Вибухові речовини

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Вибухові речовини зниженої потужності

Із ВР зниженої потужності найбільш широко застосовуються аміачноселітреиі вибухові речовини. Вони являють собою механічні вибухові суміші, основною частиною яких є аміачна (амонійна) селітра. Крім селітри, до складу зазначених сумішей входять вибухові або запальні домішки.

Аміачна селітра є кристалічною речовиною білого або блідо-жовтого кольору. Вона існує в декількох кристалічних формах і стійкою лише у визначених температурних межах. Температурами переходу із однієї кристалічної форми до іншої є температури від -16° до +32 °С. Перехід із однієї кристалічної форми до іншої здійснюється тільки після достатньо тривалого впливу вказаних температур (особливо у разі значного зволоження селітри) і супроводжується зміною об'єму; ця зміна призводить до деформації пресованих виробів, що містять у собі аміачну селітру.

Аміачна селітра є сильно гігроскопічною і дуже добре розчиняється у воді; плавиться з частковим розкладанням за температури 169,6 °С.

Аміачна селітра активно взаємодіє з окислами металів, при цьому утворюється аміак і вода. Аміак може вступати в хімічну взаємодію з деякими вибуховими речовинами (тротил, тетрил, пікринова кислота), утворюючи чутливі до зовнішніх впливів з'єднання; наявність вільного аміаку сприяє розвитку процесу корозії металевих виробів.

Аміачноселітрені ВР залежно від характеру домішок, що домішуються до селітри, розподіляються на такі види:

- амоніти - ВР, до складу яких, крім аміачної селітри, входять вибухові домішки (зазвичай тротил);

- динамони - ВР, що складаються із аміачної селітри та пальних домішок (соснова кора, торф тощо);

- амонали - амоніти та динамони з домішкою порошкоподібного алюмінію.

Із усіх видів аміачноселітряних ВР на постачання військ надходять амоніти, що містять у собі 20-50 % тротилу (амоніти А-80 і А-50).

Фізико-хімічні властивості амонітів в основному визначаються властивостями аміачної селітри. Вони також гігроскопічні та мають здатність злежуватися, а вироби з них під час тривалого зберігання внаслідок неодноразової перекристалізації селітри можуть збільшуватися в об'ємі.

Зволожені та ті, що злежалися, амоніти мають знижену сприятливість до детонації а за вологості 3 % і вище можуть давати відмову. Зволожені амоніти перед застосуванням повинні просушуватися в тіні, ті що злежалися - попередньо подрібнюватись (розминатися руками або розбиватися за допомогою дерев'яних або мідних колотушок.

Окремі види амонітів, виготовлені з аміачної селітри, обробленої спеціальними речовинами, є відносно водостійкими. Вони зберігають вибухові властивості під час перебування у воді від 2 до 5 годин.

У разі запалення, амоніти (в тому числі й сухі) запалюються через силу; у разі видалення джерела вогню, горіння амоніта продовжується з шипінням і кіпоттю. До тертя та удару амоніти більш чутливі, ніж тротил, але під час поводження практично безпечні.

Основним видом амоніта, що надходить у війська, є амоніти А-80 у вигляді пресованих брикетів розмірами 125Ч125Ч60 мм і вагою 1,35 кг. Густина брикетованого амоніта близько 1,4; брикети покриваються гідроізоляційною оболонкою, яка зберігає їх від дії вологи.

Брикети амоніта можуть знаходитися у воді протягом декількох годин, не втрачаючи вибухових властивостей і сприятливості до детонації. Брикети вибухають проміжним детонатором у вигляді шашки тротилу вагою 200-400 г або заряду іншої бризантної ВР. Тому брикети не мають запальних гнізд.

Амоніти застосовуються, головним чином, під час здійснення підривних робіт у грунтах, а також для спорядження протитанкових мін і для облаштування різних фугасів.

Амонітові брикети зберігаються і перевозяться в дерев'яних ящиках, в кожний із яких укладається 24 брикети, зв'язаних в пачки, обгорнуті папером (по 6 брикетів у пачці).

Метальні вибухові речовини (пороха)

Метальними ВР (порохами) називаються такі речовини, основною формою вибухового перетворення яких є горіння.

