4 炸药的起爆与感度
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炸药的爆炸性能炸药的爆炸性能是炸药与工程爆破效果相关的基本性能和指标,包括炸药的敏感度、爆力、爆速、猛度、殉爆距离、管道效应、聚能效应等性能指标。
一、敏感度在外能的作用下,使炸药发生爆炸的难易程度称为敏感度。
当炸药起爆所需要的外能小,则该炸药的敏感度高;反之,当炸药起爆所需要的外能大,则该炸药的敏感度低。
能够激发炸药发生爆炸反应的能量有热能、电能、光能、机械能、冲击波能等。
炸药对于不同形式的外能作用所表现的敏感度是不同的。
(1)炸药的热感度。
炸药的热感度是指在热能作用下,炸药发生爆炸的难易程度,通常用爆发点表示。
爆发点是在标准容器中放入0.05g炸药,在5min 内受热而发生燃烧或爆炸反应时的最低温度。
当炸药爆发点越高,表示炸药的热感度越低。
不同炸药有各自的爆发点,硝铵炸药为280~320℃,黑火药为290~310℃,雷管为175~180℃。
(2)炸药的机械感度。
炸药的机械感度是指炸药在外力撞击下,生产与运输时产生摩擦等机械作用下发生爆炸的难易程度。
一般采用爆炸概率法来测定。
几种炸药的撞击感度与摩擦感度见表2-1。
表2-1 几种炸药的撞击感度与摩擦感度表注梯恩梯(TNT);黑索金(RDX)。
(3)炸药的起爆感度。
炸药的起爆感度是指在该炸药引爆时,使猛炸药发生爆轰的难易程度。
猛炸药对起爆药爆轰的感度,一般用最小起爆药量来表示。
在一定试验条件下,使1g猛炸药完全爆轰所需的最小起爆药量称为极限起爆药量。
在工程爆破中,习惯用雷管感度来区分工业炸药的起爆感度。
能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称之为具有雷管感度;凡不能用一发8号工业雷管可靠起爆的炸药称其不具有雷管感度。
(4)影响炸药敏感度的几个主要因素。
①温度的影响:炸药随着外界温度的增高,各项感度也随之增加,在高温环境下实施爆破作业应引起高度重视;②炸药密度的影响:一般情况下,随着装药密度的增加,炸药起爆感度会下降;当粉状铵梯炸药的装药密度大于 1.2g/cm3时,容易出现拒爆;③炸药颗粒度的影响:炸药的颗粒度主要影响炸药的爆轰感度,炸药颗粒越小,其爆轰感度越大;④炸药物理状态和晶体形态的影响:铵梯炸药受潮结块时,感度明显下降;因此,在雨季和潮湿环境下保管和使用铵梯炸药时,应采取有效的防潮措施;硝化甘油炸药在冬季冻结时,晶体形态发生变化,其感度明显提高。
炸药的起爆、感度及有关性能一、炸药的起爆炸药具有爆炸的性能。
在常态下,它能处于相对的稳定状态,也就是说,它不会自行发生爆炸。
要使炸药发生爆炸,必须使炸药失去其相对的稳定状态,即必须给炸药施加一定的外能作用。
炸药在外能作用下发生爆炸的过程,称为炸药的起爆。
使炸药起爆所必须的外能,则称为起爆能。
多种形式的外能都可以激起炸药起爆,但从工程爆破技术、作业安全和有效使用炸药的角度看,热能、爆炸能和机械能较有实际意义。
1.热能当炸药受到热或火焰的作用时,其局部温度将达到突发点而引起爆炸。
例如,火雷管起爆法就是利用导火索的火焰来引爆火雷管;电雷管起爆法则是利用电桥丝通电灼热引燃引火药头而引燃雷管,进而起爆炸药。
2.机械能炸药在撞击或摩擦的作用下,炸药颗粒间产生激烈的相对运动,机械能瞬间转化为热能,从而引起炸药爆炸。
但利用机械能起爆炸药既不方便也不安全,工程爆破中一般不采纳。
在运输和使用炸药时,必须注意机械作用可能引爆炸药的问题,以防爆炸事故发生。
3.爆炸能工程爆破中常用一种炸药爆炸产生的强大能量来引爆另一种炸药。
例如在实际爆破作业中最常见的是利用雷管或导爆索的爆炸来引爆炸药;其次是利用起爆药包的爆炸,引爆一些钝感炸药。
