Термитный состав для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций

Изобретение относится к пиротехническому составу, а именно термитному составу для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций. Состав содержит на 100 массовых долей: 65,8 перхлората калия, 33,2-31,2 порошка алюминиевой пудры марки "ПАП-2" и 1,0-3,0 технологической добавки в виде дисульфида вольфрама, который сначала смешивается с указанным порошком алюминиевой пудры до однородной смеси, а затем с перхлоратом калия. Результат заключается в увеличении безопасного срока работоспособности за счет сохранения низкой чувствительности к трению.

 

Изобретение относится к пиротехническим (не бризантным) составам на основе перхлората калия, органических соединений и алюминия, используемым при проведении специальных работ по дефрагментации объектов природного и техногенного происхождения, преимущественно в строительной и горнорудной промышленности. Изобретение относится к использованию в пробуренных шпурах для раскалывания способом теплового удара - скальных массивов или блочного камня. И в особенности для разрушения объектов в щадящем (не бризантном) режиме, например для использования в области туннелестроения и проведения работ в аналогичных стесненных условиях, а также в горнорудной промышленности: при разработке карьеров и добыче штучного камня.

В настоящее время, для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций - природных и техногенных объектов широкое распространение получили различного рода и состава газогенераторы давления, размещаемые в шпурах, пробуренных в массив разрушаемого объекта (RU 2152376, RU 2498064, "Газогенераторы НОНЕКС" (Италия) - http://www.tecnocomtc.it/ita/demolizioni, "Тактические деструкторы MREL" (Канада) - http://store.mrel.com/index.php/tactical-disrupters/). При этом, газогенераторы разрушают объект только при условии прочной забойки шпура: так как принцип их работы основан на воздействии высокого давления газообразных продуктов химической реакции, образующихся при сгорании газогенерирующего состава, на стенки полости части шпура занимаемой газогенератором и локализованной прочным забоечным материалом.

В качестве забоечного материала используют глиняно-песчаные смеси или водорастворимые самоотверждаемые составы (типа «алебастр» - строительный гипс), или полимерные самоотверждаемые составы (типа Darwi Light (Бельгия). Причем, требования к забойке чрезвычайно высокие: так как скорость сгорания газогенерирующего состава незначительна (менее 1 м/с), забойка должна длительное время (до 1 сек) удерживать давление газообразных продуктов сгорания газогенерирующего состава в рабочей полости шпура, до начала зарождения и развития трещины в разрушаемом объекте. Металлы обладают высокой (в сравнении с неметаллическими материалами) пластичностью, в связи с чем, применение газогенераторов для разрушения металлических объектов технически малоэффективно.

Применение газогенераторов для разрушения природных и техногенных объектов имеет ряд недостатков и ограничений. Так, например, газогенераторы затруднительно применять при отрицательных температурах окружающей среды. Это связано с перемерзанием водосодержащих забоечных материалов; также полимерные забойки крайне медленно отверждаются при отрицательных температурах.

Работа газогенераторов сопровождается шумовым эффектом: когда газообразные продукты сгорания вырываются на поверхность сквозь образующиеся в разрушаемом объекте трещины. При этом, давление в полости сгорания резко уменьшается, вследствие чего уменьшается и скорость сгорания газогенерирующего состава вплоть до полного затухания. Выделяющиеся при сгорании таких составов газы способны метать куски разрушаемых объектов на значительные расстояния. Этот факт до сих пор вызывает споры в среде инженерной общественности: являются ли газогенераторы взрывчатыми материалами и поднадзорно ли их обращение (производство, распространение, хранение и применение) Ростехнадзору? По каким методикам определять радиусы опасных зон при использовании газогенераторов на дроблении горных пород и неметаллических строительных конструкций? Авторы в своей практике столкнулись с указанными вопросами при использовании газогенераторов «ЭНАМАТ» собственного производства (RU 2633606).