Порохи розподіляються на димні та бездимні.

Димний порох застосовується для виготовлення вибивних зарядів в осколкових і в сигнальних мінах, а також для виготовлення вогнепровідного шнура і запальників реактивних зарядів. Він є механічною сумішшю калієвої селітри (75 %), деревного вугілля (15 %) і сірки (10 %). Залежно від зерен порох поділяється на дрібнозернистий і грубозернистий.

Димний порох дуже гігроскопічний, під дією вологи відволожується і за вологості вище 2 % стає непридатним для застосування. Висушений (після зволоження) порох має знижені якості. Під час зберігання і застосування димного пороху внаслідок високої здібності його до запалювання необхідно додержуватися особливих заходів безпеки.

Бездимні порохи застосовуються для виготовлення зарядів, що використовуються в різних реактивно-метальних установках, а також в артилерійських і стрілецьких боєприпасах.

За відсутності бризантних ВР порохи можуть застосовуватися (у вигляді внутрішніх зарядів) і для здійснення підривних робіт. Детонація порохових зарядів відбувається нормально тільки в тому випадку, якщо ініціювання їх здійснюється достатнім проміжним детонатором, а проміжки між зернами пороху заповнені рідиною (вода, розчин повареної або іншої солі).

У ході виконання ряду завдань підрозділи інженерних військ застосовують заряди вибухових речовин (ВР), здійснюють вибухи. Найбільш часто це буває у разі руйнування металевих, залізобетонних і дерев'яних мостів, пошкодженні покрить доріг, дамб, гідротехнічних та інших споруд, під час риття котлованів для споруд, облаштуванні спусків до переправ на водних перешкодах з крутими та бетонованими берегами тощо.

Для підривання частіше за все застосовується пресований тротил у шашках: розміром 50Ч50Ч100 мм, вагою 400 г і розміром 25Ч50Ч100 мм, вагою 200 г, а також бурових (циліндричних) діаметром 30 мм, вагою 75 г. Із цих шашок виготовляють заряди необхідної форми та величини.

Для цієї мети застосовують і вибухову речовину - пластит-4, який зовнішньо нагадує однорідну тістоподібну масу світло-кремового кольору. Пластид-4 поставляється у війська у вигляді брикетів розміром 70x70x145 мм, вагою 1 кг, обгорнутих папером. Брикети по 32 шт. упаковані в дерев'яні ящики.

Димний (мисливський) порох у підривній справі застосовується в основному у вибивних зарядах осколкових мін, в сигнальних мінах і підривниках реактивних зарядів, а також у вогнепровідних шнурах.

Зарядом називається визначена кількість ВР, що підготовлена для здійснення вибуху.

За формою заряди бувають:

- зосередженні;

- подовженні;

- фігурні;

- кумулятивні: зосереджені кумулятивні; подовжені кумулятивні.

Вага будь-якого заряду залежить від якості матеріалу і розмірів об'єкта, що підривається, і в кожному випадку визначається розрахунком.

Форма заряду визначається конструктивними особливостями об'єкта, що підривається, та умовами здійснення підривних робіт.

За розташуванням відносно об'єктів, які необхідно підірвати, заряди розподіляються:

- на внутрішні;

- зовнішні.

Внутрішніми є заряди, що закладаються всередину об'єктів, що підриваються, або їхніх частин, зовнішніми - заряди, що розташовані на зовнішніх поверхнях об'єктів або на деякій відстані від них.

Зовнішні заряди залежно від того, чи укладаються вони впритул до об'єкта, що підривається, або розташовуються на тій або іншій відстані від них, розподіляються:

- на контактні;

- неконтактні.

Ініціювання внутрішніх зарядів доцільно проводити по можливості ближче до їх геометричного центра.

Зовнішні заряди будь-якої форми мають ініціюватися, як правило, з боку, протилежного об'єкту, що підривається.

Зосереджені заряди за формою нагадують куб або паралелепіпед, довжина якого не перевищує його найменшого поперечного розміру більше ніж в 5 разів. Вони можуть виготовлятися у військах або постачаються у готовому вигляді (стандартні заряди).

