[发明专利]约束下检测压装炸药体积不可逆膨大的装置及方法

说明书

本发明公开了约束下检测压装炸药体积不可逆膨大的装置及方法。装置包括样品架、测量管、控温桶、控温装置、密封盖、保温盖、“n”形紧固扳手。检测时将Ф60mm的压装炸药柱用保鲜膜包裹，放入检测装置的控温桶，注满硅油拧紧密封盖，升温至规定温度，4小时后调节测量管中硅油液面至0点，以后每隔N天读取1次硅油体积，计算药柱的不可逆膨大率α，得到α随加热时间的变化规律。本专利中压装炸药柱处于约束状态，获得的体积变化规律更能反应装药的实际情况。检测过程中不接触药柱，不会损坏药柱边缘。

技术领域

本发明属于火炸药理化检测领域，主要涉及固体受热后体积变化规律检测装置，尤其涉及约束下检测压装炸药体积不可逆膨大的装置及方法。

背景技术

压装、注(熔注、浇注)装和螺旋装药是目前炸药装药领域的三种主要方法，选择何种装药方法，要根据弹药种类、药室形状、炸药性质及弹药技术要求而定。

压装是很古老的一种装药方法，直到目前为止，仍然是一种主要并广泛使用的装药方法，在各国被广泛应用。用压装法成型的弹种很多，如雷管、火帽、延期药饼、中小口径榴弹、穿甲弹、聚能破甲弹以及各种传爆药柱等，还有工程上应用的药块均为压装成型。

压装法装药，是将颗粒状或片状炸药造型粉倒入模具或弹体中，在压机上通过冲头加压，将松散药料压成具有一定形状、尺寸和强度的药柱。压装炸药柱可看成由两种物质组成，一种是较硬的(弹塑性)固体物质作骨架，另一种为填充在其间的流体物质(半液态、液态或气态)。对于这种弹塑性-黏性物质的炸药来说，其弹性变形过程总是伴随着固体颗粒之间毛细缝隙中的半流体、流体或气体的流动，而且这种毛细缝隙中的黏性流动十分缓慢。

炸药装药密封在战斗部壳体中，炸药柱的体积热膨胀包含两部分：一部分是物质热胀冷缩造成的体积可逆变化，用体积热膨胀系数表征；另一部分是长期储存期间，炸药柱产生的不可逆变化，通常是不可逆膨大。这种不可逆膨大是由于炸药柱受到环境温度的影响，产生了渗油、裂纹、挥发、膨胀、蠕变、残余应力释放、晶析等变化而造成的。这种药柱尺寸的不可逆变膨大，会引起弹内或战斗部内的装药歪斜或破裂，装药与弹壳底部产生间隙(底隙)，损坏药室和精心设计的战斗部，甚至导致早炸和炸膛以致不能使用，造成巨大的经济损失。

压装炸药柱内部有残余应力，受热后残余应力释放导致药柱体积膨胀，这种体积膨胀甚至会使药柱内部会产生裂纹。因此压装炸药体积的不可逆膨胀是其失效模式。

可以采用热加速老化的方法，使得炸药物理变化速度加快，且变化机理未改变的情况下，在可接受的较短期内获得炸药性能变化规律，结合退化或失效机理的研究，改善产品薄弱环节，延长产品安全贮存寿命。

目前在实验室内进行热加速老化的操作方法是：把炸药柱放入铝塑袋中密封，然后放到温度试验箱进行热老化；老化一定时间后取出放凉，剪开铝塑袋，用游标卡尺准确测量药柱的直径、长度，计算其体积，然后将炸药柱重新用铝塑袋密封，放入试验箱中继续老化；最终得到药柱不可逆膨大率随热老化时间的变化规律。在变化规律曲线上找到不可逆膨大率达到1％的时间，通过温度系数法计算出药柱在室温下不可逆膨大率达到1％的时间，这个时间即是该药柱室温下的安全贮存寿命。另外，可以通过比较同一老化温度下不同药柱的不可逆膨大率随热老化时间的变化规律，筛选出安定性更好的炸药柱。

该方法用于检测DNAN基熔铸炸药柱热老化过程中的不可逆膨大时，存在如下几个缺点：