Характеристики и распознавание взрывчатых веществ и взрывных устройств

ОФОРМИТЬ ТИТУЛЬНЫЙ ЛИСТ

СДЕЛАТЬ СОДЕРЖАНИЕ

ПРОСТАВИТЬ НОМЕРА СТРАНИЦ

СДЕЛАТЬ НА ОТДЕЛЬНОМ ЛИСТЕ В КОНЦЕ РЕФЕРТА СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ (ОН УКАЗАН ПО ТЕКСТУ)

ВСТАВИТЬ РАСПЕЧАТАННЫЕ ИЛИ АККУРАТНО НАПИСАННЫЕ И ОФОРМЛЕННЫЕ ЛИСТЫ РЕФЕРАТА В ФАЙЛ РАЗМЕРА А-4

ОТДАТЬ ВСЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ОБЩЕГО СПИКА КОМАНДИРУ ГРУППЫ

КОМАНДИР ГРУППЫ ВСЕ ОФОРМЛЕННОЕ СДАЕТ В СЛЕДУЮЩЕМ ВИДЕ: ВСЕ РЕФЕРАТЫ И СВОЙ ТОЖЕ, С ОПИСЬЮ ВЛОЖЕНИЯ ВСТАВЛЯЕТ В ТОЛСТУЮ ОФИСНУЮ ПАПКУ НА ТОРЦЕ (СБОКУ НА ПАПКЕ) КОРОЙ УКАЗЫВАЕТ НОМЕР ГРУППЫ.

Примечание: если в группе больше личного состава то распечатываем два одинаковых реферата, но названия делаем разные.

Реферат № 1

Характеристики и распознавание взрывчатых веществ и взрывных устройств

2.1. Основные понятия о взрывчатых веществах

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.

Взрывчатые вещества весьма разнообразны по химическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию.

Большинство ВВ существуют при нормальных условиях в твердом состоянии, меньшее их число – в жидком состоянии, но и они также весьма разнообразны.

Взрывчатыми веществами могут быть и газы, например, смесь воздуха с метаном или парами бензина и т.п.

Простейшим ВВ является комбинация углерода и кислорода (C+O₂). Такое ВВ можно изготовить путем тщательного измельчения угля и распыления его в воздухе. После поджигания будет иметь место реакция взрыва. Из этого примера видно, что простейшим способом получения ВВ является механическое смешивание горючих веществ с кислородом. Взрывчатые смеси жидкого кислорода с органическими наполнителями (древесный уголь, мелкие опилки) получили название «оксиликвиты».

Оксиликвиты и подобные им ВВ имеют существенный недостаток – малый срок «жизни» вследствие быстрого испарения жидкого кислорода (воздуха). Это препятствует широкому применению оксиликвитов, а для некоторых целей, например, для снаряжения снарядов, делает их применение совершенно невозможным.

Указанный недостаток устранен в тех ВВ, в которых окислителем является твердые кислородосодержащие вещества, например, NH₄NO₃ (аммиачная селитра), KClO₄ (перхлорат калия) и др.

Широко применяется при получении ВВ и способ сочетания горючих элементов и кислорода, обеспечивающий идеальную равномерность состава. Способ заключается в получении химических соединений, молекулы которых содержат горючие элементы (углерод и водород) и кислород, например, тротил C₆H₂(NO₂)₃CH₃, нитроглицерин C₃H₅(ONO₂)₃CH₃ и др. Взрыв таких ВВ происходит за счет своих внутренних запасов кислорода.

Существуют такие ВВ, взрыв которых происходит не за счет реакции соединения горючих с кислородом, а за счет реакции распада. Примером таких ВВ является азид свинца Pb(N₃)₂, реакция взрывчатого превращения которого представляет собой распад его молекулы на свинец и азот. Наконец, возможны и комбинированные случаи, примером которого является гремучая ртуть.

По силе взрыва ВВ можно разделить на два типа:

– сильные ВВ (детонирующие), характеризующиеся высокой скоростью реакции и высоким давлением;

– слабые ВВ (воспламеняющиеся), сгорающие медленнее и развивающие более низкие давления.

Способность ВВ к взрывчатым превращениям определяется экзотермичностью химической реакции, высокой скоростью ее распространения, способностью к самораспространению и наличием газообразных продуктов реакции. Совокупность этих условий и придает превращению характер взрыва. Так, для тротила, или тринитротолуола, с плотностью кг/м³ удельная энергия взрывчатого превращения кДж/кг, скорость детонации м/с, объем газообразных продуктов взрыва на 1 кг ВВ, приведенный к нормальным физическим условиям, м³.

Таким образом, в результате взрывного превращения ВВ образуются газы, разогретые за счет тепловой энергии реакции до температуры в несколько тысяч градусов. Газообразные продукты взрыва благодаря большой скорости химической реакции практически занимают объем самого ВВ, то есть находятся в сильно сжатом состоянии. В результате максимальное давление при взрыве ВВ достигает нескольких тысяч атмосфер.

