plik

Metody badań niektórych właściwości MW

Materiały wybuchowe do użytku cywilnego muszą spełniać wymagane kryteria. Kryteria te

można

podzielić

dwie

kategorie.

Pierwszą grypą są kryteria bezpieczeństwa użytkowania, które są najważniejsze, gdyż decydują
o tym czy dany materiał nie będzie stanowił zagrożenia dla życia i/lub mienia, drugą zaś są
kryteria parametrów użytkowych, decydujące o przydatności danego MW.

WRAŻLIWOŚĆ NA BODŹCE PROSTE

WRAŻLIWOŚĆ NA UDERZENIE

Badania dokonuje się przy użyciu Kafara BAM, poprzez zrzucenie

ciężarka z określonej wysokości. Ciężarki posiadają standaryzowane masy 1,
5, i 10 kg, natomiast zrzucenie są z wysokości od 10 do 50 cm, dzięki czemu
możliwe jest określenie energii uderzenia powodującej reakcję wybuchową
badanej próbki.

Metodyka badania:

  umieścić ładunek na kowadle,
  umieścić na kafarze odpowiedni ciężar,
  zwolnić blokadę,
  gdy dojdzie do detonacji zmniejszyć ciężar do momentu uzyskania zaniku

reakcji, gdy reakcja się nie pojawi odpowiednio zwiększać energie do
momentu uzyskania pożądanego efektu,

w momencie uzyskania najniższej wysokości, dla której pojawia się

reakcja, badanie powtórzyć trzykrotnie w celu weryfikacji.

WRAŻLIWOŚĆ NA TARCIE

Badanie wrażliwości MW na tarcie przeprowadza się w aparacie tarcicowym Petersa. Badanie

to ma na celu określenie poziomu ryzyka związanego z ewentualnym zatarciem MW w trakcie jego
elaboracji

lub

użytkowania.

Jego znaczenie jest bardzo duże ponieważ materiały stosowane powinny być przede wszystkim
bezpieczne, a dopiero w drugiej kolejności skuteczne.

Opis:
1. Podstawa, 2. Porcelanowy stempel, 3. Porcelanowa płyta, 4. Uchwyt, 5. Sanki, 6. Przycisk uruchamiający, 7. Uchwyt mocujący
stempel, 8. Ramię, 9. Przeciwwaga, 10. Próbka MW, 11. Ciężarek z hakiem.

Metodyka badania:

  podnieść ramię aparatu,
  umieścić próbkę MW na porcelanowej płytce,
  założyć porcelanowy stempel,
  na jednym z karbów ramienia umieścić określony ciężarek,
  uruchomić aparat,
  po pojawieniu się efektu (dźwiękowy, świetlny, wydzielenia dymu, węglenia próbki MW) badanie

powtórzyć z mniejszym ciężarkiem na nowej płytce,

przy braku efektu badanie powtórzyć przy większej masie ciężarka,

Opis:
1. Prowadnice, 2. Przyrząd zwalniający, 3. Ciężarek, 4. Kowadło, 5. Kolumna, 6. Blok stalowy.

wartość siły potrzebnej do zdetonowania próbki zczytujemy z tabliczki znamionowej aparatu

(poniżej).

STABILNOŚĆ TERMICZNA

Próba

celu

zbadanie

wrażliwości

termicznej

MW.

Badanie tej właściwości, jest sprawą bezpieczeństwa wytwarzania, pracy z MW oraz
ewentualnego ryzyka związanego z pożarem podczas transportu lub w magazynach,
gdzie gotowe produkty są składowane.

Metodyka badania:

zważyć

pustą probówkę przeznaczoną do badania,

  umieścić w probówce 50±1 ml badanej substancji,
  ponownie zważyć probówkę w celu zbadania masy testowanej próbki,
  w drugiej probówce umieścić substancje wzorcową (granulaty - piasek lub tlenek glinu, stałe

paliwa rakietowe – politetrafluoroetylen (PTFE), ciecze – woda),

podłączyć termopary i rozpocząć ogrzewanie komory grzewczej (t=75°C, przez 48 godzin),
obserwować reakcje i zmiany w strukturze, barwie i ogólnym wyglądzie próbki.

