Изобретение относится к изготовлению промышленных взрывчатых составов на основе утилизируемых взрывчатых веществ. Оно может быть использовано при утилизации зарядов ракетных двигателей (РД) из твердого ракетного топлива (ТРТ) или его фрагментов, самого ТРТ - в виде отходов или невозвратного брака при производстве зарядов, артиллерийских порохов и мощных взрывчатых веществ (МВВ), извлекаемых из боеприпасов или из Госрезерва, с обеспечением экологической безопасности процесса ликвидации и рационального использования ликвидируемых материалов. Кроме того, изобретение может быть использовано при горных разработках.
Существуют различные способы утилизации зарядов ТРТ из РД и порохов. Например, утилизация извлеченных из РД зарядов измельченного детонационноспособного смесевого твердого ракетного топлива (СТРТ) на основе перхлората аммония и октогена в экологически чистом водно-гелевом промышленном взрывчатом веществе (ВГПВВ) на основе аммиачной селитры - сборник докладов на 2-й Всероссийской конференции "Комплексная утилизация обычных видов боеприпасов".- М.: ЦНИИНТИКПК, 1997, с.115.
Характерным признаком ВПТВВ является наличие в нем тонкодиспергированного по объему материала атмосферного воздуха, выполняющего роль сенсибилизатора.
Этот способ не решает всю проблему утилизации большой номенклатуры зарядов из ТРТ, пороков и МВВ потому, что простая замена в ВГПВВ детонационноспособного ТРТ на топливо любого типа, самостоятельно не способного к детонации, приводит к отрицательному результату. Кроме того, ВГПВВ неработоспособно в охлажденном состоянии в отрицательном диапазоне температур (от нуля до минус 40oС) из-за уменьшения объема воздушных включений как за счет повышения плотности воздуха при снижении температуры, так и за счет увеличения его растворимости в воде, что особенно важно для российских условий, где преобладающими в течение года являются отрицательные температуры.
Замена диспергированного воздуха на микросферы любого типа (стекло- и органосферы) с заключенным в них воздухом не решает задачи.
Прототипом изобретения является взрывчатый состав, включающий в качестве сенсибилизатора утилизируемые взрывчатые вещества и водно-гелевую основу, содержащую окислитель, гелеобразователь, воду и водорастворимое органическое соединение (см. ТУ 84-7509509-91-95, ВГП-1, табл.1).
Недостатками прототипа являются неработоспособность при отрицательных температурах вследствие смерзания состава и ограниченный ассортимент утилизируемых взрывчатых веществ, сводящийся к смесевому ракетному твердому топливу (СРТТ).
В изобретении решена следующая техническая задача: работоспособность ВГПВВ в области положительных и отрицательных температур при расширенном ассортименте утилизируемых веществ.
Техническая задача решается во взрывчатом составе, включающем сенсибилизатор и водно-гелевую основу, содержащую окислитель, гелеобразователь, воду и водорастворимое органическое соединение. При этом сенсибилизатор представляет собой утилизируемые взрывчатые вещества, такие как твердые ракетные топлива, и/или пороха, и/или взрывчатые вещества с критическим диаметром детонации Dкp<10 мм; окислитель - нитрат аммония или его смесь с нитратами натрия или кальция; гелеобразователь включает в себя загуститель - гуаровая смола, полиакриламид или карбоксиметилцеллюлоза, сшивающий агент - бораты, антимонаты или хроматы, водорастворимое органическое соединение - этиловый спирт или этиленгликоль; и дополнительно введена добавка, регулирующая скорость структурирования - карбонад натрия или органическая кислота при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Твердые ракетные топлива, и/или пороха, и/или взрывчатые вещества с критическим диаметром детонации Dкр<10 мм - 9,0 - 30
Нитрат аммония или его смесь с нитратами натрия или кальция - 50,0-70,0
Гуаровая смола, полиакриламид или карбоксиметилцеллюлоза - 0,02-1,5
Бораты, антимонаты или хроматы - 0,01-1,0
Карбонад натрия или органическая кислота - 0,02-0,1
Этиловый спирт или этиленгликоль - 0,5-5,0
Вода - 8,0-15,0
Для регулирования скорости детонации ВВ в широких пределах дополнительно вводится энергетическая добавка в виде твердых ракетных топлив, порохов с критическим диаметром детонации Dкр>10 мм в количестве до 30 мас.%.
