способ изготовления удлиненного заряда

Формула изобретения

1. Способ изготовления удлиненного заряда, включающий наложение друг на друга полос прямоугольного сечения из детонационно-способного вещества, отличающийся тем, что заряд изготавливают посредством разрезания пластин или листов вальцованного баллиститного полотна на полосы или ленты толщиной до 4,0 мм и длиной до 2 м, которые накладывают друг на друга предварительно смоченными поверхностями и формируют заряд в виде пакета полос заданного размера, который стягивают ленточным материалом в поперечном направлении относительно продольной оси с заданным шагом по длине заряда.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что мощность заряда регулируют количеством накладываемых друг на друга полос, и/или толщиной используемых полос, и/или формированием заряда из полос разной толщины.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изготавливают два или более зарядов, которые соединяют для формирования общего заряда заданной длины торцами друг к другу, при этом отдельные полосы зарядов соединяют друг с другом встык или внахлест, а место соединения стягивают ленточным материалом.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что баллиститное вальцованное полотно имеет критическое давление возбуждения детонации более 6 ГПа, скорость детонации 6,5-7,1 км/с, критическую толщину детонации не более 3,0 мм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что для детонации заряда устанавливают капсюль-детонатор торцом в торец заряда.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заряд стягивают ленточным материалом с шагом 15-20 см.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что поверхности указанных полос смачивают машинным маслом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к взрывотехнике и предназначено для изготовления удлиненных зарядов плоской или ленточной форм, используемых преимущественно для разрезания взрывом металлических изделий листовой, цилиндрической и др. форм. К ним может быть отнесен прокат, трубы нефте- и газопроводов, корпуса ракет и т.п.

Известен способ изготовления удлиненных зарядов (УЗ) с кумулятивной выемкой из мощных бризантных взрывчатых веществ ВВ (гексоген, его сплавы с тротилом) методом прессования или литья [1]. Такие удлиненные кумулятивные заряды УКЗ сложны в изготовлении, весьма дорогостоящие и требуют применения специального полимерного и металлизованного покрытий. Мощные бризантные ВВ обладают кроме высокой цены и очень повышенной чувствительностью к различным механическим воздействиям, что делает их опасными при изготовлении и эксплуатации.

Известен ближайший к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату способ изготовления УЗ (прототип), включающий наложение друг на друга, по меньшей мере, двух слоев полос прямоугольного сечения из детонацинно-способного вещества [2] - мощного ВВ.

Недостатками всех способов изготовления удлиненных зарядов является использование в них мощных бризантных ВВ, обладающих и высокой чувствительностью к механическим и динамическим воздействиям и, соответственно, высокой взрывоопасностью в производстве и эксплуатации, высокой стоимостью, как самих ВВ, так и УЗ из них, малотехнологичное заводское изготовление в три фазы: синтез, флегматизация, прессование (литье). К тому же УЗ не гибок (не эластичен). Все эти факторы привели в последние годы к резкому снижению интереса к взрывному разрезанию материалов.

Изобретение направлено на решение следующей задачи: разработать способ изготовления УЗ, лишенный недостатков, присущих известным способам изготовления УЗ с использованием бризантных ВВ методами прессования или литья.

Технический результат изобретения достигается существенным повышением технологичности и взрывобезопасности процесса изготовления УЗ, значительным снижением стоимости готового заряда и расширением диапазона его использования.

Поставленная задача решается, а технический результат от использования изобретения достигается тем, что в отличие от известного способа изготовления удлиненного заряда, включающего наложение друг на друга полос прямоугольного сечения из детонационно-способного вещества, в предлагаемом способе заряд изготавливают посредством разрезания пластин или листов вальцованного баллиститного полотна на полосы или ленты толщиной до 4,0 мм и длиной до 2 м, которые накладывают друг на друга предварительно смоченными поверхностями и формируют заряд в виде пакета полос заданного размера, который стягивают ленточным материалом в поперечном направлении относительно продольной оси с заданным шагом по длине заряда.

