NO144566B - Smeltbar sprengstoffblanding. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører smeltbare eller komprimerte ternære sprengstoffblandinger med kraftig brisans.

I tiden mellom de to verdenskriger er sprengstoffblandinger

på basis av trinitrotoluen (eller TNT) og heksogen (eller RDX) blitt kjent og kalles "heksolitber<1> eller "cyklotoler", og ut-gjøres av blandinger karakterisert ved deres forhøyede brisans og deres lette fremstilling til ferdig produkt, spesielt ved støping.

Det er tidligere utviklet forbedrede metoder hvor man overraskende kan øke detonnasjonshastigheten og motstanden mot nedbrytning av heksolittene, f.eks. ved at man som beskrevet i det franske patentskrift 2.182.599 erstatter den fineste fraksjon av heksogen i de klassiske heksolitter med oktogen eller hekso-okto med fin granulometri.

Heksogen og oktogen er relativt dyre sprengstoffer, og det ville være ønskelig i heksolittene helt eller delvis å kunne erstatte dem med krystalliserte sprengstoffer med høy deton-nas jonshastighet og som var mindre kostbare. I denne henseende passer ikke pentritt da blandinger som inneholder pentrittfår en brisans som er kraftig nedsatt og en slagfølsomhet som er sterkt forhøyet i forhold til heksogenblandinger inneholdende samme andel av krystalliserte sprengstoffer.

Det er nå funnet at det er mulig å oppnå blandinger inneholdende trinitrotoluenheksogen med høy brisans, høyere enn for heksolitter med det samme innhold av trinitrotoluen og til lavere pris.

Sprengstoffblandingene i henhold til den foreliggende oppfinnelse er karakterisert ved at de inneholder trinitrotoluen, heksogen , dinitroglykoluril og eventuelt mindre mengder krystallinsk oktogen.

Det foretrekkes blandinger som inneholder lo - 60% trinitrotoluen, 5 - 5o% dinitroglykoluril og lo - 85% heksogen.

Dinitroglykoluril eller "DINGU" er en forbindelse med strukturformel:

De eksplosive egenskaper er omhandlet og beskrevet i det franske patentskrift 2.238.7o3. Detonnasjonshastigheten på 7.58o m/s bestemt i en sølvomhylling med utvendig diameter 4 mm for en ladningstetthet på 1,76 utgjør et sprengstoff med lavere brisans enn for pentritt.

Under disse betingelser er det overraskende, som det fremgår av den etterfølgende tabell I, at innblanding av "DINGU" i heksolitt fører til en kraftig økning av brisansen for det sistnevnte.

Oppfinnelsen er like godt anvendelig for ladninger som er

støpt som komprimert. For de sistnevnte anvendes fordelaktig et mindre innhold av trinitrotoluen på omtrent lo%.

Oppfinnelsen er likeledes anvendelig for de ternære blandinger som er beskrevet i det franske patentskrift 2.182.599. Man kan i disse blandinger erstatte en del av heksogenet med granulometri lavere enn 3oo^vm med finpartiklet "DINGU". Blandingene som oppnås samler fordelene beskrevet i det nevnte franske patentskrift 2.182.599 og de fordeler som er nevnt i det følgende. Blandinger omfattende oktogen og/eller hekso-octo (dvs. sam-krystalliserte krystaller av heksogen og oktogen oppnådd ved fremstilling av oktogen ) med granulometri lavere enn 3oo^um utgjør en del av den foreliggende oppfinnelse.

Det er videre i sprengstoffblandingene i henhold til oppfinnelsen mulig å inkludere modifiserende midler kjent på området for heksolitter, voksarter, krystallisasjonsregulerende midler som heksanitrostilben (HNS) og mykningsmidler som mononitrotoluen. Selv om anvendelse av HNS ikke er nødvendig utgjør dette ikke desto mindre en fordelaktig utførelsesform'av oppfinnelsen.

