Тема 3. ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ТА ЗАСОБИ ПІДРИВАННЯ ЗАНЯТТЯ 1. КЛАСИФІКАЦІЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН. ПОРЯДОК ВИДАЧІ ТА ПРАВИЛА ПЕРЕНЕСЕННЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН ТА ЗАСОБІВ ПІДРИВАННЯ.
ВИБУХОМ називають процес швидкого фізичного або хімічного перетворення речовини, що супроводжується переходом його потенціальної енергії в механічну роботу. Згідно існуючих поглядів всі ВР, як би сильно вони не відрізнялися один від одного своїм хімічним складом і фізичними властивостями, вибухають, по суті, однаково. Вибух виникає в результаті стискування невеликої частини ВР. При цьому в вибуховій речовині утворюється хвиля стискування- ударна хвиля. Різке стискування може бути внаслідок удару або вибуху іншої ВР.
необхідною умовою вибуху є: Велика швидкість, з якою ВР перетворюється в газоподібні продукти. Швидкість вибухового перетворення може досягати 9-10 км/сек. Виділення тепла при хімічних реакціях. Для сучасних ВР теплота вибухового перетворення складе ккал/кг. Утворення газоподібних продуктів, Під час вибуху 1 кг. ВР виділяється літрів газів. Тільки наявність трьох цих факторів робить можливим хімічний вибух. При відсутності хоча б одного з перерахованих факторів вибуху не буде. Наприклад, терміт-реакція екзотермічна і швидко проходить, але при повній відсутності газоподібних продуктів- тому явище вибуху при цьому не спостерігаємо.
Форми вибухової хімічної реакції ДЕТОНАЦІЯ Детонація - процес, при якому вибухове хімічне перетворення збуджується ударной хвилею, яка рухається по вибуховій речовині із понадзвуковою постійною швидкістю. ГОРІННЯ - Горіння - процес, який зумовлений передачею энергії від одного шару речовини до іншого шляхом теплопровідності та дифузії нагрітих газоподібних продуктів вибуху.
ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН Вибуховими характеристиками є: чутливість ВР до зовнішніх дій; енергія (теплота) вибухового перетворення; швидкість детонації; бризантність; фугасність (працездатність). До основних фізико- хімічних властивостей ВР відносяться: густина; пластичність; злежуваність; гідроскопічність; водостійкість; екскудація вибухових речовин.
КЛАСИФІКАЦІЯ ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ РЕЧОВИНИ ініціюючі бризантніметальні ВИБУХОВИМИ РЕЧОВИНАМИ називають хімічні зєднання або суміші, які під впливом певних зовнішніх дій здатні до швидкого саморозповсюджуючого хімічного перетворення з утворенням сильно нагрітих та володіючих великим тиском газів, які розширюючись, виконують механічну роботу.
ІНІЦІЮЮЧІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ Ініціюючі ВР призначені для збудження (ініціювання) вибухового перетворення в зарядах ВР і порохів. Основна область їх застосування - засоби ініціювання, які призначені для збудження вибуху або горіння в міні, вибуховому або пороховому заряді. Основними ініціюючими ВР є: -гремуча ртуть; -азид свинцю; - ТНРС.
Гремуча ртуть - білий або сірий кристалевий порошок. Вона легко вибухає від незначного удара, дуже чутлива до наколу і вимагає дуже бережного поводження. Вода зменшує чутливість гремучої ртуті до всіх видів початкового імпульсу. При зволоженні 10% води гремуча ртуть горить, не вибухаючи, а при 30% води і не горить і не детонує. У присутності вологи гремуча ртуть досить активно взаємодіє з деякими металами. З алюмінієм вона взаємодіє енергічно з виділенням тепла і утворення невибухових з'єднань.
Азид свинцю - білий кристалічний порошок, негігроскопічний. До биття, тертя, особливу до на колу та променю вогню менш чутливий ніж гремуча ртуть, а за ініціюючою здатністю значно перевершує. Для забезпечення збудження детонації і азиду свинцю дії вогню його покривають шаром тенереса. Для збудження детонації азиду свинцю за допомогою наколу його покривають шаром спеціального накольного складу. Азид свинцю не втрачає здатність детонувати і в вологому стані. З алюмінієм азид свинцю не взаємодіє, для поліпшення сипучості у нього вводять невелику кількість парафіну та гранулюють його. Гранульований азид свинцю ліпше пресується, краще вимірюється за об'ємом.
