一种传爆药临界点火压力测量装置

摘要

本申请公开了一种传爆药临界点火压力测量装置，解决了炸药弱冲击点火阈值无可靠试验装置的问题，其基本原理是利用主发炸药爆轰产生的爆轰波经过隔板衰减之后作用在被发炸药上，引起被发炸药发生反应，通过底座形成的凹坑深度、被发壳体的形变等判断被发炸药的反应形式，该装置装配简便，试验方法可行、高效，能够有效收集未反应的炸药颗粒，能够通过定量的数据、现象观察综合评判被发炸药反应形式，本申请具有通用性强、准确度高、成本低廉的优势，能够为新型传爆炸药的研制提供技术支持。

说明书

技术领域

本申请属于爆炸物性能参数实验技术领域，涉及一种传爆药临界点火压力测量装置，主要用于测量冲击波作用下传爆药发生点火的临界压力，为新型传爆药的研制提供技术支持。

背景技术

非理想炸药的冲击起爆研究包含两方面的内容，出于可靠使用的目的，研究人员希望获得传爆药可靠起爆的最低冲击波压力，即临界起爆压力，出于安全的考虑，研究人员希望了解传爆药发生意外点火最低压力，即临界点火压力，显然，后者的数值是低于或等于前者的。目前我国已经建立了传爆药冲击波感度SSGT试验方法，GJB2178-1994传爆药安全性试验方法中严格规定了传爆药冲击波感度试验方法，统一利用该方法进行试验可以保证试验结果准确、可靠，并且具有横向可比性。但是实际应用过程中，利用该试验方法获得的试验数据是有相对性的，是一个相对比较的敏感性排序，难以指导实际操作，如在略低于临界起爆压力的条件下传爆药是否安全，会发生什么程度的反应，现有试验方法无法给出准确的回答。总结而言，现有试验装置和方法存在如下如下两个问题：

(1)无法获得传爆药的临界点火压力；

(2)缺乏传爆药临界点火判据。

传爆药是弹药系统中相对敏感的部件，其安全性尤为重要，目前的试验方法只能给出引起传爆发生爆炸的临界压力或者临界隔板厚度，对于更加危险的临界点火压力没有确切的数据，需要设计一种新型试验装置，用于准确测定冲击波作用下，传爆药临界点火压力。

发明内容

针对现有的试验装置存在的缺陷或不足，本申请提供一种传爆药临界点火压力测量装置，具有通用性强、操作简便、安全，测量结果精度高的特点。

为了实现上述目标，本申请采用如下技术解决方案：一种传爆药临界点火压力测量装置，其特征在于：所述装置包含底座1、盖板2、被发壳体3、主发壳体4、螺母5、垫圈6、螺钉7、隔板8、雷管座9、主发炸药10、被发炸药11和雷管12，所述装置整体为扁平同轴结构，所述底座1为四方形，在其上表面有一个高度为23mm的圆环凸台结构，圆环凸台把底座1的上表面隔开，在所述底座1上表面形成了一个圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽的直径67mm，用于收集粉碎后的被发炸药，所述底座1的四个边角位置处分别设有一个U形槽，U形槽的中轴线和其所在的棱边垂直，这种开放式设计能够确保在盖板出现较大变形的情况下拆卸装置，方便取出粉碎的被发炸药药粉，所述底座1的材质为二十号软钢，所述盖板2为平板结构，在和所述底座1向对应的位置处设有四个U形槽，在所述盖板2的中心位置处设有一个直径为32mm的通孔A，所述被发壳体3为中空变直径圆柱体结构，自由放置在所述底座1的圆柱形凹槽的中心位置，被发壳体3整体高度38.1mm，被发壳体3的下半部分直径45mm，高度23mm，被发壳体3的上半部分直径25mm，高度15.1mm，这样的变径结构能够保证被发炸药收到的壳体约束体强度和文献报道一致，使得测试数据更具可比性，被发壳体3纵轴线上设有一个直径约5mm的通孔B，所述被发壳体3的上半部分穿过所述盖板2的通孔A，所述垫圈6套在所述螺钉7上放置在所述螺钉7和所述底座1之间，所述盖板2和所述底座1通过螺钉7和螺母5固紧，并将所述被发壳体3压实、固定，所述盖板2和所述被发壳体3之间预留了3.5mm的间隙，所述隔板8为一块直径为25mm的圆板，其材质可以根据需求选择为PMMA有机玻璃、铝、钢等，自由放置在所述被发壳体3的上方，所述主发壳体4为中空圆柱体结构，主发壳体4的内径5mm、外径25mm、高度38.1mm，自由放置在所述隔板8上方，所述雷管座9为中空圆柱体结构，雷管座9的内径5.1mm、外径25.3mm、高度20mm，自由放置在所述主发壳体4上方，所述雷管12放置在所述雷管座9中，所述主发炸药10被压制成直径5mm的药柱放置在所述主发壳体4中，所述被发炸药11被压制成直径5mm的药柱放置在所述被发壳体3中；