STAŁOŚĆ CHEMICZNA

Badanie stałości chemicznej MW przeprowadza się podczas Próby Abla, polegającej na

ogrzewaniu MW w obecności papierka jodo-skrobiowego w ściśle określonej temperaturze.
Miarą stałości jest czas, mierzony w minutach, który upłynął od chwili umieszczenia próbki w
aparacie do chwili pojawienia się na papierku zabarwienia odpowiadającego wzorcowi.

Opis:
1. Probówka, 2. Korek gumowy, 3. Pręcik szklany, 4.Papierek.

Metodyka badania:

  ogrzać łaźnię wodną do temperatury badania określonej dla danego MW,
  umieścić w niej probówkę z badanym MW,
  obok łaźni umieścić probówkę z wzorcem,
  rozpocząć pomiar czasu,
  zakończyć próbę gdy na papierku pojawi się przebarwienie, które można zidentyfikować na

wzorcu,

badanie powtórzyć dwukrotnie w celu uzyskania niezależnych wyników pomiarów.

WŁAŚCIWOŚCI SPALANIA

Badanie spalania MW przeprowadza się zamkniętym pudełku stalowym. W próbie obserwuje

się rodzaj spalania lub wybuchu, efekty temu towarzyszące względem porównawczego materiału

Opis:
1. Komora grzewcza, 2. Przewód drutowy do termopary 1 i 2, 3. Przewód drutowy do termopary 3, 4.
Urządzenie zamykające, 5. Szklane probówki, 6. Termopara 1 (T1), 7. Termopara 2 (T2), 8. Termopara 3
(T3), 9. Substancja badana (100 ml), 10. Substancja wzorcowa (100 ml).

wybuchowego (NG, NC, TNT, AA, MD). Jedynie MW amonowo - saletrzalne bada się bez wzorca
porównawczego.
Badanie to przeprowadza się również w stalowej misie i jest tzw. „metoda stalowej misy”, a zasady
wykonania próby są praktycznie identyczne.

Opis:
1. Bocznica, 2. Pokrywa, 3. Zmontowane pudełko z blachy stalowej 1 mm.

Metodyka badania:

  napełnić stalowe pudełko MW,
  rozpalić ognisko,
  umieścić pudełko na górnej części palącego się ogniska,
  w trakcie padania określić: czas spalania, rodzaj spalania (wybuch, deflagracja, powolne

spalanie), deformację pudełka po spalaniu MW, inne zjawiska (wydzielające się gazy, ich kolory i
ilość, intensywność i kolor płomienia z palącego się MW).

DEFLAGRACYJNOŚĆ

Deflagracyjność – zdolność MW do ulegania powolnemu rozkładowi w zamkniętej

przestrzeni

niewielką

prędkością

liniową.

Oznaczanie deflagracyjności, poprzez ogrzewanie stalowej łuski z MW zamkniętej stalowym
krążkiem, ma na celu określenie największej średnicy otworu krążka, przy której nie wystąpi ani
jeden wybuch.

Opis:
1. Nakrętka, 2. Pierścień, 3. Łuska, 4. Palnik Teclu (d – dolny, l – lewy, p – prawy, t – tylny), 5. Palnik zapłonowy, 6. Wspornik, 7.
Skrzynia osłonowa, 8. Pręt podporowy, 9. Wąż gumowy, 10. Zawór.

Metodyka badania:

  umieścić łuskę wewnątrz aparatu,
  zapalić płomyk zapłonowy,
  zamknąć szklaną osłonę,
  zająć stanowisko obserwacyjne co najmniej 10 m od aparatury,
  otworzyć dopływ gazu do palników Teclu,

mierzyć czas od momentu zapalenia się gazu w palnikach do chwili zapalenia się MW w łusce,
w wynikach podać: masę łuski przed i po badaniu, masę samych odłamków, czas badania,

rezultat badania

WŁAŚCIWOŚCI UŻYTKOWE MW

GĘSTOŚĆ NASYPOWA

Określenie gęstości nasypowej MW sypkiego jest ważnym badaniem ze względu na częstość

zastosowania tego typu MW w pracach strzałowych. Materiał sypki zazwyczaj wprowadzany jest
bezpośrednio do otworu strzałowego lub do naboju w związku z czym znajomość jego gęstości
nasypowej jest niezmiernie ważna.

