Вибухова речовина

Запропонована корисна модель відноситься до промислових вибухових речовин (далі - ВР) на основі продуктів нітрування толуолу [див. Орлова Е.Ю. «Химия и технология бризантных взрывчатых ве ществ», вид. «Химия», Л., 1973, с.152-245]. Заявлена ВР відноситься до II класу, згідно класифікації, прийнятої в Україні [див., наприклад, «Единые правила безопасности при взрывных работах», вид. «Норматив», Киев, 1992р., с.11] і може бути використана, переважно у вигляді патронів для підривних робіт як під землею, так і на земній поверхні. Боєприпаси, що містять згадані вище продукти, мають обмежений гарантійний термін зберігання. Після закінчення цього терміну їх подальше зберігання та використання стає небезпечним і вони мають бути знищені. Останнє потребує проведення ряду небезпечних операцій, які, до того ж, дорого коштують і забруднюють навколишнє середовище. У зв'язку з цим боєприпаси, які підлягають ліквідації, важливо не просто знищити (наприклад спалити), а, враховуючи притаманні цим боєприпасам вибухові власти вості, використати їх при промислових підривних роботах, тобто утилізувати. Вказані боєприпаси самі по собі не є промисловими ВР, оскільки не відповідають вимогам до цих ВР. Тому ті з них, які мають бути утилізовані, доречно використовувати не самостійно, а як інгредієнт повноцінних промислових ВР на їх основі. Зазначене вище відноситься як до готових боєприпасів, так і до окремих інгредієнтів цих боєприпасів, які раніш використовувались при виготовленні боєприпасів, але не були повністю витрачені і зараз потребують ліквідвції. Одним із таких інгредієнтів є дінітротолуол [див., наприклад, Орлова Е.Ю. - теж.джерело]. По призначенню та сукупності ознак найбільш близьким до заявленої ВР є амоніт 6ЖВ [див. Дубнов Л.В. и др. «Промышленные взрывчатые вещества» вид. «Недра», М., 1973 с.121], прийнятий за прототип заявної ВР. Прототип з врахуванням встановлених допусків містить, (мас.%): тринітротолуол (далі - тротил) 21,0±1,0, амонійна селітра 79,0±1,5. Ознаками, спільними для прототипу та заявленої ВР, є наявність у їх складі тротилу та амонійної селітри, а також вміст останньої. Аммоніт 6ЖВ є основною та найбільш розповсюдженою із патронованих ВР II класу, які виробляють та використовують в Україні. Він має достатньо високі та стабільні вибухові і фізико-хімічні показники, що дозволяє використовува ти його у переважній більшості умов, де ведуть підривні роботи в Україні. Для виготовлення амоніту 6ЖВ та інших подібних йому ВР, в Україні є достатня сировинна та потужна виробнича база, яка не повністю завантажена роботою. Недоліком прототипу з точки зору завдання утилізації дінітротолуолу (далі - ДНТ), є те, що ця речовина не входить до його складу. Останнє не дає змоги використати прототип для утилізації ДНТ. В основу запропонованої корисної моделі покладено завдання створення повноцінної промислової ВР II класу, до складу якої, на відміну від прототипу, входить ДНТ, яка відповідає сучасним вимогам до таких, у тому числі, патронованих, ВР і яку можливо виготовити в Україні на існуючому обладнанні амонітного виробництва з використанням тієї ж сировини, що і при виготовленні амоніту 6ЖВ (за винятком ДНТ). Поставлене завдання вирішується тим, що: 1. ВР, що містить амонійну селітру, згідно корисної моделі, додатково містить ДНТ при наступному співвідношенні інгредієнтів, мас.%. дінітротолуол 4,0-17,0 амонійна селітра Решта. 2. ВР за п.1, згідно корисної моделі, додатково містить тротил, при чому вміст тротилу становить 8,017,0мас.%. 3. ВР за п.1, згідно корисної моделі, містить ДНТ у вигляді кусків пластин товщиною 10-20мм. 4. ВР за п.1, згідно корисної моделі, як амонійну селітру, містить водостійку амонійну селітру, або гранульовану амонійну селітру, або суміш цих видів амонійної селітри. Ознаки п.1 є необхідними у всіх випадках реалізації заявленої ВР. Тому п.1 є незалежним. Ознаки п.2 уточнюють склад заявленої ВР у випадку, коли цю ВР виготовляють та використовують у патронованім вигляді. Ознаки п.3 конкретизують конфігурацію та розміри часток підготовленого ДНТ. Ознаки п.4 конкретизують види амонійної селітри, які можуть бути використані у заявленій ВР у залежності від умов її виготовлення та використання. Тому пп.2, 3 та 4 є залежними. У результаті вирішення поставленого завдання (технічної задачі) забезпечується найбільш проста, економічна та доступна у сучасних умовах утилізація ДНТ. Як наслідок цього, з'являється споживчий результат підвищення техніко-економічних показників процесу утилізації та промислових підривних робіт. Останнє досягається у наслідок більш низької вартості заявленої ВР порівняно з подібними звичайними промисловими ВР, оскільки у неї зменшено вміст коштовного тротилу за рахунок введення до її складу ДНТ, який, все рівно, має бути знищений. Між суттєвими ознаками заявленої ВР та обумовленим ними технічним результатом існують наступні причинно-наслідкові зв'язки. ДНТ є вибуховою речовиною і у суміші з амонійною селітрою, як сенсибілізатор, забезпечує підвищення детонаційної спроможності та енергії вибуху цієї суміші порівняно з відповідними показниками амонійної селітри. Амонійна селітра є окислювачем і відповідно, постачальником кисню у реакціях вибухового перетворення заявленої ВР. При цьому