Влияние различных факторов на чувствительность взрыва

Чувствительность различных ВВ к начальным импульсам определяется прежде всего их природой и, главным образом, химическим строением вещества. Единой теории, устанавливающей связь между строением молекул ВВ и их чувствительностью, нет, но известно, что чем больше в молекулах нитратных групп - О - КО₂ и нитрогрупп - КО₂, тем выше чувствительность, причем нитраты более чувствительны, чем нитросоединения.

Молекулы, содержащие одновременно нитрогруппы (-NO₂) и гидроксильные группы (-ОН), более чувствительны, чем молекулы без гидроксильных групп.

Для практики огромное значение имеет зависимость чувствительности от различных внешних факторов. Под влиянием физических факторов чувствительность одного и того же ВВ к определенным видам начального импульса может резко измениться в ту или другую сторону. Так, заряды ВВ, имеющие более высокую температуру, проявляют большую чувствительность к внешним воздействиям. Это объясняется тем, что с повышением температуры ослабляется прочность внутримолекулярных связей, увеличивается число "активных" молекул, существенно возрастает скорость химических реакций и уменьшается количество энергии, необходимой для возбуждения взрывчатого превращения.

Зависимость чувствительности от температуры разрывного заряда имеет место для всех ВВ и любой формы начального импульса. Для охлажденных зарядов ВВ наблюдается обратное явление, а для некоторых ВВ проявляется нечувствительность даже к действию взрыва ИВВ. С увеличением плотности заряда ВВ чувствительность ко всем видам начального импульса понижается и особенно в случае действия взрывного импульса. При увеличении плотности ВВ уменьшается возможность относительного смещения кристаллов и, следовательно, возникновение местных разогре- вов, приводящих к воспламенению и взрыву.

С повышением плотности разрывного заряда удельная энергия начального импульса приходится на большую массу ВВ, т.е.

Установлено, что инициирование разрывных зарядов связано с возникновением в ВВ локальных разогревов в виде "горячих точек" конечных размеров (Ro = 10" ...10" м), которые выполняют роль начальных центров термического воспламенения. Г орячие точки могут образовываться вследствие адиабатического сжатия небольших количеств газов или паров, заключенных в полостях, имеющихся во взрывчатом веществе или трения твердых частичек - преимущественно в присутствии высокоплавких примесей.

Влияние сенсибилизаторов сказывается в основном на чувствительности ВВ к внешним воздействиям. Как правило, это вещества с высокой температурой плавления, твердость которых больше твердости частиц ВВ. К ним относятся: песок, кварц, битое стекло, железные опилки, металлические порошки, зола, многие минеральные соли.

Сенсибилизаторы способствуют концентрации энергии удара на острых гранях твердых частиц примесей и являются очагами интенсивного трения, что приводит к образованию при ударе резко повышенных напряжений и местных разогревов. Например, введение в состав тротила 0,25% песка повышает его чувствительность в 5 раз.

Флегматизаторы снижают чувствительность ВВ к тепловым, механическим и взрывным начальным импульсам. Это жидкие и вязкие вещества, которые легко плавятся и имеют меньшую твердость по сравне- нию с ВВ. К ним относятся: вазелин, масла, парафин, церезин, воск и др. Они обволакивают поверхность кристаллов, отдельных частиц ВВ и всю поверхность заряда ВВ мягкой, эластичной и плавкой пленкой, которая смягчает удар, понижает трение между отдельными частицами и исключает вероятность высоких напряжений в локальных объемах. Кроме того, на нагрев и расплавление этих примесей расходуется часть энергии, подводимой при внешнем воздействии на заряд ВВ. Так, добавка в состав гексогена 5% парафина снижает его чувствительность к внешним воздействиям в 5 - 6 раз.

Явление флегматизации находит широкое применение для того, чтобы уменьшить до допустимых пределов чувствительность некоторых ВВ, а следовательно, обеспечить их использование для снаряжения как головных частей, так и артиллерийских снарядов.

Влияние структуры зарядов ВВ проявляются по-разному. Прессовые заряды ВВ обладают лучшей чувствительностью к взрывному импульсу, чем литые заряды (даже одинаковой плотности). Литые же заряды ВВ более чувствительны к удару.

Влияние формы и размеров кристаллов на чувствительность, в основном, проявляется для ИВВ. Крупные удлиненные кристаллы некоторых ИВВ, как правило, более чувствительны к механическим воздействиям, чем мелкие и округленные.

Чувствительность смесевых БВВ к тепловому импульсу зависит от теплофизических характеристик отдельных компонентов и заряда в целом. Так, для зарядов ВВ с большей теплоемкостью необходимо подвести большее количество тепла, чтобы вызвать интенсивное повышение температуры в локальном объеме, воспламенение и взрыв.

Высокие значения коэффициентов теплопроводности и температуропроводности ВВ могут явиться причиной быстрого распространения тепловой энергии по заряду, а следовательно, при кратковременном воздействии нельзя обеспечить резкое повышение температуры в локальном объеме, воспламенить ВВ и вызвать возбуждение детонации.

При возбуждении детонации с помощью теплового импульса сказывается такое свойство веществ как летучесть. Так, при тепловом инициировании заряда ВВ имеет место некоторый период горения при определенных критических условиях, самоускорения химических реакций и перехода горения в детонацию. Летучесть ВВ способствует сокращению периода горения и ускоряет процесс перехода его в детонацию.

Многие ПС обладают взрывчатыми свойствами и подобно ВВ влиянием того или иного импульса способны к взрыву и детонации.

Чувствительность ПС к удару, трению, тепловому импульсу определяют, как правило, как и для БВВ. Наибольшей чувствительности к удару обладают хлоратные составы, менее чувствительны перхлоратные и нитратные составы. Наибольшей чувствительностью к трению обладают составы, содержащие хлораты совместно в серой, антимонием, многими органическими веществами. Сравнительно мало чувствительны к трению смеси, содержащие нитраты.

Чувствительность ПС к тепловому начальному импульсу характеризуют тремя величинами: температурой самовоспламенения, температурой вспышки, воспламеняемостью от луча огня.

Воспламеняемость ПС от луча огня оценивается наибольшим расстоянием между срезом ОШ и поверхностью состава, при котором происходит безотказное воспламенение (верхний предел), и наименьшим расстоянием, при котором происходит 100% отказов (нижний предел). Так, нижний предел чувствительности ПС к лучу огня составляет 2...3 см, а для ДРП № 1 (дымный ружейный порох) - 15 см.

2.5.