Инициирование вв. Инициирующие вв

Изобретение относится к инициирующим взрывчатым веществам, чувствительным к импульсным лазерным излучениям малой мощности, и может быть использовано в средствах инициирования в качестве генератора плоских, цилиндрических, сферических и сложных форм ударных волн, а также в оптических системах инициирования взрывчатых зарядов. Предложен инициирующий взрывчатый состав, чувствительный к низкотемпературному лазерному излучению, содержащий перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II), полиметилвинилтетразол и наноалмазы детонационного синтеза. Изобретение направлено на снижение порога инициирования взрывчатого состава при сохранении высокой адгезии к поверхности взрывчатого вещества, безопасности в обращении. 1 табл.

Область техники

Изобретение относится к инициирующим взрывчатым веществам, возбуждаемым импульсным лазерным излучением малой мощности и может быть использовано в средствах инициирования в качестве генератора плоских, цилиндрических, сферических и сложных форма ударных волн, а также в оптических системах инициирования взрывчатых зарядов.

Предшествующий уровень техники

Лазерное инициирование - относительно новый способ подрыва взрывчатых веществ (ВВ), отличающийся повышенной безопасностью. При лазерном инициировании обеспечивается высокий уровень изоляции светодетонатора от ложного импульса, поскольку в оптическом диапазоне отсутствуют случайные источники с мощностью, достаточной для подрыва детонатора [Илюшин М.А., Целинский И.В. Инициирующие взрывчатые вещества. Росс. Хим. Журн. - 1997, т.41, №4, с.3-13].

Светочувствительные ВВ нашли применение в волоконно-оптических капсюлях-детонаторах, функционирующих под воздействием импульсного лазерного излучения.

Лазерное инициирование может успешно использоваться во многих взрывных технологиях, которые требуют индивидуального подхода при разработке систем подрыва:

Взрывные сварка, штамповка, упрочнение, компактирование, синтез новых материалов могут быть осуществлены при оптоволоконном инициировании одного или нескольких светодетонаторов при подрыве пленочных зарядов светочувствительных ВВ прямым лучом импульсного лазера;

Горновзрывные работы, как вскрышные, так и в шахтах, опасных по газам и пыли, требуют одновременного или короткозамедленного инициирования большого количества светодетонаторов через оптоволоконные линии связи;

Автоматизированные технологии с импульсно-периодической подачей материала, на который нанесен пленочный заряд светочувствительного ВВ или помещен заряд ВВ, инициируемый от светодетонатора, могут быть осуществлены путем передачи лазерного импульса непосредственно по воздуху или в вакууме;

Взрывная технология разового действия, используемая, например, в пиро-автоматике космических кораблей, нуждается в нескольких десятках волоконно-оптических каналов, одновременно передающих сигнал к светодетонаторам от бортового импульсного лазера ограниченной мощности;

При перфорации глубоких скважин должны использоваться термостойкие оптоволоконные светодетонаторы с высокой восприимчивостью к лазерному импульсу, обеспечивающие надежное инициирование до 100 кумулятивных зарядов бризантных ВВ;

При малоопасной технологии получения наноалмазов детонационного синтеза;

При проведении взрывных работ в условиях высокого уровня электромагнитных наводок требуются специальные экранированные оптоволоконные светодетонаторы.

Одним из основных элементов цепи лазерного инициирования являются светочувствительные энергоемкие вещества. В зависимости от решения конкретных задач в качестве светочувствительных ВВ для светодетонаторов были предложены неорганические азиды и энергоемкие металлокомплексы с различными значениями порогов инициирования лазерным моноимпульсом (время импульса - 10 -8 с) или одиночным импульсом (время импульса до ˜10 -3 с).

А одним из наиболее эффективных инициирующих ВВ (ИВВ) является перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II), который применяется в индивидуальном виде и в виде составов в смеси с оптически прозрачными полимерами в оптических системах инициирования как высокосветочувствительное энергоемкое вещество, имеющее низкий порог чувствительности к импульсному лазерному излучению в видимой и ближней ИК-области спектра (длина волны 1,06 мкм) [Чернай А.В., Житник Н.Е., Илюшин М.А., Соболев В.В., Фомичев В.В. Патент Украины №17521Аю 1997; Илюшин М.А., Целинский И.В. Энергоемкие мателлокомплексы в средствах инициирования// Росс. Хим. Журн. - 2001. №1, с.72-78].

Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) (ClO 4) 2 имеет следующие характеристики: молекулярная масса 499,577; плотность монокристаллов ˜3,45 г/см 3 ; температура вспышки (5 секндная задержка) около 186°С; энергия активации термораспада ˜90,2 кДж/моль; чувствительность к удару (копер Велера) (нижний предел/верхний предел) 60/125 мм; чувствительность к лучу огня огнепроводного шнура (100% срабатывания/100% отказов) 60/150 мм; скорость детонации при плотности 3,4 г/см 3 ˜6 км/с (расчет); минимальный заряд по гексогену в капсюле-детонаторе №8 ˜0,015 г. Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) негигроскопичен, нерастворим в воде, спирте, ацетоне, алифатических, хлорированных и ароматических углеводородах, растворим в диметилсульфоксиде, окисляется щелочным раствором KMnO 4 до невзрывчатых соединений. Введение в перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) полимеров резко снижает чувствительность составов к механическим воздействиям, что делает их относительно безопасными при транспортировке, хранении и применении [Научно-технический отчет по научно-исследовательской работе «Светочувствительные материалы для светоизделий, используемых в скважинной аппаратуре»/рук. Целинский И.В., СПб. СПбГТИ (ТУ), 2002. c.14; Илюшин М.А., Целинский И.В., Чернай А.В. Светочувствительные взрывчатые вещества и составы и их инициирование лазерным моноимпульсом.//Росс. Хим. Журн. - 1997, №4, с.81-88].

Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) имеет брутто-формулу CH 4 N 6 O 8 Cl 2 Hg и структурную формулу

Наиболее близким аналогом является использование перхлората 5-гидразинотетразолртути (II) в светочувствительном составе, содержащем ˜90% этого соединения и ˜10% оптически прозрачного полимера (состав ВС-2) [Заявка на патент РФ 2002113197/15. Способ получения перхлората 5-гидразинотетразолртути (II) от 20.05.2002 г., Илюшин М.А., Целинский И.В. Решение о выдаче патента от 26.09.2003].

Недостатком прототипа является то, что минимальная энергия инициирования (Е кр) такого состава составляет достаточно большую величину 310 мкДж.

Задачей настоящего изобретения является получение технического результата, который выражается в снижении порога инициирования состава с перхлоратом 5-гидразинотетразолртути (II) моноимпульсом неодимового лазера (длина волны 1,06 мкм).

Раскрытие изобретения

В основу данного изобретения положена задача создать такой композиционный материал, который позволил бы существенно снизить порог инициирования при сохранении всех остальных позитивных характеристик состава (высокую адгезию к поверхности ВВ, высокую безопасность обращения с составом, удобство и простоту его нанесения, то же время задержки инициирования и т.д.).

Решение задачи состоит в том, что предложен инициирующий состав, содержащий перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) и полимер - полиметилвинитетразол, который согласно изобретению дополнительно включает в себя наноалмазы детонационного синтеза при следующем соотношении компонентов, мас.%:

перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 85,7-90,0;

полимер - полиметилвинитетразол - 9,5-10,0;

наноалмазы детонационного синтеза - 0,1-5,0.

Лучший вариант осуществления изобретения

Предложенный состав, содержащий наноалмазы в количестве 0,1-5,0 мас.% от общей массы состава, обеспечивает одновременное повышение чувствительности к действию лазерного импульса в 1,5-1,7 раза и высокую адгезию с контактной поверхностью за счет усиления адгезионных свойств термопласта (полиметилвинилтетразола).