ТНРС – дрібнокристалевий порошок жовтого кольору, малогідроскопічний. практично не розчинюється у воді, не взаємодіє з металом тому може бути розміщений в любу металеву оболонку. ТНРС дуже чутливий до теплової дії, особливо до проміню вогню, цим відрізняється від інших ініціюючих ВР. Від проміню вогню, навіть від іскри, ТНРС безвідказно спалахує і детонує, дає при цьому дуже велике полум'я.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇПОНИЖЕНОЇНАРМАЛЬНОЇ Назва бризантних речовин виникло від французького слова brisants – розбиваючий, дроблячий. Бризантні ВР більш стійкі і значно меньше чутливі до різного роду зовнішніх дій, чим ініціюючі ВР.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ Бризантні ВР підвищ. потужн. потужн. тетрилгексоген Сплав ТГ Продукт А-ІХ-ІІ А-ІХ-ІІ теноктогенПродукт А-ІХ-І А-ІХ-І
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ Тетрил являє собою кристалеву речовину яскраво жовтого кольору без запаху, солоне на смак, не гігроскопічний і не розчиняється у воді, достатньо легко пресується до щільності 1, 6-1, 65. Від посіріла кулі вибухає. Тетрил горить енергійно синім полум'ям без кіптяви, але горіння може перепій в детонацію. З металами тетрил хімічно не взаємодіє. Він застосовується для виготовлення проміжних детонаторів у різних боєприпасах, для спо рядження деяких типів капсулів-детонаторів ж де коли флегматизований тетрил застосовують в якості вибухового заряду в малокаліберних снарядах.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ ТЕН являє собою більш кристалеву речовину, негігроскопічну і нерозчинну в воді, добре пресується до щільності І, У з металами хімічно не діє. При спалюванню тена горіння може перейти в детонацію. ТЕН володів великою чутливість до всіх видів начальних йому імпульсів. За чутливістю до детонації перевищує інші бризантні ВР, які застосовуються в теперешній час.,
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ ТЕН негігроскопічний і не розчиняється у воді, спирті, добре – в ацетоні. З металами не взаємодіє. Кислоти й луги при тривалій дії розкладають ТЕН. Погано очищений від кислот розкладається й може самозагорятися. Добре очищений – достатньо стійкий. Температура спалаху ТЕНу 215 0С. У замкненому об'ємі навіть у невеликих кількостях від променю вогню може детонувати. За чутливістю до механічних дій ТЕН належить до найбільш чутливих з бризантних ВР, що використовуються; при прострілі гвинтівочною кулею вибухає. Сприйнятливість до детонації у нього трохи вища за сприйнятливості гексогену. За потужністю приблизно рівний гексогену.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ Склад А-ІХ-1 являє собою флегматизований гексоген і складається з % гексогену та 5-6 % флегматизатора, до якого входять: церезин, стеарин та барвник оранжевого кольору Склад А-IX-1 – однорідна, порошкоподібна, негігроскопічна, сипуча речовина оранжевого кольору. Застосовується для виготовлення методом пресування додаткових детонаторів розривних зарядів до різноманітних кумулятивних боєприпасів, а також для виготовлення вибухового складу А-IX-2. Склад А-ІХ-2– механічна суміш, яка вміщує 80% А-ІХ- 1 та 20% алюмінієвої пудри. Являє собою однорідну порошкоподібну, сипучу, негігроскопічну речовину сіро-сталевого кольору Готується механічним змішуванням складу А-ІХ-1 з алюмінієвою пудрою. Ця суміш має сильну фугасну й добру запалювальну дію. Застосовується переважно для виготовлення зарядів до боєприпасів осколково-фугасної дії різних типів та калібрів.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ Гексоген негігроскопічний і практично не розчиняється у воді, погано – у спирті, добре – у ацетоні. З металами не взаємодіє. Розбавлені луги та кислоти на гексоген не діють. Концентрована сірчана кислота розкладає гексоген. Концентрована азотна кислота розчиняє його без розкладу. Гексоген також широко застосовується у сумішах з вибуховими та невибуховими речовинами для спорядження боєприпасів у якості розривного заряду та для приготування детонуючих шнурів.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ ПІДВИЩЕНОЇ ПОТУЖНОСТІ Сплави ТГ являють собою сплав тротилу з гексогеном. Виготовляються шляхом введення у розплавлений тротил порошкоподібного гексогену, який після перемішування знаходиться у рідкому тротилі у вигляді суспензії. Суміш заливається у корпуси боєприпасів і охолоджується. Густина литих або загущених у гарячому стані зарядів досягає 1,7 * 10 3 кг/м3. Співвідношення компонентів у ТГ може бути різним: від 20 до 60% гексогену й відповідно від 80 до 40% тротилу.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ НОРМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ Бризантні ВР норм. потужн. потужн. Пікриновакислота Пластичні ВР тротил
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ НОРМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ Тротил мало гігроскопічний і практично не розчиняється у холодній воді. Добре розчиняється у спирті, бензолі, толуолі, ацетоні та подібних розчинниках. Особливо добре розчиняється в ацетоні. Хімічна стійкість тротилу висока. Тривале нагрівання при температурі до 130 0С майже не змінює його вибухові властивості. Помітний розклад наступає лише при температурах вище 150 0С. Температура спалаху – близько 290 0С. Спалахнувший на повітрі тротил горить спокійно, дуже кіптявим полум'ям й не вибухає при горінні у кількості декілька сотень кілограмів. У замкненому ж об'ємі або у дуже великих кількостях горіння може перейти у вибух. Чутливість тротилу до механічних впливів низька. Простріл кулею, як правило, вибуху не викликає. широко застосовується для спорядження снарядів артилерії, мін, торпед, авіабомб, ручних та протитанкових гранат і різноманітних підривних засобів. Для спорядження боєприпасів тротил застосовується як самостійно, так і у сплавах та сумішах з іншими вибуховими речовинами (гексогеном, октогеном, амміачною селітрою тощо.).
