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【e测试干货】测试解析 | 炸药理化分析测试

炸药(Explosive material),能在极短时间内剧烈燃烧(即爆炸)的物质,是在一定的外界能量的作用下,由自身能量发生爆炸的物质。一般情况下,炸药的化学及物理性质稳定,但不论环境是否密封,药量多少,甚至在外界零供氧的情况下,只要有较强的能量(起爆药提供)激发,炸药就会对外界进行稳定的爆轰式作功。炸药爆炸时,能释放出大量的热能并产生高温高压气体,对周围物质起破坏、抛掷、压缩等作用。炸药的爆炸性能主要有感度、威力、猛度、殉爆、安定性等。在谈“炸药”色变的今天,我们先了解一下炸药的理化分析吧。

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感度


1、 概念:炸药的感度是指炸药在外界初始能量作用下发生爆炸的难易程度。包括热感度、机械感度、爆轰波感度、冲击波感度、静电感度等。

2、感度的测试  一般实验室或国家质量检测中心要测试炸药的热感度、机械感度、摩擦感度、冲击波感度等。分别简要介绍以下。

热感度的测试:利用铁板法进行测试。称取1克炸药平均置于铁板上的四个孔内,将铁板加热至(200±5)℃并保持恒温,观察在20分钟内是否有燃烧或爆炸现象发生,平行实验三次,三次都不出现燃烧或爆炸为合格。

撞击感度的测试:利用落锤仪进行测试。撞击实验条件一般情况下为锤重10公斤、落高500毫米、药量50毫克。当观察到有爆炸声、发光、冒烟、变色、有烧蚀痕迹、有气味等均应判定为爆炸。标准规定每个样品至少平行做两组实验,不出现爆炸即为合格。

冲击波感度的测试:炸药的冲击波感度是指炸药在冲击波作用下发生爆炸的难易程度。测定冲击波感度的方法使用最多、最简单实用的方法是殉爆距离测试。炸药爆炸后引起周围一定距离处的炸药也发生爆炸的现象叫殉爆,引发爆炸的药柱成为主发药柱,被引发的药柱称为被发药柱,主发装药爆炸时使被发装药100%殉爆的最大距离称为殉爆距离,以“厘米”表示。(殉爆距离测试示意图见下图)

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猛度


1、概念:炸药爆炸时粉碎与其接触的物质的能力称为炸药的猛度,以“毫米”表示。猛度值的大小是衡量炸药爆炸性能优劣的重要指标,它与炸药爆炸对目标的直接破坏作用如破甲作用、粉碎作用都有密切关系。

2、猛度的实验测定 目前我国测定猛度值一般均采用铅柱压缩法,国内执行检测标准为GB12440-90标准。测定方法为:在一厚钢板上放置一只纯铅制成的圆柱体-铅柱,高60毫米,直径40毫米,在铅柱上放置一块直径41毫米,厚10毫米的钢片,钢片上放置装有炸药的试样,试样的质量为50克,装在一直径40毫米的纸筒中,密度一般控制在1.0g/cm3,用细绳将试样及铅柱固定在钢板上,要求药柱、钢片、及铅柱处于同一轴线上。实验前,铅柱的高度要经过精确测量,引爆试样后,爆炸产物通过钢片将铅柱压缩成蘑菇状,用游标卡尺测量压缩后的铅柱的高度(从四个对称位置依次测量,取平均值,精确至0.1毫米),用实验前后铅柱的高度差表示炸药的猛度,称为铅柱压缩值。特别注意的是雷管插入药卷的深度为12-14毫米时,所测的猛度值最大。

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爆速


1、概念:炸药爆炸后爆轰波在炸药内的传播速度,一般工业炸药的爆速为3000-5000米/秒。

2、爆速的测试 炸药爆速的测定有多种方法,包括导爆索法、测时仪法、高速摄影法等,其中前两种方法简单方便,广泛应用于各种炸药爆速的测定。工厂用爆速仪测定炸药的爆速,测试时要注意两根靶线要插于药卷的中后部,相距10厘米,当爆轰波传至一靶传感元件时,测时仪开始记录一个时刻,当传至二靶传感元件时,计时仪又得到一个信号并记录该时刻,两时刻的时间间隔便可测知,爆速仪即可显示炸药的爆速。一般一次测试三个药卷,即可得知此炸药的爆速。

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3、影响炸药爆速的因素

(1)组成物粒径的影响  炸药的组成物加工的越细,爆炸反应越完全,反应速度越快,炸药的爆速越高。

(2)装药直径的影响   一般来说,炸药的爆速随装药直径的增加而增加,当直径增加到一定值时,爆速就不再增加。爆轰能稳定传播的最小装药直径叫临界直径,爆速不再增加时的装药直径叫极限直径。

(3)装药密度的影响  在一定的密度范围内,炸药的爆速随密度的提高而增加,但增加到一定值时,反而爆速会降低,甚至出现拒爆。比如胶状乳化炸药,密度达到1.2时用雷管就难以起爆了。

(4)惰性附加物对爆速的影响  一般来说,往炸药中加入惰性附加物都会降低炸药的爆速,如加入食盐,氯化钾等,都会降低炸药的爆速。


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作功能力(爆力)


1、概念:炸药爆炸时生成的高温、高压气体爆炸产物,在对外膨胀时压缩周围的介质,使其临近的介质变形、破坏、飞散而做功,叫作功能力。是评价炸药整体威力的一个重要参数。

一个典型的实例是埋在土壤中的炸药包的爆炸,其爆炸作功有以下几种主要形式:直接和炸药接触的介质的粉碎和剧烈的变形;不与炸药直接接触但相距不远的介质的压缩变形、破坏和粉碎;在土壤中产生的地震波、部分土壤被抛出形成抛射漏斗;产生空气冲击波并传播。所有爆炸产生的工的总和称为总功,也就是作功能力。

2、作功能力的实验测定

炸药作功能力的测定有多种方法,主要有铅铸扩孔法、弹道臼炮法、抛掷漏斗实验法等,简单实用的方法是铅铸扩孔法,一般生产企业都用此方法进行测试。

方法:在一个直径200毫米、高200毫米的圆柱形铅铸中央有一直径25毫米、深125毫米的内孔,装入用纸袋装好的10克炸药,密度为1g/cm3,然后用石英砂填满,起爆后测定装药前后铅铸的体积差,即为炸药的作功能力,用毫升表示。

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