Указанных недостатков лишены устройства, работающие на термитных составах, не образующих при своем сгорании газообразных продуктов (не дающие форса пламени). Ниже приведены некоторые варианты известных термитных составов:

1. На основе порошков алюминия: 3KClO4+8Al=3KCO+4Al2O3(+1000 ккал/кг).

2. На основе порошков меди: KClO4+4Cu=KCl+4CuO(+450 ккал/кг).

3. На основе порошков латуни: KClO4+2[Cu Zn]=KCl+2CuO+2ZnO(+635 ккал/кг).

4. Традиционный термитный состав: Fe2O3+Al=Al2O3+Fe(+750 ккал/кг).

Указанные термитные составы отличаются стоимостью (определяемой стоимостью применяемых компонентов) и выделяющейся при химической реакции теплотой.

Наибольший интерес из рассмотренных составов (1-4) представляет смесь алюминия и перхлората калия по составу №1. Используемые при изготовлении указанного термитного состава материалы - доступны, при раздельном хранении и перевозке - безопасны. Легко смешиваются в заданной пропорции (KClO4:Al=100:52, по массе - что составляет 65,8 и 34, 2% масс. соответственно) - на месте, непосредственно перед применением, в безлопастном объемном смесителе типа «пьяная бочка». Состав имеет температуру сгорания 6900°К (определено экспериментально, пирометрическим методом).

Данный термитный состав (34% алюминия и 66% перхлората калия - как «бризантный, зажигательный состав») описан в кн. А.А. Шидловского "Основы пиротехники", издание 4, М, Машиностроение, 1973, стр. 78, 79, таблица 7.6 и стр. 97, 98, таблица 9.3).

Сгорание навески термита указанного состава, размещенной в шпуре, вызывает локальный перегрев материала разрушаемого объекта, вследствие чего в объеме материала разрушаемого объекта образуется волна механических напряжений, вызванная разностью плотностей нагретого и холодного материала разрушаемого объекта: происходит так называемый «тепловой удар», который вызывает растрескивание материала разрушаемого объекта но без разлета его кусков (эффект раскалывания). Разлет кусков отсутствует по причине отсутствия газообразных продуктов при сгорании термитного состава.

Однако, как показала практика, данный термитный состав обладал очень высокой чувствительностью к трению, что относило его к категории опасных в эксплуатации взрывчатых термитных зарядов.

В последующем этот термитный состав был усовершенствован (RU 2018506, С06В 33/06,. опубл. 30.08.1998). В этом патенте защищен пиротехнический состав, включающий перхлорат калия, алюминий и технологическую добавку, при этом в качестве технологической добавки он содержит дисульфид молибдена при следующем соотношении компонентов, мас. %:

перхлорат калия 50-53

алюминий 45-48

дисульфид молибдена 1-3.

Это решение принято в качестве прототипа для заявленного объекта.

Усовершенствованием является применение в составе заряда дисульфида молибдена, что сделано для повышения уровень работоспособности и снижения чувствительность к трению. Дисульфид молибдена применяется как сырье для получения молибдена, как смазка и как катализатор гидрогенизации ("Химический энциклопедический словарь" под ред. И.Л. Кнунянц, М, "Советская энциклопедия", 1983).

Эта технологическая добавка снижает чувствительность к трению. Дисульфид молибдена по внешнему виду очень похож на графит (Н.Л. Глинка "Общая химия", издательство "Химическая литература", 1958, с. 661), также очень мягок и обладает смазывающими свойствами. Однако, в отличие от графита, более высокая эффективность дисульфида молибдена обусловливается тем, что на разложение последнего затрачивается тепло. Вместе с тем сера, являющаяся продуктом разложения дисульфида молибдена, способствует устойчивости взрывчатого превращения состава с более высоким содержанием алюминия и повышению его работоспособности.