一种传爆药临界点火压力测试方法，包括如下步骤：

步骤一、按照上述方法设计和加工试验装置，制备主发炸药10和被发炸药11，主发炸药10和被发炸药11都有五～八节小药柱构成；

步骤二、将主发炸药10和被发炸药11分别装入主发壳体4和被发壳体3，然后将被发壳体3放置在所述底座1的圆柱形凹槽中心位置处，然后放上盖板2，用螺钉7和螺母5将盖板2、被发壳体3和底座1的相对位置固定，将整个部件放置在平整的坚硬地面上；

步骤三、将隔板8放置在被发壳体3上端面，然后依次放上主发壳体4、雷管座9，确认安全后将雷管12放到雷管座9中，人员撤离，确认安全后起爆雷管12；

步骤四、通过起爆后发出的响声初步判断是否成功起爆，以及被发炸药11的反应形式是爆轰、半爆还是未反应，一般响声越大反应形式越剧烈；

步骤五、十五分钟后通过测量底座1的凹坑深度，定量判断被发炸药11的反应形式，若凹坑深度大于被发炸药11爆轰形成的凹坑深度的二分之一则可以判断为爆轰反应；

步骤六、若所述底座1没有显著的凹坑，并且在底座1的圆柱形凹槽中能够找到被压碎的被发炸药11颗粒，则可判断反应形式为未反应，进一步地观察被发壳体3的变形情况，若被发壳体3完整且无烧蚀、变形则可判断为未反应，若被发壳体3完整，在端口处有轻微烧蚀、无明显变形则可判断为点火反应，此时对应的隔板厚度则为被发炸药11的临界点火隔板厚度，对应的冲击压力则为被发炸药11的临界点火压力。

和现有装置相比，本申请具备以下优点：

(1)能够准确测定传爆药的临界点火压力；

(2)提供了传爆药临界点火判据。

附图说明

图1是试验装置剖面图，1-底座、2-盖板、3-被发壳体、4-主发壳体、5-螺母、6-垫圈、7-螺钉、8-隔板、9-雷管座、10-主发炸药、11-被发炸药和12-雷管；