Примененные по данному способу кластерные наноалмазы представляют собой частицы, по форме близкие к сферическим или овальным, не имеющие острых кромок (неабразивные). Такие алмазы образуют седиментационно и коагуляционно устойчивые системы в жидких средах различного типа.

В настоящее время синтез УДА производится путем подрыва специально подготовленных зарядов из смесевых составов тротил-гексоген во взрывных камерах, наполненных неокислительной средой [В.Ю.Долматов. Ультрадисперсные алмазы детонационного синтеза. Санкт-Петербург, Изд-во СПбГПИ, 2003, 344 с.]. Получаемая при этом алмазная шихта (смесь алмазов с неалмазными формами углерода) подвергается химической очистке, самой совершенной из которых является обработка алмазной шихты в среде азотной кислоты при высоких температурах и давлении с последующей промывкой [Патент России №2109683, кл. С01В 31/06, публ. 5.03.96 г. Способ выделения синтетических ультрадисперсных алмазов. В.Ю.Долматов, В.Г.Сущев, В.А.Марчуков].

С точки зрения морфологии УДА представляют собой порошок с удельной поверхностью 150-450 м 2 /г и объемом пор 0,3-1,5 см 3 /г (в сухом состоянии). В суспензии агрегаты УДА могут иметь размер до 50 нм (0,05 мкм) при условии специальной обработки. Средний размер индивидуальных кристалликов алмаза 4-6 нм (0,004-0,006 мкм) [Долматов В.Ю. Опыт и перспективы нетрадиционного использования ультрадисперсных алмазов взрывного синтеза. Сверхтвердые материалы, 1998, №4, с.77-81].

УДА имеют классическую кубическую (алмазную) кристаллическую решетку с большими поверхностными дефектами, что обусловливает значительную поверхностную энергию таких кристаллов. Избыточная энергия поверхности частиц УДА компенсируется путем образования многочисленных поверхностных групп, образуя на поверхности оболочку ("бахрому") из химически связанных с кристаллом гидроксильных, карбонильных, карбоксильных, нитрильных, хиноидных и прочих групп, представляющих собой различные устойчивые сочетания углерода с другими элементами используемых взрывчатых веществ - кислородом, азотом и водородом [Долматов В.Ю. и др., ЖПХ, 1993, т.66, №8, с.1882]. Существовать без такой оболочки в обычных условиях микрокристаллиты УДА не могут - это неотъемлемая часть кластерных наноалмазов, в значительной мере определяющая их свойства.

Т.о., УДА сочетают в себе парадоксальное начало - сочетание одного из самых инертных и твердых веществ в природе - алмаза (ядро) с достаточно химически активной оболочкой в виде различных функциональных групп, способных участвовать в различных химических реакциях. Кроме того, такие кристаллы алмаза несмотря на компенсацию части неспаренных электронов за счет образования поверхностных функциональных групп имеют еще достаточно большой их избыток на поверхности, т.е. каждый кристаллик алмаза представляет собой, по сути, множественный радикал.

В процентном отношении доля неалмазного углерода в УДА высокого качества изменяется от 0,4 до 1,5 от массы вещества. Существенно, что так называемый неалмазный углерод в данном случае не составляет отдельной фазы или отдельных частиц и не определяется кристаллографически как графит или микрографит. Две формы углерода - алмазная и неалмазная дифференцируются по электронному состоянию атомов и химической реакционной способности в отношении жидкофазных окислителей [Долматов В.Ю., Губаревич Т.М. ЖПХ, 1992, т.65, №11, с.2512]. Задача периферических неалмазных структур - обеспечить максимальное воздействие частицы с матричным материалом - с полиметилвинилтетразолом в момент его полимеризации в виде пленки на контактной поверхности. Алмазный тетраэдрический sp 3 -углерод в химическом и сорбционном плане малоактивен, неалмазные электронные конфигурации углерода (sp 2 и sp) гораздо более лабильны и вместе с гетероатомами кислорода и водорода формируют адсорбционно-активную «шубу» поверх алмазного ядра, связанную с полимеризующимся полимером достаточно устойчивыми химическими связями.

Введение наноалмазов в полимер в количестве 0,1-5,0% способствует существенному увеличению когезионных (в 1,5-3,0 раза) и адгезионных свойств (в 1,7-2,5 раза) вулканизованного полимера, что происходит и в случае использования полиметилвинилтетразола. Пленка с наноалмазами обладает очень высокой устойчивостью к тепловому старению, может сохраняться без изменения в течение не менее трех лет. Такая пленка характеризуется увеличением упруго-прочностных свойств, что может существенно увеличить диапазон ее использования.

Известно, что мелкодисперсная сажа в ряде случаев успешно применяется для увеличения восприимчивости энергетических материалов к одиночному импульсу инфракрасных лазеров . Однако воздействие других аллотропных форм углерода на пороги лазерного инициирования энергетических материалов не изучалось.

Для сопоставления в таблице приведено влияние ультрадисперсной сажи (размер частиц ˜1 мкм) и наноалмазов на порог инициирования светочувствительного состава ВС-2. Инициирование взрывчатых составов производилось под воздействием моноимпульса неодимового лазера (длина волны 1,06 мкм, время импульса τ q =30 нс, диаметр диафрагмы 0,86 мм, полная энергия импульса Е=1,5 Дж). Исследуемые образцы представляли собой медные колпачки диаметром 5 мм и высотой 2 мм, заполненные составом ВС-2.

Таблица
№	Состав образца, мас.%	Миним. энергия инициирования, Е кр, мкДж	Результат инициирования
1	Состав ВС-2: (Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 90 Полимер - полиметилвинилтетразол - 10)	310	детонация
2	Сажа- 1	2000	детонация
3	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 89,9 Полимер - полиметилвинилтетразол - 10,0 Наноалмазы - 0,1	300	детонация
4	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 89,6 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,9 Наноалмазы - 0,5	260	детонация
5	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 89,10 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,9 Наноалмазы- 1,0	200	детонация
6	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 88,2 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,8 Наноалмазы - 2,0	180	детонация
7	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 87,4 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,7 Наноалмазы - 2,9	190	детонация
8	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 86,5 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,6 Наноалмазы - 3,9	240	детонация
9	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 86,1 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,6 Наноалмазы - 4,3	285	детонация
10	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 85,7 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,5 Наноалмазы - 4,8	300	детонация
11	Перхлорат 5-гидразинотетразолртути (II) - 85,4 Полимер - полиметилвинилтетразол - 9,6 Наноалмазы - 5,0	310	детонация

Данные таблицы позволяют сделать вывод, что мелкодисперсная сажа существенно увеличивает порог инициирования состава ВС-2 лазерным моноимпульсом. Данный результат можно объяснить диссипацией поглощенной мелкодисперсной сажей лазерной энергии с поверхности образца состава ВС-2, что приводит к ухудшению условий формирования очага инициирования внутри слоя состава с повышению критической энергии зажигания.

Действие наноалмазов на состав ВС-2 отличается от действия на него ультрадисперсной сажи. Введение наноалмзов вплоть до 5,0% мас. снижает порог инициирования состава ВС-2 моноимпульсом неодомового лазера. Этот эффект можно объяснить как результат роста объемной освещенность внутри заряда и улучшением условий формирования очага инициирования вследствие введения наноалмазов, обладающих значительно более высоким показателем преломления света, чем исходный состав. Дальнейшее увеличение количества наноалмазов в составе приводит к снижению его восприимчивости к лазерному излучению. Увеличение порога инициирования состава ВС-2, содержащего более 5 мас.% наноалмазов, очевидно, является следствием отрицательного влияния разбавления светочувствительного состава инертной добавкой.

Время задержки инициирования состава ВС-2 при введении наноалмазов вплоть до 5% мас. не меняется и составляет 11-12 мкс.

Для лучшего понимания настоящего изобретения приводятся конкретные примеры его осуществления.