除了上述的热能、机械能和爆炸能外,光能、超声振动、粒子轰击、高频电磁波等也都可激起炸药爆炸,因此这些在爆破作业中都应引起注意和重视。
二、炸药的感度炸药在外界作用影响下发生爆炸的难易程度叫炸药的敏感度(简称为感度)。
即指炸药对外界起爆能的敏感程度。
感度的凹凸,通常以引起爆炸所必须的最小外界能量来表示。
所必须外界能量小则感度高,反之则感度低。
引起炸药爆炸的外界能量有:(1)机械能:冲击、摩擦、针刺、振动等产生的能量。
(2)热能:加热、火花、火焰或灼热物所放出的能量等。
(3)电能:电热、电火花产生的能量。
(4)光能:激光发出的能量。
(5)爆炸能:由爆炸产生的能量引爆炸药。
炸药的感度主要有以下几种。
1.冲击感度即对冲击能量的敏感程度。
《爆破工程》复习参考一、名词解释1、炸药的氧平衡:炸药中实际含氧量与可燃元素充分氧化所需氧含量相比之间的差值称为该炸药的氧平衡值。
2、爆轰波:在炸药中传播的伴随有快速反应区的冲击波称为爆轰波。
3、炸药的感度:在外界能量的作用下,炸药发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
4、最小抵抗线:药包重心至最近自由面的最短距离叫最小抵抗线。
5、殉爆:炸药爆炸后引起其周围一定距离处炸药发生炮轰的现象。
6、殉爆距离:主发药包爆炸时一定引爆被发药包的两药包间的最大距离。
7、岩石的波阻抗:岩石的密度与纵波在该岩石中传播的速度的乘积称为该岩石的波阻抗.8、欲裂爆破:沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,从而在爆区与保留区之间形成欲裂缝,以减弱主爆区爆破是对保留岩体的破坏并形成平整轮廓面的爆破技术。
9、光面爆破:沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之后起爆,以形成平整轮廓面的爆破作业称为光面爆破。
10、炸药的单耗:群药包的总装药量与群药包一次爆破的岩体总体积的比值称为单位岩石耗药量。
11、岩石的可爆性:岩石在炸药爆炸作用系发生破碎的难以程度。
12、间隙效应:混合炸药(特别是硝铵类混合炸药)细长连续装药时,通常在空气中都能正常传播,但在炮孔内如果药柱与炮孔孔壁间存在间隙,常常会发生炮轰中断或炮轰转变为爆燃的现象。
13、炸药的聚能效应:利用爆炸产物运动方向与装药表面垂直或大致垂直的规律,做成特殊形状的装药,也能使爆炸产物聚集起来,提高能流密度,增强爆炸作用的现象。
14、不耦合装药:15、霍普金森效应:二、填空题1.使用电雷管爆破时,流经每个电雷管的电流为:一般爆破交流电不小于_ ____,直流电不小于______;大爆破时交流电不小于______,支流电不小于______。
答案:2.5A 2.0A 4.0A 2.5A2.导火索是传递火焰的起爆器材,其索芯是______;导爆索是传递的起爆器材,其索芯是______或______。
编订:__________________审核:__________________单位:__________________炸药的起爆与感度Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号:KG-AO-2706-32炸药的起爆与感度使用备注:本文档可用在日常工作场景,通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署,从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作,使日常工作或活动达到预期的水平。
