研 究 熊 文
g m M T mmH ml n l 皿皿耶皿
カー ドギャップテス トによる含水爆薬の衝撃圧起爆感度
松平韮勝●,伊藤功一●
含水爆薬の街野圧起堀感皮に,その含水率
.Al
粉の配合乱 および弟現がいかに寄与する かなしらべるために.俵も脚 持た組成の硝安( AN) ‑ A
l系スラl)一朝卦 こついて,カー ドギャップテス トを用いてしらべた｡
その結果,含水率はその温度における
AN
の飽和替液に相当すると&,Al
掛土5‑1 0%
の とき,それぞれ長大の感度を与えることがわかった｡また.含水爆薬の盛庇は一般に温度依存 性が葡いといわれているが.茶毘は前いほど感度を良 くすることもあらためて罷正された｡1 .
括 甘熔弟の感庇は疋田の推喪に上るとIl次の2Gnに分け られる｡
妨 1戯感庇 :火灸.高良国体表面,火花放鳳.摩I乱 落粗守による燃焼,または爆燃の起こり易さの尺庇で, 発火点.容等加熟.摩換感度.落払感度等の各釈放法 によって甜定される｡
軒 2
8n感度: 噸
在に対する感庇で.笛管のよ)な塩 めて敬い 持夢で 直接に 堪轟を起こす 低位を見るもの で,留菅起堀,舟場等の各就助法によって甜足される｡爆薬の製造から消費までの額扱い上において起こる 事故の大詔分はこの第
1
載感度の大きいことに上るも のであるとされているiまた.消費においては笛℡起 煽感庇や殉壕感度串の第2
孤店灰は適当な大きさを持 つことが包まれる｡現在.各地の蒐破現場で,従来のダイナマイ ト,カ ーl)ッ ト等に代って使用されている各租の
c apB e nB i . t i ye
な合水爆#IL 一般に 耕一唖感齢 土低いといわ れてお り,これ らの含永煽薬の研究においては.いか にして適当な大きさの恭 2唖感度を与え.低温下.加 圧下,長期貯読後などにおいて.一定に培持させるか についての努力が行なわれて来たものと思われる｡この
妨 2
私感庇の河定法の中に,先に述べた.店管 起爆拭故や宛増沢故の地に,これ らの様に.破片啓の 飛散粒子の捗等を受けない.純粋な巧啓圧に対する感 度のみを求める.カー ドギャップテス トがある｡この カー ドギャップテス トの忠弘 および各租の共助例に ついては.すでに日下部らV檎爪 ら8I青田らtIによって恥
年2月 BE ) 班
●F*カー一
y
I(良〉保土ヶ谷工場▼2 4 0
枚流布良土ケ各区仏向町1 6 2 3 Yd. 1 0 .
NA2.1桝報告されている｡
汲々はこのカー ドギャp/ブテス トを用いて.含水爆 薬の碍辱正屯煽感度におよ'拝す,含水率の効果.およ び
Al
瀞を鎖感剤に使用した時のその配分比の効果を しらべるために,AN
一水‑ Al
掛 よりなる痕も倍単な組 成の含水場末について,突放を行なった｡また.含水 億薬の頂専圧起壌感度は一般に,包皮依存性が負いと いわれているので.その事についても調べた｡2 . 衝 撃
圧強ま特性孜々は
,do n o r
に燕雀 20mm卓.薬最 2晦 の,5 0:
5 0p e nt o l i
teを用いたが. この切合のメタク
))ル樹腰 板中での坪野正続賀特性は.文献に見あたらなかった ので.青田ら一'によって行なわれたものと同様の方法 を用いて.珂辱圧減茨特性を求めた｡2. 1
兵験方法メタク.)ル樹肪野中の坪野波通過時間掬定法の攻略 回を
Fi g.