Opis:
1. Komora nasypowa, 2. Zasuwa zwalniająca, 3. Odbieralnik.

Metodyka badania:

  zważyć odbieralnik,
  wypełnić komorę nasypową badaną substancją,
  otworzyć zasuwę zwalniającą,
  odczekać aż cała zawartość komory nasypowej znajdzie się w odbieralniku,
  nadmiarową ilość substancji usunąć drewnianą linijką,
  zważyć odbieralnik,
  obliczyć ciężar nasypowy wg wzoru.

– masa pustego odbieralnika, m

- masa pełnego odbieralnika, V – objętość odbieralnika.

PRĘDKOŚĆ DETONACJI

Do pomiaru prędkości detonacji służy urządzenie z dwoma czujnikami zdolnymi do pomiaru

prędkości

fali

detonacji

błędem

nie

większym

niż

100

m/s.

Przykładem takich czujników są: włókna optyczne, czujniki zwarciowe, czujniki jonizacyjne i
piezoelektryczne. zależności od badanego MW stosuje się różną budowę zestawu pomiarowego.
Dla każdego MW badanie powtarza się trzykrotnie.

Inicjowanie zapalnikiem

Opis:
D - odległość pomiędzy denkiem zapalnika a pierwszym czujnikiem, d - średnica badanego materiału wybuchowego, 1. czujniki, 2.
zapalnik, 3. badany materiał wybuchowy

Inicjowanie pobudzaczem wybuchowym (detonatorem)

Opis:
D - odległość pomiędzy końcem pobudzacza wybuchowego a pierwszym czujnikiem, d - średnica badanego materiału

wybuchowego, 1. czujniki, 2. zapalnik, 3. pobudzacz wybuchowy, 4. badany materiał wybuchowy

Inicjowanie lontem detonującym

Opis:
D - odległość pomiędzy końcem lontu detonującego a pierwszym czujnikiem, d - średnica badanego materiału wybuchowego, 1.
zakładka, 2. czujniki, 3. zapalnik, 4. lont detonujący, 5. badany materiał wybuchowy

PRZENIESIENIE DETONACJI

Badanie zjawiska przeniesienia detonacji ma na celu określenie największej odległości między

ładunkami,

dla

której

zachodzi

ich

całkowita

detonacja.

Badanie to znajduje swoje uzasadnienie w praktyce gdzie podczas wypełniania otworu strzałowego
umieszcza się w nim naboje, które nie zawsze stykają się ze sobą. Chodzi o uzyskanie informacji o
tym czy po załadunku naboi dojdzie do detonacji całego ładunku.

Zestaw do badania materiałów wybuchowych niewrażliwych na inicjowanie spłonką w nabojach o zaokrąglonych końcach,
bez zamknięcia
Opis:
1. Pobudzacz wybuchowy, 2. Taśma samoprzylepna, 3. Wspornik, 4. Zapalnik, 5. Ładunek czynny, 6. Ładunek bierny, 7. Styk
pomiędzy pobudzaczem wybuchowym a nabojem obciętym na płasko, 8. Punkt rozpoczęcia pomiaru prędkości detonacji.

Zestaw do badania materiałów wybuchowych wrażliwych na inicjowanie spłonką w nabojach o płaskich końcach, bez
zamknięcia
Opis:
1. Wspornik, 2. Taśma samoprzylepna, 3. Zapalnik, 4. Ładunek czynny, 5. Ładunek bierny, 6. Punkt rozpoczęcia pomiaru prędkości
detonacji.

Zestaw do badania materiałów wybuchowych niewrażliwych na inicjowanie spłonką w nabojach o zaokrąglonych końcach,
w zamknięciu
Opis:
1. Pobudzacz wybuchowy, 2. Taśma samoprzylepna, 3. Wspornik, 4. Zapalnik, 5. Ładunek czynny, 6. Ładunek bierny, 7. Styk
pomiędzy pobudzaczem wybuchowym a nabojem obciętym na płasko, 8. Punkt rozpoczęcia pomiaru prędkości detonacji, 9. Rura
stalowa.

