ρ = 1.6 g / cm 3 . Changing test charges having different masses (m 1 = 0.2m and ; m 2 = 0.4m and ; m 3 = 0.6m and ; m 4 = 0.8m and , where m and = 3g is the mass of the test charge ), they are affected by electric current, recording the change in pressure over time (dependencies P t (t) - 1, 2, 3, 4). Then, the explosive charge under study is affected by a liquid jet with a diameter of d = 0.4 mm under a pressure of P = 40 MPa. The time dependence of pressure P and (t) is recorded and the obtained dependences P t (t) of test charges are compared with the dependence P and (t) of the test sample. We determine the amount of reacted explosive charge under study equal to 0.69 g. This result allows us to conclude that the dynamic action of a liquid jet with the above parameters leads to partial initiation of the explosive charge under study (23%).

Преимущество предложенного способа определения чувствительности заряда ВВ к действию высокоскоростных жидких струй заключается в более эффективном способе определения рациональных и безопасных режимов вымывания ВВ из корпусов БП, без проведения многочисленных опытов. The advantage of the proposed method for determining the sensitivity of the explosive charge to the action of high-speed liquid jets is a more efficient way to determine the rational and safe modes of washing the explosives from the PSU cases, without conducting numerous experiments.

Источники информации
1. M. Held. Initiating of Explosives a Multiple of the Physics of Detonation. Exlosivistoffe, 1968, N 5, с. 98-113.
Sources of information
1. M. Held. Initiating of Explosives a Multiple of the Physics of Detonation. Exlosivistoffe, 1968, No. 5, p. 98-113.

2. П. Н. Ворсей и др. Инициирование взрывчатых веществ струей жидкости. /Материалы VII интернационального симпозиума по технологиям резки струей. //Оттава, Канада, 1984 г, с. 307-312. 2. P. N. Vorsey et al. Initiation of explosives by a liquid stream. / Materials of the VII International Symposium on Jet Cutting Technologies. // Ottawa, Canada, 1984, p. 307-312.

Claims (4)

1. Способ определения чувствительности заряда взрывчатого вещества к динамическому воздействию струей жидкости, заключающийся в том, что на исследуемый заряд взрывчатого вещества, размещенный в полости взрывной камеры, динамически воздействуют высокоскоростной струей жидкости с заданными кинематическими и геометрическими параметрами, отличающийся тем, что предварительно в полости взрывной камеры производят детонацию тестовых зарядов взрывчатых веществ, имеющих различные массы, меньшие по сравнению с массой исследуемого заряда взрывчатого вещества, с помощью пьезодатчиков регистрируют зависимость давления от времени для каждого тестового заряда взрывчатого вещества, после чего на исследуемый заряд взрывчатого вещества динамически воздействуют высокоскоростной струей жидкости, измеряют и регистрируют с помощью пьезодатчиков зависимость давления от времени, а чувствительность заряда взрывчатого вещества к динамическому воздействию определяют по массе прореагировавшего тестового заряда взрывчатого вещества, имеющего ближайшую аналогичную зависимость давления от времени с зависимостью испытываемого образца. 1. The method of determining the sensitivity of the explosive charge to the dynamic effect of a liquid jet, which consists in the fact that the test explosive charge placed in the cavity of the explosive chamber is dynamically exposed to a high-speed liquid jet with predetermined kinematic and geometric parameters, characterized in that it is previously in the cavity explosive chamber detonate test explosive charges having different masses smaller than the mass of the investigated explosive charge of a test substance, using piezoelectric sensors register the dependence of pressure on time for each test explosive charge, after which the explosive charge under study is dynamically acted upon by a high-speed liquid jet, pressure dependence on pressure is measured and recorded using piezoelectric sensors, and the explosive charge sensitivity to dynamic action determined by the mass of the reacted test explosive charge having the closest similar pressure time dependence of the test sample. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при детонации тестовых зарядов во взрывную камеру помещают инертные вкладыши объемом, равным разнице объема тестового заряда и объема исследуемого заряда взрывчатого вещества. 2. The method according to claim 1, characterized in that when the test charges are detonated, inert inserts with a volume equal to the difference between the volume of the test charge and the volume of the test explosive charge are placed in the explosive chamber. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дискретность изменения массы испытываемых зарядов взрывчатого вещества выбирают из условия обеспечения точности определения чувствительности заряда взрывчатого вещества к динамическому воздействию. 3. The method according to p. 1, characterized in that the discreteness of the change in the mass of the tested explosive charges is selected from the condition of ensuring the accuracy of determining the sensitivity of the explosive charge to dynamic effects. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что инициирование тестовых зарядов взрывчатого вещества осуществляют путем их нагрева до температуры вспышки, например, электрическим током. 4. The method according to claim 1, characterized in that the initiation of test explosive charges is carried out by heating them to a flash point, for example, by electric current.
RU98102740A 1998-02-17 1998-02-17 Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet RU2122206C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102740A RU2122206C1 (en) 1998-02-17 1998-02-17 Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98102740A RU2122206C1 (en) 1998-02-17 1998-02-17 Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2122206C1 true RU2122206C1 (en) 1998-11-20
RU98102740A RU98102740A (en) 1999-12-10