Подовжені заряди мають форму витягнутих паралелепіпедів або циліндрів, довжина яких в 5 і більше разів перевищує їхній найменший поперечний розмір. Подовжені заряди постачаються з промисловості у готовому вигляді (стандартні заряди) або можуть виготовлятися у військах.

Характеристики стандартних зосереджених і подовжених зарядів

Фігурні заряди застосовуються для підривання різних фігурних елементів конструкцій; вони мають різноманітну форму і складаються так, щоб напроти більш товстих частин елемента, що підривається, знаходилась більша кількість ВР.

Для виготовлення фігурних зарядів у військах використовуються великі та малі тротилові шашки або пластит (ПВВ-4). З пластиту можуть виготовлятися фігурні заряди будь-яких (в тому числі й криволінійних) контурів.

Кумулятивні заряди застосовуються для пробивання великих товщ броньових і залізобетонних споруджень, перерізування товстих металевих листів тощо. При вибуху кумулятивних зарядів утворюється спрямований вузький струмінь з високою концентрацією енергії, що забезпечує посилену пробивну або ріжучу дію на значну глибину.

Рис. 1. Схема утворення кумулятивного струменю: 1 - заряд ВР; 2 - запальне гніздо; 3 - кумулятивна порожнина; 4 - траєкторії газових частинок; f - фокусна відстань

Найбільша пробивна (ріжуча) дія кумулятивних зарядів досягається у разі встановлення їх на фокусній відстані від перешкоди. Кумулятивні заряди, як правило, постачаються у війська з промисловості в готовому вигляді, але можуть виготовлятися також і у військах.

Кумулятивні заряди заводського виготовлення бувають різної форми в металевих корпусах і з металевою обгорткою кумулятивних порожнин, яка додатково підсилює пробивну (ріжучу) дію кумулятивного променя.

Характеристики кумулятивних зарядів

Зосереджені, подовжені та кумулятивні заряди заводського виготовлення мають вибухові речовини нормальної або підвищеної потужності та корпус із металу, тканини або пластиката. В кожному заряді є одно або два запальних гнізда з нарізкою для вкручування запальних трубок, електродетонаторів або спеціальних підривників.

Для зручності перенесення, кріплення або установлення на елементах конструкцій, що підриваються, заряди мають ручки, кільця, шнури та ніжки.

Рис. 2. Підривні зосередженні заряди (розміри в мм) в - СЗ-1; б - СЗ-3; в - СЗ-3а; г - СЗ-6

Рис. 3. Підривні подовжені заради (розміри в мм) а - СЗ-6М; б - СЗ-1П; в - СЗ-4П; г -СЗ-1Е

Рис. 4. Підривні кумулятивні заряди (розміри в мм) а - КЗ-2; б - КЗ-6; в - КЗ-7; г - КЗУ; д - КЗК

Зосередженні, подовжені та фігурні заряди, що виготовляються у військах, складаються (в'яжуться) з тротилових шашок, амонітових брикетів, з пластичної або порошкоподібної вибухової речовини.

Зосередженні, подовжені та фігурні заряди, залежно від умов їх застосування, можуть бути без оболонок або в оболонках із м'яких або жорстких матеріалів (тканина картон, папір, гума толь, ящики, діжки, бідони, пляшки тощо).

Оболонки з м'яких матеріалів бувають готовими (звичайні та водонепроникні мішки) або виготовляються на місці виконання робіт (у військах).

Розміри кусків тканини під час виготовлення м'яких оболонок для зарядів будь-якої форми визначаються таким чином: довжина куска має бути на 0,2-0,3 м більше довжини заряду, складеною з його подвійною висотою; ширина куска повинна на 0,2-0,3 м перевищувати подвійну ширину заряду, складеною з його подвійною висотою.