К 90 мг перхлората 5-гидразинотетразолртути (II) прикапывали 100 мг 10%-ного раствора полимера - полиметилвинилтетразола в хлороформе. К полученной суспензии 8 при перемешивании прикапывали 0,5 мл хлороформа и присыпали 1,5 мг наноалмазов. Образовавшуюся однородную пасту в несколько приемов вносили в металлический колпачок диаметром 5 мм и высотой 2 мм. После испарения растворителя состав с наноалмазами полностью заполнял колпачок. Сушили заряд при 40°С.

Полученный светочувствительный состав имеет следующее соотношение компонентов: ВВ: полимер: наноалмазы =90:10:1,5, т.е. содержит ˜1,4 мас.% наноалмазов.

Испытание полученного взрывчатого состава к лазерному моноимпульсу показало, что минимальная энергия инициирования составляет 192 мкДж.

Другие примеры (см. Таблицу, примеры 3-10) осуществлялись аналогичным образом, с тем отличием, что в приготавливаемый состав вносились различные навески наноалмазов, соответствующие содержанию последних от 0,1 до 5,0 мас.%. Результаты определения минимальной энергии инициирования также приведены в Таблице.

Инициирующие ВВ – называются ВВ способные в малых количествах (доли грамма) взрываться под действием слабого внешнего импульса искра, трение, удар, и т.д. По чувствительности, инициирующие ВВ делятся, на первичные и вторичные. Отличительными особенностями первичных является высокая чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, горение ВВ почти мгновенно переходит в детонацию. Первичные инициирующее ВВ - это гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС. Первичные инициирующие ВВ инициируют более мощные вторичные инициирующие вещества гексоген, ТЭН. Которые и вызывают взрыв заряда промышленного ВВ. Промежуточные детонаторы изготавливают из зарядов тротила или тетрила и гексогена массой 200 или 800 грамм. С отверстием в центре для детонирующего шнура, или электродетонатора.

Для изготовления средств инициирования (С.И), применяемых в промышленности, используют весьма чувствительные ВВ.

Гремучая ртуть - кристаллический ядовитый порошок белого или серого цвета с температурой воспламенения 160˚С, в сухом порошкообразном состоянии чрезвычайно чувствительное ВВ, взрывающееся при самых слабых механических воздействиях. Это наиболее чувствительное из всех применяемых инициирующих ВВ. При содержании 10% влаги гремучая ртуть только горит, не детонирует, при содержании 30% влаги она даже не загорится. Поэтому гремучая ртуть хранится в емкостях с водой. Прессованная гремучая ртуть приобретает большую мощность и менее чувствительна к внешним воздействиям. Поэтому при изготовлении детонаторов первичные заряды гремучей ртути применяют в прессованном виде. При наличии влаги гремучая ртуть вступает в реакцию с медью, образуя весьма чувствительные фульминоты меди. В связи с этим детонаторы в медных гильзах, снаряженные гремучей ртутью, необходимо предохранять от влаги. С алюминием гремучая ртуть вступает в реакцию, образуя невзрывоопасные соединения, из-за чего при использовании гремучей ртути не применяют алюминиевые гильзы для детонаторов.

Азид свинца - белый мелкокристаллический порошок. Азид свинца негигроскопичен, не растворяется в воде и не теряет детонационных способностей при увлажнении. Под воздействием углекислого газа в присутствии влаги азид свинца переходит в углекислые соли, в связи с чем его чувствительность снижается. С медью азид свинца образует весьма чувствительные и опасные соединения, поэтому его запрессовывают в алюминиевые гильзы. Азид свинца более мощное, чем гремучая ртуть, инициирующее ВВ. Степень уплотнения и температура азида свинца не оказывают влияния на его чувствительность. Азид свинца недостаточно чувствителен к лучу огня, поэтому его применяют совместно с более чувствительным к тепловому импульсу тринитрорезорцинатом свинца (ТНРС).

ТНРС - золотисто- желтый кристаллический порошок, темнеющий на воздухе, с удельным весом 3.01. ТНРС физически и химически стоек, мало растворим в воде и мало гигроскопичен, с металлами не взаимодействует и следовательно, его можно снаряжать в любые оболочки. По чувствительности занимает промежуточное положение между азидом свинца и гремучей ртутью. По инициирующей способности ТНРС применяется только как промежуточный заряд массой 0,1г, который вызывает взрыв азида свинца, а последний взрывает заряд вторичного инициирующего ВВ.

Вторичные инициирующие ВВ предназначены для увеличения энергии первичного начального импульса, сообщаемого зарядом инициирующего ВВ, и детонирования заряда промышленного ВВ. Вторичные инициирующие ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, но имеют большую скорость детонации, теплоту взрыва и более высокую инициирующую способность по сравнению с первичными инициирующими ВВ.

Тетрил - кристаллический порошок бледно-желтого цвета. При воспламенении быстро горит, причем горение может перейти во взрыв. С металлами тетрил не взаимодействует. Обладает высокими взрывчатыми характеристиками. Получается он при нитрации диметиланилина азотной кислотой в смеси с серной. Насыпная плотность порошкообразного тетрила сос­тавляет 0,9-1 г/см 3 , а плотность, достигаемая прес­сованием, равна 1,7 г/см 3 . Восприимчивость тетрила достаточно высокая. Гремучая ртуть вызывает дето­нацию порошкообразного тетрила зарядом 0,29 г, а азид свинца-0,025 г. При плотности 1,68 г/см 3 тет­рил детонирует от взрыва 0,54 г гремучей ртути. Применяется тетрил в КД при плотности 1,6- 1,63 г/см 3 . Тетрил практически негигроскопичен, не­растворим в воде и обладает сравнительно высокой химической стойкостью. Однако он способен доволь­но энергично взаимодействовать с аммиачной селит­рой выделяя тепло. Смесь тетрила способна к самовоспламенению, и поэтому изготовление и при­менение таких смесей категорически запрещены. От пламени тетрил загорается и довольно энергично горит, причем горение даже в сравнительно неболь­ших количествах (несколько десятков килограммов) может перейти в детонацию. Тетрил имеет повышен­ную чувствительность к механическим воздействиям. Его применяют в основном для снаряжения КД и изготовления прессованных шашек, используемых в качестве промежуточных детонаторов при взрывании зарядов из маловосприимчивых к детонации ВВ гранулитов и водонаполненных ВВ. Тетрил относится к ВВ повышенной мощности.

ТЭН пентаэритристетранитрат – кристаллический порошок белого цвета. Негигроскопичен и не растворим в воде. Воспламеняется с трудом, в небольших количествах горит спокойно, относится к наиболее мощным и чувствительным вторичным инициирующим ВВ. Применяется в основном для изготовления ДШ и в качестве вторичного инициирующего в некоторых электродетонаторах.

Экзаменационный билет №13

2.6 Классификация взрывчатых веществ

Все взрывчатые вещества можно разделить на следующие группы:

группа I – инициирующие (первичные) взрывчатые вещества;

группа II – бризантные, или дробящие (вторичные) взрывчатые вещества;

группа III – метательные ВВ, или пороха.

Основными признаками для разделения ВВ на группы являются: характерный для каждой из них режим взрывного превращения (горение или детонация) и условия его возбуждения.

Группа I – инициирующие (первичные) ВВ. Эти ВВ часто называют первичными потому, что они служат для возбуждения детонации бризантных ВВ, называемых вторичными, и для воспламенения метательных ВВ.

Характерным видом взрывного превращения веществ этой группы является детонация. Они легко взрываются от простых видов внешнего воздействия – пламени, удара, накола, трения. Горение инициирующих ВВ (ИВВ) неустойчиво даже при атмосферном давлении, и при поджигании их практически мгновенно возникает детонация.

