СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТОНИРУЮЩЕГО ШНУРА Российский патент 2013 года по МПК C06C5/04 F42B1/04 

Заявляемое изобретение относится к способам производства шнуровых изделий, а конкретно, к производству детонирующих шнуров (ДТП).

Известен способ изготовления детонирующего шнура, включающий операции формирования сердцевины заданной конфигурации из взрывчатого материала и нанесение на нее оболочки в виде взаимно переплетенных гибких элементов, при нанесении оболочки поверхность сердцевины шнура нагревают до температуры размягчения на глубину до 0,5 d, где d - диаметр (толщина) гибкого элемента (патент РФ №2064474; МПК С06С 5/04, С06В 21/00, опубл. в бюл. №21 от 27.07.1996 г.).

Недостатком способа является то, что в готовом изделии защитная оболочка не обеспечивает достаточного сцепления с материалом сердцевины, что существенно снижает качество детонирующего шнура.

Так же известен способ изготовления детонирующего шнура, заключающийся в формировании сердцевины из порошкообразного взрывчатого материала с использованием ведущей нити, выполнении нитяных оплеток и защитного слоя из водонепроницаемого материала. Непрерывно с формированием сердцевины из порошкообразного взрывчатого материала формируют и водоустойчивую оболочку из полимерного материала, а в качестве ведущей нити и нитей оплеток сердцевины из порошкообразного взрывчатого материала используют фибриллированные нити из линейно ориентированного полимера.

Недостатком способа является то, что используемые нити в процессе производства оплетки часто скручиваются, образуют шиньоны, перекрывающие канал засыпки, что приводит к браку шнура и в дальнейшем к отказу в срабатывании шнура.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления детонирующего шнура в металлической оболочке с малым сечением методом волочения и получение работоспособного ДШ с плоским участком методом раскатки.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого изобретения, следующий:

- получение детонирующего шнура с малым сечением;

- неразрушающее воздействие энергии взрыва детонирующего шнура на составные части изделия;

- получение работоспособного ДШ с плоским участком;

- получение равномерной структуры ВВ.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе изготовления детонирующего шнура, включающем операцию формирования сердцевины заданной конфигурации из взрывчатого вещества и последующего нанесения на нее защитной оболочки методом волочения, после волочения проводят раскатку до получения детонирующего шнура с зоной, имеющей плоский участок прямоугольного сечения. Волочение проводят до получения величины наружного диаметра детонирующего шнура не более 0,8 мм, а величины диаметра сердцевины не менее 0,32 мм. Толщина плоского участка детонирующего шнура составляет 0,4^+0,05 мм. Защитная оболочка выполнена из алюминия. Волочению одновременно подвергается система, содержащая в своем составе алюминиевую оболочку и пластическое взрывчатое вещество.

При волочении заготовка, проходя через кольцо волочильное под давлением, деформируется и уменьшает свое поперечное сечение, принимая после выхода из кольца волочильного форму и размеры выходного сечения кольца. При этом поперечное сечение уменьшается пропорционально увеличению длины заготовки.

Однако с уменьшением поперечного сечения происходит и уменьшение диаметра сердцевины из ВВ. Но уменьшение диаметра сердцевины ДШ меньше предельного диаметра детонации является нежелательным фактором, т.к. снижается надежность ДШ. Величина диаметра сердцевины из ВВ в процессе волочения является функцией большого количества факторов и путем изменения этих факторов можно влиять на размер диаметра сердцевины из ВВ. Для изменения был выбран фактор увеличения диаметра заготовки прутка из ВВ до 2 мм.

Предлагаемый способ изготовления ДШ методом волочения обеспечивает получение детонирующего шнура с малым сечением без разрывов сердцевины и оболочки.

На фигуре 1 изображен пример схемы детонирующего шнура с малым сечением (МДШ), где

d_c - диаметр сердцевины детонирующего шнура из пластического ВВ, d_c=0,32 мм;

d_н - наружный диаметр детонирующего шнура, d_н=0,80 мм;

d_ск - диаметр сердцевины концевика детонирующего шнура, d_ск=1,40 мм;

d_нк - наружный диаметр концевика детонирующего шнура, d_нк=3,30 мм.