максимальне виділення енергії вибуху має місце у випадку, коли кількість кисню, поставленого амонійною селітрою, дорівнює, його нестачі у ДНТ (суміш має нульовий кисневий баланс). Крім того співвідношення ДНТ до амонійної селітри, близьке до нульового кисневого балансу, необхідно також для забезпечення рівня виділення ядовитих газів вибуху, який не перевищує нормативний рівень для ВР II класу - 80л/кг у перерахунку на умовний оксид вуглецю. Водостійку амонійну селітру використовують переважно у тому випадку, коли заявлену ВР виго товляють у вигляді патронів, а гранульовану селітру - у непатронованій ВР. Тротил, як і ДНТ, є вибуховою речовиною. Проте рівень детонаційної спроможності тротилу суттєво вище, ніж у ДНТ. Тому введення тротилу у суміш ДНТ з амонійною селітрою приводить до підвищення детонаційної спроможності одержаної композиції. Наведені вище зв'язки між вказаними інгредієнтами в якісному відношенні є відомими. Проте конкретні кількісні зв'язки між цими інгредієнтами у складі заявленої ВР, та обумовленим ними технічним результатом, необхідні для створення цієї ВР, не є часткою рівня техніки і не випливають явним чином з цього рівня. Вони були встановлені у результаті наших досліджень, проведених при розробці заявленої ВР і дозволили зробити, зокрема, наступні висновки. 1. У випадку, коли заявлену ВР використовують у непатронованому вигляді, необхідний рівень детонаційної спроможності ВР може бути охарактеризований нормою по критичному діаметру, який має бути не більший за 7080мм. Такий рівень може бути забезпечений при використанні, як сенсибілізатора у складі заявленої ВР, одного тільки ДНТ. 2. У випадку, коли заявлену ВР використовують у вигляді патронів, необхідний рівень детонаційної спроможності ВР може бути охарактеризований нормою по передачі детонації між патронами, яка має бути не нижчої за 5см. Такий рівень за рахунок використання у складі заявленої ВР як сенсибілізатора, одного тільки ДНТ, досягти неможливо. Для досягнення такого рівня, у складі заявленої ВР у даному випадку має бути використаний комбінований сенсибілізатор - суміш ДНТ з тротилом. На підставі та з урахуванням згаданого вище, була розроблена конкретна рецептура заявленої ВР та, тим самим, вирішена поставлена технічна задача. Ця рецептура не є часткою рівня техніки, не випливає явним чином із цього рівня, та відповідно, є новою. Можливість здійснення корисної моделі була доведена на зразках (прикладах). Приклади були виго товлені по викладений нижче технології і випробувались по загально прийнятим методикам. Склад прикладів та результати їх випробувань наведені у таблиці. Таблиця № прикладу прототип 2 3 4 5 6 7 Вміст інгредієнтів у прикладах, мас.% ПатроАмонійна нована Тро- селітра ВР чи ні ДНТ тил В Г ВГ 17 15 15 4 11 7 21 17 8 12 79 79 81 81 - 83 85 - 85 н/п н/п н/п н/п п п п Передача детонації Критипатронів, см Працечний здатність, Після діаметр, мл. замочумм Сухих вання у воді 360-380 5-7 3-4 70 78 75 8 4 5 3 360 7 4 ШвидКиснеЯдовиті кість вий гази, детобаланс, л/кг нації, % км/с -0,5 -2,8 -0,1 -0,1 -2,1 -3,1 -1,5 61 70 53 79 63 4,24,6 Примітка: В - водостійка амонійна селітра; Г - гранульована амонійна селітра; ВГ - суміш В та Г 50/50; П - патронована ВР; Н/П - непатронована ВР; риска у графі означає, що інгредієнт не входить до складу або показник не визначався. Як видно із таблиці, випробовані приклади відповідають вимогам до промислових ВР II класу, як на межах, так і в середині заявлених інтервалів вмісту інгредієнтів запропонованої корисної моделі. Вказані інтервали встановлені на підставі даних, наведених нижче. ДНТ - 4,0-17,0. Нижня межа вибрана із міркувань техніко-економічної доцільності утилізації цієї речовини, а верхня межа із умов додержання кисневого балансу, близького до нульового. Тротил 8,0-17,0. Нижня межа встановлена із умов забезпечення нормативного рівня передачі детонації, а верхня - із економічних міркувань. Для виготовлення заявленої ВР був розроблений технологічний процес, доступний для реалізації у рамках існуючого амонітного виробництва. В основу процесу був покладений факт, встановлений нами у результаті проведених досліджень, який полягає у тому, що за певних конфігурації та розмірів часток ДНТ, заявлену ВР можливо виготовити у звичайних к ульових млинах, якими оснащено амонітне виробництво. Для цього частки ДНТ мають бути сформовані у вигляді кусків пластин товщиною 10-20мм. Розміри кусків у площині пластин не мають вирішального значення і обмежуються лише умовами їх транспортування та завантаження. З урахуванням викладеного вище, запропонований процес виготовлення заявленої ВР зводиться до наступного. ДНТ, який зберігають у металевих бочках, розплавляють, а потім зливають у алюмінієві протвені шаром товщиною 10-20мм. Після затвердіння ДНТ, його витряхають із протвиней. При цьому ДНТ легко висипається і його частки самопризвольно приймають потрібні форми та розміри. Підготовку решти інгредієнтів заявленої ВР проводять таким же чином, як при виробництві звичайних промислових амонітів, наприклад прототипу - амоніту 6ЖВ. Підготовлені таким чином інгредієнти заявленої ВР, завантажують у кульовий млин і піддають кульовій обробці, а після цього патронують, пакетують та упаковують по звичайній технології амонітного виробництва.