1に示す｡回申のdo n or
は.VP1 2 0
(J I SR
6741 ,内径 2 0 mm
卓.内JF3 mJ T L )
に 50:50p e Abl i t e
F
i g.l S
(此
丑1 . 6
0)を2 0 g
糾 したもので.上部に雷管挿 入孔 (直径7 J h m
.深さ1 0 nJ n )
を設けてある｡全英 長は4 1 止
血 . 雷管底.qS,からd o n o r
氏藷までの長さは3 1 m
mである｡ギャ･/ブ材は.ポ ])メチルメタク1)レー ト(M MA)板 (商品名 :ス ミペックス,住友化学 工業製)で, Jgさ 10mm
.5 m
m, 2nn の3
笹群を5
0mm 角に切 り.必穿枚数を組合せて使用した｡碕歩波通過時間の甜定 は
,Fi g. 1
に 示 すように.d o n o r
とギャップ材の閥,およびギャp/ブ材と鉄ブロ ックの間に.0 . 1 mm
卓のエナメル越 り線を挿入 し,エ ナメル縫 り線‑パルス発生貯‑ユニ′(‑サルカウンタ I (岩崎迅借地UC‑ 8 1 5 1 )
の 組合 せによる,通常の イオ
1/ギャップによる壌速卸元と同じ方法を用いて油 定 した｡2 . 2 兵験積果
2 . 1
の方法により.兵流した衝撃波通過時間 (I)と ギャップ長 CL)の関係をL =
a+βt +T
L2の放物線式 に近似可能として,α,β .γ
を求めると(
1)
式が得ら れ る｡I =0 . 3 3 7 7 +0 . 1 9
88L +0 .
00210012L:J A S
CC,I:mm
さらにこの(I)式から.厘旗を時間で紛 して衝撃波速 度
Us
を求めた｡Us
‑i ‑i 0 . 1 9 8 8 +0 . 0 0 4 2 0 0 J
ここでPMMA板中を通過する衝撃波を一次元に近似 と仮定して,PMMA 板中の一次元衝撃波特性式(
3 )
% 適用し.Us=2 . 5 6+1 . 6 9 Up Us >3 . 4 Us=2 . 9 5 +0 . 8 5 Up 3 . 4 7 Us >3 . 1
Us:
研申渡速度 (k m/ s e e ) Up:
粒 子 速 度 (km/see)( 3 )
さらに,一次元
時
好放尿存式(4)を用いて( 2 )
式を勉埋す ると,P= p o ･Us･Up
po:PMMA 板の密度
=1 . 1 8 5 g / c m P:
衝撃波圧力( k b a r )
衝撃波圧力
P
とギャップ長tの関係式(5)が得られた｡p‑て
鵜 L<2 2 ･ 7 p ‑
0.i,7
8%‑
.?遜色 2 2 ･ 7< L 49 ･ 5
この結果をFi g. 2
に示す｡なおFi g. 2
には比較の ため,やは りd o n o r
に5 0:
50のp e n
tol i t e
を使用し た青田らlIによるものも併盈した｡この交歓では薬径3 0 mm
卓のd o n o r
を庇用してお り.これに比し,今回 の我々の実故に供した薬径2 0 mJ n
卓のものI羊ギャ
ップ 長が長くなるにつれて,著しい帝学匠の減表を示してC Q P l o 叩 r h tE nr T l J
Fi c . 2 S h o c hp r e s s u r ev sg
a pl e n g t h .
いる｡3
.
含水地帯の衝撃圧起魅惑皮3 . 1 央故方法
3 . 1 .
1
カー ドギャップテス ト法Fi g. 3
に.カー ドギi･ヅプテスト法の較略図を示す｡
d o n o r
およびギャップ材は.碕琴波通過時間の耐定に 使用したものと同じもの
を使用した
｡ ー a C C e P t O r
は･d o n o r
と同じW ‑
T&bl
e.1Expl o S i ve 9 00 m押 i t i o nande
ffe ctoEwat e rc o nt e ntoni tc har a ct e r i s t i c s .
Com
ps i t i on(形) Cr yS t poi al
(℃)l nt i Z : a t i o n De ( g′ml ns i t ) y 干 Cr i
l(
血gtt mm) i c alga h p *+ De Vel ( m/ t ona o s ci e e t t y ) i o n Wat er A N Al EG+Gur
n ( 2:1 )
0 8 2 1 8 ‑ ‑ 0
.