На фигуре 2 изображен ДТП с плоским участком прямоугольного сечения (вид сверху).

На фигуре 3 изображен ДТП с плоским участком прямоугольного сечения (вид сбоку).

На фигуре 4 изображен вид ДТП с плоским участком прямоугольного сечения в разрезе.

Толщина плоского участка ДТП ~0,4^+0,05 мм.

Ниже приведен пример осуществления способа.

Изготовили ДШ по следующей схеме:

1) выбор заготовки;

2) входной контроль труб;

3) волочение заготовки МДШ;

4) обрезка МДШ, опрессовка концевика МДШ и окончательная доработка МДШ;

5) контроль МДШ;

6) раскатка МДШ.

Размеры рабочей зоны каждого кольца волочильного из комплекта были определены исходя из условий рациональности маршрута волочения и формулы , где F_н и F_к - площади сечения заготовки до входа в волочильное кольцо и после выхода из него соответственно, мм².

Используя формулу зависимости d_c от d_н, рассчитали предполагаемые диаметры , где d_c1 и d_c2 - диаметры сердцевины ДШ до входа в кольцо волочильное и после выхода из него соответственно, мм; d_н1 и d_н2 - диаметры наружные ДШ до входа в кольцо волочильное и после выхода из него соответственно, мм.

Результаты вычислений занесены в таблицу 1.

Таблица 1. Значения диаметра сердцевины (d_c2) при определенном значении наружного диаметра (d_н2) d_н2 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,95 0,90 0,80 0,78 d_с2 0,60 0,56 0,52 0,48 0,44 0,40 0,38 0,36 0,32 0,31

Из таблицы 1 видно, что при наружном диаметре, равном 0,8 мм диаметр сердцевины должен соответствовать 0,32 мм.

Изготовлены ДШ методом волочения протягиванием через комплект колец волочильных. В качестве взрывчатой сердцевины использован пруток из П-84 диаметром 1,5 мм.

Размеры изготовленных ДШ приведены в таблице 2.

Таблица 2. Размеры ДШ № изготовленного ДШ Размеры, мм d_н d_c d_нк d_ск 1 0,78 0,27 3,28 1,32 2 0,78 0,28 3,27 1,34

Из таблицы 2 видно, что d_c не соответствует проведенным расчетам.

Величина внутреннего диаметра ДШ при волочении является функцией большого количества факторов и существует принципиальная возможность путем вариации этих факторов изменять размер сердцевины ДШ в необходимом направлении.

Для изменения диаметра сердцевины было принято несколько вариантов решения:

1) не протягивать ДШ через кольца волочильные с диаметром рабочей зоны d_рз от 0,95 до 0,8 мм, а последним кольцом, определяющим d_н2, использовать кольцо с диаметром рабочей зоны d_рз=0,98^+0,02 мм. При этом с увеличением d_н2 должен увеличиться d_c2 ДШ. Но увеличение d_н2 является нежелательным фактором, т.к. это приведет к увеличению массы изделия;

2) вместо исходного прутка диаметром 1,5 мм использовать пруток диаметром 1,7 мм и диаметром 2 мм.

Изготовление ДШ проводили путем протягивания через полный комплект колец волочильных с d_рз от 5,3 до 0,8 мм. Результаты контроля диаметров d_н, d_c, d_нк, d_ск занесены в таблицу 3.

Таблица 3. Размеры ДШ № изготовленного ДШ Размеры, мм Диаметр прутка, мм d_н d_c d_нк d_ск 3 0,98 0,384 3,275 1,380 1,5 4 0,78 0,335 3,310 1,400 1,7 5 0,78 0,375 3,300 1,485 2

Из таблицы 3 видно, что у изготовленных ДШ: №3 - диаметр сердцевины увеличился за счет увеличения наружного диаметра d_н, а у ДШ №4 и №5 увеличение диаметра прутка ВВ привело к увеличению диаметра сердцевины.

