Разработка, изготовление и испытания опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности (заключительный)

Объектом исследования является электродетонатор повышенной безопасности (ЭД-ПБ), не содержащий в конструкции инициирующих взрывчатых веществ. Принцип действия ЭД-ПБ основан на переходе горения бризантного взрывчатого вещества (БВВ) в металлической цилиндрической оболочке (МЦО) в детонацию. Целью первого этапа работы являлись: анализ новых материалов и определение материала металлической цилиндрической оболочки взамен снятой с производства стали А12, определение менее чувствительных бризантных взрывчатых веществ для снаряжения металлической цилиндрической оболочки, разработка и изготовление опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности с новой металлической цилиндрической оболочкой, проведение лабораторных испытаний опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности по пробитию металлической пластины, анализ результатов проведенных испытаний и доработка опытных образцов электродетонаторов по результатам испытаний. В результате проведенного анализа было установлено, что стали Ст3, Ст20 и Ст45 являются близкими по прочностным характеристикам к снятой с производства стали А12, и являются подходящими для замены ее в качестве материала металлической цилиндрической оболочки электродетонатора повышенной безопасности. В результате анализа литературных данных установлено, что вещество «Н» (бис(тринитроэтил)-этилендинитрамин) и вещество CL-20 (гексанитрогексаазаизо-вюрцитан) имеют определенный потенциал для замены ТЭНа в инициирующем заряде электродетонатора повышенной безопасности. Эффективность действия ЭД-ПБ с МЦО из сталей Ст3, Ст20, Ст45, снаряженными ТЭНом, веществом «Н» и CL-20 доказана путем лабораторных испытаний по пробитию свинцовой пластины продуктами детонации ЭД-ПБ в соответствии с ГОСТ 9089-75 для применяемых в промышленности электродетонаторов ЭД-8Ж. Характер разрушения МЦО, выполненной из сталей Ст3, Ст20 и Ст45 аналогичен характеру разрушения МЦО, выполненной из стали А12. Диаметр пробития свинцовой пластины продуктами детонации электродетонатора повышенной безопасности с МЦО из сталей Ст3, Ст20, Ст45, снаряженных ТЭНом, веществом «Н» или CL-20 превосходит требования ГОСТ 9089-75 для ЭД-8Ж, и составляет около 14 мм. По результатам испытаний было принято решение о доработке конструкции ЭД-ПБ путем выполнения кумулятивной выемки в донце корпуса путем изменения конструкции поддона пресс-инструмента. Работы по первому этапу НИОКР выполнены успешно в соответствии с календарным планом работ по договору №3813ГС1/63231 от 18.12.2021. Целью второго этапа работы являлись: Разработка методики испытаний опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности на воздействие высоких температур при помощи костровой пробы в сравнении со стандартным электродетонатором ЭД-8Ж; разработка методик испытания опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности на подрыв зарядов промышленных взрывчатых веществ, а также проведение натурных испытаний опытных образцов электродетонатора повышенной безопасности на устойчивость к повышенным температурам и на подрыв зарядов промышленных взрывчатых веществ. В ходе выполнения работ по второму этапу НИОКР была разработана простая в исполнении методика оценки чувствительности СИД к воздействию высокой температуры методом костровой пробы. Разработанная методика позволяет смоделировать возможную чрезвычайную ситуацию при хранении СИД и предсказать их поведение в этих условиях. Были разработаны методики, позволяющие оценить применимость разработанного ЭД-ПБ и вновь разрабатываемых СИД для взрывных работ гражданского назначения путем натурных испытаний на зарядах промышленных взрывчатых веществ. Помимо выполнения основной задачи эти методики позволяют исследовать возможность уменьшения основного заряда вновь разрабатываемых СИД, что позволяет увеличить их экономическую эффективность.Испытания методом костровой пробы показали, что разработанный ЭД-ПБ не детонирует при длительном воздействии высоких температур, что является его преимуществом перед стандартным ЭД-8Ж. ЭД-ПБ можно хранить на складах вместе с зарядами промышленных БВВ, при этом пожар на таком складе может быть локализован без риска детонации. Кроме того, отсутствие в ЭД-ПБ инициирующих взрывчатых веществ позволяет снизить требования безопасности к ним. В частности, в отличие от большинства других СИД, перевозка ЭД-ПБ возможна авиационным транспортом. Натурные испытания ЭД-ПБ на различных зарядах промышленных веществ показали, что ЭД-ПБ не уступает, а в некоторых случаях и превосходит стандартный ЭД-8Ж по инициирующей способности по отношению к зарядам промышленных взрывчатых веществ. В частности, инициирование литых тротиловых шашек и зарядов эмульсионного взрывчатого вещества АС-25П при помощи ЭД-8Ж требует наличия дополнительного детонатора, а надежное инициирование детонирующего шнура при помощи ЭД-8Ж требует его закрепления непосредственно на шнуре, что в некоторых условиях невозможно. Однако результаты испытания ЭД-ПБ позволяют обоснованно утверждать, что инициирование литых тротиловых шашек и зарядов АС-25П при помощи ЭД-ПБ можно проводить без использования дополнительного детонатора, а инициирование детонирующего шнура при помощи ЭД-ПБ возможно через устройства передачи детонации без непосредственного закрепления ЭД-ПБ на детонирующем шнуре. Отдельно следует отметить, что ЭД-ПБ соответствовал всем требованиям к ЭД-8Ж, а также в ряде случаев превосходил их, имея основной заряд БВВ в 2,4 раза меньше, чем у ЭД-8Ж (500 мг гексогена против 1000 мг соответственно). Вышесказанное позволяет обоснованно считать работы по второму этапу НИОКР выполненными успешно в соответствии с календарным планом работ по договору №3813ГС1/63231 от 18.12.2021. В ходе выполнения НИОКР ожидаемые результаты были экспериментально подтверждены.