Важнейшими представителями инициирующих веществ явля-ются:

гремучая ртуть;

азид свинца;

тринитрорезорцинат свинца, или ТНРС;

тетразен.

Группа II – бризантные, или дробящие ВВ. Характерным видом взрывного превращения ВВ этой группы является детонация; они способны и гореть, но при некоторых условиях горение может стать неустойчивым и перейти во взрыв или в детонацию.

Бризантные ВВ применяют главным образом для снаряжения боеприпасов и для взрывных работ.

По химической природе и составу бризантные ВВ можно разделить на три класса:

Первый класс – азотнокислые эфиры или нитраты спиртов или углеводов (нитроэфиры).

Азотнокислые эфиры углеводов . Главным представителем этих ВВ являются нитраты целлюлозы (нитроцеллюлозы), которые в зависимости от содержания азота делят на две разновидности: пироксилины и коллоксилины.

Азотнокислые эфиры спиртов . Характерными представителями являются:

а) нитроглицерин;

б) динитродигликоль;

Второй класс – нитросоединения . Они представляют собой важнейший класс бризантных ВВ. К ним относятся:

а) тринитротолуол, или тротил;

б) тринитроксилол, или ксилил;

в) тринитрофенол, или пикриновая кислота;

г) тетрил;

д) гексоген;

е) октоген.

Значительное применение нашли сплавы нитросоединений, например, тротила с динитронафталином, гексогеном или ксилилом, и механические смеси некоторых нитросоединений или их сплавов с другими веществами, или порошкообразным алюминием.

Третий класс – взрывчатые смеси с окислителями , представляющие собой смеси окислителя со взрывчатым веществом или горючим.

Группа III – метательные ВВ, или пороха . Для веществ этой группы характерным видом взрывного превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела; эти вещества пригодны для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия и для сообщения движения ракетным снарядам.

Для возбуждения горения необходимо действие пламени. По физико-химической структуре метательные ВВ можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твердые ракетные топлива.

Нитроцеллюлозные пороха – это метательные ВВ, основой которых являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем.

Твердые смесевые и пиротехнические топлива изготавливаются в виде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (поли-меров).

2.6.1 Инициирующие взрывчатые вещества

Инициирующие ВВ (ИВВ) отличаются от других групп ВВ тем, что они горят неустойчиво, и при поджигании их горение практически мгновенно переходит в детонацию.

Было установлено, что даже при малых давлениях ИВВ горят с большой скоростью, которая резко возрастает с увеличением давления до значений, при которых горение становится неустойчивым.

ИВВ характеризуются большой скоростью полного сгорания, что обусловливает достижение высокой температуры продуктов сгорания; вследствие этого новые слои ИВВ легко воспламеняются, и повышается массовая скорость горения.

Повышение массовой скорости горения в указанных случаях приводит к неустойчивому горению и, следовательно, к быстрому переходу в детонацию. Нарастание скорости детонации можно характеризовать также толщиной слоя ВВ, при прохождении которого достигается предельная (устойчивая) скорость детонации. Толщину этого слоя ВВ называют участком разгона детонации.

Для инициирующих ВВ характерно малое время нарастания и, соответственно, короткий участок разгона скорости детонации. Помимо короткого участка разгона, инициирующие ВВ должны обладать бризантностью, достаточной для возбуждения детонации вторичных взрывчатых веществ.

Известно очень большое число инициирующих ВВ, однако лишь некоторые из них нашли практическое применение. Ниже будут рассмотрены важнейшие из этих веществ: гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца, тетразен и диазодинитрофенол.

Гремучую ртуть Н g (О N С) 2 получают растворением металлической ртути в азотной кислоте и добавлением полученного раствора к этиловому спирту. Гремучая ртуть – белый или серый кристаллический порошок. Вода уменьшает чувствительность гремучей ртути к механическим воздействиям и другим видам начального импульса. При содержании воды в количестве 30 % она не загорается от луча огня. В связи с этим гремучую ртуть обычно хранят под водой.

Гремучую ртуть применяют для изготовления ударных и накольных составов, для снаряжения капсюлей-воспламенителей и капсюлей-детонаторов. Ввиду высокой чувствительности гремучую ртуть, как и другие инициирующие ВВ, перевозят только в виде готовых изделий (капсюлей).

Азид свинца получают реакцией обменного разложения азида натрия с азотнокислым свинцом, смешивая водные растворы этих солей.

Азид свинца осаждается в виде мелкокристаллического, несыпучего и потому не пригодного для снаряжения (дозировки) порошка. Поэтому в азид свинца вводят небольшое количество парафина, декстрина или другого склеивающего вещества (которое одновременно является флегматизатором) и гранулируют. Гранулы сушат и сортируют для удаления крупных комков и пыли.

Азид свинца недостаточно чувствителен к лучу пламени и наколу. Чтобы обеспечить безотказную детонацию от накола жала или луча пламени в азидных капсюлях-детонаторах, поверх слоя азида свинца запрессовывают специальные, воспламенительные составы, более чувствительные к соответствующему импульсу.

По сравнению с гремучей ртутью азид свинца имеет ряд важных преимуществ:

1) его инициирующее действие значительно больше, поэтому количество азида свинца в капсюлях-детонаторах в 2–2,5 раза меньше, чем количество гремучей ртути;

2) он менее чувствителен к сотрясениям, что особенно важно для применения в артиллерийских капсюлях-детонаторах;

3) для получения азида свинца не нужны дефицитные или дорогие материалы, тогда как для производства гремучей ртути требуется дорогая ртуть.

Тринитрорезорцинат свинца, или ТНРС, получают при взаимодействии натриевой соли стифииновой кислоты с азотнокислым свинцом в водном растворе. Чувствителен к пламени; при воспламенении дает мощный луч огня. Чувствительность к удару меньше, чем у азида свинца. Применяется для воспламенения азида свинца в капсюлях-детонаторах, а также в ударных составах для снаряжения капсюлей-воспламенителей.

Тетразен представляет собой мелкокристаллический порошок с желтоватым отливом. Бризантность тетразена мала; он не обладает достаточной инициирующей способностью для возбуждения детонации вторичных ВВ. По чувствительности к трению и удару близок к гремучей ртути. Добавление 2…3 % тетразена к азиду свинца резко повышает чувствительность последнего к наколу. Тетразен применяют также в смеси с ТНРС в ударных составах капсюлей-воспламенителей и накольных составах капсюлей-детонаторов. Он играет здесь роль сенсибилизатора ТНРС. Тетразен применяют для изготовления некорродирующих составов некоторых патронных капсюлей-воспламе-нителей.

2.6.2 Бризантные взрывчатые вещества

Для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, авиабомб) применяют бризантные ВВ. В зависимости от назначения боеприпасов устанавливают требования к фугасности и бризантности ВВ. Требования в отношении чувствительности ВВ к механическим воздействиям устанавливаются в зависимости от условий служебного применения и действия боеприпасов у цели.

В качестве характеристики степени механического воздействия на разрывной заряд принято напряжение, развивающееся в опасном сечении разрывного заряда при выстреле или пробивании брони.

2.6.2.1 Азотнокислые эфиры (нитраты)

Нитроглицерин. Для получения нитроглицерина глицерин обрабатывают смесью серной и азотной кислот. После отделения нитроглицерина от кислот его промывают до нейтральной реакции для получения химически стойкого продукта. Нитроглицерин представляет собой маслообразную прозрачную жидкость. Чувствительность нитроглицерина к удару высока – он дает взрывы при падении груза массой
2 кг с высоты 4 см.

Нитроглицерин применяют для приготовления нитроглицериновых порохов и взрывчатых веществ, например, динамитов. Нитроглицериновые взрывчатые вещества непригодны для снаряжения боеприпасов из-за большой чувствительности к удару и трению.

ТЭН. Со времени второй мировой войны заметное значение приобрел азотнокислый эфир пентаэритрита – пентаэритрит – тетранитрат, или ТЭН.