Влияние расширяющихся продуктов детонации на окружающую среду характеризуется бризантным и фугасным воздействием.

Бризантность означает способность ВВ производить при взрыве местное дробление твердой среды.

Бризантное действие проявляется лишь на близких расстояниях от места взрыва, где давление и плотность энергии продуктов детонации еще достаточно велики. Максимальный бризантный эффект наблюдается при непосредственном контакте заряда ВВ с преградой.

Фугасность означает способность ВВ производить разрушающие взрывные воздействия. Данное свойство главным образом зависит от скорости расширяющихся газов в окрестности точки взрыва.

Для сравнительной оценки поражающего действия ВВ их способность производить разрушающие взрывные воздействия сравнивают с аналогичной способностью тротила, фугасное и бризантное действие которого принимают за единицу.

2.2. Классификация взрывчатых веществ по практическому применению

В зависимости от практического применения, абсолютное большинство известных ВВ делятся на четыре основных группы:

а) инициирующие ВВ (ИВВ);

б) бризантные ВВ (БВВ);

в) метательные ВВ, или пороха;

г) пиротехнические составы.

Инициирующие ВВ (от латинского слова initium – начало) применяются для снаряжения средств инициирования (капсюлей-воспламенителей, капсюлей-детонаторов). Их основной признак – высокая чувствительность к простым внешним воздействиям (удар, накол).

Важнейшее свойство ИВВ – способность вызывать взрывчатое превращение в других ВВ. Так как ИВВ обладают способностью детонировать, непосредственно под влиянием внешних воздействий, то иногда их называют первичными ВВ.

К инициирующим ВВ относятся:

1) индивидуальные ВВ (гремучая ртуть – Hg(ONC)₂; азид свинца – Pb(N₃)₂; ТНРС, или тенерес, – C₆H(NO₂)₃O₂PbH₂O; тетразен – C₂H₈ON₁₀);

2) инициирующие смеси, например, ударный состав – Hg(ONC)₂+ KClO₃+ SbS₃.

Бризантные ВВ (от французского слова brisez - дробить) применяются для изготовления различных разрывных зарядов. От ИВВ они отличаются значительно меньшей чувствительностью к внешним воздействиям и большей разрушительной силой. Детонация их вызывается преимущественно при помощи ИВВ. Поэтому, в отличие от последних, их иногда называют вторичными ВВ.

К бризантным ВВ относятся:

1) индивидуальные БВВ: тротил (тринитролуол) – С₆H₂(NO₂)₃CH₃; тетрил – C₆H₂(NO₂)₃N(NO₂)CH₃; гексоген – C₃H₆N₃(NO₂)₃; динитробензол – C₆H₄(NO₂)₂; динитронафталин – C₁₀H₄(NO₂)₃; пикриновая кислота – C₆H₂OH(NO₂)₃; титрат аммония - C₆H₂(ONH₄)(NO₂)₃;

2) высокомолекулярные БВВ, например, нитрат целлюлозы, называемый пироксилином, а также азотнокислые эфиры спиртов: нитроглицерин – C₃H₅(ONO₂)₃; тетранитропентаэритрит (ТЭН) – С(CH₂ONO₂)₄; нитродигликоль – O(C₂H₄ONO₂)₄;

3) сложные БВВ, разделяемые в основном на две группы: аммиачно-селитренные ВВ – аммотолы А-80, А-60, А-50, А-40, а также динамоны, аммоналы и т.п., и взрывчатые смеси, например, ТГ-50 (50% тротила + 50% гексогена).

Метательные ВВ (пороха) служат для сообщения снаряду или пуле движения в канале ствола оружия, а также движения ракетам, имеющим РДТТ. Характерным признаком их взрывчатого превращения является горение, не переходящее в детонацию.

К метательным ВВ относятся:

1) пороха - механические смеси, состоящие из трех компонентов: горючее + окислитель + цементатор. Примером может служить дымные пороха и смесевые твердые ракетные топлива;

2) нитроцеллюлозные пороха представляющие собою гомогенные системы, являющиеся пластифицированными и уплотненными нитратами целлюлозы. В зависимости от типа растворителя, они подразделяются на пироксилиновые, баллиститные, тротиловые, кордитные, вискозные;

3) пороха-нитрополимеры, полученные реакцией полимеризации.

Пиротехнические составы по физической структуре являются механическими смесями, содержащими окислитель, горючее и добавки. Основным видом их взрывчатого превращения является быстрое горение. Сгорая, пиротехнические составы дают соответствующие эффекты. В зависимости от эффекта и применения они подразделяются на осветительные, сигнальные пламенные, трассирующие, зажигательные, дымовые, имитационные, воспламенительные и др.

2.3. Основные характеристики взрывчатых веществ

Основными характеристиками ВВ являются чувствительность к внешним воздействиям, энергия взрывчатого превращения, скорость детонации, бризантность, фугасность.