Utover deres detonnerende egenskaper som stort sett under-støtter sammenlikningen med de tilsvarende heksolitter, har blandingene i henhold til oppfinnelsen andre egenskaper som er meget fordelaktige for brukeren: -eksudasjon. Som det vises i eksemplene 15 - 37, exsuderer trinitrotoluenet i blandinger inneholdende "DINGU" vesentlig mindre enn i blandinger som bare inneholder heksogen.Anvendelse av "DINGU" muliggjør å sløyfe anti-eksudasjonsmiddel som f.eks.polyvinylnitrat. -Blandingene i henhold til oppfinnelsen lagdeles ytterst lite ved innfylling ved støping. Homogeniteten av ladningene for-bedres tydelig og densitetgradienten undertrykkes nesten fullstendig. Det oppnås en vesentlig nedsettelse av den mengde material som må resirkuleres. -Nedbrytning ved etterfølgende smeltinger. Blandingene i henhold til oppfinnelsen bevarer en lav omtrent konstant viskositet når de underkastes smelte-sykluser som etterlikner beting-elsene for klassisk fylling av heksolitter. Man vet at en klassisk ulempe ved heksolittene er økningen i deres viskositet etter et lite antall smeltinger. -Følsomhet ved kulestøt. Denne er mindre enn for heksolittene. Man får ikke positive prøver med klassiske forsøk for denne egenskap og dette er også tilfelle ved herdeforsøk (avfyring med meget stor hastighet). -Motstand mot knusing. Denne er for heksodingulitter større enn for tilsvarende heksolitter (omtrent 25%).

-Regularitet av tekstur og sprekkdannelser.

Blandingene i henhold til oppfinnelsen er på grunn av deres egenskaper anvendelige ved alle kjente anvendelser av heksolitter og på grunn av den lavere pris for "DINGU" i forhold til heksogen åpnes nye perspektiver for denne type sprengstoffer. Videre er anvendelse av "DINGU" med fin granulometri (høyst lo^um) spesielt fordelaktig da dette er den form som rå-"DINGU" oppnås i ved den vanlige syntese.

Andre fordeler som oppfinnelsen medfører fremgår av

de følgende eksempler som illustrerer oppfinnelsen.

EKSEMPLER 8-14

Ved støping fremstilles flere blandinger i henhold til oppfinnelsen, idet "DINGU" innføres i smeltet TNT sammen med heksogenet.

For hver av blandingene fremstilt måles densitet og de-tonnasjonshastighet og brisansen beregnes. Resultatene er gjengitt i den etterfølgende tabell II.

EKSEMPLER 15-37

Eksudasjonsforsøket gjennomføres på følgende måte.

Blandingen som skal undersøkes smeltes ved 85° C og helles opptil kanten i en jernform oppvarmet til omtrent 5o°C.

Den sylindriske form (indre diameter 21 mm, høyde 4o mm) avsluttes i toppen av en traktform.

Etter fullstendig avkjøling trekkes blandingen ut fra formen og toppen, med traktform, avkuttes slik at bare sylinderen med 4o mm høyde bevares. Den nedre del av denne sylinder befris for ujevnheter og gnis i en kort stund mot en overflate av tre (motplate).

Man kutter opp strimler av tørt filterpapir med konstant vekt med bredde 9o mm og prøven anbringes i midten av en første fjerdedel av filterpapirstrimmelen, strukket jevnt oppover på en glassplate med plan overflate som tjener som bærer. Man gjennomfører 3 eller 4 påfølgende sykluser på 16 timer ved 7o°C og måler etter hver syklus diameteren av flekken og papirets vektøkning. De oppnådde resultater er anført i den etterfølgende tabell III

Det ble gjennomført en ny serie av forsøk ved 7o°C (Tabell IV) idet varigheten av syklusen var 2o timer. Vekttapet ble målt på prøvestykket. Det ble anvendt heksogen med meget fin granulometri, omtrent 3 mikron, tilsvarende granulometri-verdien for det anvendte "DINGU". Det ble i blandingen også inkludert tilsetningsmidler for heksolitter, nemlig heksanitrostilben (HNS) og polyvinyl-nitrat (NPV)

De praktiske forsøk med heksolittene omfattet eventuelt

en fin heksogenfraksjon som viser at blandingene er utsatt

for en kraftig eksudasjon.

