Пластичный взрывчатый состав

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Коморный Александр Анатольевич Петров Игорь Валентинович Богданович Павел Тадеушевич Дзичковский Олег Анатольевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Пластичный взрывчатый состав, содержащий бризантное взрывчатое вещество и пластификатор, отличающийся тем, что содержит в качестве бризантного взрывчатого вещества негигроскопичное бризантное взрывчатое вещество нормальной или повышенной мощности, а в качестве пластификатора, глицерин в количестве 70 мас.и воду в количестве 30 мас.при следующем соотношении компонентов, мас.бризантное взрывчатое вещество 85-95 пластификатор 5-15. Изобретение относится к взрывчатым веществам на основе смеси бризантного взрывчатого вещества с невзрывчатыми компонентами, которые могут быть использованы в качестве заряда для снаряжения различных изделий. Предложенные взрывчатые составы могут применяться при импульсной обработке металлов, кумулятивной резке, снаряжении осесимметричных металлических оболочек или пробивании металлических и керамических конструкций. Известен взрывчатый пластичный состав - пластит-4 (ПВВ-4) Алферов К.Д. Взрывчатые вещества. Ч. . Теория взрыва.- Пенза, 1964. - С. 108, содержащий, мас.гексоген 80 пластификатор 20. Пластификатор содержит (мас. ) 75 минерального масла, загущенного 25 стеарата кальция. Пластические свойства этого взрывчатого вещества (ВВ) сохраняются в интервале от-30 до 50 С. Скорость детонации ПВВ-474007500 м/с, плотность 1,4-1,5 г/см 3. Недостатками ПВВ-4 являются использование в качестве бризантного взрывчатого вещества гексогена, т.к. 1. гексоген обладает очень высокой чувствительностью к удару (70-80 ), что существенно снижает безопасность производства пластичного взрывчатого вещества 15173 1 2011.12.30 2. гексоген является дорогостоящим взрывчатым веществом. Это отрицательно сказывается на экономических аспектах изготовления пластичного взрывчатого вещества. Недостатком пластита-4 также является отсутствие свойства универсальности, т.е. невозможно использовать в качестве взрывчатого компонента состава смесевое бризантное взрывчатое вещество, одним из компонентов которого является тротил, из-за того, что входящий в состав пластификатора стеарат кальция растворяется в толуоле. Пластит-4 обладает ограниченной физико-химической стабильностью (стареет со временем), после истечения срока хранения снижается его чувствительность и ПВВ-4 не всегда инициируется капсулем-детонатором 8, погруженным в заряд на 10 мм. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому объекту является пластичный взрывчатый состав патент 12309, МПК С 06 В 25/00,2006, содержащий в качестве бризантного взрывчатого вещества гексолит, а в качестве пластификатора - глицерин, при следующем соотношении компонентов, мас.гексолит 7585 глицерин 2515. Данный состав имеет скорость детонации 70007400 м/с при плотности 1,41,5 г/см 3. Его можно хранить в герметичных емкостях из алюминия или нержавеющей стали. Недостатками данного состава являются 1. Стекание пластификатора в нижние слои заряда пластичного взрывчатого вещества,если плотность пластичного взрывчатого состава превышает 1,5 г/см 3. 2. При различных температурах использования состава скорость детонации варьируется в широком диапазоне от 7,0 (испытания при температуре меньше 0 С) до 7,4 км/с(испытания при температуре 25 С). Это объясняется тем, что в состав пластичного взрывчатого вещества входит глицерин, динамический коэффициент вязкости которого при таких температурах отличается на порядок Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов / Под ред. чл.-корр. АН СССР П.Г.