Практика применения такого термитного состава показала, что как компонент, снижающий трение, дисульфид молибдена при контакте с кислородом воздуха и парами воды в атмосфере разрушается, с образованием абразивного оксида молибдена. И заявленный эффект - повышение работоспособности за счет снижения чувствительности к трению состава - не достигается или достигается (при работе со свежим дисульфидом молибдена), но теряется в процессе хранения состава, делая, со временем, безопасный состав опасным, так как смесь становится еще более чувствительной к трению и повышает опасность обращения с такой смесью в процессе ее хранения и применения.

В порошковой металлургии твердые смазки принято вводить непосредственно в порошковые шихты, подвергаемые дальнейшей переработке в готовые изделия путем их прессования и спекания. По данным, полученным в результате исследований, проведенных Научно-производственным предприятием "ПОРМАТОКС" (специализация в области порошковой технологии), хотя в интервале эксплуатационных температур (до 400°С) дисульфид молибдена вполне термически устойчив, в процессе спекания в составе изделий, как оказалось, он диссоциирует с испарением серы, а также химически взаимодействует с матричными металлами и остаточным кислородом газовой среды спекания. В результате в структуре спеченных изделий вместо ожидаемого дисульфида молибдена могут появиться его оксиды и низшие сульфиды, не обладающие слоистой структурой и, следовательно, антифрикционными свойствами. Специальными рентгеноструктурными исследованиями (J. Tsuya, Н. Shimara, k. Umeda. A study of the properties of copper and copper-tin base self-lubricating composites. Wear, 22, 1972, №2, pp. 143-162) установлено, что MoS2 в составе порошковых оловянных бронз и бронзографитов претерпевает при спекании распад с испарением серы и образованием низших сульфидов Mo2S3 и Mo2S, обладающими высокими коэффициентами трения по стали (0,5 и выше). Этот вывод подтверждается триботехническими испытаниями материалов в интервале температур до 600°С (И.М. Федорченко, Л.И. Пугина. Композиционные спеченные антифрикционные материалы. Изд-во "Наукова думка", Киев, 1980).

Кроме того, в прототипе не указана марка используемого алюминиевого порошка. Выпускаемые промышленностью алюминиевые порошки имеют разную дисперсность частиц алюминия. Соответственно, такие порошки обладают разной удельной поверхностью частиц (кв.м./грамм). Для косвенной оценки удельной поверхности частиц алюминиевого порошка используют метод определения покрывающей способности: измеряют площадь пятна, образующегося на поверхности воды, при нанесении на нее 1 гр исследуемого порошка.

Помимо прочих, в больших количествах изготавливаются и применяются в промышленности алюминиевые порошки (пудры) марок «ПАП-1» и «ПАП-2». Марка «ПАП-1» имеет средний показатель покрывающей способности 9 кв.м./грамм, марка «ПАП-2» - до 14 кв.м./грамм. Большему значению показателя покрывающей способности соответствует меньшая крупность частиц порошка (т.е. более мелкий порошок обладает большей покрывающей способностью). При проведении экспериментальных работ авторами установлено, что термитные смеси, изготовленные на порошке «ПАП-1» труднее поджечь, нежели смеси изготовленные на порошке «ПАП-2» (требуется применение более мощных поджигающих устройств, в то время как смеси на «ПАП-2» загораются от огневого импульса электровоспламенителя фейерверочного «ЭВФ-1»).

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в увеличении безопасного срока работоспособности за счет сохранения низкой чувствительности к трению.

Указанный технический результат достигается тем, что в термитном составе для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций, содержащем перхлорат калия, алюминий и технологическую добавку, в качестве алюминия использован порошок алюминиевой пудры марки "ПАП-2", а в качестве технологической добавки использован дисульфид вольфрама, который перемешан с указанным порошком алюминиевой пудры до однородной смеси, смешанной с перхлоратом калия, при следующем соотношении компонентов, на 100 массовых долей:

Порошок алюминиевой пудры марки «ПАП-2» 33,2-31,2

Дисульфид вольфрама 1,0-3,0

Перхлорат калия 65,8

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Согласно настоящего изобретения рассматривается новый состав термитного заряда, применяемого для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций.