I motsetning hertil, så snart "DINGU" anvendes, faller

eksudasjonen 4o - 9o%. Visuell sammenlikning av filter-

papirene i begynnelsen av hvert forsøk er tydelig for

eksudasjonen idet denne er omtrent 0 når 15 vektprosent

"DINGU" anvendes.

Det er kjent at innblanding av litt NPV tillater å redusere

eksudasjonen i heksolitter. Dette bekreftes ved forsøk 34

Man kan f.eks., etter forsøkene 29, 3o og 32 se at anvendelse

av "DINGU" gjør det unødvendig å innblande NPV for å redusere eksudasjonen.

Forsøkene 35 og 36 viser at virkningen av "DINGU" og NPV

adderes svakt med hensyn til eksudasjonen..

Forsøk 31 viser at HNS ikke har noen innvirkning på eksuda-

sjonen av heksolitter. Innblanding av HNS i blandingene i hen-

hold til oppfinnelsen fører ikke til forbedring av eksudasjonen medført av "DINGU"..

EKSEMPLER 38 - 40

Det ble gjennomført sedimentasjonsforsøk for å bedømme sprengstoff blandingen i henhold til oppfinnelsen ved ifylling i

ammunisjon.

Forsøket består i å smelte og helle blandingen inn i en omrørt

beholder ved 9o°C. Den smeltede blanding helles deretter ned i jernrør med 2oo mm lengde og innvendig diameter 5o mm, med svak kjegleform og foroppvarmet til 9o°C. Blandingen får sedi-

mentere i 3 timer hvoretter det avkjøles til 5o°C trinnvis over

25 mm, hvert 3o minutter. Etter 3 timer tas blandingen ut av formelen og det lag av TNT som ligger øverst fraskilles og den resterende kjerne deles opp i tre like deler hvor densiteten måles.

Resultatene er gjengitt i den etterfølgende tabell V

Det anvendte "DINGU" skrev seg fra en porsjon fremstilt ved fremgangsmåten i henhold til det franske patentskrift 2.238.7o3 i industriell skala.

Resultatene fra forsøk 38 og 39 er fra målinger gjennomført med to rør. Forsøk 4o vedrører middelverdier for fire rør.

Man ser at avsetningen av TNT reduseres med omtrent 8o% og

at forskjellen mellom de ekstreme densiteter for ladningen som er av størrelsesorden 1% i tilfellet med heksolitter er redusert til en tredjedel i tilfellet med blandingene i henhold til oppfinnelsen, idet det overliggende lag av TNT viker tilbake og er bare fjerdedelen så stort hvis det ikke tas vare på. Det fremgår av disse resultater at en vesentlig nedsettelse av re-sirkulasjonen er mulig takket være oppfinnelsen. (Dette er resirkulasjon av den øvre del av ladningen, som er mindre rik, som tas vare på og resirkuleres).

EKSEMPLER 41 TIL 47

Man fremstiller en heksodingulitt i henhold til oppfinnelsen bestående av 4o% TNT, 54% heksogen og 6% fin "DINGU" (granulometri 1 til lo ^um).

Det gjennomføres flere påfølgende smeltninger ved 85°C av denne blanding og viskositeten måles på et viskosi-meter ("EFFLUX" med diameter på sømningsmunningen på omtrent 1,2 cm). Man oppnår de følgende resultater, ut-trykt som strømningstid i sekunder.

For å sammenlikne en heksolitt med samme sammensetning er-stattes "DINGU"-fraksjonen med heksogan med samme granulometri, ved en viskositet på 27 sekunder ved en annen smelting, idet alle betingelser ellers var like.