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一、炸药的起爆每种炸药都具有相对的稳定性,要使它发生爆炸,必须提供一定的外界作用,供给足够的能量来激活一部分炸药分子。
激发炸药爆炸的过程就叫做起爆。
使炸药活化发生爆炸反应所需要的活化能称为起爆能。
起爆能主要有热能、机械能和爆炸能三种形式。
起爆能能否起爆炸药,不仅与起爆能的大小有关,而且还取决于能量的集中程度。
根据活化能理论,化学反应只是在具有活化能量的活化分子互相接触和碰撞时才能发生。
因此,为了使炸药起爆,就必须有足够的外部能量使炸药分子变为活化分子。
活化分子的数量越多,爆炸反应的速度也越高。
起爆时,外部能量转化为炸药的活化能,造成足够数量的活化分子,并因它们的互相接触、碰撞而发生爆炸反应。
二、炸药的感度炸药在外部能量的作用下起爆的难易程度叫做炸药的敏感度(或感度)。
炸药感度的高低用激起炸药爆炸反应所需的最小起爆能的多少来衡量。
所需的最小起爆能越小,表示炸药的感度越高,反之表示炸药的感度低。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
如梯恩梯炸药,对机械作用的感度较低,但对电火花的感度则较高。
1、炸药:在一定能量作用下,无需外界供氧时,能发生快速化学反应,放出巨大能量和气体产物的物质。
2、起爆:炸药在外能的作用下发生爆炸的过程。
3、感度:炸药在外能的作用下发生爆炸的难易程度。
4、爆速:爆轰波在炸药中的传播速度。
5、暴热:单位质量的炸药再定容条件下爆炸瞬间所释放出的热量。
6、爆温:炸药爆炸所放出的热量将爆炸产物加热到的最高温度。
10、爆力:炸药爆炸对周围介质所做机械工的总和。
11、猛度:炸药爆炸时冲击波,应力波和高压爆轰产物的冲击作用对周围介质的破坏程度。
12、殉爆:某处炸药爆炸时引起相隔一定距离处的另一炸药爆炸的现象。
13、殉爆距:主动装药爆轰时能使被动装药100%殉爆的最大距离。
14、炸药的氧平衡:炸药中所含的氧量与可燃元素完全氧化所需氧量之间的关系。
15、间隙效应;当炮眼直径与药卷直径之间的间隙值在一定范围内时,造成炸药传爆中断的现象。
17、岩石的坚固性和坚固性系数;坚硬性指材料抵抗外力造成破坏的能力;坚固性系数;岩石抵抗破碎的相对值,f=Rc/10.18、岩石的波阻抗:指岩石中纵波速度Cp与岩石密度的乘积;霍金逊效应:指当压应力波入射到自由面时,从自由面反射回来,变成反射拉应力波,当次拉应力波峰值大于岩石的动抗拉强度时,岩石产生拉伸破坏;气楔效应:高压爆轰气体膨胀挤入已生成的径向裂隙,像劈楔一样使裂隙扩大,同时爆轰气体在裂隙端部引起应力集中,导致径向裂隙继续向前延伸;聚能效应:靠空穴闭合产生冲击、高压,并将能量集中起来,在一定方向形成较高能流密度的聚能流,亦称空穴效应;装药最小抵抗线和临界抵抗线:最小抵抗线指药包中心到自由面的最短距离,临界抵抗线指当药包埋置深度减小到某一临界值时,地表岩石开始发生破坏;爆破漏斗:爆破的外部作用结果是形成漏斗型的爆破坑;爆破作用指数:爆破漏斗半径和最小抵抗线的比值。
装药不耦合系数:炮孔直径与装药直径之比;炮眼利用率:工作面一次爆破的循环进度与炮眼平均深度的比值;装药集中度;装药质量与炮眼长度的比值炮眼的密集系数:同排孔的孔距与底盘抵抗线的比值;单位炸药消耗量:爆破每平方米原岩所需的装药量;药头:指火药。
4炸药的起爆与感度炸药是一种含能物质,可以发生高速的化学反应,放出大量的热能,并伴随着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质,在一定的条件下储存、处理、运输时,发生化学反应的速度可以小到忽略不计。