В предпочтительном варианте мощность заряда регулируют количеством накладываемых друг на друга полос, и/или толщиной используемых полос, и/или формированием заряда из полос разной толщины.

В частном случае изготавливают два или более заряда, которые соединяют для формирования общего заряда заданной длины торцами друг к другу, при этом отдельные полосы зарядов соединяют друг с другом встык и/или внахлест, а место соединения стягивают ленточным материалом.

Для обеспечения повышенной надежности и безопасности при использовании УЗ баллиститное вальцованное полотно имеет критическое давление возбуждения детонации более 6 ГПа, скорость детонации 6,5-7,1 км/сек, критическую толщину детонации не более 3,0 мм.

В отдельных случаях детонацию инициируют посредством капсюля-детонатора, устанавливаемого торцом в торец заряда.

Заряд стягивают ленточным материалом с шагом 15-20 см.

Целесообразно для улучшения параметров детонации УЗ поверхности указанных полос смачивать машинным маслом.

Исследованиями установлено, что промежуточный продукт производства баллиститных порохов - полотно, снятое с вальцев,- не относится к классу бризантных ВВ, но является способным к детонации веществом с необычными, но благоприятными для удлиненного заряда взрывчатыми свойствами (детонационными параметрами).

Ряд марок баллиститов (РСИ-12к, РСТ-4к и др. подобных) имеет достаточно высокую скорость и малую критическую толщину детонации, что близко к бризантным ВВ, и позволяет использовать полотно во всех типах удлиненных зарядов; в то же время невысокая чувствительность к механическим воздействиям и особенно крайне низкая ударно-волновая возбудимость детонации (Р_к=6,0-10,0 ГПа против Р_к<0,1 ГПа для ВВ) обеспечивают взрывобезопасность с отсутствием возбуждения детонации при изготовлении, транспортировке и рабочих операциях с удлиненными зарядами, а детонация возбуждается только от капсюлей-детонаторов №8 и более мощных детонаторов.

Удлиненные заряды (брикеты, пакеты) прямоугольной формы необходимых размеров изготавливаются испытателем (оператором) из полос полотна толщиной от 1,0 до 4,0 мм, длиной до 2,0 м, шириной до 40 мм и более непосредственно или накануне подрывов. Этим исключаются опасные фазы заводского (флегматизация и прессование) изготовления удлиненных (практически любой необходимой длины) в заявленном способе зарядов.

Таким образом, в совокупности с низкой стоимостью баллиститов (сравнительно с ВВ) цену готового заряда имеем в десятки раз меньшую, чем зарядов из бризантных ВВ.

Заряд из полос полотна баллистита достаточно эластичен (гибок) и позволяет при наложении его на металлоконструкцию (изделие) принимать формы, совпадающие с профилем разрезаемой поверхности металла (круглые, криволинейные и др.).

Существенно, что продукты детонации для баллиститов экологически более чистые сравнительно с бризантными ВВ, имеющими резко отрицательный кислородный баланс, что повышает содержание СО, NO и др. ядовитых веществ в ВВ.

Цели и преимущества изобретения станут более понятными из следующего детального описания примера его осуществления и прилагаемого чертежа (фиг.1) и фото (фиг.2 и 3). Фиг.1 дает общий вид изготовленного УЗ в сборе и поясняет принцип его взрывного действия; фиг.2 и 3 дают результаты его использования, например, при разрезании стальных пластин разной толщины.

Из предварительно нарезанных из вальцованного полотна баллиститного пороха полос 4 (толщиной до 4,0 мм), требуемой для УЗ 6 ширины и длины (до 2 м), формируют заряд посредством накладывания полос друг на друга в виде пакета требуемой для использования толщины. Поверхности полос предварительно смачивают машинным (можно отработанным) маслом 8, с шагом 15-20 см заряд (пакет) стягивают лентой типа скотч 5 в поперечном направлении относительно продольной оси. УЗ устанавливают большей стороной на поверхность металлической пластины 1 и через 20-25 см крепят заряд к поверхности пластины ленточным материалом типа скотч 7.