Особенностью данного термитного состава является то, что при сгорании размещенной в шпуре навески этого состава происходит вызывает локальный перегрев материала разрушаемого объекта, вследствие чего в объеме материала разрушаемого объекта образуется волна механических напряжений, вызванная разностью плотностей нагретого и холодного материала разрушаемого объекта: происходит так называемый «тепловой удар», который вызывает растрескивание/раскалывание материала разрушаемого объекта без разлета его кусков и без образования вырывающихся наружу газообразных продуктов химической реакции, как правило, приводящих к разлету кусков материала.

Согласно настоящего изобретения термитный состав для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций содержит перхлорат калия, порошок алюминиевой пудры марки "ПАП-2" и технологическую добавку в качестве которой использован дисульфид вольфрама. При этом в составе дисульфид вольфрама перемешан с порошком алюминиевой пудры до однородной смеси, которая в свою очередь смешана с перхлоратом калия.

Компоненты находятся в следующем соотношении, на 100 массовых долей:

Порошок алюминиевой пудры марки «ПАП-2» 33,2-31,2

Дисульфид вольфрама 1,0-3,0

Перхлорат калия 65,8

Дисульфид вольфрама изготавливают для использования в качестве активного наполнителя в смазки, размеры зерен 0,5 мкм (500 нм). Дисульфид вольфрама обладает аналогичными дисульфиду молибдена антифрикционными (смазывающими) свойствами и стоек во влажной атмосфере окружающей среды при температурах более +300°С. Таким образом, устраняется главный недостаток прототипа: повышение чувствительности к внешним механическим воздействиям термитного состава при его длительном хранении и в зависимости от влажности атмосферы окружающей среды.

При этом важно не только то, что дисульфид вольфрама используется как добавка, а и то, что в составе термитного заряда дисульфид вольфрама создает на границах механического контактирования частиц алюминиевого порошка и перхлората калия пограничные условия за счет того, что в условиях общей смеси частицы алюминиевой пудры покрываются частицами дисульфид вольфрама, создавая на поверхности порошка слой, отделяющий этот порошок от частиц перхлората калия. В результате в смеси создаются условия по минимизации механического контакта алюминиевого порошка и перхлората калия - в этом и проявляются антифирикционные качества, приводящие к гарантированному снижению чувствительности термитного состава к трению.

Обращается внимание, что алюминиевая пудра марки "ПАП-2" - это порошок алюминия слоистой структуры. С помощью размола в шаровой мельнице получают тонко измельченный алюминий, состоящий из каплеобразных или чешуйчатых частиц. Выглядит она как однородный, мажущийся серовато-серебристый порошок, без различных примесей и комочков. Однако по сути каждая алюминиевая частица покрыта жировой оксидной пленкой (добавки жировые от 2,4 до 2,6%) и представляет собой отдельную чешуйку с толщиной лепестков частиц в пределах от 0,25 до 0,50 мкм при средних размерах частиц в пределах от 20 до 30 мкм. А размеры частиц порошка дисульфида вольфрама - имеет в среднем размеры зерен 0,5 мкм (предлагается на российском рынке для применения). Поэтому при смешивании практически сходных по размерам частиц дисульфид вольфрама и частиц алюминиевого порошка происходит обволакивание частиц алюминиевого порошка частицами компонента.

В части решения задачи по понижению чувствительности по трению использование дисульфида вольфрама вместо дисульфид молибдена не является задачей замены одного на другое с целью получения свойств, присущих замене. Анализ прототипа с применением дисульфида молибдена показал, что при использовании этой добавки в объеме 1-3% при объеме алюминия (неустановленного размера частиц) - 45-48% объема добавки не хватает для изоляции всего алюминия от перхлората калия. Поэтому часть алюминия прямо введена в механический контакт с перхлоратом калия. А с течением времени из-за окисления добавки площадь механического контакта алюминия с перхлоратом калия увеличивается, что прямо указывает на формирование условий по повышению чувствительности к трению.