58〜心. 6 7 4 0
‑1 0 7 3. 9 1 1 5. 7 0
0. 3 9 8 5 1 . 2 9 2 5
‑2 0 65. 8 3
1 3. 40 0. 7 7 4 9 1 . 2 4 4 0 3 4 2 0 2 5 61 . 7 9 1 2. 4 5 0. 9 6 33 . 5 1 . 03 44
‑3 0 5 7. 7 4 l l . 09 1 . 1 5 2 0. 5
I.06
4 7 3 7 2 0 3 5 由
.71 9. 94 1
. 3 5 1 0 1 . 0 8 49
‑4 0 4 9. 6 8 8. 7
2 1 . 5 3 1 . 0 1 . 0 6 4 2 3 4 2 0 + Te mp er at t l r eOfe xpt o s i y
e=2
0‑2 3
'C+ + T ni h t i at
tl l e e dbyNo. . 2 Expl o 6e s i ve l e ct sc r icdet onat ori nVP‑ 2 0pi pe
o mpo s i t i onande f f e c to fAlpowde rc ont entoni tc har ac t e r i s t i c s . Co mpo s i t i on(%) 0Ⅹyge ( mo nBal l e nC g) anc e De ( g/ ns m i t
ly
)事 Cr i l ( e t mm) i ngt c algap h
+ODet Vel ( m/ Onat o s ci e e t y ) i On Al Wat er AN EG+Gu m
( 2:1 )
1 . 5 3 3. 8 6 3. 2 1 . 5 0 3
. 21 1 1 . 2 7
‑ ‑3. 0 3 3. 3 6 2. 2 2. 4 6
4 1 . 1 8 4 7 2 89 0 5. 0 3 2. 6
6 0. 9 1 . 1 06 1 . l l 5 9
‑8. 0
31 . 9 ‑ 5 5 8. 7. 6 7 0. 91 1 1 . 01 60 38 6 0 1 0. 0 30. 3 0. 23 7 1 . 0 0
6 0
‑1 2. 0 2 9. 6 56. 7 ‑0. 3 6
9 0. 9 8 5 7
‑1 6. 0 2 8. 2 5 4. 3
‑1. 64 4 0. 9 5 5 0
‑20. 0 2 7. 3 51 . 2 ‑2. 9 4 9 0. 9
0 4 0 3 3 2 0 3 0. 0 2 3. 8 4 4. 7 ‑6. 1 3 5 0. 7 0 3 5
‑■ . ● ● R
e L ert oTa bl e . 1
(I) AN
とAl粉の比を一定 (酸来.(ラ'/スを0付 近に設定)にして,求の且を変えたもの
( T
a bl e.
1) (2
) 水とにして,Al
AN
の比を一定粉の丑を変えたもの( AN
の晶出温度を一定)(
Tabl e ̲ 2 )
の2なお,Tabl系列 とした｡e
.
1に示されている水が0%の場合,AN
は甘カー1)ツトなどに使用されている,乾煉.粉
砕し たものを使用した｡
3 . I .
8 央験条件央敬はいずれも.試料製造 1日後に行なった｡突放
Vo 1 . 4 0 .N
h2.1 桝
時の薬掛ま2 0
‑2 3' C
である｡また,.1っの配合のも のについて.限界ギャップ長におよはす.英弧の好学 を飼べた｡
3 . 1 . 4
Iさ丑の詞定
水の配合比を変化させたもの,および
Al
の配 合比 を変化させたものの うち, それ3. 2
果敢鼓果3 . 2 . 1
水の配合比の効果AN
とAlの比を一定にして.水の丑を変えた場合 の結果を,Table. 1 ,Fi g. 4
に示す｡これらによると, 水の畳が30 ‑3 5%のものが.痕も感L
B:･が描く,また.水が2
0%
以上から今回典験を行なった埴田内の4 0%ま
でのものは,水を全 く含まないものより高い感度を示 した｡また,爆速値は.水が30%の場合に,差はわず
かでは
芋 t e nt
E o rc r i t i c alga pl e n
gth . 3. 2. 2
Alの定食比の効果AN
と水の比を一定にして.Alの且を変えた場合 の結果を.Tabl e . 2 .Fi g. 5
に示す｡これ らによると, 限界ギャップ長は. Alが3‑ 5% で急瀬に増加して お り, 5‑1 0 %
では,ほぼ一定で最高の感度を示して お り,それ以上のAl
血では.噺減している｡また,Al
が1. 5%のものは,do no r
を在綾換地させても,忠 億できなかった｡額速値は.限界ギャップ長の最も長 い,A
l瀞の配合比8%
のものが.投も商い値を示 し た｡A
loOl川● JI l t%)
Fi
g
.STheeffectofA I coAtCnt Eorcri t i
calgaplength.
3. 2. 3 井且の彫申
一つの組成のものについて.薬凪を変えた場合の結 果を
Tabl e. 3.Fi g. 6
に示す｡TAbl e . 3 Rdat i onb e t wc cnt e mp e r at ur eand cr i t i c alga pl
eJ)gth.