但在某些条件下,其化学反应的速度可以达到较高的水平,反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度,最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质,但它必须具有一定的稳定性,要在一定的外界条件作用下才能发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或初始冲能。
不同的炸药,所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮(NI3)只要用羽毛轻微触动就会爆炸;而梯恩梯炸药,当用步枪子弹贯穿时,也不爆炸。
炸药在外界作用(激发)下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大,则表示炸药的感度愈低;反之,最小初始冲能愈小,则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用(能量)的类型很多,通常主要有以下几种:(1)热能:直接加热、火焰,火花等;(2)机械能:撞击、摩擦、针刺、枪击等;(3)炸药的爆炸能:雷管或炸药直接作用、冲击波作用等;(4)电能:电热、电火花、静电等;(5)化学能:高热化学反应放出的热量;(6)光能:激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度,即感度不能太高,也不能太低。
感度太高使用不安全,而感度太低会造成起爆困难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的,即一种炸药对某一种外界作用较敏感,而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感,它的热感度比梯恩梯低,而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对一般猛炸药来讲,在生产、储存、运输和使用过程中,不应发生意外的爆炸。
炸药的起爆与感度一、炸药的起爆每种炸药都具有相对的稳定性,要使它发生爆炸,必须提供一定的外界作用,供给足够的能量来激活一部分炸药分子。
激发炸药爆炸的过程就叫做起爆。
使炸药活化发生爆炸反应所需要的活化能称为起爆能。
起爆能主要有热能、机械能和爆炸能三种形式。
起爆能能否起爆炸药,不仅与起爆能的大小有关,而且还取决于能量的集中程度。
根据活化能理论,化学反应只是在具有活化能量的活化分子互相接触和碰撞时才能发生。
因此,为了使炸药起爆,就必须有足够的外部能量使炸药分子变为活化分子。
活化分子的数量越多,爆炸反应的速度也越高。
起爆时,外部能量转化为炸药的活化能,造成足够数量的活化分子,并因它们的互相接触、碰撞而发生爆炸反应。
二、炸药的感度炸药在外部能量的作用下起爆的难易程度叫做炸药的敏感度(或感度)。
炸药感度的高低用激起炸药爆炸反应所需的最小起爆能的多少来衡量。
所需的最小起爆能越小,表示炸药的感度越高,反之表示炸药的感度低。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
如梯恩梯炸药,对机械作用的感度较低,但对电火花的感度则较高。
为研究不同形式起爆能起爆炸药的难易程度,将炸药感度分为:热感度、火焰感度、电火花感度、冲击感度、摩擦感度、射击感度、冲击波感度和爆轰波感度等。
这些感度可通过试验进行测定。
如果炸药的某种感度过高,就会给生产、贮存、运输和使用带来危险。
因此,在炸药生产过程中要设法改变炸药的某些感度。