Рис. 5. Розташування тротилових шашок у разі виготовлення зарядів у тканинних оболонках: а - один ряд малих шашок; б - один ряд великих шашок; в - три ряди малих шашок; г - два ряди великих шашок; 1 - тканина; 2 - шашки; 3 - запальні гнізда

Уздовж подовжених зарядів укладаються планки (дошки), які разом із зарядами перев'язуються шпагатом через кожні 20-30 см. Обв'язування тканиною подовженого заряду здійснюється за таким порядком: спочатку накривають тканиною торці заряду, а потім обгортають заряд по його довжині. Цим забезпечується достатньо щільний дотик окремих шашок між собою і надійність передачі детонації по всій довжині заряду.

Щоб позначити місце для розміщення капсуля-детонатора, в оболонці заряду прорізають отвір, через який у запальне гніздо шашки вставляють дерев'яний кілок (шпильку). заряд підривний тротиловий

Дня порошкоподібних і гігроскопічних вибухових речовин застосовуються водонепроникні оболонки у вигляді пластикатових, гумових і прогумованих мішків або у вигляді просмолених дерев'яних ящиків, діжок, металевих банок тощо.

Для зарядів із пластичної ВР найбільш доцільно застосовувати оболонки з м'яких матеріалів (тканина, пластикат) у вигляді шлангів. Заряд виготовляється шляхом набиття шланга пластичною ВР; кінці шлангу зав'язують шпагатом.

Зручним для практичного застосування є подовжений заряд з ПВВ-4 вагою 2 кг/п. м. (внутрішній діаметр шланга 40 мм) і довжиною до 2 м.

Рис. 6. Подовжений заряд із пластиду-4 з відрізком ДНІ: 1 - оболонка з тканини; 2 - ПВВ-4; 3 - відрізок ДНІ; 4 - зав'язка шпагатом; 5 - вузли на ДНІ; 6 - кінець шпагату для зв'язування зарядів

Для зберігання достатньої гнучкості заряду шланг заповнюється пластитом на 85-90 % свого об'єму, при цьому пластит розподіляється рівномірно по всій довжині шланга.

Із наповнених пластитом шлангів шляхом їх перегинання, відрізання або складання в декілька рядів можна виготовляти заряди будь-яких потрібних розмірів, маси та форми.

Запалювальна трубка або електродетонатор вставляється в заряд із пластиту в будь-якому місці (краще в потовщеній частині або в торці). Для встановлення запалювальної трубки (електродетонатора) в оболонці заряду прорізається отвір, а в масі пластиту дерев'яним кілочком випресовується запальне гніздо на повну довжину капсуля-детонатора. Для більшої надійності запалювальна трубка (електродетонатор) прикріпляється до заряду шпагатом.

Вибух заряду із пластиту може здійснюватися і без капсуля-детонатора, від детонувального шнура, закладеного (під час виготовлення заряду) в масу пластиту, який має в середині заряду не менше трьох вузлів.

Кумулятивні заряди, що виготовляються у військах, можуть бути різної форми та ваги й мати різноманітні оболонки або не мати їх. Кумулятивні порожнини таких зарядів виготовляються без металевих оболонок, внаслідок чого їх пробивна (ріжуча) дія, як правило, значно слабша, ніж у кумулятивних зарядів заводського виготовлення, що мають гаку ж масу ВР.

Для виготовлення кумулятивних зарядів у військах використовується, в першу чергу, пластит (ПВВ-4), з якого можна виготовити заряд будь-якої форми. Рекомендується виготовляти два типи кумулятивних зарядів з ПВВ-4:

- подовжений заряд для перебивання сталевих і броньових листів;

- зосереджений заряд для пробивання отворів у сталевих і броньових листах.

Подовжений кумулятивний заряд виготовляється у формі півциліндра з півциліндричною порожниною, фанерованою жерстю. Діаметр кумулятивної порожнини dB береться таким, що дорівнює полуторній товщині листа, що перебивається (dB=l,5h).

Рис. 7. Подовжений кумулятивний заряд з ПВВ-4: 1 - заряд; 2 - запальне гніздо; 3 - кумулятивна порожнина; 4 - металева оболонка; 5 - лист, що перебивається

Зосереджений кумулятивний заряд виготовляється у формі зрізаного конуса з конічною порожниною без облицювання. Діаметр кумулятивної порожнини береться на 25 % більше товщини листа, що підривається (dв = l,25h), висота порожнини - на 10 % більше ЇЇ діаметра (hв = 1,1 dв), зовнішній діаметр нижньої основи заряду - на 20-30 мм більше діаметра порожнини (dз = dв + 20ч30 мм), діаметр верхньої основи заряду - не менше 10 мм, висота і точні значення діаметрів нижньої та верхньої основ заряду визначаються відповідно до його ваги.