Кроме того, для обеспечения возможности регулирования плотности состава и, вследствие этого, достижения возможности регулирования энергии взрыва по глубине скважины он может содержать диспергированнный воздух или воздухосодержащие материалы, например стекло- и органосферы, или алюминиевую пудру.
Конкретное соотношение компонентов устанавливается исходя из количества и типа утилизируемого материала с обеспечением кислородного баланса на уровне от минус - 0,8% до минус - 8% и экологически приемлемого состава продуктов взрывчатого превращения.
Ниже приведены результаты испытаний, имеющие обобщающий характер. Детонационноспособные ракетные топлива с Dкр>10 мм и недетонационноспособные ТРТ не обеспечивают работоспособность ВВ в диапазоне температур ниже 0oС.
Введение в состав ВГПВВ в качестве сенсибилизатора детонационноспособного БРРТ с критическим диаметром детонации Dкр<10 мм вызывает детонацию ВГПВВ как в положительном, так и в отрицательном диапазоне температур, несмотря на наличие в нем диспергированного воздуха. При этом диаметр заряда ВГПВВ в области положительных температур снижается со 100 до 85 мм. В этом случае само баллиститное топливо выступает в роли и сенсибилизатора, и энергетической добавки. Скорость детонации регулируется и введением в состав ВВ диспергированного воздуха (табл. 2, вар.1).
Введение в состав ВГПВВ недетонационноспособного БТРТ приводит к отрицательному результату.
Пироксилиновый порох с Dкp<10 также является эффективным сенсибилизатором, допускающим введение в состав ВВ энергетической добавки в виде детонационноспособных ТРТ с Dкp>10 мм без ущерба к детонационнационной способности ВВ при отрицательных температурах. Введение в состав ВГПВВ диспергированного воздуха не отражается на детонационной способности ВВ при - 40oС (вариант с крошкой пироксилинового пороха).
Изменение соотношения сенсибилизатор - энергетическая добавка (СТРТ) позволяет регулировать скорость детонации ВВ в широких пределах.
Данные таблиц показывают, что для утилизации твердых ракетных топлив, порохов и МВВ необходима водно-гелевая основа, являющаяся водно-гелевым взрывчатым веществом. Использование с водно-гелевой основой сенсибилизатора, такого как ТРТ, порох или взрывчатые вещества с критическим диаметром детонации Dкp<10 мм, позволяет получить ПВГВВ, работоспособное в широком температурном диапазоне до - 40oС. Минимальное содержание указанных сенсибилизаторов в детонационной основе ВВ находится в пределах 10-15 мас.%. Это особенно наглядно иллюстрируется данными табл.4.
Согласно приведенным примерам в табл. 4 (вариант 1) ВГВВ, содержащее гексоген, надежно детонирует при минус 30oС. Замена гексогена на октоген или на их смесь приводит к аналогичному эффекту.
Введение СТРТ в состав ВГВВ за счет окислителя независимо от детонационной способности топлива не отражается на детонационной способности ВВ. Само ВГВВ является мощным ВВ и может применяться самостоятельно.
Таким образом, использование в водно-гелевом промышленном взрывчатом веществе различных утилизируемых взрывчатых веществ позволяет получить следующие положительные эффекты:
- утилизация зарядов ракетных двигателей из СТРТ и БТРТ, порохов, МВВ любых типов наиболее экологически, экономически и технически рациональным методом, используя их в качестве энергетической или одновременно сенсибилизирующей добавки в водно-гелевых промышленных ВВ после измельчения зарядов твердых топлив и длиннотрубчатых порохов в крошку приемлемых размеров. При этом сохраняются все положительные качества водно-гелевых ВВ на основе аммиачной, натриевой и других селитр, их пожаро- и взрывозащищенность, водостойкость, экологическая чистота продуктов взрывчатого превращения;
- обеспечение температурного диапазона работоспособности ВВ в области отрицательных температур (до минус 40oС);
- повышение плотности ВВ и тем самым повышение концентрации энергии в единице объема ВВ;
- регулирование скорости детонации ВВ за счет варьирования содержания утилизируемой энергетической добавки;
- регулирование концентрации энергии ВВ как за счет изменения скорости детонации так и плотности ВВ путем диспергирования в нем воздуха или введения в состав высокодисперсных сфер с заключенным в них воздухом, например стекло- и органосферы.