影响炸药感度的主要因素如下:(一)炸药的化学结构炸药分子结构结合得越脆弱,其感度越高,反之就越低。
混合炸药的感度取决于炸药中结构最脆弱的组分的感度。
(二)炸药的物理性质(1)炸药的相态。
熔融状态的炸药比同类炸药固体状态时的感度高,这是因为炸药从固相转变为液相时要吸收熔化潜热,内能较高。
此外,在液态时具有较高的蒸气压,所以很小的外能即可激发炸药爆炸。
(2)炸药的粒度。
炸药为猛炸药时,颗粒越细,感度越高,这是因为炸药颗粒表面积越大,接收的冲击波能量越多,容易产生更多的热点而易于起爆。
4炸药的起爆与感度炸药是一种含能物质,可以发生高速的化学反应,放出大量的热能,并伴随着产生高温、高压气体。
作为一种亚稳态物质,在一定的条件下储存、处理、运输时,发生化学反应的速度可以小到忽略不计。
但在某些条件下,其化学反应的速度可以达到较高的水平,反应放出热量的自身加热作用能进一步增加反应速度,最后导致爆炸。
炸药虽是一种爆炸物质,但它必须具有一定的稳定性,要在一定的外界条件作用下才能发生爆炸变化。
激发炸药发生爆炸的过程称为起爆。
在外界条件作用下使炸药活化并发生爆炸反应所需的活化能称为起爆能或初始冲能。
不同的炸药,所需的初始冲能是不同的。
如碘化氮(NI3)只要用羽毛轻微触动就会爆炸;而梯恩梯炸药,当用步枪子弹贯穿时,也不爆炸。
炸药在外界作用(激发)下发生爆炸的难易程度称为炸药的感度。
炸药的感度用引起炸药发生爆炸变化所必须的最小初始冲能表示。
所需的最小初始冲能愈大,则表示炸药的感度愈低;反之,最小初始冲能愈小,则感度愈高。
引起炸药发生爆炸变化的外界作用(能量)的类型很多,通常主要有以下几种:(1)热能:直接加热、火焰,火花等;(2)机械能:撞击、摩擦、针刺、枪击等;(3)炸药的爆炸能:雷管或炸药直接作用、冲击波作用等;(4)电能:电热、电火花、静电等;(5)化学能:高热化学反应放出的热量;(6)光能:激光等。
炸药对不同形式的起爆能具有不同的感度。
同一种炸药对各种不同作用的感度之间没有一个相当的换算关系。
实用中要求炸药有一个适当的感度,即感度不能太高,也不能太低。
感度太高使用不安全,而感度太低会造成起爆困难。
炸药对于各种外界作用的感度是有选择性的,即一种炸药对某一种外界作用较敏感,而对其它一些作用则较迟钝。
如叠氮化铅对机械能作用比对热能作用更敏感,它的热感度比梯恩梯低,而机械感度比梯恩梯要高得多。
了解炸药的感度对于实际工作有着极其重要的意义。
对一般猛炸药来讲,在生产、储存、运输和使用过程中,不应发生意外的爆炸。
这就要求它对于热作用和机械作用有较低的感度;而对于冲击波作用则要有适当的感度,以便在使用中需要它爆炸时,能够准确的爆炸。
使用炸药时,对用来起爆炸药的起爆能所呈现的感度称为使用感度。
炸药的感度有许多种,常用的主要有热感度、机械感度、爆轰感度、冲击波感度、静电感度、火焰感度、电火花感度、射击感度等。
炸药起爆的基本理论4.1.1 炸药的热起爆理论热起爆是研究可爆性物质转变为燃烧或爆炸的一种最简单的形式,它可以作为研究更复杂的一些现象,例如冲击起爆、摩擦起爆等的研究工具。
在实践上,热起爆理论也可以帮助人们区分爆炸物工作状态的安全条件。
最早提出热起爆理论的是荷兰科学家凡特霍甫,他在1884年定性地描述了这个问题。
之后前苏联科学家谢苗诺夫(Семенов)在二十世纪20年代对这个问题作了定量的分析。
他研究了装在容器内的爆炸性气体所发生的反应,指出由于反应释放的热量大于损失的热量,从而使爆炸性气体产生热积累自动加温,反应也自动加速而导致爆炸。
他的工作为以后热起爆理论的发展奠定了基础。
随后的30年代,托吉苏(Тодес)、莱司(Rice)、弗兰克—卡门涅茨基(Франк—Каменецкий)等相继进行了许多研究工作,这些工作我们称之为经典的热起爆理论。