Поэтому на основании полученных экспериментальных данных:

1) разработана технология изготовления ДШ с малым сечением (d_c=0,36 мм при d_н=0,80 мм и d_ск=1,50 мм при d_нк=3,30 мм) методом волочения;

2) по разработанной технологии изготовлены экспериментальные ДШ. Для изготовления ДШ использовали пруток из П-84 диаметром 2 мм. Изготовление ДШ производили путем протягивания через полный комплект колец волочильных с диаметром рабочей зоны d_рз от 5,3 мм до 0,8 мм.

После изготовления ДШ с малым сечением провели раскатку для получения детонирующего шнура с плоским участком прямоугольного сечения. Раскатку производили на широкоуниверсальном фрезерном станке при продольной подаче и вращении горизонтального шпинделя без подачи воды в зону обработки. В шпиндель установили ролик, биение которого составляет 0,02 мм.

Установлены режимы раскатки:

- расчетная скорость раскатки v=34,6 м/мин;

- скорость перемещения ролика s=395 мм/мин;

- глубина раскатки t≤0,1 мм;

- длина раскатки Н=225 мм.

Раскатку производили за 4 прохода, время каждого прохода 29 сек, 30 сек, 30 сек, 32 сек соответственно.

После раскатки извлекли ДШ из приспособления и проконтролировали:

1) внутреннюю структуру - в раскатанной зоне не допускаются разрывы сердцевины и оболочки ДШ;

2) геометрические размеры - толщину и длину раскатанной зоны (радиусы 15-20 мм контролю не подлежат, т.к. обеспечиваются конструкцией и геометрическими размерами подшипника (ролика)).

Изготовлены ДШ с малым сечением в количестве 54 шт. и определены их диаметры d_с и d_ск. Результаты контроля диаметров d_с и d_ск занесены в таблицу 4.

Средние значения диаметров МДШ:

d_с=0,365 мм и d_ск=1,51 мм.

Таблица 4. Результаты контроля диаметров МДШ № изготовленного ДШ Размеры, мм № изготовленного ДШ Размеры, мм № изготовленного ДШ Размеры, мм d_с d_cr d_c d_ск d_c d_ск 6 0,35 1,37 23 0,35 1,51 40 0,36 1,54 7 0,365 1,50 24 0,35 1,50 41 0,38 1,54 8 0,33 1,36 25 0,36 1,48 42 0,37 1,52 9 0,33 1,36 26 0,36 1,52 43 0,37 1,52 10 0,35 1,45 27 0,37 1,49 44 0,35 1,53 11 0,365 1,44 28 0,37 1,52 45 0,38 1,56 12 0,365 1,50 29 0,38 1,53 46 0,37 1,54 13 0,50 1,53 30 0,38 1,52 47 0,37 1,57 14 0,35 1,54 31 0,36 1,47 48 0,36 1,51 15 0,36 1,52 32 0,37 1,52 49 0,34 1,51 16 0,37 1,52 33 0,36 1,51 50 0,37 1,52 17 0,37 1,55 34 0,37 1,52 51 0,36 1,46 18 0,36 1,50 35 0,35 1,49 52 0,36 1,52 19 0,36 1,50 36 0,37 1,54 53 0,37 1,52 20 0,36 1,53 37 0,35 1,56 54 0,39 1,55 21 0,36 1,49 38 0,37 1,52 55 0,36 1,51 22 0,35 1,51 39 0,37 1,57 56 0,38 1,59

Для аттестации ДШ проведены испытания по определению времени работы на трех ДШ с малым сечением длиной 370 мм и трех плоских ДШ длиной 370 мм. Результаты испытаний ДШ с малым сечением проведены в таблице 5.

Таблица 5. Результаты испытаний МДШ с малым сечением № изготовленного ДШ Время работы, мкс 6 50,94 7 49,27 9 49,80

Для подтверждения работоспособности плоского ДШ проведены испытания на трех изделиях. Результаты испытаний плоских ДШ приведены в таблице 6.