Zestaw do badania materiałów wybuchowych wrażliwych na inicjowanie spłonką w nabojach o płaskich końcach w
zamknięciu

Opis:
1. Wspornik, 2. Taśma samoprzylepna, 3. Zapalnik, 4. Ładunek czynny, 5. Ładunek bierny, 6. Punkt rozpoczęcia pomiaru prędkości
detonacji, 7. Rura stalowa

Metodyka badania:

  przygotować ładunki,
  umieścić je na placu strzelań w odpowiedniej odległości,
  zdetonować ładunek czynny obserwując jego oddziaływanie na ładunek bierny,
  odpowiednio zwiększać lub zmniejszać odległość między nabojami w celu określenia największej

odległości, przy której dochodzi do przeniesienia detonacji.

GAZY POSTRZAŁOWE

Wykrywanie i oznaczanie zawartości gazów toksycznych w gazach postrzałowych jest

szczególnie ważnym badaniem ze względu na szkodliwe działanie na człowieka takich substancji
jak:

oraz

Badanie przeprowadza się w specjalnie do tego celu przygotowanej komorze strzałowej
wyposażonej w urządzenia do pomiaru ciśnienia, temperatury oraz specjalny port pobierania
próbek do analizy.

Opis:
1. Komora strzałowa (15 m

), 2. Rura stalowa, 3. Ładunek, 4. Pobudzacz, 5. Zapalnik, 6. Zestaw pomiarowy.

Metodyka badania:

  umieścić ładunek centralnie w rurze stalowej,
  odpalić i pozwolić gazom na mieszanie się nie dłużej niż 5 minut,
  rozpocząć pobieranie próbek,
  mierzyć stężenia gazów przez 20 minut,
  przeliczyć stężenie gazów postrzałowych na jednostkę masy MW (l/kg).

WODOODPORNOŚĆ

Metoda polega na przeprowadzeniu próby zdetonowanie trzech wilgotnych ładunków. Badanie

tej właściwości MW jest ważne ze względu na miejsca ich wykorzystania – zawilgotnione kopalnie,
deszczowa

pogoda,

detonacje

podwodne.

W stosunkowo nieskomplikowany sposób można dokonać oceny odporności MW na wilgoć stosując
podane poniżej wskazówki.

Opis:
1. Stalowa skrzynia wypełniona wodą, 2. Stalowa kratka, do której mocuje się ładunki.

Metodyka badania:

  wykonać nacięcia na długości 20 mm na każdym z badanych ładunków w postaci nabojów,
  przymocować badane ładunki do siatki metalowej,
  zanurzyć w wodzie na 3 godziny,
  wyciągnąć ładunki z wody, przenieść na plac strzelań i uzbroić w zapalniki,
  odpalić badane ładunki,
  sprawdzić czy materiał zdetonował.

KRUSZNOŚĆ

Badanie kruszności przeprowadza się na podstawie oznaczenie różnicy wysokości cylindra

ołowianego

przed

detonacji

ładunku.

Jest to metoda pozwalająca jedynie porównawcze określenie kruszności badanego MW względem

materiału wzorcowego TROTYLU co powoduje, że nie może być ona uznana za naukową metodą
badawczą.

Opis:
1. Spłonka lub zapalnik, 2. Krążek kartonowy, 3.Otoczka, 4. Badana próbka, 5. Krążek stalowy, 6. Cylinder ołowiany, 7. Płyta
stalowa, 8. Mocowanie zestawu.

Metodyka badania:

  umieścić ładunek na blaszce stalowej na bloku ołowianym,
  odpalić ładunek,
  dokonać pomiaru zmiany wysokości bloku w czterech punktach na obwodzie i wyliczenie

średniego zgniotu,

wynik podać w procentach w stosunku do wysokości początkowej.

WYDĘCIA W BLOKU OŁOWIANYM (BLOKU TRAUZLA)

Metoda polegająca na mierzeniu wydęcia w bloku jest metoda porównawczą, w której jako

wzorzec

stosuje

się

kwas

pikrynowy

(310

Pozwala jedynie na porównanie określonych MW między sobą, nie jest ona jednak traktowana jako
metoda o podłożu naukowym.