Рис. 8. Зосереджений кумулятивний заряд з ПВВ-4: І - заряд ВР; 2 - запальне гніздо; 3 - кумулятивна порожнина; 4 - плита, що перебивається

Під час улаштування пливучих зарядів для забезпечення їх плавучості необхідно від половини до трьох чвертей внутрішнього об'єму ящика (діжки, металевої банки і т. п.) вибуховими речовинами не заповняти. Щоб заряд не пересувався всередині тари, його притискають зверху хрестовиною або внутрішньою кришкою.

В деяких випадках під час підриву тих або інших об'єктів як заряд ВР можуть використовуватися різні міни, фугасні та осколкові артилерійські боєприпаси, авіаційні бомби тощо.

2. Вибухові речовини нормальної потужності

Тротил (тринітротолуол, тол) - основна бризантна ВР, що застосовується для підривних робіт і спорядження більшості боєприпасів.

Уперше був отриманий у Німеччині в 1863 році Йозефом Вильбрандтом. Практично застосовується у вибуховій справі з 1891 року. Вже до початку XX століття тротил став основною бризантною вибуховою речовиною, не доступаючись своїми позиціями і зараз.

З хімічної точки зору тротил належить до класу нітросполук ароматичного ряду. Тротил отримують у результаті обробляння толуолу (рідкий продукт коксохімічної та нафтопереробної промисловості) сумішшю азотної та сірчаної кислот.

C6H2(NO2)3CH3+3HNO3C6H2(NO2)3CH3+3H2O.

Очищений тротил є фізично і хімічно стійкою речовиною, достатньо безпечною у поводженні.

Він є кристалічною речовиною від світло-жовтого до світло-коричневого кольору, гіркуватий на смак. Тротил негігроскопічний і практично нерозчинний у воді; у виробництві його отримують у вигляді порошку (порошкоподібний тротил), дрібних лусочок або гранул (гранульований тротил). Він витримує нагрівання протягом декількох годин за температури до 240 °С. Його питома енергія вибуху дорівнює 4,2-106 Дж/кг. Тротил розчиняється у спирті, бензині, ацетоні, сірчаній і азотній кислотах. Луги, а за наявності вологи й аміак, реагують з тротилом, утворюючи більш чутливі з'єднання.

Лусковий тротил добре пресується до густини 1,6.

Тротил:

- плавиться без розкладання за температури близько 81 °С;

- густина затверділого після розплавлення (литого) тротилу 1,55-1,60;

- температура спалахування близько 310 °С;

- на відкритому повітрі тротил горить жовтим полум'ям, що сильно коптить без вибуху. Горіння тротилу в замкнутому просторі може переходити в детонацію.

До удару, тертя і теплового впливу тротил є мало чутливим. Пресований і литий тротил від прострілу звичайною кулею не вибухає і не спалахує, з металами хімічно не взаємодіє.

Чутливість тротилу до детонації залежить від його стану. Пресований і порошкоподібний тротил безвідмовно детонує від капсуля-детонатора № 8, литий же, лускатий і гранульований тротил детонує лише від проміжного детонатора із пресованого тротилу або іншої бризантної ВР.

Хімічна стійкість тротилу висока; тривале нагрівання за температури до 130 °С мало змінює його вибухові властивості, він не втрачає цих властивостей і після тривалого перебуванні у воді. Під впливом сонячного світла тротил зазнає фізико-хімічних перетворень, які супроводжуються зміною його кольору і деяким підвищенням чутливості до зовнішніх впливів.

Він використовується як індивідуальна вибухова речовина, а також у різних вибухових сумішах. Пресуванням або заливкою з нього виготовляються різні заряди та підривні шашки. Для спорядження боєприпасів, виготовлення проміжних детонаторів, кумулятивних зарядів для дроблення негабаритів, зарядів для сейсморозвідки тротил застосовується не тільки у чистому вигляді, але й у сплавах з іншими ВР (гексогеном, тетрилом, ТЕНом тощо).