Дисульфид молибдена MoS2 с размером частиц в диапазоне 1-100 мкм реализуется на российском рынке в виде сухого смазывающего вещества (техническая фасовка с размером частиц 5-7 мкм). При этом, в сухом виде представляет собой кристаллический порошок, где каждый кристалл имеет строение игольчатого типа. До настоящего времени хорошо изучено поведение дисульфид молибдена MoS2 в текучих смазках, при использовании которых при трении на поверхности металла возникает пленка, в которой это вещество располагается слоями. Однако, недостаточно изучено поведение сухого порошка дисульфид молибдена MoS2 в таких же сухих смесях в виду того, что такая задача не ставилась и в таком виде это вещество не использовалось.

Дело в том, что на ощупь порошок дисульфида молибдена кажется жирным, но это качество является следствием на наличия жировых компонентов, как это имеет место в дисульфиде вольфрама, является следствием строения его кристаллической структуры.

В дисульфиде молибдена каждый атом Mo(IV) находится в центре тригональнои призмы и окружен шестью атомами серы. Тригональная призма ориентирована так, что в кристалле атомы молибдена находятся между двумя слоями атомов серы (Structural Inorganic Chemistry. - Oxford: Clarendon Press, 19S4. - ISBN 0-19-855370-6). Из-за слабых ван-дер-ваальсовых сил взаимодействия между атомами серы в MoS2, слои могут легко скользить друг относительно друга. Это приводит к появлению смазочного эффекта и к появлению ощущения жирности, как результат подвижности частиц. Поэтому простое перемешивание всех трех компонентов в прототипе приводит к равномерному распределению всех компонентов в смеси, но не приводит к полной гарантированной взаимной изоляции частиц алюминия и перхлората калия. При малом объемном содержании MoS2 по отношению к алюминию и при отсутствии такого качества как природная жирность/липкость можно говорить только о вероятностном снижении чувствительности к трению (тем более, что в прототипе прямо сказано, что запатентованный "состав находится в опытно-конструкторской разработке").

В прототипе указано, что в качестве технологической добавки использован дисульфид молибдена, а точнее, молибденовый блеск MOS2. Молибденовый блеск, который имеет название молибденит, используется как сырье для производства молибдена, рения и селена. Молибденит-полупроводник, применявшийся в радиотехнике для изготовления детекторов, но подобно графиту, используется как компонент смазок, но его применение здесь ограничивается преимущественно герметично закрытыми узлами (например, ШРУСами), так как в негерметичных узлах под воздействием воды и кислорода воздуха молибденит превращается в абразивный оксид молибдена.

Поэтому применение молибденита в качестве снижающей трение технологической добавки в термитном составе категорически противопоказано, так как этот компонент очень быстро теряет смазывающие свойства и превращается в абразив, переводя термитный заряд в категорию особо опасных и с минимальным сроком жизни.

А дисульфид вольфрама не меняет своих свойств, до температур более +300°С дисульфид вольфрама не реагирует с парами воды в атмосфере окружающей среды, и гарантирует долговременное сохранение термитным составом рабочего состояния до истечения установленного производителем срока пригодности.

Кроме того, как показали испытания нового термитного состава, при применении в качестве технологической добавки дисульфида вольфрама был выявлен дополнительный технический эффект, полученный при введении в состав смеси дисульфида вольфрама. Стало возможным прессование (таблетирование) смеси, для последующего наполнения ими картриджей (технологических оболочек, исключающих просыпание смеси, размещаемых в шпуры и сгорающих вместе с термитным составом). Хорошо таблетируются смеси, содержащие в своем составе 3% масс. дисульфида вольфрама.