Таблица 6. Результаты испытаний плоских МДШ № изготовленного ДШ Время работы, мкс 10 49,17 11 49,39 12 49,94

Согласно КД время работы должно быть не более 60 мкс. Из данных таблиц 5 и 6 следует, что МДШ с малым сечением и плоские ДШ соответствуют требованиям КД по показателям времени работы.

Провели испытания образцов плоских ДШ на стойкость к перегибам. Результаты испытаний занесены в таблицу 7.

Таблица 7. количество перегибов до излома № изготовленного ДШ Количество перегибов предлагаемых образцов Количество перегибов по КД 2 40 15 3 39 15 4 40 15

Из данных таблицы 7 следует, что возможно проведение монтажных работ с плоскими ДШ.

В результате проведенной работы получены следующие результаты:

1) разработана новая технология изготовления ДШ с малым сечением. Определена конструкция колец волочильных. Диаметр рабочей зоны начального кольца волочильного d_рз=5,25 мм, диаметр рабочей зоны последнего кольца волочильного d_рз=0,78 мм. Определен диаметр исходного прутка из П-84, который равен 2 мм;

2) изготовлены ДШ сечением:

- наружный диаметр d_н~0,8 мм;

- диаметр сердцевины d_c~0,365 мм;

3) разработана технология изготовления ДШ с плоским участком прямоугольного сечения методом раскатки.

Режимы раскатки:

- v=34,6 м/мин;

- s=395 мм/мин;

- t≤395 мм;

- Н=225 мм;

4) изготовлены плоские ДШ. Толщина плоского участка ДШ ~0,4^+0,05 мм;

5) проведена аттестация плоских ДШ на изгиб и время срабатывания.

Характеристики плоских ДШ:

- время работы - 49,75 мкс;

- количество перегибов - 39,6 шт.

Изготовленные плоские ДШ с малым сечением являются работоспособными и позволяют проводить с ними монтажные работы;

6) разработанная технология позволяет изготавливать плоские ДШ с заданными характеристиками и может быть использована для их серийного производства.

Таким образом, получение детонирующего шнура заявленным способом позволяет:

1) получить работоспособный плоский ДШ толщиной ~0,4 мм;

2) уменьшить габаритно-массовые характеристики детонирующего шнура и изделия, в состав которого входит детонирующий шнур;

3) повысить безопасность и надежность эксплуатации ДШ.

Использование относится к способам производства детонирующих шнуров (ДШ). Способ изготовления детонирующего шнура включает операцию формирования сердцевины заданной конфигурации из взрывчатого вещества (ВВ) и последующее нанесение на нее защитной оболочки методом волочения, последующую раскатку до получения детонирующего шнура с зоной, имеющей плоский участок прямоугольного сечения. Защитная оболочка шнура может быть выполнена из алюминия. Волочению одновременно подвергается система, содержащая в своем составе алюминиевую оболочку и пластичное взрывчатое вещество. Способ обеспечивает получение детонирующего шнура с малым сечением и равномерной структурой ВВ, имеющего неразрушающее воздействие энергии взрыва детонирующего шнура на составные части изделия. 4 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл.

1. Способ изготовления детонирующего шнура, включающий операцию формирования сердцевины заданной конфигурации из взрывчатого вещества и последующего нанесения на нее защитной оболочки методом волочения, отличающийся тем, что после волочения проводят раскатку до получения детонирующего шнура с зоной, имеющей плоский участок прямоугольного сечения.

2. Способ изготовления детонирующего шнура по п.1, отличающийся тем, что волочение проводят до получения величины наружного диаметра не более 0,8 мм, а величины диаметра сердцевины не менее 0,32 мм.

3. Способ изготовления детонирующего шнура по п.1, отличающийся тем, что толщина плоского участка детонирующего шнура составляет 0,4^+0,05 мм.

4. Способ изготовления детонирующего шнура по п.1, отличающийся тем, что защитная оболочка выполнена из алюминия.

5. Способ изготовления детонирующего шнура по п.1, отличающийся тем, что защитная оболочка и взрывчатое вещество подвергаются волочению одновременно.