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ НОРМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ Пікринова кислота мало гігроскопічна, але розчиняється у воді із забарвлюванням розчину у жовтий колір. Її добре розчиняють спирт і бензол. Більшість кислот не взаємодіють з пікриновою кислотою, а лише розчиняють її. З металами, за винятком олова, взаємодіє, утворюючи солі – пікрати, які являються ВР, у більшості випадків чутливішими, ніж сама пікринова кислота. Особливо чутливі пікрати заліза та свинцю. У минулому пікринова кислота застосовувалась для спорядження боєприпасів як у чистому вигляді, так і в сумішах та сплавах з іншими ВР. Дуже поширеною була французька суміш, яка складалась із 80% пікринової кислоти та 20% динітронафталіну. Під час війни пікринову кислоту застосовували у протитанкових мінах у дерев'яній оболонці.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ НОРМАЛЬНОЇ ПОТУЖНОСТІ Склад ПВР-4 - тістоподібна маса від світло-кремового до світло- коричневого кольору). Негігроскопічний, не розчиняється у воді. З металами не взаємодіє. Від прострілу кулею не вибухає. Застосовується без оболонки як підривний заряд. Склад ПВР-5А - пластиліноподібна ВР від білого до кремового кольору має характерний запах індустріального масла. Виготовлена на основі гексогену, індустріального масла та поліізобутилена (ПІБ). Застосовується у мякій оболонці як підривний заряд. Склад ПВР-7 - зовнішній вигляд та якості аналогічні до ПВР – 5, колір сірий Склад: гексоген, алюмінієва пудра, пластифікатор (індустріальне масло, ПІБ). Використовується для спорядження подовжених зарядів розмінування. Склад ПВР-12 - має колір від коричнево-сірого до сіро-зеленого специфічний запах – свіжої морської риби.
БРИЗАНТНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ МАЛОЇ ПОТУЖНОСТІ Найбільше розповсюдження мають амонійно-селітренні ВР. Амонійно-селітреними ВР (амоніти) називаються вибухові суміші, які складаються із амонійної селітри NH4NO3 та будь-яких палив або, найчастіше, вибухових речовин. До амонійно-селітрених ВР, що використовуються у народному господарстві, належать амонійна селітра (у чистому вигляді), амоніти, динамони та ігданіти. Боєприпаси, споряджені амонітами, не можуть зберігатися тривалий час, тому амоніти у боєприпасах застосовуються тільки у воєнний час, коли боєприпаси швидко витрачаються після спорядження. У період Великої Вітчизняної війни з амонітів найбільш широко застосовувалися амотоли. Артилерійські снаряди середніх калібрів споряджувалися амотолом 80/20 (80% амонійної селітри та 20% тротилу), снаряди великих калібрів, авіабомби, морські міни загородження - амотолами 60/40, 50/50 та 40/60, міни сталистого чавуну споряджувались амотолом 90/10 та динафтитом. Крім того, для спорядження мін застосовувались динамони, які вміщували 10-15% рослинного борошна.
МЕТАЛЬНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ Метальними ВР (порохами) називають такі речовини, основної формою вибухового перетворення є горіння. Пороха діляться на: - димні; - бездимні. Димний порох являє собою механічну суміш з калієвої силітри (75%). дерев'яного вугілля (15%) і сірки 10%). (Таке відношеная компонентів було встановлено на основі прищ геніального руського вченого М. В. Ломоносова). Силітра є окислювачем, легко віддає кисень при нагризанні. Вуголь - паливна речовина. Сірка служить цементатором (єднаючи силітру з вугіллям) і одночасно паливом, полегшуючи випалювання пороху сірка підпалюється при низькій температурі ніж вугілля.
МЕТАЛЬНІ ВИБУХОВІ РЕЧОВИНИ Бездимні пороха - застосовується для виготовлення зарядів, які використовують у різних реактивно- металевих установках, а також артилерійських і стрілецьких боєприпасах. При відсутності бризантних ВР пороха можуть застосовуватись у виді внутрішніх зарядів і для проведення вибухових робіт. Детонація порохових зарядів проходить нормально тільки у тому випадку, якщо ініціювання їх здійснюється проміжним детонатором, а проміжки між зернами пороху заповнені рідиною (вода, розчин повареної або іншої солі). Таким чином, вибухові речовини, здатні при вибуху робити за надто короткий термін часу значну роботу, по ефективності де цього часу одним з сильнішим джерел енергії.