Романкова. - Л. Химия, 1987. - 576 с Задачей предлагаемого изобретения является создание пригодного к хранению пластичного взрывчатого состава, на основе негигроскопичного бризантного взрывчатого вещества нормальной или повышенной мощности, со стабильностью характеристик в широком температурном диапазоне, сохраняющего гомогенность и однородность по всему объему заряда при высокой плотности заряда ВВ, который применяется для снаряжения осесимметричных оболочек и различных изделий, применяемых при импульсной обработке металлов, кумулятивной резке или пробивании металлических и керамических конструкций. Поставленная задача достигается тем, что в известном пластичном взрывчатом составе,содержащем бризантное взрывчатое вещество и пластификатор, в качестве бризантного взрывчатого вещества используется негигроскопичное бризантное взрывчатое вещество нормальной или повышенной мощности, при следующем соотношении компонентов,мас.бризантное взрывчатое вещество нормальной или повышенной мощности 8595 пластификатор 155. Пластификатор содержит 70 мас.глицерина и 30 мас.воды. Для обеспечения стабильности характеристик в широком температурном диапазоне в качестве пластификатора используется смесь глицерина с водой, при следующем соотношении компонентов в пластификаторе, мас.глицерин 70, вода 30. Известно, что глицерин смешивается с водой в любых соотношениях, поглощает влагу из воздуха (до 40 по массе), температура замерзания смеси глицерина с водой -47 С Никольский Б.П. Справочник химика Текст. В 3 т. Т. 1. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важ 2 15173 1 2011.12.30 нейших веществ. Лабораторная техника / Б.П.Никольский, О.Н.Григоров, М.Е.Позин,Б.А.Порай-Кошиц, В.А.Рабинович, Ф.Ю.Рачинский, П.Г.Романков, Д.А.Фридрихсберг. Л. Химия, 1966. - 1072 с Таким образом, в качестве пластификатора предложено использовать смесь глицерина с водой, содержащей (по массе) глицерин 70 , вода 30 . Данный пластификатор сохраняет свою пластичность до температуры -47 С, вязкость в диапазоне температур от -10 С до 40 С меняется не так значительно, как у чистого глицерина, благодаря чему обеспечивается стабильность характеристик пластичного взрывчатого состава в широком температурном диапазоне. В качестве бризантного взрывчатого вещества используется негигроскопичное бризантное взрывчатое вещество нормальной или повышенной мощности. Негигроскопичность бризантного взрывчатого вещества важна для того, чтобы взрывчатое вещество не поглощало воду из пластификатора. А хорошие взрывчатые характеристики пластичного взрывчатого состава обеспечивают использование бризантных взрывчатых веществ нормальной или повышенной мощности. Данный пластичный взрывчатый состав можно хранить в негерметичных емкостях в неагрессивных средах, т.к. негигроскопичное бризантное взрывчатое вещество и пластификатор не поглощают влагу из воздуха. Предложенный взрывчатый состав изготавливается следующим образом в предварительно мелко помолотое бризантное взрывчатое вещество добавляют необходимое количество смеси глицерина с водой и перемешивают при помощи дистанционного смесительного устройства до получения однородного состава. Опытным путем установлено, что содержание пластификатора в пластичном взрывчатом составе в количестве менее 5 от общей массы не обеспечивает эффект пластификации смесевого бризантного взрывчатого вещества по всей его массе, пластичный взрывчатый состав является существенно неоднородным. А при содержании глицерина в пластичном взрывчатом составе в количестве более 15 от массы пластичного взрывчатого состава, при плотности заряда более 1,6 г/см 3, наблюдается стекание пластификатора в нижние слои взрывчатого вещества. Пример 1 Определение скорости детонации пластичного взрывчатого состава на основе ТГ 40. В качестве смесевого бризантного взрывчатого вещества в предлагаемом составе использовался ТГ 40 с содержанием (мас. ) тротил 40, гексоген 60, получаемый при утилизации боеприпасов. Соотношение компонентов в пластичном взрывчатом составе, мас.