9 квіт. 2023 р.Читати 7 хв

COMBATE ENGINEER. Вибух.

Поняття про вибух

ВИБУХ - процес швидкого фізичного або хімічного перетворення речовини, що супроводжується переходом його потенціальної енергії в механічному роботу.

Вибух виникає в результаті стискування невеликої частини ВР. При цьому в вибуховій речовині утворюється хвиля стискання - УДАРНА ХВИЛЯ. Різке стискання може бути внаслідок удару або вибуху іншої ВР.

Необхідною умовою вибуху є :

1. Велика швидкість, з якою ВР перетворюється в газоподібні продукти. Швидкість вибухового перетворення може досягати 9-10 км/сек. (при швидкості детонації для тротилу 6900 м/ сек. та довжині тротилового заряду 25 см детонація його закінчиться на протязі 0,25/6900 = 36 мікросекунд).

2. Виділення тепла при хімічних реакціях. Для сучасних ВР теплота вибухового перетворення складає 400-3000 Ккал/ кг. (при вибуховому перетворені 1кг тротилу виділяється близько 1000 ккал тепла).

З. Створення газоподібних продуктів. Під час вибуху 1кг ВР виділяється 500-1000 літрів газів.

Форми вибухової хімічної реакції:

Детонація - процес, при якому вибухове хімічне перетворення збуджується ударною хвилею, яка рухається по вибуховій речовині із понадзвуковою постійною швидкістю.
Горіння - процес, який зумовлений передачею енергії 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 - називається більша, або менша здатність їх до вибухового перетворення під впливом зовнішніх дій.
Енергія (теплота) вибухового перетворення - ці показники вибухового перетворення, знаходяться в прямі залежності одна від однієї, тому кількість теплоти яка виділяється є важливою енергетичною характеристикою ВР, яка в свою чергу визначає його «роботоспроможність». Тобто чим більше виділено теплоти, тим більше температура нагріву продуктів вибуху, тим більше тиск, відповідно вплив продуктів вибуху на оточуюче середовище.
Швидкість детонації - Від неї залежить швидкість процесу вибухового перетворення, відповідно і час на протязі якого утворюється вся енергія питома тій або іншій ВР. Для однієї ВР швидкість може бути різною та залежить від: хімічного складу та структури ВР; густини ВР ; діаметру маси ВР (при збільшенні діаметру вище «критичного» швидкість поступово зростає.
Бризантність - здатність ВР дробити під час вибуху предмети, які з ним контактують (залізо, гірські породи та ін.). Бризантність ВР залежить від швидкості детонації; чим більша швидкість детонації, тим більша бризантність даної ВР. Бризантність відповідає тільки малі частки імпульсу (над атмосферний тиск який є складовою повної роботи вибуху).
Фугасність (працездатність) - вибухової речовини проявляється у формі викиду ґрунту з вирв та виїмок, утворенні порожнин у ґрунті та скальних породах і їх рихленню. Фугасність відповідає повному імпульсу роботи вибуху.

Ініціюючі вибухові речовини

Ініціюючі вибухові речовини призначені для збудження вибуху або горіння в міні, вибуховому або пороховому заряді.

Гримуча ртуть - білий або сірий кришталевий порошок. Вона легко вибухає від незначного удару, дуже чутлива до накалювання і вимагає дуже обережного поводження з нею. Вода зменшує чутливість гримучої ртуті до всіх видів початкового імпульсу. При зволоженні 10% води гримуча ртуть горить, не вибухаючи, а при 30% води і не горить і не детонує.

В присутності вологи гримуча ртуть досить активно взаємодіє з деякими металами. 3 алюмінієм вона взаємодіє енергійно з виділенням тепла і утворенням невибухових з’єднань.

Отже, гримучу ртуть неможливо розміщувати в алюмінієву оболонку. Залізо і мідь допускають до виготовлення оболонок гримучортутних виробників, але від зіткнення з гримучою ртуттю вони повинні бути захищені лаком або нікелевим покриттям.

Гримуча ртуть в даний час застосовується для спорядження капсулів-детонаторів, електродетонаторів і в капсульному складі, які йдуть на спорядження капсулів - запалювачів.

Азид свинцю - білий кришталевий порошок, негігроскопічний. До биття, тертя, особливо до накалювання та проміння вогню менш чутливий, ніж гримуча ртуть, а за ініціюючою здатністю значно перевершує її. Наприклад, для ініціювання 1г тетрилу необхідно 0,29г гримучої ртуті і тільки 0,025г азиду свинцю. Для збудження детонації азиду свинцю за допомогою накалювання його покривають шаром спеціального накалювального складу а для дії вогню його покривають шаром тенереса.

Азид свинцю не втрачає здатність детонувати і в вологому стані. З алюмінієм азид свинцю не діє. Для поліпшення сипучості у нього вводять невелику кількість парафіну і гранулюють його. Гранульований азид свинцю ліпше пресується, краще вимірюється за об'ємом. Порівняно невелика чутливість свинцю і велика ініціююча здатність дозволили широко застосовувати його для виготовлення капсулів-детонаторів, таких як КД-№ 8А, ЕДП, ЕЗ.