Применение таблеток термитной смеси или в другой прессованной форме обеспечивает удобство пользования, то есть приготовления заряда по месту его использования. При замене дисульфида вольфрама на дисульфида молибдена и тем более на его форму - молибденит, не дает такой возможности, так как с переходом добавки в абразив брикет смеси распадается или становится хрупким.

Приготавливают термитный состав следующим образом:

1) Порошок алюминиевой пудры марки «ПАП-2» предварительно смешивают с дисульфидом вольфрама в соотношении 33,2…31,2 массовой доли алюминиевой пудры и от 1 до 3 массовых долей дисульфида вольфрама. Количество вводимого дисульфида вольфрама в указанном диапазоне определяется крупностью его порошка: порошка крупностью 10 мкм и менее - достаточно 1 массовой доли, крупностью 40 мкм - достаточно 3 массовых долей. Смешивание проводят в безлопастном, объемном гравитационном смесителе порционного действия типа «пьяная бочка» (с ручным или электромеханическим приводом). Время перемешивания 5 минут. За это время, поверхность частиц порошка алюминиевой пудры покрывается слоем дисульфида вольфрама.

2) По завершении смешивания порошков алюминия и дисульфида вольфрама, в смеситель добавляют расчетное количество порошка перхлората калия - в количестве от 65,8 массовых долей и продолжают перемешивание еще 5 минут.

3) Полученная термитная смесь (в расчете на 100 массовых долей) имеет состав:

- Порошок алюминиевой пудры (Al)=33,2…31,2 масс. доли;

- Порошок дисульфида вольфрама (WS2)=1,0…3,0 масс. доли;

- Порошок перхлората калия (KClO4)=65,8 масс. доли.

Указанное массовое соотношение компонентов смеси обеспечивает максимальное энерговыделение при сгорании состава. Отклонение от указанных соотношений приводит к уменьшению энерговыделения и снижению полезной работы термитного состава.

Изготовленный указанным способом термитный состав имеет следующие характеристики: плотность при смешении алюминиевой пудры с порошком перхлората калия - около 0,6 г/см3, температура реакций 5600 К, скорость распространения реакции по составу 2100 м/с.

Уравнение химической реакции (при температуре 5600 К.) имеет вид: 0,457061KClO4+1,266815Al=0,475061KCl+0,361042Al2O+0,361042О2+0,272365Al2O3.

Показатели процесса, давление в «точке Чепмена-Жуге»=0,97 ГПа; коэффициент политропы=1,556; удельная теплота=1008 ккал/кг; начальный (в зоне химической реакции) удельный объем газов=268 л/кг. Работоспособность по отношению к аммониту 6ЖВ=11%.

При остывании продуктов реакции до температуры ниже 2500°К, происходит окисление газообразного Al2O кислородом, содержащимся в продуктах реакции, до твердого Al2O3. Таким образом, в конечном состоянии, в продуктах реакции не содержится газообразных веществ - что позволяет отнести предлагаемую авторами смесь к термитным составам. В свою очередь, термитные составы относятся к пиротехнической продукции не подлежащей лицензированию.

Применение термитных составов для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций способом «теплового удара» весьма перспективно, ввиду возможности их применения в стесненных условиях, когда недопустимы возникновение ударных воздушных волн и разлет кусков разрушаемого объекта.

Учитывая, что только при таком массовом соотношении компонентов смеси обеспечивает максимальное энерговыделение при сгорании состава на уровне высокой температуры без выделения газообразующих продуктов, стало возможным расширить область применения данного термитного состава.