Metodyka badania:

  wykonać osłonki ładunku,
  umieścić 10 g MW w osłonce,
  załadować ładunek do bloku ołowianego,
  odpalić badany ładunek,
  określić różnicę w objętości bloku ołowianego przed i po detonacji.

WAHADŁO BALISTYCZNE

Metoda badania zdolności do wykonania pracy w wahadle balistycznym polega na pomiarze

wychylenia ramienia wahadła po detonacji próbki. Odczytu wielkości wychylenia dokonuje się na
skali, po której przemieszcza się ramię wahadło.

Opis:

1. Stalowy moździerz, 2. Ramię wahadła, 3. Stalowa konstrukcja samonośna, 4. Przeciwciężar, 5. Stalowa rurka z podziałką kątową,
6. Suwak wskaźnika wychylenia ramienia 2, 7. Wsporniki rurki 5, 8. Żelbetowy fundament, 9. Łożysko ramienia 2, 10. Urządzenie
do zatrzymania ramienia 2 po strzale, 11. Zadaszenie.

Metodyka badania:

  wyzerować skalę pomiarową,
  umieścić ładunek w przeciwciężarze i zamknąć otwór stalowym walcem,
  odsunąć się w bezpieczną odległość,
  uzbroić ładunek,
  odpalić ładunek,
  zmierzyć wychylenie wahadła,
  wynik podaje się w % wychylenia dla próbki heksogenu.

METODA AKWARIUM

Metoda akwarium pozwala na dokładne, i stosunkowo proste określenie wartości energii

wybuchu MW. W akwarium określa się wartości energii fali uderzeniowej oraz energie pęcherzy
powietrza,

które

zsumowane

dają

całkowitą

energie

wybuchu.

Metoda ta pozwala na badanie próbek mniejszych od 10 g, powodując szersze jej zastosowanie
jako metody analitycznej.

Opis:
1. Czujnik ciśnienia, 2. Czujnik piezoelektryczny, 3.Badany ładunek.

Metodyka badania:

  umieścić badaną próbkę MW w akwarium,
  uzbroić próbkę samym zapalnikiem lub dodatkowo pobudzaczem,
  zdetonować próbkę,
  mierzyć za pomocą oscyloskopu wskazania czujników umieszczonych wewnątrz akwarium,
  przeliczyć otrzymane dane na energię wybuchu.

Bibliografia:
1. BN-77 6091-20, Norma branżowa, MWG Badanie wodoodporności.
2. PN-92 C-86007, Polska norma, MW Próba spalania w zamkniętym pudełku stalowym.
3. BN-90 6091-45/51, Norma branżowa, MWG Oznaczanie kruszności.
4. BN-90 6091-45/22, Norma branżowa, MWG Oznaczanie zdolności wykonania pracy w bloku
ołowianym.
5. PN-91 C-86004, Polska norma, PC Oznaczanie ciężaru nasypowego, zawartości pyłu, gęstości
rzeczywistej i stopnia rozdrobnienia.
6. BN-64 6091-16, Norma branżowa, MW Oznaczanie stałości, Próba Abla.
7. BN-91 6091-45/23, GMW Oznaczanie względnej zdolności do wykonania pracy za pomocą
wahadła balistycznego.
8. PN-EN 13631-14, Materiały wybuchowe do użytku cywilnego Materiały wybuchowe kruszące,
Część 14: Oznaczanie prędkości detonacji.
9. PN-EN 13631-11, Materiały wybuchowe do użytku cywilnego Materiały wybuchowe kruszące,
Część 11: Badanie prze-noszenia detonacji.
10. PN-EN 13631-16, Materiały wybuchowe do użytku cywilnego Materiały wybuchowe kruszące,
Część 16: Wykrywanie i oznaczanie gazów toksycznych.
11. PN-EN 13631-2, Materiały wybuchowe do użytku cywilnego Materiały wybuchowe kruszące,
Część 2: Oznaczanie stabilności termicznej materiałów wybuchowych.