由于在上世纪30年代,化学动力学研究的目标是气体反应,所以当时经典的热起爆理论研究的对象也是气体,以后才逐渐转到对凝聚介质的研究上来。
谢苗诺夫的热起爆理论是最简单的热起爆理论。
他没有考虑动态平衡的经历过程,因为他研究的是爆炸性气体,气体内部容易产生热交换,内部温度几乎一致;他也没有考虑气体的自动加热过程,而只考虑其温度和周围的热交换性质。
所以这个理论与时间无关,因而是静止状态的。
下述三点假设是谢苗诺夫进行该项研究的基础:(1) 炸药内各处温度相同,没有温度梯度,即炸药的里层和外层不存在温度差。
(2) 周围环境温度0T 不变。
(3) 炸药达到爆炸时的炸药温度T 大于0T ,但是T 与0T 的差值不大。
在此基础上,谢苗诺夫建立了均温分布定常热爆炸的热平衡方程式。
即炸药在温度为T 时的单位时间内,发生化学反应所放出的热量1Q ,取决于化学反应速度W (g/s )和单位质量炸药反应后放出的热量q (J/g )。
即Wq Q =1 (4-1)按照化学反应动力学,一级反应在开始反应时的速度为:m Ze W RT E-= (4-2)式中 Z —频率因子,与炸药分子的碰撞概率有关,Hz ;E —炸药分子的活化能,J ;m —炸药量,g ;R —气体常数。
将式(4-2)代入式(4-1)得:mq Ze Q RT E-=1 (4-3)在发生爆炸反应释放热量的同时,由于热传导的存在,也会向四周散失热量。
单位时间内因热传导散失于环境中的热量2Q 为:)(02T T K Q -= (4-4)式中 K —传热系数,J/k·s 。
由此可见,只有12Q Q >时体系中才能发生热积累,从而使其温度不断升高,化学反应速度加快,最后导致炸药爆炸。
因此,炸药体系爆炸的临界条件之一应是:21Q Q = (4-5)即)(0T T K mq Ze RT E-=- (4-6)然而,达到热平衡只是炸药爆炸的一个条件,要使炸药爆炸还必须满足另一个条件,即放出热量随温度的变化率,应满足爆炸的第二个条件为:12dQ dQ dT dT= (4-7) 即K e RT ZmqE RT E =-2(4-8) 由(4-6)式和(4-8)式可以得到热爆炸的临界条件为:ERT E RT T T 2020≈=- (4-9) 谢苗诺夫的这个理论已经得到一些实验的验证,基本是适用的。
例如对黑索金,在0T =277℃时达到爆炸,此时活化能E =2.1×105J/mol ,则达到爆炸的临界条件为:12210000)277273(345.8200=+⨯==-E RT T T ℃ 即T =0T +12=277+12=289℃这说明环境温度为277℃时达到爆炸,此时炸药爆炸温度应为289℃,故炸药的升温是很小的。
这也说明炸药在爆炸之前,反应量很小,时间很短,即突然加速,发生激烈的反应而发生爆炸。
4.1.2 炸药的冲击起爆理论凝聚炸药受冲击起爆是另一种十分重要的起爆方式。
凝聚炸药的冲击起爆实际上是在冲击波的作用下起爆。
冲击波产生的方式很多,例如炸药在爆炸后,会在相邻的介质内产生冲击波;摩擦、机械振动、高速碰撞、粒子冲击等也均能产生冲击波。
从冲击波进入凝聚炸药开始到爆炸为止,其过程和机理的研究是过去几十年内世界各国爆轰科学研究工作者的重要课题。
4.1.2.1 均相炸药的冲击起爆炸药在冲击波作用下,如果初始入射冲击波的强度较弱,那么物理相均匀的炸药和物理相不均匀的炸药其起爆过程是不同的。
所谓均相炸药,即气态、液态(不含气泡、杂质等)以及单晶体物理相完全均匀的炸药。
例如硝基甲烷(NM )、硝化甘油(NG)液体、泰安(PETN )单晶体等都是均相炸药。
对这类炸药,多数学者认为在冲击波进入炸药后,在波阵面后面,炸药首先是受冲击整体加热,然后出现化学反应。