Известно (В.Г. Сорокин, А.В. Волосникова, С.А. Вятник и др. "Марочник сталей и сплавов", М, Машиностроение, 1989, 640 с.), что при нагревании стальных конструкций проявляется эффект значительного снижения пределов прочности этих стальных конструкций. Например, сталь марки 12Х18Н10Т имеет при 20°С предел прочности [σ]=620 МПа, а при 1200°С - только 26 МПа. Критическая термическая нагрузка, при которой происходит потеря несущей способности стальных конструкций - +500°С. Этим фактом объясняется обрушение самонесущих стальных конструкций при пожаре. Следовательно, воздействуя термитными составами на детали самонесущих стальных конструкций, также можно достигать их разрушения (самообрушения). Например, резать металлические листы, не прибегая к газовой резке. Это особо актуально для высоколегированных сталей типа вышеуказанной 12Х18Н10Т, которые не поддаются газовой резке, и режутся исключительно электродуговым способом.

Авторами было проведено несколько опытов по термическому воздействию на несущую способность металлоконструкций путем загрузки термитного состава, изготовленного по рецептуре настоящего изобретения, в глухие объемы в этих конструкциях. Анализ разрушений показал, что при выделении тепловой энергии взрыва появляются так называемые структурные напряжения, возникающие от изменения параметров кристаллической решетки при структурных превращениях стали. В связи с перегревом у низкоуглеродистой стали объем стали уменьшается в связи с переходом перлита в аустенит, который имеет большую плотность по сравнению с перлитом, что приводит к разрыву связей в решетке и переходу в пластическое состояние нагретого участка и расплавлению металла. При нагреве резко увеличивается рост зерен аустенита. происходит резкое окисление границ зерен, что резко снижает прочность стали, повышается хрупкость. Это приводит к потере несущей способности и слому конструкции в месте перегрева под собственным весом.

Прожиг отверстия в листовом металле по традиционной технологии делают так: в одноразовую тигель-форму (http://www.kvazar-ufa.com/?part_id=280,330,340&goods_id=913), выполненную в виде стакана выполненного из жаропрочной керамики и снабженную устройством электроподжига, насыпают и утрамбовывают термитный состав (http://www.kvazar-ufa.com/product108.html) и устанавливают на поверхность листа металла, в котором требуется прожечь отверстие. Инициируют электроподжиг, химическая реакция превращения термитного состава начинается в верхней части перевернутого стакана (тигель-формы) и образующийся жидкий металл стекает вниз на прожигаемый лист, расплавляет и прожигает его.

В предлагаемом же авторами термитном составе при его срабатывании жидкого металла не образуется, но сама реакционная масса термитного состава нагревается до Температуры более 5000°С и Передает тепло на поверхность Прожигаемого листа металла, от чего последний нагревается до температуры выше температуры плавления, и его расплавленный металл утекает в свободное пространство. При таком исполнении корпус тигель-формы нужен для придания требуемых габаритов термитной массе и ее удержания в процессе сгорания.

Применение термитных составов для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций способом «теплового удара» - весьма перспективно, ввиду возможности их применения в стесненных условиях, когда недопустимы возникновение ударных воздушных волн и разлет кусков разрушаемого объекта.

Термитный состав для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций, содержащий перхлорат калия, алюминий и технологическую добавку, отличающийся тем, что в качестве алюминия использован порошок алюминиевой пудры марки "ПАП-2", а в качестве технологической добавки использован дисульфид вольфрама, который перемешан с указанным порошком алюминиевой пудры до однородной смеси, которая смешана с перхлоратом калия, при следующем соотношении компонентов, на 100 массовых долей:

Порошок алюминиевой пудры марки «ПАП-2» 33,2-31,2
Дисульфид вольфрама 1,0-3,0
Перхлорат калия 65,8



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к воспламенительным составам, применяемым для воспламенения термостойких смесей. Воспламенительный состав содержит в качестве связующего поливинилбутираль, окислителя - перхлорат аммония, металлического горючего - алюминий или алюминиево-магниевый сплав ПАМ-3, а также пластификатор - дибутилфталат, технологические добавки - углерод технический, парафин, олеиновую кислоту, стеарат цинка.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно производству фейерверков цветного пламени. Пиротехнический состав фейерверков включает, мас.