Тротил входить до складу багатьох аміачноселитряних ВР у чистому вигляді, а також у вигляді гранул (гранулотол, гранитол, пелетол, нитропел, гранатол) або в суміші з алюмінієвим порошком (алюмотол, гранатол А, айригел) тротил застосовується у ряді країн як водостійка вибухова речовина за умов відкритого розробляння корисних копалин.

Порошкоподібний тротил входить до складу деяких вибухових речовин пониженої потужності (наприклад амонітів).

Розкладання тротилу в разі вибухового перетворення відбувається за такою формулою: C6H2(NO2)3CH3 = 2,5Н2O + 3,5СО + 3,5С + 1,5N2 з тепловим ефектом 932 кДж/моль або 4235 кДж/кг, при цьому об'єм газоподібних продуктів складає порядку 0,750 м3 на 1 кг тротилу. Тротил має великий негативний кисневий баланс, через що під час його вибуху виділяється значна кількість твердих продуктів - сажі.

Для здійснення підривних робіт тротил, як правило, застосовується у вигляді пресованих підривних шашок:

- великих - розмірами 50Ч50Ч 100 мм і вагою 400 г;

- малих - розмірами 25Ч50Ч100 мм і вагою 200 г;

- бурових (циліндричних) - довжиною 70 мм, діаметром 30 мм і вагою 75 г.

Усі підривні шашки мають запальні гнізда для капсуля-детонатора № 8.

Для більш надійного з'єднання із засобами вибуху запальні гнізда деяких шашок виготовляються з нарізкою. До надпису на паперовій обгортці таких шашок додано: "З нарізкою 1М 10Ч1Н" або "З фольговою обгорткою нарізки".

Для захисту шашок від зовнішнього впливу їх покривають шаром парафіну й обгортають папером, на який потім наноситься ще один шар парафіну. Місце розташування запального гнізда шашки позначають чорною точкою.

З метою забезпечення зручності під час зберігання, перевезення і застосування підривні шашки упаковуються в дерев'яні ящики. У кожний ящик укладено 30 великих і 65 малих або 250 бурових шашок. Ящик, що містить великі та малі шашки, може застосовуватися як зосереджений заряд вагою 25 кг (без зняття кришки). Для цього в кришці виготовлений отвір, що закритий знімною планкою, проти якої покладена велика шашка (400 г) з нарізкою.

Пластична ВР (пластит, ПВВ-4) являє собою однорідну тістоподібну масу світло-кремового кольору густиною 1,4. Пластит виготовляється з порошкоподібного гексогену (80 %) і спеціального пластифікатора (20 %) шляхом ретельного їх перемішування.

Пластит негігроскопічний і нерозчинний у воді, легко деформується зусиллям рук. Це дозволяє використовувати пластит для виготовлення зарядів необхідної форми.

Пластичні властивості пластиту зберігаються за температури від - 30° до + 50 °С. За негативних температур пластичність його декілька знижується; за температур вище +25 °С він стає м'яким і міцність виготовлених із нього зарядів зменшується.

До удару, тертя і теплових впливів пластит малочутливий (його чутливість є лише незначно вищою за чутливість тротилу). У разі прострілу кулею, заряд з ПВВ-4, як правило, не вибухає і не загоряється. У разі запалювання горить, горіння його в кількості до 50 кг проходить енергійно, але без вибуху. З металами пластит хімічно не взаємодіє. Детонує він від капсуля-детонатора № 8, що занурюється в масу заряду на глибину не менше 10 мм.

Пластит не мас властивостей липкої речовини, тому під час проведення підривних робіт з використанням пластиту, для надійного кріплення до об'єкта, заряди з нього необхідно обгортати в тканину або пластикатові оболонки.

Пластит постачається у війська у вигляді брикетів розміром 70Ч70Ч145 мм, вагою 1 кг, що обгорнуті папером. Брикети по 32 шт. упаковані в дерев'яні ящики.

Размещено на Allbest.ru