Чувствительностью ВВ называется их бóльшая или меньшая способность к взрывчатому превращению под влиянием внешних воздействий. Ее принято характеризовать минимальным количеством энергии, которое необходимо затра­тить для того, чтобы возбудить процесс взрывчатого превращения.

Наибольший практический интерес представляет чувствительность ВВ к удару. Определение чувствительности ВВ к удару производится при помощи приборов, называемых копрами. Испытание заключается в том, что на навеску ВВ, положенную на металлическую наковальню, сбрасывают с определенной вы­соты груз.

Чувствительность инициирующих ВВ характеризуют верх­ним и нижним пределами. Нижним пределом чувствительности называется максимальная высота сбрасывания данного груза, после проведения серии испытаний не происходит ни одного взрыва. Верхним пределом чувствительности называется минимальная высота сбрасывания того же груза, при которой каждое испытание оканчивается взры­вом. Нижний предел чувствительности характеризует безопасность инициирующих веществ, верхний – безотказность их действия от данного вида начального им­пульса.

Чувствительность бризантных ВВ характеризуют процентом взры­вов, полученных из 50-100 испытаний при сбрасывании груза массой 10 кг с высоты 25 см.

Под энергией взрывчатого превращения понимают количество тепловой энергии, которое выделяется при взрыве единицы массы (1 кг) взрывчатого вещества. Энергия взрывчатого превращения, выражаемая в Дж/кг, рассчи­тывается теоретически на основе анализа реакций взрывчатого превращения ВВ или опре­деляется опытным путем.

Опытное определение энергии взрывчатого превращения производится с по­мощью специальной калориметрической установки, внутри которой взрывается (сжигается) определенное количество испытуемого ВВ. В результате взрыва установка нагревается до некоторой температуры, фиксируемой специальным тер­мометром. По разности температур калориметрической установки с учетом ее массы и теплоемкости, а также массы испытуемого ВВ вычисляют энергию его взрывчатого превращения.

Определение скорости детонации производится различными методами. Наибо­лее простой метод основан на сравнении известной скорости детонации детони­рующего шнура со скоростью детонации испытуемого заряда (метод Дотриша).

Заряд испытуемого ВВ длиной 30-40 см помещается в трубу, че­рез боковую поверхность которой на строго определенном расстоянии один от другого вставляют концы отрезка детонирующего шнура. Средний участок шнура укладывают на свинцовую пластинку. На пластинке в месте, соответствующем середине шнура, делают риску.

Заряд ВВ взрывают с торца электродетонатором; детонационная волна, распространяясь вдоль заряда, вызывает детонацию сначала в одной, а затем в другой ветви детонирующего шнура. В месте встречи детонационных волн, проходящих по шнуру, на свинцовой пластинке по­лучается характерная отметка (углубление), отстоящая на расстоянии h от риски. Скорость детонации заряда в м/с определяется по формуле

,

где – скорость детонации детонирующего шнура, м/с; l – расстояние между концами детонирующего шнура в испытуемом заряде, м; h – расстояние между риской и отметкой на свинцовой пластинке, м.

Бризантность ВВ зависит от скорости детонации: чем больше скорость детонации, тем больше (при прочих равных условиях) бризантность данного вещества.

Мерой практической оценки бризантности условно принято считать величину обжатия свинцовых столбиков под действием взрыва определенной навески испытуемого ВВ (проба Гесса).

Определение бризантности по обжатию свинцовых столбиков производят сле­дующим образом.

Заряд испытуемого ВВ массой 50 г в порошкообразном состоянии помещают в цилиндрический бумажный патрон диаметром 40 мм и доводят его до плотности 1,0·10³кг/м³с одновременным образованием гнезда под электродето­натор. На патрон кладут картонный кружок с отверстием в центре для установки электродетонатора. Патрон устанавливают на стальную пластинку, которая укладывается на два свинцовых столбика высотой 30 мм и диаметром 40 мм каждый.

После установки патрона и крепления всей системы на массивной плите производят взрыв, в результате которого свинцовые столбики деформируются. Ве­личиной обжатия (уменьшением высоты свинцовых столбиков), выраженной в миллиметрах, и определяется бризантность испытуемого ВВ.

Фугасность ВВ характеризуется разрушением и выбро­сом материала той или иной твердой среды (чаще всего грунта), в которой про­исходит взрыв. Мерой фугасности служит объем воронки выброса, отнесенный к массе заряда испытуемого ВВ.

Существует несколько способов экспериментального определения фугасности, но чаще всего фугасность оценивают по увеличению объема канала свинцовой бомбы под действием взрыва определенной навески испытуе­мого образца ВВ (проба Трауцля). Испытания проводятся следующим образом. Заряд испытуемого ВВ массой 10 г в порошкообразном состоянии взрывают в канале массивной свинцовой бомбы. При взрыве канал бомбы расширяется, и по увеличению его объема, выраженного в кубических сантиметрах (миллилитрах), судят о фугасности испытуемого ВВ.

Важнейшие характеристики основных ВВ приведены в табл. 2.1.

Таблица 2.1

Дата добавления: 2015-08-18