ТГ 40 90, пластификатор 10. Температура при проведении испытаний от -10 до 25 С. При давлении прессования 2,0 МПа плотность заряда ВВ составила 1,60 г/см 3. При данном давлении стекания пластификатора в нижние слои заряда не обнаружено. Данным составом снаряжалась медная осесимметричная оболочка внешний диаметр 41 мм, внутренний диаметр 35 мм, длина 750 мм. Измерения проводились по следующей схеме контактный резистивный датчик помещался в предлагаемый состав (через отверстие в оболочке), а скорость детонационной волны измерялась по падению напряжения на контактном резистивном датчике, возникающему в результате прохождения зоны химической реакции взрывчатого состава по базе датчика. Скорость детонации пластичного взрывчатого состава в данных экспериментах составила 7,46 км/с. Пример 2 Определение скорости детонации пластичного взрывчатого состава на основе ТГ 90. Для изготовления пластичного взрывчатого состава в качестве бризантного взрывчатого вещества использовался ТГ 90 (содержание (мас. ) тротил 90, гексоген 10). Пластичный взрывчатый состав содержал (мас. ) измельченный ТГ 90 - 85, пластификатор - 15. В результате смешивания компонентов на смесительном устройстве получается однородный состав. Полученным составом наполнялось изделие, имеющее размеры 3050400 мм,нижняя поверхность которого была выполнена из стали 08 КП, толщиной 1 мм, а боковые из фанеры, толщиной 10 мм. Данное изделие выставлялось параллельно пластине, на ко 3 15173 1 2011.12.30 торой прикреплен контактный резистивный датчик, а скорость детонационной волны измерялась по падению напряжения на контактном резистивном датчике, возникающему в результате прохождения точки контакта двух пластин по базе датчика. Инициирование пластичного взрывчатого состава производилось детонатором ЭД-8 Ж, погруженным в заряд на глубину не менее 10 мм. В результате серии экспериментов определено, что скорость детонации составляет 69007000 м/с. Пример 3 Определение глубины реза стального проката кумулятивным зарядом, содержащим пластичный взрывчатый состав на основе ГТП-500-КГ. Для изготовления пластичного взрывчатого состава в качестве бризантного взрывчатого вещества использовалось взрывчатое вещество ГТП-500-КГ. Пластичный взрывчатый состав содержал (мас. ) измельченный ГТП-500-КГ - 95, пластификатор - 5. В результате смешивания компонентов на дистанционном смесительном устройстве получается однородный состав. Полученным составом наполнялся кумулятивный заряд, с медной облицовкой кумулятивной выемки толщиной 1 мм, углом раствора конуса 47, образующей кумулятивной выемки - 23 мм. Высота кумулятивного заряда - 75 мм, ширина - 50 мм,длина заряда - 560 мм. Корпус заряда изготавливался из стали толщиной 3 мм. Плотность заряда ПВВ - 1,65 г/см 3. Инициирование заряда осуществлялось с помощью электродетонатора ЭДП, погруженного в пластичный взрывчатый состав на глубину 10 мм. Кумулятивный заряд ставился без зазора на разрезаемую поверхность нержавеющая сталь Х 18 Н 10 Т толщиной 30 мм. В ходе эксперимента установлено, что указанный кумулятивный заряд успешно разрезает стальной прокат из нержавеющей стали Х 18 Н 10 Т толщиной 30 мм. Пример 4 Определение скорости детонации пластичного взрывчатого состава на основе окфола. Соотношение компонентов в пластичном взрывчатом составе, мас.окфол 93, пластификатор 7. Данным составом снаряжалась медная осесимметричная оболочка внешний диаметр 41 мм, внутренний диаметр 35 мм, длина 750 мм. Плотность заряда ПВВ 1,70 г/см 3. При этом стекания пластификатора в нижние слои заряда не произошло. Измерения скорости детонации проводились по следующей схеме оптические датчики отстояли на определенном расстоянии от внешней поверхности оболочки, а скорость детонационной волны определялась по падениям напряжения на оптических пробниках, подключенных к осциллографу. Скорость детонации пластичного взрывчатого состава в данных экспериментах составила 8,38 км/с. Приведенные результаты доказывают возможность эффективного использования предложенного пластичного взрывчатого состава для импульсной обработки металлов,кумулятивной резки или пробивания металлических и керамических конструкций. Использование предлагаемого пластичного взрывчатого состава для снаряжения различных изделий взрывчатым веществом высокой плотности позволяет избежать вкраплений воздуха в заряде взрывчатого вещества и незаполненных взрывчатым составом участков заполняемого изделия. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4