ТЭН получают нитрованием четырехатомного спирта пентаэритрита. ТЭН по сравнению с другими азотнокислыми эфирами химически стоек. Он более чувствителен к удару, чем тротил, тетрил и даже гексоген (дает взрывы при падении груза массой 2 кг с высоты 30 см, а при массе груза 10 кг и высоте его падения 25 см взрывы происходят в 100 % опытов). Чувствительность ТЭНа к детонации несколько выше таковой гексогена и других вторичных ВВ.

Чистый ТЭН применяют в качестве вторичных зарядов для снаряжения капсюлей-детонаторов, а флегматизированный – для снаряжения детонирующего шнура, детонаторов, кумулятивных и некоторых других снарядов.

2.6.2.2 Нитросоединения

Нитросоединения представляют собой важнейший класс бризантных взрывчатых веществ; многие представители этого класса характеризуются значительным фугасным и бризантным действием при малой чувствительности к механическим воздействиям по сравнению со взрывчатыми веществами других классов.

Исходными веществами для производства нитросоединений ароматического ряда служат ароматические углеводороды и их производные: бензол С 6 Н 6 , толуол С 6 Н 5 СН 3 , ксилол С 6 Н 4 (СН 3) 2 , нафталин, фенол С 6 Н 5 ОН, диметиланилин С 6 Н 5 (СН 3) 2 и др.

Эти вещества получают из побочных продуктов коксования каменного угля: коксового газа и смолы. В настоящее время большие количества ароматических углеводородов (бензола, ксилола и, главным образом, толуола) получают при каталитическом крекинге и риформинге нефти. Фенол и другие производные ароматических углеводородов получают при дальнейшей химической переработке этих веществ.

Для получения нитросоединений действуют на углеводороды или их производные смесью азотной и серной кислот.

Тротил. Важнейшим представителем класса нитросоединений является тринитротолуол, или тротил. Температура затвердевания химически чистого тринитротолуола 80,85°С. Температура затвердевания технического продукта является критерием его чистоты.

Тринитротолуол практически не взаимодействует с металлами. Чувствительность тринитротолуола к механическим воздействиям и, в частности к удару, сравнительно невелика, что является основным его преимуществом перед многими другими нитросоединениями. При испытании на копре (груз 10 кг, высота падения 25 см) тротил дает от 4 до 8 % взрывов, а тетрил, например, около 50 %.

Применение тротила. Тротил является основным бризантным взрывчатым веществом для снаряжения боеприпасов. Благодаря сравнительно малой чувствительности к механическим воздействиям при удовлетворительном бризантном и фугасном действии, тротил является пока наилучшим взрывчатым веществом для снарядов к морским и береговым орудиям. Для снаряжения бронебойных снарядов к этим орудиям применяли флегматизированный тротил, состоявший из 94 % тротила, 4 % нафталина и 2 % динитробензола, но возможно применение и чистого тротила.

Тротил применяли в значительных количествах в сплавах с другими нитросоединениями: с гексогеном для снаряжения кумулятивных снарядов и снарядов малого калибра. Тротил применяли в военное время в смесях с аммиачной селитрой. Из тротила готовят также патроны и шашки для взрывных работ.

Гексоген. Гексоген и ранее описанный ТЭН относятся к числу сильнейших и наиболее бризантных ВВ. Для уменьшения чувствительности гексогена к удару и трению его флегматизируют парафином, воском, церезином и другими веществами, а также ди- и тринитротолуолом и другими нитросоединениями.

Вследствие высокой чувствительности чистого ВВ к механическим воздействиям для прессования применяют только флегматизированный гексоген. В таком виде из него прессуют заряды детонаторов, кумулятивных и мелкокалиберных снарядов.

Применение гексогена. Чистый гексоген аналогично ТЭНу применяют только для изготовления капсюлей-детонаторов. Значительное применение находит гексоген в виде сплавов с другими нитросоединениями, например с тротилом, для снаряжения различных боеприпасов. Такие смеси менее чувствительны, чем гексоген, и обладают большей мощностью, чем тротил.

Октоген получают при взаимодействии уротропина с азотной кислотой и нитратом аммония в среде уксусной кислоты и уксусного ангидрида. Температура плавления, термостойкость значительно выше, чем у гексогена. Чувствительность к удару – 50 % взрывов при падении груза массой 5 кг с высоты 42 см.

Октоген применяют как термостойкое ВВ при бурении глубинных скважин и дроблении взрывным методом горячих слитков, при разгрузке и ремонте доменных печей. Его применяют в военных объектах как в виде самостоятельных зарядов, так и смеси с тротилом (октол), применяют также в твердых ракетных топливах и артиллерийских порохах.

2.6.3 Взрывчатые смеси, содержащие окислители

Аммиачно-селитренные ВВ. Аммиачно-селитренными взрывчатыми веществами (сокращенно АСВВ) называют взрывчатые смеси, основной составной частью которых является аммиачная селитра.

Окислителем в АСВВ является аммиачная селитра, а горючим – различные вещества как взрывчатые (тротил, ксилил и другие нитросоединения), так и невзрывчатые (древесная или другая органическая мука и т.д.). В состав отдельных АСВВ входят и некоторые специальные добавки, например, хлористый натрий в АСВВ для угольных шахт, опасных по газу или пыли.

АСВВ, в состав которых входят взрывчатые нитросоединения, называют аммонитами. АСВВ, содержащие, кроме аммиачной селитры, невзрывчатые горючие материалы, называют динамонами. АСВВ, в состав которого входит алюминий, называют аммоналом.

По сравнению с другими взрывчатыми смесями АСВВ характеризуются пониженной чувствительностью к механическим воздействиям; вследствие этого, а также низкой стоимости, удовлетворительного фугасного и бризантного действия их широко применяли для снаряжения многих видов боеприпасов; по тем же причинам они находят широкое, а в России – почти исключительное применение для промышленных взрывных работ.

2.6.4 Метательные ВВ

2.6.4.1 Дымный порох

Состав и компоненты дымного пороха. Средний состав дымного пороха: 75 % селитры (большей частью калиевой), 15 % угля, 10 % серы.

Калиевая селитра малогигроскопична; это важное качество обеспечивает физическую стойкость (отсутствие увлажняемости) изготовленного из нее пороха. Температура плавления 334°С.

Натриевая селитра непригодна для изготовления военных порохов вследствие ее большой гигроскопичности.

Сера – твердое кристаллическое вещество светло-желтого цвета, нерастворимое в воде, температура плавления 114,5°С.

Уголь для производства пороха применяют древесный из мягких пород дерева, чаще крушинный или ольховый. Большое значение для качества угля имеет метод его приготовления, в первую очередь, степень обжига. В настоящее время применяют преимущественно уголь с содержанием углерода от 74 до 78 %.

О механизме взрывного превращения дымного пороха . Реакция между твердыми веществами протекает очень медленно. Исследование Боудена показало, что в начальной стадии процесса воспламенения дымного пороха происходит расплавление серы. Возникающий при этом тесный контакт жидкой серы с азотнокислым калием и органическими веществами, содержащимися в угле, приводит к увеличению скорости реакции до значений, характерных для взрывного превращения. При достижении нормальной скорости горения пороха выделяется количество теплоты, при котором становится возможным непосредственное окисление углерода азотнокислым калием.

Более трудная зажигаемость бессерного пороха объясняется тем, что жидкая фаза в таком порохе может возникнуть только при условии расплавления более высокоплавкой селитры (температура плавления калиевой селитры 334°С).

Свойства дымного пороха. Дымный порох имеет аспидно-серый цвет и матовый глянец, большие зерна часто бывают от сине-черного до серо-черного цвета с металлическим блеском. По чувствительности к удару дымный порох относится к числу безопасных в обращении ВВ (отказ – при падении груза в 10 кг с высоты 35 см, взрывы при высоте падения груза 45 см).

