Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2013 » Декабрь » 15 » Аммиачноселитрянные смеси в качестве БВВ (АСВВ).
21:04
Аммиачноселитрянные смеси в качестве БВВ (АСВВ).

Ранее мы уже встречались с возможностью использования аммиачной селитры как компонента смесевых БВВ, и упоминали о ее индивидуальных взрывчатых свойствах. Хотя аммиачная селитра содержит 48 гр. кислорода на 76 гр. селитры, только треть этого кислорода выделяется в свободном виде. Образующиеся из каждой молекулы нитрата аммония две молекулы воды и одна молекула азота, испаряясь, уносят тепло из зоны разложения, что приводит к низкой температуре в области взрывного превращения. Это явление усиливает низкий тепловой эффект разложения селитры, всего 1,3 МДж/кг. Поэтому, при детонации нитрата аммония, температура продуктов взрыва составляет всего около 1700оС. В то время, как у ТНТ температура продуктов взрыва достигает 5000оС, а у классического динамита около 4500оС. Некоторые астралиты и композиции на основе гексогена и алюминиевого порошка имеют температуру продуктов взрыва до 7000 - 8000оС. Температура продуктов взрыва влияет на фугасность и косвенно на бризантность состава. Поэтому, смеси на основе аммиачной селитры относят к БВВ малой и средней мощности.

Тепловой эффект взрывного превращения можно значительно увеличить, добавив к селитре некоторое количество топлива, которое сгорит в выделенном селитрой кислороде. При добавлении к селитре стехиометрического количества древесной муки (около 15%), температура продуктов взрыва повышается до 2200оС. Столь скромное повышение мощности вызвано значительным содержанием в древесине химически связанной и адсорбированной воды, которая так же охлаждает продукты взрывного превращения, не участвуя в процессе. Активное использование древесины для составления БВВ на основе нитрата аммония вызвано её доступностью и высоким разрыхляющим действием на селитру, что предотвращает слеживание.

Другое классическое топливо для бинарных смесей на основе аммиачной селитры – древесный и каменный уголь. В отличие от других энергонасыщенных составов, аммиачноселитрянные смеси не ощущают разницы между ними. Для достижения оптимальных характеристик смеси, угля добавляют около 8 – 10%. Так как, он практически не содержит связанной воды, то температура продуктов взрыва повышается до 2400 – 2600оС, пропорционально росту температуры растут взрывчатые характеристики.

Широкое распространение получили смеси аммиачной селитры с алюминиевой пудрой и порошками других металлов. Для пиротехнических изделий использовались смесь с ПАМ (порошок алюминиево-магниевый), а в кустарных и импровизированных БВВ военного времени промышленного назначения иногда добавляли мелкие стальные опилки. Классическими стали смеси с алюминиевой пудрой различных сортов и марок, они даже вошли в литературу под общим названием "аммоналы”. Алюминий обладает примерно в три раза большим тепловым эффектом сгорания, чем углерод. То есть, один килограмм алюминия, сгоревший в кислороде, выделяет в три раза больше тепловой энергии, чем килограмм древесного угля. Поэтому, стехиометрическая смесь аммиачной селитры с алюминиевым порошком (около 18% алюминия) имеет температуру продуктов взрыва около 3500оС. По бризантности такая смесь не уступает знаменитому ТНТ, а по фугасности даже превосходит его примерно в полтора раза. К явным недостаткам алюминия в качестве топлива для АСБВВ (аммиачноселитрянные бризантные взрывчатые вещества) относят высокую стоимость алюминиевого порошка и малое разрыхляющее действие алюминиевой пудры на аммиачную селитру. В военное время бинарные смеси алюминия с нитратом аммония часто использовали для начинки боеприпасов, особенно, крупного калибра. Например, в ходе первого налета немецкой бомбардировочной авиации на Москву в июне 1941 года, было использовано большое количество авиабомб снаряженных подобными смесями. Одна из 500-кг авиабомб попала в здание театра на территории Кремля. Проломив крышу, она упала на сцену, сработал взрыватель (ударная трубка с замедлением на фугасное действие), но, слежавшийся аммонал не дал детонации. Поэтому ни кто не пострадал (ночью в здании никого не было), только в сцене осталась воронка от взрыва промежуточного детонатора (около 400 гр. в ТНТ эквиваленте). Таким образом, высокая слеживаемость АСБВВ является их очень большим недостатком.

Другое, широко применяемое топливо для АСБВВ – жидкие углеводороды. Дизельным топливом, моторным маслом или керосином просто пропитывают порошковую селитру. Стехиометрическое количество топлива обычно находится в пределах 7 – 10%. При этом, на практике почти ни когда не применяют бинарные смесь из нитрата аммония и ДТ (дизельного топлива), имеющие стехиометрический состав. Такие смеси имеют низкую восприимчивость к детонации и высокую склонность к переходу детонации во взрывное горение. Мы еще вернемся к этому вопросу при разборе эксплуатационных свойств АСБВВ.

В заключение этой беседы следует упомянуть о нашедших некоторое распространение методиках снижения восприимчивости аммиачной селитры к детонации при помощи специальных добавок. Это делают для предотвращения несанкционированного использования БВВ из удобрения. Классической добавкой такого рода является карбонат кальция. Он не только является дополнительной пламегасящей добавкой, снижающей температуру продуктов взрыва, но и образует нитрат кальция по обменному механизму (нитрат кальция обладает очень высокой гигроскопичностью). Что способствует ускорению слеживаемости селитры. Разложение карбоната кальция протекает с поглощением энергии, твердый оксид кальция не способен к расширению, что снижает фугасность, а диоксид углерода, испаряясь, уносит тепловую энергию.

Еще более эффективной добавкой служит предложенный в последние годы сульфат железа, который не только повышает слеживаемость, но и увеличивает склонность к переходу детонации в горение. В любом случае, подобные добавки можно легко отделить перекристаллизацией, а события в Москве и Волгодонске в 2000 году, в Оклахома-Сити в 1995 году, недавние события в Осло и множество других эпизодов, показывают, что эти меры явно не достаточны. В ряде стран (Китай, Афганистан, Камбоджа, Индия, Ирландия, Алжир, Иордания и др.) свободная продажа аммиачной селитры в качестве удобрения ограниченна или запрещена.

Не смотря на вышесказанное, нитрат аммония остается ценным компонентом промышленных БВВ, обладающих низкой стоимостью, высокой фугасностью, высоким уровнем безопасности в обращении и бесконечной сырьевой базой. В следующих беседах мы коснемся технологических аспектов моделирования АСБВВ и различных видов этих составов.

Категория: Энергонасыщенные соединения | Просмотров: 7292 | Добавил: Chemadm | Теги: АСВВ, взрывчатые свойства селитры, энергетический эффект взрыва | Рейтинг: 4.1/39
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]