Тенерес (ТНРС – тринітрорезорцінат) – дрібнокришталевий порошок жовтого кольору, мало гігроскопічний, практично не розчинюється у воді, не взаємодіє з металом, тому може бути розміщений в будь-яку металеву оболонку.

ТНРС дуже чутливий до теплової дії, особливо до проміння вогню і цим відрізняється від інших ініціюючих ВР. Від проміння вогню, навіть від іскри, ТНРС безвідмовно спалахує і детонує, дає при цьому дуже велике полум’я.

Ініціююча здатність його значно менша, ніж у гримучої ртуті, навіть 2 грами ТНРС не можуть визвати детонації тетрилу. Роз'яснюється це тим, що ТНРС має невелику величину прискорення вибухового перетворення. Чутливість ТНРС до биття в 6 разів менша, ніж у гримучої ртуті, і в 2 рази менша, ніж у азиду свинцю. У зв’язку з низькою ініціюючою здатністю ТНРС не має самостійного застосування, а використовується в азидних променевих капсулях-детонаторах як добавка, полегшення збудження детонації азиду свинцю, а також у запалювальних складових піропатронів.

Бризантні вибухові речовини

Назва “бризантні речовини” в перекладі з французької мови означає “той, що розбиває”, “той, що дробить”. Такою назвою вони зобов’язані характеру руйнівної дії при вибуху, а саме дробленню близько розміщених предметів.

Бризантні ВР на відміну від ініціюючих не детонують від звичайних початкових імпульсів таких, як іскра або луч полум’я. Збудження в них детонації необхідний початковий імпульс невеликої кількості ініціюючої ВР, іноді при зниженій чуйності та вибуху так названого проміжного детонатора або більш чуйної речовини яка вибухає в свою чергу від ініціюючої ВР.

Порівняно невелика чутливість бризантних ВР до биття, тертя, теплової дії, а також і достатня безпечність обумовлює зручність їх практичного застосування. Так в великій кількості вони застосовуються для спорядження боєприпасів – артилерійських пострілів, мінометних мін, авіаційних бомб та інженерних мін тощо.

Бризантні ВР застосовуються в чистому вигляді, а також у вигляді сплавів і сумішей.

За потужністю бризантні вибухові речовини розподіляються на три групи:

підвищеної потужності;
нормальної потужності;
заниженої потужності.

Бризантні вибухові речовини підвищеної потужності

Тен - [C(CH2ONO2)4] або тетранітропентаеритрит, являє собою кристалічну речовину, негігроскопічну і нерозчинну у воді, добре - в ацетоні. Добре пресується до щільності 1,7, з металами хімічно не діє. При спалюванні тена горіння може перейти в детонацію. При прострілі кулею гвинтівки вибухає.

Гексоген - [C3H6(NO2)3N3] або триметилентринітрамін, являє собою дрібнокристалічну речовину білого кольору, флегматизований - помаранчевого кольору. Температура плавлення чистого гексогену 203ºС, флегматизованого - 201ºС. Плавиться з розпадом.

Гексоген широко застосовується в суміші з тротилом, створюючи сплави ТГ. Вони виготовляються в основному у відношенні 40/50 (ТГ-40), 50/50 (ТГ-50), 70/30(ТГ-70), з показником відсоткового змісту в них тротилу та гексогену. Для виготовлення вказаних сплавів тротил плавиться і в нього вводиться та ретельно розмішується порошкоподібний гексоген.

Гексоген негігроскопічний і практично не розчиняється у воді, погано - у спирті, добре - в ацетоні. З металами не взаємодіє. Розбавлені луги та кислоти на гексоген не діють. Концентрована сірчана кислота розкладає гексоген. Концентрована азотна кислота розчиняє його без розпаду.

Широке застосування гексоген знайшов у сплавах з іншими вибуховими речовинами.

Існує суміш МС, вона вміщує: 54-58% - гексогену; 16-21 % - тротилу; 9-12 % - алюмінієвої пудри; 5-7% - флегматизатора.

За зовнішнім виглядом - однорідна, негігроскопічна маса світло-коричневого кольору з оранжевим відтінком і окремими сріблястими цятками алюмінієвої пудри.

Продукт А-ІХ-1 являє собою флегматизований гексоген і складається з: 94-95 % - гексогену; 5-6 % - флегматизатора, до якого входять церезин, стеарин та барвник помаранчевого кольору.

Склад А-IX-1 - однорідна, порошкоподібна, негігроскопічна, сипуча речовина помаранчевого кольору яка використовується для спорядження боєприпасів шляхом заливання. Застосовується для виготовлення методом пресування додаткових детонаторів розривних зарядів до різноманітних кумулятивних боєприпасів, а також для виготовлення вибухового складу А-IX-2.

Продукт А-ІХ-2 складається з: 80% - продукту А-1Х-І; 20% - алюмінієвої пудри.

Ця суміш має сильну фугасну й гарну запалювальну дію. Застосовується переважно для виготовлення зарядів до боєприпасів осколково-фугасної дії різних типів та калібрів.

