 |
|
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ВВ называют химические соединения или механические смеси, которые под действием внешнего импульсов (нагрева, удара, трения и т.д.) способны взрываться, т.е. чрезвычайно быстро превращаться в другие соединения с выделением тепла и газообразных продуктов, способных производить разрушение и перемещение окружающей среды. При взрыве большинства ВВ горючие элементы – водород и углерод – окисляются кислородом, входящем в состав ВВ, в отличие от процесса горения, при котором окисление происходит за счет кислорода воздуха.
Благодаря этому обеспечивается весьма высокая концентрация энергии в единице объема ВВ. Так, при сжигании 1 литра смеси спирт-кислород выделяется 3,5 ккал тепла.
Смесь водород-кислород – 1,8 ккал, а при взрыве 1 литра нитроглицерина – 2350 ккал тепла. В тоже время тепловая энергии, выделяемая при взрыве 1 кг ВВ (800:1200 ккал/кг), значительно меньше теплоты сгорания обычных горючих:
керосин – 11000 ккал/кг
каменного угля – 7000 ккал/кг
Значительная скорость детонации при взрыве промышленных ВВ (2:8 км/с) обеспечивает применение чрезвычайно большой мощности взрыва.
При взрыве ВВ образуется значительное количество газов (600-1000 л/кг) и выделяемое тепло обеспечивает нагревание их до Т=2500-4500°С. Взрыв сопровождается определенным звуковым эффектом, т.к. ударная волна распространяющаяся от заряда, на некотором расстоянии от центра взрыва переходит в звуковую .
Основные признаки взрыва:
· Высокая объемная концентрация энергии;
· Сверхзвуковая скорость выделения энергии;
· Экзотермичность процесса;
· Образование большого объема газообразных продуктов;
· Звуковой эффект.
Основные формы химического превращения:
Медленное химическое превращение протекает при низких температурах по всему объему вещества.
При горении тепло передается путем теплопередачи (процесс сравнительно медленный)
При детонации энергия по заряду ВВ передается ударной волной, распространяющейся со скоростью 2÷8 км/с.
Процесс горения и детонации идет во фронте химической реакции, который перемещается по ВВ. Скорость его перемещения определяется величиной выделяющейся энергии и способом передачи ее к соседним слоям вещества.
В промышленности применяют индивидуальные ВВ, которые содержат в своем составе все элементы, необходимые для нормального протекания реакции взрыва. Чаще всего применяют вещества в виде механических смесей
Для придания определенных свойств и характеристик смесям ВВ в их состав входят следующие компоненты:
ОКИСЛИТЕЛИ – вещества, содержащие избыточный кислород, расходуемый при взрыве на окисление горючих элементов.
В качестве ОКИСЛИТЕЛЯ применяют аммиачную селитру, калиевую и натриевую селитры, хлораты и перхлораты калия и аммония, жидкий кислород и другие вещества.
ГОРЮЧИЕ ДОБАВКИ – твердые или жидкие компоненты богатые углеродом и водородом, как правило, не взрывчатые, например, тонко измельченный уголь, древесная мука, соляровое масло или пудра легкоокисляющихся и выделяющихся при этом большое количество тепло металлов, например аммония, магния.
Горючие вещества входят в состав ВВ для увеличения количества энергии, выделяемой при взрыве.
В качестве горючих веществ используют такие взрывные компоненты (тротил, гексоген) которые имеют в своем составе недостаточное количество кислорода для полного окисления содержащихся в нем горючих элементов.
Часть углерода, выделяемого при взрыве таких ВВ в виде окиси в свободном состоянии или в виде горючих соединений, реагирует с избыточным кислородом окислителя, повышая теплоту и энергию взрыва ВВ.
СЕНСИБИЛИЗАТОРЫ — вещества, вводимые в состав ВВ для повышения его чувствительности к восприятию и передаче детонации. В качестве сенсибилизаторов применяют мощные ВВ — тротил, нитроглицерин, нитрогликоль, гексоген и т. п. Сенсибилизатором могут являться и, невзрывчатые вещества (горючие добавки) — соляровое масло, древесная мука или уголь.
В малых количествах, (до 6%), соляровое масло в смеси с аммиачной селитрой выполняет роль сенсибилизатора, в больших, делает взрывчатую смесь нечувствительной к инициированию.
СТАБИЛИЗАТОРЫ - вещества, вводимые в состав ВВ для повышения их химической и физической стойкости. В качестве стабилизатора в:
динамитах используют мел и соду,
в аммонитах — древесную, жмыховую и торфяную муку, при этом последние выполняют также роль горючих добавок иразрыхлителей, уменьшающих слеживаемость ВВ.
ФЛЕГМАТИЗАТОРЫ — легкоплавкие маслянистые жидкости с высокой теплоемкостью и высокой температурой вспышки, обволакивающие частицы ВВ и не вступающие с ним в реакцию. Введение флегматизаторов снижает чувствительность ВВ к механическим воздействиям и обеспечивает более безопасные условия его применения. В качестве флегматизатора используют вазелин, парафин, различные масла, тальк и другие вещества.
ПЛАМЕГАСИТЕЛИ вводят в состав только предохранительных ВВ для снижения температуры взрыва и уменьшения вероятности воспламенения метано-воздушных и пылевоздушных смесей в шахтах, опасных по газу или пыли.
В качестве пламегасителей применяют хлористый натрий, хлористый калий, хлористый аммоний и другие вещества.
ЛЕКЦИЯ №3