Изобретение относится к взрывчатым веществам, возбуждаемым когерентным и некогерентным импульсным световым излучением, и может быть использовано в средствах инициирования, в качестве генератора плоских ударных волн, а также в устройствах для обработки металлов энергией взрыва и оптических системах инициирования взрывчатых зарядов.
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к воспламенительным пиротехническим составам, инициирующим воспламенение и горение функционального снаряжения различных специзделий и боеприпасов.
Изобретение относится к пиротехническим средствам и может использоваться в военном деле, строительстве и других отраслях промышленности, где применяются горючие смеси, например для огнеметов, прожигания отверстий в бетонных и металлических стенах, перекрытиях, герметичных емкостях и других объектах.

Изобретение относится к области пиротехники, в частности к составу, предназначенному для использования в различных устройствах в качестве поджигающего элемента для надежной передачи горения в пиротехнической цепочке и ускоренного формирования фронта горения газогенерирующих составов.
Изобретение относится к пиротехническим ловушкам (ложным целям) для ракет с инфракрасным наведением. .
Изобретение относится к тепловым резервным источникам тока, приводимым в действие посредством воспламенения пиротехнических элементов. .
Изобретение относится к пиротехнике, а именно к пиротехническим составам для снаряжения реактивных летательных игрушек. .
Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в различных устройствах, где от пиротехнического состава требуется выдача строго дозированного количества тепла в заданный интервал времени при низком значении удельного газовыделения.

Изобретение относится к области пиротехники, а именно к калорийным быстрогорящим составам, и может быть использовано в пиротехнических нагревателях, например тепловых батареях, а также как воспламенительный состав.
Изобретение относится к химическим средствам тушения пожаров, а именно к огнегасительным составам, содержащим газообразующие химически активные вещества, и может быть использовано для подавления очагов возгорания в закрытых объемах.
Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в различных устройствах, где от пиротехнического состава требуется выдача строго дозированного количества тепла в заданный интервал времени при низком значении удельного газовыделения.

Изобретение относится к малогазовым пиротехническим составам, используемым для снаряжения замедлительных узлов малогабаритных взрывательных устройств, работающих в условиях кинетического нагрева.

Изобретение относится к пиротехнике и используется для получения технического кислорода. .

Изобретение относится к области пиротехники и может быть использовано в различных устройствах, в которых от пиротехнического состава (ПТС), кроме тепловыделения требуется малое удельное газовыделение, сохранение геометрических размеров после сгорания, относительно высокая электропроводность шлаков.

Изобретение относится к средствам для образования дымовых завес, а более конкретно к пиротехническим составам, при горении которых генерируется аэрозоль, формирующий на воздухе аэродисперсное образование высокой оптической плотности.

Изобретение относится к области создания термостойких газогенерирующих кислотообразующих высокопрочных топлив для скважинных аппаратов различного механизма действия: пороховых аккумуляторов давления скважинных, пороховых генераторов давления, пулевых и кумулятивных перфораторов для термогазохимического и барического воздействия на призабойную зону пласта в нефтяных и газовых скважинах с одновременной кислотной обработкой с целью интенсификации добычи ресурсов.

Изобретение относится к пиротехническому составу, а именно термитному составу для разрушения негабаритных кусков горных пород и неметаллических строительных конструкций. Состав содержит на 100 массовых долей: 65,8 перхлората калия, 33,2-31,2 порошка алюминиевой пудры марки ПАП-2 и 1,0-3,0 технологической добавки в виде дисульфида вольфрама, который сначала смешивается с указанным порошком алюминиевой пудры до однородной смеси, а затем с перхлоратом калия. Результат заключается в увеличении безопасного срока работоспособности за счет сохранения низкой чувствительности к трению.

Наверх