在最先受到冲击的地方,炸药将在极短的时间内完成反应,产生超速爆轰,这种超速爆轰波赶上初始入射冲击波后,在未受冲击的炸药内发展成稳定的爆轰。
这种起爆模型最早是由 A. W. Campell 等学者提出来的。
后来F. E. Walker 和R. J. Wasley 发现,如果入射冲击波的持续时间较长压力较低,则在冲击波阵面后的反应过程以低速率进行。
热爆炸发生在初始冲击波入射面和冲击波阵面之间的区域内。
当入射冲击波的压力较高时,热爆炸才出现在接近冲击波入射的地方。
4.1.2.2 非均相炸药的冲击起爆机理非均相炸药系指物理性质不均匀的炸药。
这种物理不均匀性既可以是不同物质的相互混合,也可以是炸药中留有空气间隙,或二者同时存在。
因此,实际应用的固体炸药一般都是非均相炸药。
对这类炸药的冲击起爆,目前大家所公认的是冲击作用在炸药中产生局部高温区,即在炸药中产生“热点”。
一般散装、浇铸、压装的固态凝聚炸药中,晶粒周围都保留有空隙。
在单位质量的装药中,孔隙的总体积与装药的总体积比称为孔隙度。
散装装药的孔隙度最大,可能达到50%左右。
压装装药的孔隙度达到1~4%,传爆药的孔隙度可达5~10%,铸装装药的孔隙度也可能达到2~4%,因此,炸药装药是非均相的。
在冲击波进入这种装药后,这些空隙或气泡在冲击作用下绝热压缩,由于气体的比热比炸药晶体的比热小,所以被压缩的气泡温度较晶体的高,这就出现所谓的热点。
热点的形成机理还可能由于下列一些物理过程:炸药晶体颗粒之间的摩擦,或炸药颗粒与杂质之间的摩擦;液态炸药(或低熔点炸药)高速粘性流动;微观粗糙的冲击波和冲击波的相互作用,弹—塑性变形所产生的局部剪切或断裂;在空穴附近的流动不连续引起的剪切;在颗粒界面上流动的不连续性;冲击加载时的相变;晶体缺陷;层裂或向空穴内的喷射等等。
4.2 炸药的感度4.2.1 炸药的热感度炸药在生产、储存、运输和使用过程中,常常会遇到不同热源的作用。
炸药在热能作用下发生爆炸的难易程度称为炸药的热感度。
热作用的典型形式有两种:一种是均匀加热,另一种是火焰点火(局部加热)。
炸药对均匀加热的感度用爆发点来表示,炸药对火焰的感度用点火(发火)的上下限来表示。
(1)爆发点爆发点用爆炸时的温度表示,由试验测定。
它是在规定时间内(一般是5s 或5min )均匀加热炸药时,使炸药发生爆炸所需要的加热介质的最低温度,分别称为5s 或5min 爆发点。
爆发点愈高,表明炸药的热感度愈小。
爆发点测定装置如图4-1所示。
测定时取炸药0.05g ,放入铜试管(或铜雷管壳),用铜塞堵好。
待合金浴锅中的合金(称为伍德合金,组分为铋:铅:锡:镉=50:25:13:12,熔点65℃)加热到将近所测试样爆发点时,把装有炸药试样的试管插入合金浴锅,插入深度超过管长的2/3,然后用秒表计时,如试样不爆或超过5min 才爆,则应升高5℃再试,如果早于5min 爆炸,则需要降低5℃再试。
如此反复测试便可测出炸药的爆发点。
炸药的爆发点与实验测定条件(时间、药量等)有关,不是炸药的特性常数。
某些炸药的爆发点见表4-1。
表4-1 某些炸药的爆发点(℃)(2)火焰感度炸药的火焰感度又称点火感度,表示炸药用火焰点燃时的难易程度,由试验测定,用上下限表示。
测定时取试样0.05g ,装入火帽壳内,放在测试装置的火帽台上,在导火索夹中插上导1 236 4 5 图4-1 爆发点测定器 1-合金浴锅;2-电阻丝;3-隔热 4-铜管;5-温度计;6-炸药火索(图4-2)。
调整导火索喷火端与炸药试样的距离,做一系列试验,观察其是否发火。
火焰感度的表示方法有:①感度上限:即使炸药100%发火的最大距离;②感度下限:即使炸药100%不发火的最小距离。