Чувствительность дымного пороха к пламени и даже к незначительной искре, возникшей при ударе между металлическими предметами, является причиной большой опасности при обращении с ним.

Применение дымного пороха. В настоящее время дымные пороха применяют:

а) для снаряжения дистанционных трубок (трубочные пороха);

б) для изготовления столбиков, служащих для передачи огня вышибному заряду в шрапнелях;

в) в качестве вышибного заряда в шрапнелях, зажигательных и осветительных снарядах;

г) для изготовления замедлителей и усилителей луча пламени в трубках и взрывателях;

д) для изготовления пороховых лепешек в капсюльных втулках;

е) для изготовления воспламенителей зарядов из нитроцеллюлозных порохов и пиротехнических изделий;

ж) для изготовления огнепроводного шнура.

Кроме того, дымный порох применяют в охотничьем оружии и для некоторых видов горных работ (добыча штучного камня).

2.6.4.2 Нитроцеллюлозные пороха

Характерным видом взрывного превращения порохов является горение, не переходящее в детонацию в условиях выстрела. Известно, что скорость горения пороха увеличивается с повышением давления. Тем не менее, даже при стрельбе из орудия, где возможно повышение давления до 3000 . 10 5 Н/м 2 (3000 кгс/см 2), увеличение скорости горения пороха не представляет опасности в отношении повреждения ствола.

Изучение горения нитроцеллюлозных порохов при повышенных давлениях привело к формулировке основных положений закона горения этих порохов:

1) воспламенение пороха в замкнутом объеме происходит мгновенно;

2) горение протекает параллельными слоями с одинаковой скоростью со всех сторон порохового элемента.

Это позволяет путем выбора формы и размеров пороховых элементов управлять притоком газов и обеспечивать получение необходимых баллистических показателей выстрела.

Компоненты нитроцеллюлозных порохов. Нитроцеллюлозные пороха получили наименование от основного своего компонента – нитроцеллюлозы. Именно нитроцеллюлозой, соответствующим
образом пластифицированной и уплотненной, обусловлены основные свойства, характерные для нитроцеллюлозных порохов.

Для превращения нитроцеллюлозы в порох необходим прежде всего растворитель (пластификатор).

Для сообщения пороху ряда специальных свойств применяют добавки: стабилизаторы, флегматизаторы и другие.

Нитроцеллюлоза. Для производства нитроцеллюлозы применяют целлюлозу, которая содержится в хлопке, древесине, льне, пеньке, соломе и т.п. в количестве от 92…93 % (хлопок) до 50…60 % (древесина). Для изготовления высококачественной нитроцеллюлозы
применяют чистую целлюлозу, получаемую из указанного растительного сырья специальной химической обработкой.

Нитрование целлюлозы ведут не чистой азотной кислотой, а ее смесью с серной кислотой. Взаимодействие целлюлозы с азотной кислотой сопровождается выделением воды. Вода разбавляет азотную кислоту, что ослабляет ее нитрующее действие. Серная же кислота связывает выделившуюся воду, которая уже не может препятствовать этерификации.

Чем крепче кислотная смесь, т.е. чем меньше в ней воды, тем больше степень этерификации целлюлозы. Соответствующим выбором состава кислотной смеси можно получить нитроцеллюлозу с заданной степенью этерификации.

Стабилизаторы. В качестве стабилизатора в пироксилиновых порохах применяют дифениламин. Стабилизующее действие дифениламина основано на том, что он легко взаимодействует с первичными продуктами разложения нитроцеллюлозы – окислами азота, азотистой и азотной кислотой, образуя химически стойкие нитрозо- и нитросоединения.

В порохах на труднолетучем растворителе в качестве стабилизатора применяют производные мочевины – централиты.

Флегматизаторы – вещества, уменьшающие скорость горения поверхностных слоев пороховых элементов. В качестве флегматизатора применяют, например, камфору. Камфора представляет собой твердое летучее вещество со специфическим запахом; трудно растворяется в воде, хорошо растворяется в спирте.

Графит. Мелкозернистые и пластинчатые пороха покрывают тонким слоем графита, чтобы устранить электризацию порохов и слипание зерен; кроме того, графитовка повышает гравиметрическую плотность. Так, например, графитовкой удалось повысить гравиметрическую плотность винтовочного пороха с 0,5 до 0,7 кг/дм 3 , при этом вместимость гильзы увеличилась с 2,5 до 3,48 г пороха.

Свойства нитроцеллюлозных порохов. Баллистические свойства порохов оценивают по начальной скорости снаряда, максимальному давлению пороховых газов и вероятному отклонению начальных скоростей в серии выстрелов. Способность пороха сохранять постоянство этих трех величин при длительном хранении называют баллистической стабильностью пороха.

1 общая характеристика направления подготовки дипломированного специалиста «химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий»

Государственный образовательный стандарт

Нормативный срок освоения основной образовательной программы подготовки дипломированных специалистов по направлению «Химическая технология энергонасыщенных материалов и изделий» при очной форме обучения 5,5 лет.

Временные требования к основной образовательной программе послевузовского профессионального образования по отрасли 05 00 00 Технические науки

Документ

1.1. Временные требования к основной образовательной программе послевузовского профессионального образования (далее – Временные требования) по отрасли наук Технические науки вводятся в соответствии с постановлением Правительства Российской

4 содержание подготовки выпускников 4 1 соответствие разработанных проп и учебно-методической документации требованиям гос

Основная образовательная программа

Подготовка специалистов осуществляется в соответствии с лицензией А № 3 от 30.12.2002 г. по следующим основным профессионально-образовательным программам, представленным в табл.

Общероссийский классификатор специальностей по образованию ок 009-2003 (принят и введен в действие постановлением госстандарта рф от 30 сентября 2003 г n 276-ст) (с изм и доп 1/2005) (с изменениями от 31 марта 2010 г) russian classification

Регламент

Общероссийский классификатор специальностей по образованиюОК 009-2003(принят и введен в действие постановлением Госстандарта РФ от 30 сентября 2003 г. N 276-ст)(с изм.

Самостоятельная работа студентов (9)

Самостоятельная работа

Самостоятельная работа студентов: методические рекомендации по дисциплине ОПД.Ф.13 «Основы технологической безопасности энергонасыщенных материалов» для студентов специальности 240301.

РУКОВОДСТВО

ПОДРЫВНЫМ РАБОТАМ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Подрывные работы, т.е. работы, выполняемые при помощи взрывчатых веществ, являются одной из отраслей военно-инженерного дела и входят в состав основных мероприятий инженерного обеспечения боевых действий войск.

2.Подрывные работы ведутся:

При устройстве инженерных заграждений;

Для быстрого разрушения (подрывания) объектов;

При устройстве проходов в инженерных загражде­ниях, завалах, обвалах и т.п.;

При уничтожении невзорвавшихся боеприпасов;

При разработке грунтов;

Для устройства майн при оборудовании переправ на замерзших водных преградах;

При ведении работ по защите мостов и гидротех­нических сооружений во время ледохода и при выпол­нении других задач инженерного обеспечения.

3. Подрывные работы производятся по приказам командиров и начальников и под руководством назна­чаемых ими офицеров или сержантов, которые во время выполнения поставленных задач именуются руково­дителями подрывных работ.

Подразделения, назначенные для выполнения подрыв­ных работ, разбиваются на расчеты, каждому из которых поручается какая-либо одна определенная работа (на­пример, вязка и укладка зарядов или изготовлением про­кладка взрывных сетей и т.п.). В каждом расчете в ка­честве старшего назначается сержант или ефрейтор.

Руководитель подрывных работ должен формировать расчеты и ставить им задачи так, чтобы все работы на объекте были выполнены по возможности одновременно и чтобы готовность к производству взрыва была обес­печена в заданный срок.