Family

ID=20202334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98102740A RU2122206C1 (en) 1998-02-17 1998-02-17 Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2122206C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112213358A (en) * 2020-10-19 2021-01-12 南京理工大学 Test device for evaluating transportation safety of single-substance explosive in aqueous medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ворсей П.Н. и др. Инициирование взрывчатых веществ струей жидкости. Материалы YII Интернационального симпозиума по технологии резки струей. - Оттава, Канада, 1984, с.307-312. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112213358A (en) * 2020-10-19 2021-01-12 南京理工大学 Test device for evaluating transportation safety of single-substance explosive in aqueous medium
CN112213358B (en) * 2020-10-19 2023-07-25 南京理工大学 Test device for evaluating transportation safety of simple substance explosive in aqueous medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Suceska Test methods for explosives
CN102253083B (en) Detonation performance test method for high-energy imploding explosive
Mertuszka et al. Influence of explosive charge diameter on the detonation velocity based on Emulinit 7L and 8L bulk emulsion explosives
Klapötke et al. Drophammer test investigations on some inorganic and organic azides
EP1870692B1 (en) Device and method for predicting remaining life of blasting treating chamber and blasting treating facility
US6354137B1 (en) Inertial confinement cylinder for explosive characterization
Coffey et al. Impact testing of explosives and propellants
Vágenknecht et al. Sensitivity and performance properties of TEX explosives
RU2122206C1 (en) Method determining sensitivity of explosive charge to dynamic action of liquid jet
Mason et al. Methods for evaluating explosives and hazardous materials
RU85666U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING EXPLOSIVES SENSITIVITY TO THE ACTION OF HIGH SPEED JETS
Scott Effect of particle size on shock initiation of PETN, RDX, and Tetryl
CN111982808B (en) Method and device for representing friction sensitivity of insensitive simple substance explosive
Arvanitidis et al. The diameter effect on detonation properties of cylinder test experiments with emulsion E682
Lefrancois et al. Characterizing responses to insults from energetic materials
Cady Evaluation of ferrocyanide/nitrate explosive hazard
Jitea et al. Computational simulation of safety parameters concerning friction and impact sensitivity of tested civil use explosives
RU49627U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING EXPLOSIVES SENSITIVITY TO DYNAMIC INFLUENCE OF A JET OF LIQUID
CN116046840B (en) Experimental device for aluminum-containing explosive product state equation under millisecond time scale
Coffey et al. Towards developing the capability to predict the hazard response of energetic materials subjected to impact
Lowe et al. Cartridge case deformation test
Jacobs et al. Experimental study of the electromagnetic velocity gauge technique
Mertuszka et al. Determining the brisance of selected emulsion explosives used in mining via the Hess method
RU49628U1 (en) INSTALLATION FOR DETERMINING EXPLOSIVE SENSITIVITY TO THE ACTION OF HIGH-SPEED JETS
Rus et al. Computerized simulations and modelling for evaluation of ballistic and security parameters of explosives for civil use