图2是底座正视图；

图3是盖板俯视图；

图4是被发壳体正视图；

图5是主发壳体正视图；

图6是雷管座正视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施实例对本申请做进一步详细说明。

实施例1

设计加工试验装置，开展冲击点火试验，收集被发炸药残渣，判断反应形式，测定JH-14传爆药的临界点火压力。

装置包含底座1、盖板2、被发壳体3、主发壳体4、螺母5、垫圈6、螺钉7、隔板8、雷管座9、主发炸药10、被发炸药11和雷管12，装置整体设计为为扁平同轴结构，所述底座1为四方形，其上表面圆环凸台结构高度为23mm，圆环凸台把底座1的上表面隔开，在所述底座1上表面形成了一个圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽的直径67mm，所述底座1的四个边角位置处分别设有一个U形槽，U形槽的中轴线和其所在的棱边垂直，所述底座1的材质为二十号软钢，所述盖板2为平板结构，在和所述底座1向对应的位置处设有四个U形槽，U形槽开口16mm，深度40mm，在所述盖板2的中心位置处设有一个直径为32mm的通孔A，所述被发壳体3为中空变直径圆柱体结构，自由放置在所述底座1的圆柱形凹槽的中心位置，被发壳体3整体高度38.1mm，被发壳体3的下半部分直径45mm，高度23mm，被发壳体3的上半部分直径25mm，高度15.1mm，被发壳体3纵轴线上设有一个直径5mm的通孔B，所述被发壳体3的上半部分穿过所述盖板2的通孔A，所述垫圈6套在所述螺钉7上放置在所述螺钉7和所述底座1之间，所述盖板2和所述底座1通过螺钉7和螺母5固紧，并将所述被发壳体3压实、固定，所述盖板2和所述被发壳体3之间预留了3.5mm的间隙，所述隔板8为一块直径为25mm的圆板，其材质可为PMMA有机玻璃，自由放置在所述被发壳体3的上方，PMMA有机玻璃厚度为1mm～50mm，以1mm为一个间隔加工隔板，所述主发壳体4为中空圆柱体结构，主发壳体4的内径5mm、外径25mm、高度38.1mm，自由放置在所述隔板8上方，所述雷管座9为中空圆柱体结构，材质为木材，雷管座9的内径5.1mm、外径25.3mm、高度20mm，自由放置在所述主发壳体4上方，所述雷管12放置在所述雷管座9中，型号为21号雷管，所述主发炸药10被压制成直径5mm的药柱放置在所述主发壳体4中，所述被发炸药11被压制成直径5mm的药柱放置在所述被发壳体3中；

一种传爆药临界点火压力测试方法，包括如下步骤：

步骤一、按照上述方法设计和加工试验装置，制备主发炸药10和被发炸药11，主发炸药10和被发炸药11都有七节小药柱构成，每一节药柱的高度5.429mm，总高度38.1mm，压制密度1.65g·cm^-1，七节药柱总质量约为1.2g；

步骤二、主发炸药10为JH-14，被发炸药11也选择为JH-14，将主发炸药10和被发炸药11分别装入主发壳体4和被发壳体3，试验过程中应该特别小心，防止传爆药和壳体摩擦引起点火事故，然后将被发壳体3放置在所述底座1的圆柱形凹槽中心位置处，然后放上盖板2，用螺钉7和螺母5将盖板2、被发壳体3和底座1的相对位置固定，将整个部件放置在抗暴容器中的平整位置处；

步骤三、将隔板8放置在被发壳体3上端面，根据经验隔板8的初始厚度选择为15mm，作用在被发炸药上的冲击波压力大约为2Gpa，然后依次放上主发壳体4、雷管座9，确认安全后将21号雷管12放到雷管座9中，人员撤离，确认安全后起爆雷管12；

步骤四、起爆后首先听到了主发炸药爆轰的声响，作用到被发炸药后将盖板2和螺钉7打飞的金属碰撞声；

步骤五、十五分钟后打开抗暴容器，利用深度规测量底座1的凹坑深度为0.55mm，该凹坑深度小于被发炸药11爆轰形成的凹坑深度(1.95mm)的二分之一则可以初步排除爆轰反应的可能；

步骤六、收集底座1的圆柱形凹槽中被压碎的被发炸药11颗粒，，进一步地观察被发壳体3的变形情况，被发壳体3略有形变，端口处有轻微烧蚀现象，判断为点火反应，说明试验所用的JH-14传爆药临界点火隔板厚度为15mm，对应的临界点火压力为2Gpa。

实施例2

设计加工试验装置，开展冲击点火试验，收集被发炸药残渣，判断反应形式，测定A-IX-I(II型2类RDX95％，混合钝感剂5％)，压装成型，密度1.65g·cm^-3传爆药的临界点火压力。