- снижение содержания вредных хлора, окиси углерода, окислов азота, сажи в продуктах взрывчатого превращения утилизируемых ТРТ, порохов и МВВ до экологически приемлемого уровня;
- регулирование скорости структурирования ВВ за счет изменения кислотности среды независимо от утилизируемых ТРТ, порохов и ВВ в качестве энергетической или сенсибилизирующей добавки в ВГПВВ.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
ВОДОСОДЕРЖАЩИЙ ПОРОХОВОЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ | 1994 |
|
RU2076089C1 |
ЭМУЛЬСИОННОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО "АРГУНИТ РХ" | 2015 |
|
RU2622305C1 |
ПРОМЫШЛЕННОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО | 2007 |
|
RU2364581C2 |
ПОРОХОВОЙ ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ | 2002 |
|
RU2226522C2 |
ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ | 2006 |
|
RU2330830C1 |
Безопасный эмульсионный или водногелевый патрон, способ изготовления безопасного эмульсионного или водногелевого патрона и способ активирования безопасного эмульсионного или водногелевого патрона (варианты) | 2016 |
|
RU2636991C1 |
ВОДОСОДЕРЖАЩЕЕ МОРОЗОУСТОЙЧИВОЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО | 2003 |
|
RU2246473C1 |
ПРОМЫШЛЕННОЕ ВЗРЫВЧАТОЕ ВЕЩЕСТВО | 2012 |
|
RU2525550C2 |
СМЕСЕВОЕ ТВЕРДОЕ РАКЕТНОЕ ТОПЛИВО | 2003 |
|
RU2258057C2 |
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ЗАРЯДОВ ТВЕРДЫХ РАКЕТНЫХ ТОПЛИВ (ТРТ) (ЕГО ВАРИАНТ) | 1999 |
|
RU2176230C2 |
Изобретение относится к изготовлению промышленных взрывчатых составов на основе утилизируемых взрывчатых веществ. Согласно изобретению взрывчатое вещество включает в себя сенсибилизатор и водно-гелевую основу, содержащую окислитель, гелеобразователь, воду и водорастворимое органическое соединение. При этом сенсибилизатор представляет собой утилизируемые взрывчатые вещества, такие как твердые ракетные топлива, и/или пороха, и/или взрывчатые вещества с критическим диаметром детонации Dкp меньше 10 мм, гелеобразователь включает в себя загуститель, сшивающий агент. Дополнительно введена добавка, регулирующая скорость структурирования. Для регулирования скорости детонации ВВ в широких пределах дополнительно может вводиться энергетическая добавка в виде твердых ракетных топлив, порохов с критическим диаметром детонации Dкp больше 10 мм. Для обеспечения возможности регулирования энергии взрыва по глубине скважины дополнительно может вводиться диспергированный воздух или воздухосодержащие материалы, например стекло- и органосферы, или алюминиевая пудра. Изобретение направлено на создание водно-гелевого промышленного взрывчатого вещества, работоспособного в области положительных и отрицательных температур при расширенном ассортименте утилизируемых взрывчатых веществ. 3 з.п. ф-лы, 4 табл.
Твердые ракетные топлива, и/или пороха, и/или взрывчатые вещества с критическим диаметром детонации Dкp меньше 10 мм - 9,0 - 30
Нитрат аммония или его смесь с нитратами натрия или кальция - 50,0 - 70,0
Гуаровая смола, полиакриламид, или карбоксиметилцеллюлоза - 0,02 -1,5
Бораты, антимонаты или хроматы - 0,01 - 1,0
Карбонад натрия или органическая кислота - 0,02 - 0,1
Этиловый спирт или этиленгликоль - 0,5 - 5,0
Вода - 8,0-15,0
2. Взрывчатый состав по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит энергетическую добавку в виде твердых ракетных топлив, порохов с критическим диаметром детонации Dкр больше 10 мм в количестве до 30 мас. %.
Способ приготовления сернистого красителя защитного цвета | 1921 |
|
SU84A1 |
RU 94003786 А1, 27.03.1996 | |||
ВЗРЫВЧАТЫЙ СОСТАВ | 1998 |
|
RU2130447C1 |
GB 1307965, 21.02.1973 | |||
GB 1362352, 07.08.1974 | |||
Рабочее колесо оседиагонального насоса | 1978 |
|
SU1002671A2 |
US 3524777, 18.08.1970 | |||
US 3734864, 22.05.1973. |
Авторы
Даты
2002-03-10—Публикация
2000-12-22—Подача