4. Подрыванием объектов может быть обеспечена любая степень их разрушения, которая зависит от обста­новки, а также от имеющихся в наличии сил и средств, и в отношении каждого важного сооружения опреде­ляется начальниками, отдающими приказания на про­изводство подрывных работ.

В некоторых случаях разрушение тех или иных объ­ектов может быть произведено без применения взрыв­чатых веществ механическим способом или путем сжи­гания.

5.В целях экономии времени на производство под­рывных работ подрывание объектов в некоторых слу­чаях может осуществляться минимальным количеством отдельных зарядов, взрываемых с использованием наи­более простых взрывных сетей.

Для ускорения подготовки объектов к подрыванию руководители подрывных работ должны заблаговре­менно, до выхода подразделений на объекты, организо­вать работы по изготовлению зарядов и взрывных се­тей, по подготовке средств и приспособлений для кре­пления зарядов и пр.

6. Заряды и взрывные сети должны размещаться и крепиться на подрываемых объектах так, чтобы их со­хранность при ядерных взрывах была обеспечена во всех случаях, когда сами объекты этими взрывами не разрушаются.

Выполнение данного требования в наибольшей степени обеспечивается применением зарядов в проч­ных оболочках и надежным креплением их к подрывае­мым объектам, а также укрытым расположением заря­дов и взрывных сетей за элементами подрываемых кон­струкций в специально выделываемых для этих целей колодцах, нишах, бороздах и т. п.

7.В целях обеспечения безотказности взрыва зарядов, размещенных на подрываемых объектах, необходимо:

Применять соответствующие конкретной обста­новке способы взрывания;

Дублировать (на наиболее важных объектах - многократно) взрывные сети и способы взрывания;

Зарывать в грунт или защищать от повреждений другими способами (прокладкой в трубах и коробах, размещением внутри подрываемых конструкций и т.п.) провода, шнуры и другие элементы взрывных сетей;

Обеспечивать управление взрывом на каждом важном объекте с двух или с большего количества пунктов (подрывных станций);

Размещать подрывные станции в укрытиях;

Предусматривать грозозащитные меры для элек­тровзрывных сетей.

8. При подготовке к подрыванию особо важных объектов, кроме перечисленных в ст. 7 мер безотказно­сти взрыва, необходимо предусматривать организацию обороны объектов с целью недопущения захвата их про­тивником, а также создание и содержание в постоянной готовности резервов взрывчатых веществ и средств взрывания на автомобилях и вертолетах.

Организация обороны подготовленных к под­рыванию объектов должна обеспечиваться заблаговре­менным устройством фортификационных сооружений на подступах к этим объектам и своевременным назначе­нием соответствующих подразделений для занятия по­зиций при появлении противника.

Резервы взрывчатых веществ и средств взрыва­ния должны состоять из заблаговременно подготовлен­ных зарядов, обеспечивающих минимально необходимую степень разрушения объектов, и простых заблаговре­менно изготовленных взрывных сетей. Резервы должны располагаться в хорошо замаскированных укрытиях; удаление резервов от объектов подрывания должно исключать уничтожение их при разрушении объектов и обеспечивать их своевременное применение.

9.В целях создания наибольших затруднений про­тивнику при восстановлении им разрушенных сооруже­ний необходимо наряду с подготовкой объектов к под­рыванию непосредственно при отходе своих войск уста­навливать в них объектные мины для производ­ства многократных повторных разрушений.

10.Заблаговременная подготовка объектов к под­рыванию в зависимости от обстановки и поставленной задачи может выполняться по одной из двух степеней готовности:

- по первой степени готовности , при ко­торой заряды, взрывные сети и объектные мины уло­жены на предназначенные для них места, детонаторы вставлены в заряды, механизмы замедления мин приве­дены в действие, произведены забивка зарядов (если она предусмотрена) и маскировка мин и взрывных се­тей; для производства взрыва необходимо только подать команду «Огонь»;

- по второй степени готовности , при которой заряды, взрывные сети и объектные мины уло­жены на предназначенные для них места, но детонаторы в заряды не вставлены, а механизмы замедления мин не приведены в действие; для перехода к первой степени готовности необходимо вставить детонаторы в заряды, привести в действие механизмы замедления, а в ряде слу­чаев еще произвести забивку зарядов и маскировку мин.

При благоприятных условиях до подготовки объек­тов к разрушению по первой или второй степени готов­ности необходимо провести рекогносцировку объектов, наметить места расположения зарядов и объектных мин, произвести выделку зарядных и минных устройств, под­готовить, замаркировать и завезти на полевые склады вблизи объектов все заряды, мины и взрывные сети, тщательно замаскировав их.

11. Подготовка объектов к подрыванию при ограни­ченном времени на выполнение работ должна произво­диться только по первой степени готовно­сти и с таким расчетом, чтобы в случае необходимо­сти наиболее важные части сооружения можно было бы подорвать, не ожидая полного окончания всех работ по закладке зарядов и устройству взрывных сетей.

12. В боевых условиях производство подрывных ра­бот должно организовываться с учетом возможности химического и радиоактивного зараже­ния местности в районах ведения работ.

В целях обеспечения возможности выполнения работ на зараженной местности личный состав подразделений должен всегда иметь при себе индивидуальные средства защиты и уметь своевременно применять их.

13. При выполнении подрывных работ должны со­блюдаться меры предосторожности , изложенные в гл. XIV. Весь личный состав подразделений, назначен­ных на подрывные работы, должен хорошо знать пра­вила ведения этих работ и меры предосторожности, а руководители подрывных работ обязаны проверять знание этих правил и мер личным составом и системати­чески контролировать их выполнение в ходе работ.

ГЛАВА I

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

14. Взрывчатыми веществами (ВВ) называются хи­мические соединения или смеси, которые под влиянием определенных внешних воздействий способны к бы­строму самораспространяющемуся химическому превра­щению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, произ­водят механическую работу. Такое химическое превра­щение ВВ принято называть взрывчатым превра­щением.

15. Взрывчатое превращение в зависимости от свойств взрывчатого вещества и вида воздействия на него может протекать в форме взрыва или горения .

Взрыв распространяется по взрывчатому, веществу с большой переменной скоростью, измеряемой сотнями или тысячами метров в секунду. Процесс взрывчатого превращения, обусловленный прохождением ударной волны по взрывчатому веществу и протекающий с постоянной (для данного вещества при данном его состоянии) сверхзвуковой скоростью называется детонацией .

В случае снижения качеств ВВ (увлажнение, слеживание) или недостаточного начального импульса дето­нация может перейти в горение или совсем затухнуть. Такая детонация заряда ВВ называется неполной .

Горение - процесс взрывчатого превращения, обус­ловленный передачей энергии от одного слоя взрывчатого вещества к другому путем теплопроводности и излучения тепла газообразными продуктами.

Процесс горения ВВ (за исключением инициирующих веществ) протекает сравнительно медленно, со скоростями, не превышающими нескольких метров в секунду.

Скорость горения в значительной степени зависит от внешних условий и в первую очередь от давления в окружающем пространстве. С увеличением давления скорость горения возрастает; при этом горение может в некоторых случаях переходить во взрыв или в детонацию. Горение бризантных ВВ в замкнутом объеме, как правило, переходит в детонацию.

16. Возбуждение взрывчатого превращения ВВ на­зывается инициированием . Для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:

Механическим (удар, накол, трение);

Тепловым (искра, пламя, нагревание);

Электрическим (нагревание, искровой разряд);

Химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);

Взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).

17.Все ВВ, применяемые при производстве подрыв­ных работ и снаряжении различных боеприпасов, де­лятся на три основные группы:

Инициирующие ВВ;

Бризантные ВВ;

Метательные ВВ (пороха).

