2.2 Характеристики вибухових речовин

 Чутливість вибухової речовини - мінімальна величина почат­кового імпульсу, що забезпечує виникнення вибуху,

Практичне значення мають лише ті вибухові речовини, чутли­вість яких лежить у визначених межах. При занадто великій чутливос­ті застосування вибухової речовини неможливе через небезпеку обігу, збереження і перевезення такої речовини; при дуже малій чутливості утруднене порушення вибуху в момент застосування. З речовин, за­стосовуваних у техніці, найбільшою чутливістю володіють ініціюючі вибухові речовини, що і служать для порушення вибуху інших вибу­хових речовин.

У таблиці 2.1 приведені дані про температуру спалаху і чутли­вість до удару для деяких вибухових речовин.

Таблиця 2.1

Назва вибухової речовини

Висота падіння (см) вантажу в 2 кг

Температура спалаху (°С)

Гримуча ртуть

2

170

Азид свинцю

3

330

Нітрогліцерин

4

200

Піроксилін сухий

20

190

Тен

25

220

Тетрил

40

200

Гексоген

35

230

Тротил

80

300

Димний порох

90—110

290 -310

Бездимний порох

60—90

180 - 200

Амоніт № 6 (21% тринітротолуо­лу, 79% аміачної селітри)

80

320

Чутливість вибухової речовини до теплового імпульсу звичайно характеризують температурою, при якій виникає запалення (темпера­тура спалаху). Остання залежить не тільки від властивостей вибухової речовини, але і від умов досвіду (кількість вибухової речовини, швид­кість нагрівання і т.п.), тому для одержання порівнянних результатіввипробування проводять у стандартних умовах. Чутливість до механі­чних впливів визначають мінімальною висотою падіння визначеного вантажу на невелику кількість вибухової речовини (звичайно 0,02— 0,05 г) у стандартних умовах, при яких виникає вибух.

Стійкість вибухової речовини. Важливою характеристикою вибухової речовини, що визначає можливість практичного застосу­вання, є його стійкість, тобто здатність зберігати свої властивості при тривалому збереженні. Стійкість вибухової речовини залежить як від характеристик останнього (ступінь чистоти, склад домішок і ін.), так і від зовнішніх умов (у першу чергу від температури, з ростом якої швидкість розкладання вибухової речовини швидко збільшується, та­кож від вологості й інших факторів). Визначення стійкості звичайно здійснюють, фіксуючи час появи перших ознак розкладання вибухової речовини, що нагрівається тривалий час до 70—150° у визначених умовах. Цей іспит служить для контролю чистоти продукту. Практич­но застосовувані вибухові речовини при належному ступені чистоти є стійкими, тобто можуть зберігатися при звичайних температурах без ознак розкладання протягом багатьох років.

Енергія, температура і швидкість вибуху. Максимальна робо­та, яка може бути зроблена вибухом вибухової речовини, характеризу­ється енергією (теплотою) вибуху при постійному обсязі і відсутності теплових втрат.

Дані про теплоту, що виділяється при вибуху 1 кг деяких вибу­хових речовин, приведені в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2

Назва вибухової

Теплота вибуху

Температура

Швидкість дето-

речовини

(ккал/кг)

вибуху (°С)

нації (м/сек.)

Димний порох

660

2300

-

Нітрогліцерин

1480

3800

8200

Тетрил

1100

3500

7200

Гексоген

1300

3800

8400

Тротил

970

3100

6900

Бездимний порох

750-1100

2400-2900

-

Гримуча ртуть

410

3500

4500

Амоніт №6

960

2600

4000

Амоніт №8

730

1800

2500

Остання визначається експериментально за допомогою калори­метра по кількості тепла, що виділилося при вибуху визначеного заря­ду вибухової речовини у спеціальній бомбі, або розрахунковим шля­хом на основі закону, відкритого в 1840р. російським академіком Г. И. Гессом.

За рахунок теплоти, що виділяється при вибуху, продукти пере­творення вибухових речовин нагріваються до дуже високої темпера­тури (температура вибуху). Внаслідок швидкоплинності процесу без­посередній вимір температури вибуху є дуже складним.

Характер механічної дії вибуху на навколишнє середовище значною мірою залежить від швидкості його поширення. При малих швидкостях (горіння) вибухова речовина робить метальну дію, при великій швидкості (детонація) — дробить. У зв'язку з великою швид­кістю утворення газоподібних продуктів при детонації і величезному тиску (сотні тисяч атмосфер) дробляча дія вибухових речовин виявля­ється навіть при відсутності міцної оболонки. Так, наприклад, заряд вибухової речовини, що вільно лежить на сталевій плиті, може роздрі­бнити її при детонації. Метальна ж дія палаючих вибухових речовин може проявитися лише при наявності міцної оболонки (наприклад у каналі гармати). За інших рівних умов дроблення вибухової речовини тим сильніше, чим більша швидкість його детонації. Стійке поширен­ня детонації по дроблячому заряду вибухової речовини можливе лише в тому випадку, якщо найменший розмір заряду (наприклад діаметр подовженого циліндра) перевищує деяку критичну величину. Критич­ний діаметр складає від декількох міліметрів (нітрогліцерин) до деся­тка сантиметрів (аміачна селітра) і залежить від властивостей вибухо­вої речовини, міцності оболонки і щільності вибухової речовини у за­ряді.

Дробляча і фугасна дія. Для практичної оцінки подрібненя, (бризантності) вибухової речовини роблять спеціальний іспит: вибух заряду вагою 50 мг на свинцевому циліндрі (діаметр d=40 мм, висота Іі=60 мм) при стандартних умовах. При вибуху свинцевий циліндр обжимається, причому зменшення його висоти (у мм) служить порів­няльною мірою дроблячої дії вибухової речовини. Для тієї самої вибу­хової речовини дрібнення зростає зі збільшенням щільності в заряді. Для цілей, застосування вибухової речовини важливою характеристи­кою є також так звана фугасна дія, тобто здатність вибухової речовини при вибуху в щільному середовищі робити більше або менше розши­рення обсягу, у якому спочатку містився заряд. Фугасну дію оцінюють звичайно по збільшенню обсягу каналу (й= 25 мм, іі==125 мм) цилін­дричної свинцевої бомби ^=іі=200 мм) при вибуху в ньому 10 мг ви­бухової речовини у визначених стандартних умовах («розширення у свинцевій бомбі»).

У таблиці 2.3 приведено дані про дроблячу і фугасну дію деяких бризантних вибухових речовин.

Таблиця 2.3

Назва вибухової речовини

Щільність (г/мм)

Обтиснення свинце­вого циліндра (мм)

Розширення у свинцевій бомбі (мм)

Нітрогліцерин

1,6

22

590

Тетрил

1,6

21

340

Гексоген

1,7

24

470

Тротил

1,6

20

285

Амоніт №6

1,0

13

400

Амоніт №8

1,0

11

240

Вибухові речовини здатні передавати детонацію на відстань. Детонація деякої кількості вибухової речовини може викликати вибух іншої вибухової речовини не тільки при контакті між ними, але і на відомій відстані. Останнє залежить від властивостей обох вибухових речовин, характеристик інертного середовища, що знаходиться між ними (вода, повітря, ґрунт і т.п.), і розмірів першого (активного) заря­ду. Передача детонації на відстань зв'язана з поширенням у середови­щі, яке оточує підриваємий заряд, різкого стрибка тиску — ударної хвилі. Можливість передачі детонації через інертне середовище вра­ховується при розташуванні сховищ вибухових речовин, боєприпасів, заводських будинків і т. п.