В качестве детонационно-способного вещества выбирают баллиститы, удовлетворяющие вышеуказанным детонационным параметрам; к ним относятся марки РСИ-12к и ДБС - в настоящих исследованиях, РСТ-4к и др. подобные.

Для более надежного инициирования капсюль-детонатор 2 преимущественно устанавливают вдоль оси заряда на крепежном материале 3 типа пластилина.

Мощность заряда определяется количеством полос (толщиной) и/или шириной УЗ.

Для формирования заряда большей длины общий заряд изготавливается соединением отдельных зарядов торцами друг к другу, при этом отдельные полосы соединяют встык и/или внахлест.

Экспериментальные исследования подрывов удлиненных зарядов из полос показали, что оптимальные условия использования энергии взрыва из зарядов полотна баллистита достигаются аналогично с [3], когда сечение заряда имеет форму прямоугольника с большей стороной, прилегающей к металлическому листу (цилиндру и т.п.) и имеющей длину 1,3-1,9, и меньшей стороной, имеющей длину 0,5-1,0 толщины стального листа.

В таблице приведены результаты экспериментов, подтверждающие работу УЗ в части технологичности и экономичности, эффекта разрезания при использовании полос из полотна баллиститного пороха РСИ-12к в виде зарядов прямоугольного сечения в пределах размеров большой и малой сторон сечения, установленных в [3].

На фиг.2 дано фото стального листа с толщиной 12 мм, разрезанного детонацией заряда УЗ из баллистита по данному способу на длине 470 мм.

На фиг.3 дано фото для толщины листа 7 мм.

Пример 1. Разрезание стального листа толщиной 12 мм УЗ, изготовленным по предлагаемому способу, производилось следующим образом: перед подрывом из пластин вальцованного полотна баллистита РСИ-12к нарезают полосы шириной (большая сторона прямоугольного сечения заряда), требуемой для данной толщины листа - у нас ширина 11,5 мм. Из полос набирают слоеный заряд наложением одна на другую до требуемой высоты (меньшая сторона сечения) заряда - у нас 9,5 мм. Заряд стягивают (обвязывают) в 4-х местах скотчем (лентой и т.п.) и устанавливают на поверхность листа большей стороной, затем производят подрыв от капсюля-детонатора №8 с инициированием в торец заряда.

Скорость детонации полотна РСИ-12к 7,0 км/сек, критическая толщина детонации 1 мм, критическое давление возбуждения детонации 10 ГПа, плотность 1,60 г/см³ . Как видно на фото фиг.2, имело место полное разрезание стального листа по всей длине.

Пример 2. Для разрезания стального листа толщиной 7,0 мм операции, аналогично примеру 1, производились с зарядом, полученным из пластин полотна баллистита РСИ-12к, имеющим размеры сечения 12,5×7,0 мм. Как видно на фото фиг.3, произошло полное разрезание листа.

В примерах даны сведения о разрезании стальных листов, однако объем притязаний авторов шире и распространяется на промышленное разрезание металлических изделий любой формы (трубы и т.д.) в объеме заявленной формулы изобретения, в том числе на разрезание корпусов ракет с твердым топливом или снарядов с ВВ, подлежащих уничтожению.

ЛИТЕРАТУРА

1. Б.И.Шехтер, Л.А.Шубко. Исследование обжатия облицовки удлиненного заряда и формирование элементов кумулятивного потока. Физика горения и взрыва, 1977, 13 №2, стр.247-255.

2. А.А.Аттетков и др. Резка металлов взрывом, М.: СИП РИА, 2000 г. Стр.126, 130, 145.

3. Патент RU 2003031 C 1 кл. F 42 B 1/02.