18. ВВ в зависимости от их природы и состояния об­ладают определенными взрывчатыми характе­ристиками . Наиболее важными из них являются:

Чувствительность к внешним воздействиям;

Энергия (теплота) взрывчатого превращения;

Скорость детонации;

Бризантность;

Фугасность (работоспособность).

Количественные значения основных характеристик некоторых ВВ и способы их определения приведены в приложении 1.

ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

19.Инициирующие ВВ обладают высокой чувстви­тельностью к внешним воздействиям (удару, трению и воздействию огня). Взрыв сравнительно небольших количеств инициирующих ВВ в непосредственном кон­такте с бризантными ВВ вызывает детонацию по­следних.

Вследствие указанных свойств инициирующие ВВ применяются исключительно для снаряжения средств инициирования (капсюлей-детонаторов, капсюлей-вос­пламенителей и др.).

К инициирующим ВВ относятся: гремучая ртуть, азид свинца, тенерес (ТНРС). К ним могут быть отне­сены и так называемые капсюльные составы, взрыв ко­торых может использоваться для возбуждения детона­ции инициирующих ВВ или для воспламенения порохов и изделий из них.

20.Гремучая ртуть (фульминат ртути) представляет собой мелкокристаллическое сыпучее вещество белого или серого цвета. Она ядовита, плохо растворяется в холодной и горячей воде.

К удару, трению и тепловому воздействию гремучая ртуть наиболее чувствительна по сравнению с другими инициирующими ВВ, применяемыми на практике. При увлажнении гремучей ртути ее взрывчатые свойства и восприимчивость к начальному импульсу понижаются (например, при 10% влажности гремучая ртуть только горит, не детонируя, а при 30% влажности не горит и не детонирует). Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов и капсюлей-воспламенителей.

Гремучая ртуть при отсутствии влаги не взаимодей­ствует химически с медью и ее сплавами. С алюминием же она взаимодействует энергично с выделением тепла и образованием невзрывчатых соединений (происходит разъедание алюминия). Поэтому гильзы гремучертутных капсюлей изготовляются из меди или мельхиора, а не из алюминия.

21.Азид свинца (азотистоводороднокислый свинец) представляет собой мелкокристаллическое вещество бе­лого цвета, слабо растворяющееся в воде.

К удару, трению и действию огня азид свинца менее чувствителен, чем гремучая ртуть. Для обеспечения на­дежности возбуждения детонации азида свинца дей­ствием пламени его покрывают слоем тенереса. Для воз­буждения детонации в азиде свинца посредством накола его покрывают слоем специального накольного состава.

Азид свинца не теряет способности к детонации при увлажнении и низких температурах; инициирующая спо­собность его значительно выше, чем инициирующая спо­собность гремучей ртути. Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов.

Азид свинца химически не взаимодействует с алюми­нием, но активно взаимодействует с медью и ее спла­вами, поэтому гильзы капсюлей, снаряжае­мых азидом свинца, изготовляются из алюминия, а не из меди .

22.Тенерес (тринитрорезорцинат свинца, ТНРС) представляет собой мелкокристаллическое несыпучее ве­щество темно-желтого цвета; растворимость его в воде незначительна.

Чувствительность тенереса к удару ниже чувстви­тельности гремучей ртути и азида свинца; по чувстви­тельности к трению он занимает среднее место между гремучей ртутью и азидом свинца. Тенерес достаточно чувствителен к тепловому воздействию; под влиянием прямого солнечного света он темнеет и разлагается. С металлами тенерес химически не взаи­модействует .

Ввиду низкой инициирующей способности тенерес не имеет самостоятельного применения, а используется в некоторых типах капсюлей-детонаторов с целью обеспечения безотказности инициирования азида свинца.

23.Капсюльные составы, используемые для снаря­жения капсюлей-воспламенителей, представляют собой механические смеси ряда веществ, наиболее распростра­ненными из которых являются гремучая ртуть, хлорат калия (бертолетова соль) и трехсернистая сурьма (антимоний).

Под действием удара или накола капсюля-воспламе­нителя происходит воспламенение капсюльного состава с образованием луча огня, способного воспламенить по­рох или вызвать детонацию инициирующего ВВ.

47. В зависимости от применения взрывчатые вещества разделяются

В зависимости от применения взрывчатые вещества разделяются на три большие группы: инициирующие, дробящие, метательные (пороха).

Инициирующие ВВ отличаются тем, что обычной формой их взрывчатого превращения является полная детонация. Инициирующие ВВ наиболее чувствительны к внешним воздействиям и легко взрываются от незначительного удара, накола, луча пламени и т.д. Они идут преимущественно на изготовление всевозможных воспламенителей и снаряжение капсюлей, применяемых для инициирования взрывчатых превращений других ВВ. Для снаряжения патронных капсюлей-воспламенителей большей частью используется ударный состав (смесь гремучей ртути, бертолетовой соли и антимония).

К инициирующим взрывчатым веществам относятся:

Гремучая ртуть;

Азид свинца;

ТНРС (тринитрорезорцинат свинца, стифнат свинца).

Дробящими (бризантными) ВВ называются такие, которые при относительной безопасности в обращении безотказно детонируют. Взрывают их капсюлями инициирующих ВВ. Скорость взрывчатого превращения бризантных ВВ достигает нескольких сот метров в секунду. Применяются они в качестве разрывных зарядов снарядов, авиационных бомб, мин и гранат.

Бризантные ВВ делятся на 3 группы:

а) ВВ повышенной мощности (ТЭН (тетранитропентаэритрит, пентрит); гексоген (триметилентринитроамин); тетрил (тринитрофенилметилнитроамин);

б) ВВ нормальной мощности (тротил (тринитротолуол, тол, ТНТ); пикриновая кислота (тринитрофенол); пластичные ВВ (пластиды);

в) ВВ пониженной мощности (аммиачная селитра; аммиачноселитренные ВВ(аммониты, динамиты).

Также к бризантным ВВ относятся нитроглицерин и др.

Нитроглицерин представляет собой маслянистую бесцветную жидкость. По свойствам довольно нестабилен и может с детонировать при ударе, поэтому применяется нечасто.

Динамит представляет собой абсорбирующий материал, вымоченный в нитроглицерине. После этого он оборачивается в лощеную бумагу. Со временем капли жидкого нитроглицерина появляются на его поверхности, и он становится менее устойчивым. Когда нитроглицерин начинает выделяться из него, бруски превращаются в жирное месиво и становятся очень опасными в обращении. Большинство других взрывчатых веществ также “потеют”, и мокрые пятна на пакете являются верным признаком того, что в нем может быть взрывное устройство.

Метательными ВВ, илипорохами , называются такие, взрывчатые превращения которых носят характер быстрого горения, протекающего большей частью со скоростью нескольких метров в секунду. Пороха используются во всех видах огнестрельного оружия в качестве источника энергии, необходимой для сообщения пуле (снаряду) движения. Поэтому из всех видов ВВ пороха представляют для стрельбы наибольший интерес, что требует, хотя бы в общих чертах, ознакомления с их свойствами и особенностями.

Пороха по составу, физическим и химическим свойствам подразделяются на дымные (механические смеси) и бездымные (коллоидные).

Дымный, или черный порох по сравнению с другими видами известных в настоящее время метательных ВВ в баллистическом отношении невыгоден и в отношении работы малопродуктивен; после взрыва его пороховые газы увеличивают свой объем лишь в 280-300 раз по сравнению с первоначальным объемом заряда.

В качестве зарядов также могут быть использованы тротиловые шашки (75 г, 200 г и 400 г), ящики с тротиловыми шашками массой по 25 кг, брикеты из пластичного взрывчатого вещества или другие стандартные заряды военного назначения (сосредоточенные, удлиненные, кумулятивные). В зависимости от назначения взрывного устройства в качестве заряда могут быть использованы емкости с дымным и бездымным порохом.