Тетрил - [C6H2(NO2)3N(NO2)CH3] або тринітрофенілметілнітроамін, являє собою кристалічну речовину яскраво жовтого кольору, без запаху, солону на смак, не гігроскопічну і не розчинну у воді.

Тетріл неможливо змішувати з аміачною селітрою за причиною виділення тепла, що може привести до спалахування суміші.

Від пострілу кулі тетрил вибухає. Тетрил горить енергійно синім полум'ям без кіптяви, а горіння може перейти в детонацію. З металами тетрил хімічно не взаємодіє.

Він застосовується для виготовлення проміжних детонаторів у різних боєприпасах, для спорядження деяких типів капсулів-детонаторів і деколи флегматизований тетрил застосовують в якості вибухового заряду в малокаліберних снарядах.

Тротил - [C6H2(NO2)3CH3] або тринітротолуол (деколи застосовується назва тол, а за кордоном тритолом, скорочено ТНТ), являє собою кристалічний порошок жовтого кольору з сіруватим відтінком; при пресуванні або виготовленні його у вигляді лінз (чешуйки) приймає кремово-сірий колір при цьому у разі плавлення після затвердіння стає коричневого кольору з блискучим зломом. Є - основною бризантною ВР, яка застосовується для підривних робіт.

Тротил негігроскопічний і практично не розчиняється у воді. При довгому знаходженні у воді зберігає здатність вибухати від капсуля-детонатора, не знижуючи свої вибухові та енергетичні характеристики. З металами тротил не взаємодіє, розчиняється в спирті, бензині, ацетоні, сірчаній і азотній кислоті.

Хімічна стійкість тротилу дозволяє довгий час зберігати його в неопалених приміщеннях у герметичній укупорці, але в закритій тарі (ящиках), так як під дією сонячного світла поверхневий шар тротилу приймає бурий колір і його чутливість до зовнішніх дій підвищується.

Тротил застосовується для спорядження практично всіх видів проміжних детонаторів боєприпасів.

Для спорядження боєприпасів тротил застосовують не тільки в чистому вигляді, але і в сплавах з іншими ВР (гексогеном, тетрилом).

Широко застосовується для спорядження снарядів артилерії, мін, торпед, авіабомб, ручних та протитанкових гранат і різноманітних підривних засобів.

Для проведення вибухових робіт тротил, як правило застосовується у вигляді пресованих підривних шашок розмірами: 50х50х100мм і вагою 400 г; 25 х50х100 мм і вагою 200г; бурових (циліндричних) довжиною 70мм, діаметром 300мм, вагою 75г.

Пластичні суміші - виготовляються шляхом механічного змішування сипучої ВР з пластичними речовинами, або желатинізацією ВР. Пластичними речовинами в даному випадку виступають високов'язкі вуглеводні: вазелін, згущені мінеральні масла, згущене касторове масло тощо.

Пластична ВР «Пластит-4», являє собою однорідну тістоподібну масу світло-кремового кольору, щільністю 1,4. Пластит виготовляють з: 80% - порошкоподібного гексогену; 20% - спеціального пластифікатора (на основі синтетичного каучуку) шляхом їх ретельного змішування.

До удару, тертя і теплових дій, малочутливий (його чутливість трохи вища чутливості тротилу).З металами хімічно не взаємодіє.

Пластит-4 поступає у війська у вигляді брикетів розмірами 70х70х145 мм, вагою 1кг, що обгорнуті в папір. Брикети по 32 шт. упакуються в дерев’яні ящики. Пластичними ВР споряджаються деякі типи мін та І2 зарядів промислового виробництва, наприклад: СЗ-6М, СЗ-ІП, СЗ-4П.

ПВР-4 (ТУ 4238-63) - 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.

ПВР-5А (ТУ 167-71) - пластиліноподібна ВР від білого до кремового кольору, має характерний запах індустріального масла. Виготовлена на основі гексогену, індустріального масла та поліізобутилену (ПІБ). Застосовується у м’якій оболонці як підривний заряд.

ПВР-7 - зовнішній вигляд та якості аналогічні до ПВР-5А, колір сірий. Склад: гексоген, алюмінієва пудра, пластифікатор (індустріальне масло, ПІБ). Використовується для спорядження подовжених зарядів розмінування.

ПВР-12 має колір від коричнево-сірого до сіро-зеленого, специфічний запах - свіжої морської риби.

Використовується для спорядження кювет для облицювання танків, що є системою активної оборони АДО-009 - захист броні танка від кумулятивних снарядів.

Бризантні вибухові речовини нормальної потужності

Пікринова кислота - [C6H2(NO2)3OH] або тринітрофенол (деколи застосовується назва мелініт а в Японії – шимозе ), являє собою кристалічну речовину жовтого кольору, гірку на смак, подразнює дихальні шляхи. В теперішній час пікринова кислота втратила своє значення як ВР. При знешкодженні старих боєприпасів (часів ІІ світової війни) необхідно знати чи присутня в них дана ВР для попередження отруєння.