Man fremstiller heksodingulitter med økende andeler av "DINGU" og måler deres viskositet ved 85°C. Resultatene er angitt i den følgende tabell, med en konstant mengdeandel av DNT på 4o vektprosent.

Man konstanterer at blandingene i henhold til oppfinnelsen

nedbrytes ytterst lite under de påfølgende og gjentatte smeltinger, og dette er en stor fordel for brukerne.

Men hensyn til blandinger med høyt innhold av krystallinsk sprengstoff, har man fastslått at en blanding omfattende bare 25% TNT og 55% heksogen 375 - 8oo ^um og 2o% finpartiklet "DINGU" på vektbasis er hellbar (viskositet: 2o sekunder ved 85°C, densitet (d = 1,77) med høy grad av homogenitet.

EKSEMPLER 48 til 51

Blandingene i henhold til oppfinnelsen har en høy ufølsomhet mot kulestøt, idet disse ikke gir noe positivt resultat ved klassiske forsøk. Man har heilt blandingene 48 til 5o inn i en blikkeské med tykkelse o,5 mm, med dimensjoner 6o x 5o x 4omm utstyrt med en ambolt med lo mm tykkelse. Det avfyres en kule med kaliber 7,62 mm mot prøven med hastigheter 89o til 91o m/s. Noe positivt resultat kunne ikke konstanteres for hver serie av 5 prøvestykker.

Nr. 48 : 4o% TNT, 3o% RDX, 3o% DINGU

Nr. 49 : 4o% TNT, 45% RDX 15% DINGU

Nr. 5o : 3o% TNT, 53% RDX, 17% DINGU

For klassiske heksolitter 7o/3o eller 6o/4o oppnås positive resultater allerede for disse kulehastigheter.

Man har gjennomført forsøket med heksudingulitter og det

ble anvendt et jernrør med lengde 7o mm, diametre 41/49 mm, lukket i en ende med en påsveiset 5 mm jernplate og lukket i den annen ende med innsmeltet kork. Det gjennomføres skyte-forsøk med 7,62 mm kuler, radialt, med meget stor hastighet (126o m/s).

Det ble ikke oppnådd noe positivt resultat med blandingen

nr. 48 ved lo skudd, og ikke noe positivt resultat med 5 skudd med en blanding nr. 51 inneholdende 15% TNT, 4o% RDX og 45% DINGU.

EKSEMPEL 52

Man har under like betingelser sammenliknet motstanden mot knusing av terninger med størrelse lo x lo x lo mm av heksolitt 6o/4o (omfattende 3o% heksogen 2-lo ^um) og heksodingulitt 3o/3o/4o omfattende 3o% RDX, 3o% DINGU og 4o%

TNT på vektbasis.

Med seks prøvestykker av heksolitt, med midlere densitet 1,727 måles en midlere knusemotstand på 192 bar (maksimum 22o bar).

Ved syv prøvestykker av tilsvarende heksodingulitt, med

midlere densitet l,76o, måles en midlere motstand på 253 bar (maksimum 3oo bar). Ved dette forsøk gjennomføres sammentryk-ningen mellom to parallelle flater, idet knusehastigheten ut-gjorde ,1 mm/mn.

Claims (4)

1. Smeltbar sprengstoffblanding på basis av trinitrotoluen og heksogen, karakterisert ved at den inneholder dinitroglykoluril og eventuelt mindre mengder krystallinsk oktogen.

2. Sprengstoffblanding som angitt i krav 1, karakterisert ved at den inneholder 10-60 vektprosent trinitrotoluen, 10-85 vektprosent heksogen <p>g 5-50 vektprosent dinitroglykoluril.

3. Sprengstoffblanding som angitt i krav 1-2, karakterisert ved at dinitroglykolurilet har en kornstørrelse opptil 10 mikrometer.

4. Sprengstoffblanding som angitt i krav 1-3, karakterisert ved at det krystallinske oktogenet er tilsatt som sådant eller i form av sam-krystallisert hekso-okto, med gjennomsnittlig partikkel-størrelse opptil 300 mikrometer.