装置包含底座1、盖板2、被发壳体3、主发壳体4、螺母5、垫圈6、螺钉7、隔板8、雷管座9、主发炸药10、被发炸药11和雷管12，装置整体设计为为扁平同轴结构，所述底座1为四方形，其上表面圆环凸台结构高度为23mm，圆环凸台把底座1的上表面隔开，在所述底座1上表面形成了一个圆柱形凹槽，所述圆柱形凹槽的直径67mm，所述底座1的四个边角位置处分别设有一个U形槽，U形槽的中轴线和其所在的棱边垂直，所述底座1的材质为二十号软钢，所述盖板2为平板结构，在和所述底座1向对应的位置处设有四个U形槽，U形槽开口16mm，深度40mm，在所述盖板2的中心位置处设有一个直径为32mm的通孔A，所述被发壳体3为中空变直径圆柱体结构，自由放置在所述底座1的圆柱形凹槽的中心位置，被发壳体3整体高度38.1mm，被发壳体3的下半部分直径45mm，高度23mm，被发壳体3的上半部分直径25mm，高度15.1mm，被发壳体3纵轴线上设有一个直径5mm的通孔B，所述被发壳体3的上半部分穿过所述盖板2的通孔A，所述垫圈6套在所述螺钉7上放置在所述螺钉7和所述底座1之间，所述盖板2和所述底座1通过螺钉7和螺母5固紧，并将所述被发壳体3压实、固定，所述盖板2和所述被发壳体3之间预留了3.5mm的间隙，所述隔板8为一块直径为25mm的圆板，其材质可为PMMA有机玻璃，自由放置在所述被发壳体3的上方，PMMA有机玻璃厚度为1mm～50mm，以1mm为一个间隔加工隔板，所述主发壳体4为中空圆柱体结构，主发壳体4的内径5mm、外径25mm、高度38.1mm，自由放置在所述隔板8上方，所述雷管座9为中空圆柱体结构，材质为木材，雷管座9的内径5.1mm、外径25.3mm、高度20mm，自由放置在所述主发壳体4上方，所述雷管12放置在所述雷管座9中，型号为21号雷管，所述主发炸药10被压制成直径5mm的药柱放置在所述主发壳体4中，所述被发炸药11被压制成直径5mm的药柱放置在所述被发壳体3中；

一种传爆药临界点火压力测试方法，包括如下步骤：

步骤一、按照上述方法设计和加工试验装置，制备主发炸药10为JH-14，被发炸药11为A-IX-I，主发炸药10和被发炸药11都有七节小药柱构成，每一节药柱的高度5.429mm，总高度38.1mm，JH-14压制密度1.65g·cm^-1，七节药柱总质量约为1.20g，A-IX-I压制密度1.67g·cm^-1，七节药柱总质量约为1.23g；

步骤二、将主发炸药10和被发炸药11分别装入主发壳体4和被发壳体3，试验过程中应该特别小心，防止传爆药和壳体摩擦引起点火事故，然后将被发壳体3放置在所述底座1的圆柱形凹槽中心位置处，然后放上盖板2，用螺钉7和螺母5将盖板2、被发壳体3和底座1的相对位置固定，将整个部件放置在抗暴容器中的平整位置处；

步骤三、将隔板8放置在被发壳体3上端面，根据经验隔板8的初始厚度选择为14mm，作用在被发炸药上的冲击波压力大约为2.2Gpa，然后依次放上主发壳体4、雷管座9，确认安全后将21号雷管12放到雷管座9中，人员撤离，确认安全后起爆雷管12；

步骤四、起爆后首先听到了主发炸药爆轰的声响，作用到被发炸药后将盖板2和螺钉7打飞的金属碰撞声；

步骤五、十五分钟后打开抗暴容器，利用深度规测量底座1的凹坑深度为0.54mm，该凹坑深度小于被发炸药11爆轰形成的凹坑深度(1.95mm)的二分之一则可以初步排除爆轰反应的可能；

步骤六、收集底座1的圆柱形凹槽中被压碎的被发炸药11颗粒，，进一步地观察被发壳体3的变形情况，被发壳体3略有形变，端口处有轻微烧蚀现象，判断为点火反应，说明试验所用的A-IX-I传爆药临界点火隔板厚度为14mm，对应的临界点火压力为2.2Gpa。