Te mpe r at ur e
Ofe Xp1 (
℃0s ) i ye s ‑7 〜‑5 8 〜1
0匡1 7 4
0〜4 2 Cr i l t ( e i mm c ngt alga h
)p 29 3
9 5 2 6 5 c o mps i t i on: A N62 . 8 ,Wat e r2 5 .A1
8 ,EG 3. 7.
Gu m 0 . 5 ( wt , 形)De ns i
ty1. 03 ,a t2 00 C, 0
. B .0. 0 21 m0 1 e
/也,Cry S . P
. 3 4' C
言
行 .
Fi g.6 Re l at i onbet we e n
t e mpr a t ur e a叫 c r i t i c algap
l e n
gth. :これ らによると.この含水
爆薬の限 界 ギ ャ ップ長 紘.‑5‑+4
0
℃の問では.36 m
m も変化してお り,普 た.一般に常温として 坂扱 われ
ている聴田内 の1
0‑
1 5 '
C の閥でも,1 3 mm
もの基が見られ4.
含水率と限界ギャp考 察 /ブ長との た｡関係で は. 水が
3
0‑3 5
%'のものが虎も高い感度を示したが.この場合,秦 iaが
2 0 ‑2 3 ' C
では.水が30%の
ものは
,A
N 永常液 が飽和の状感にあ り.この結果に何らかの関係がある ものと思われる｡また,偵達は.
水が3
0
%のものが点 も高い値を示したが.この突放に上るものとほぼ同じ 結果は,伊藤らB)にJ:
っても示されている｡
Al
粉の配合比と限界ギャップ長との関係では.Al 粉をわずか
5%
加えただけで.最高の感度に適 した｡
この辞により.この
Al
勘の鋭感剤 としての虐秀さが うかがえるとともに.含水爆薬
を鋭感化するために使 用した
Al
粉の丑的な特性がよく示されているものと 思われる｡さて,以上のように.
AN‑ A
l系含水爆薬の符静圧 ,ー 8
4
起壌感度に影響をおよはす要因として.台水串.
A
I翰 配合比,および薬温なとりあげて,その関係を究明し たが,これらの要田のほかに,酸素J:ラ1/ス.および 煤燕の此盃等.い くつか考えられるが,今後.それ ら について,検討を加える必要があるであろ う｡また.含水壌薬の衝撃圧起爆感度は,かな り薬配の影響を受 けることが示された｡このことにより,含水増築につ いて.カー ドギャップテス トを行な う場合は.弟弧は 正賓な宍験条件の一つになるものと思われろ｡
今回我々は
,d o n o r ,a ∝e p br
とも弟覆 2 0 mm
卓の 免税で乗数を行なつたが,d o n o r
のPMMA街中での狩野圧波表特性を求めた結果
,2 9 ･ 5 m
m以上の限界ギ ャップ長を示すものについては.帯革汝圧力値による 感度の評価ができないことがわかった｡しかし.我々 が試料とした含水爆薬は.いずれも感度が高く,ほ と ん どがこの長さ以上の限界ギ1,タブ長を示したため.やむなく,限界ギャップ長のみにJ:って,結果の評価 を行なった｡
6 .
8 6カー ドギャpJプテス トを用いて
,AN‑ A
l系の虎も 而単な鮭戊の含水嶺薬について,その含水率.およびAl
粉の配合比と.帯解匠起爆感度の関係を的べた｡その結果,含水率は.その温度における飽和浴液に相
当する時,また
.Al
粉の配合比は.5 ‑1 0 %
の時,そ れぞれ虎も高い感度を示した｡また,一敗に温度依存 性が揃いと宮われている含水爆薬の帝駆 起堀感腔と 串良の関係を弼べた結果,薬弧が端 くなるに従い,感 度が 高 くなることが, あらためて 確認された｡ そし て.未実験に使用した,カー ドギャップテス トは極め て再現性の良い結果が得られる方法であ り,今後.含 水悠薬の酸化利水啓液の配合,あるいは触感剤の効果 を閑べる研究に,有力な手段の一つにな りうるもので あることがわかった｡本研究に際し.乗数に協力していただいた.焦正昭 氏に深 く感謝の意を袈する｡
(未研究は昭和
5 3
年度工策火薬協会春季研究尭来会 で発漉したものである｡)支 社
