double arrow

I группа

Вопрос 2. Классификация взрывчатых веществ по химическому составу и областям применения.

Вопрос 1. Явление взрыва. Типы взрывов. Химический и физический взрывы.

Взрыв - быстрое, термодинамически необратимое изменение состояния системы, сопровождающееся нарушением механического равновесия с внешней средой, быстрым расширением вещества, резким повышением давления с возбуждением ударных волн в окружающей среде.

Взрыв сопровождается переходом потенциальной энергии системы в механическую работу, при этом всегда происходит резкий скачок давления. Взрывы классифицируют по причинам, которые их вызывают, по физическому состоянию взрывчатых веществ (ВВ), по характеру и силе разрушений.

Физический взрыв происходит при быстром разрушении оболочек сосудов с газообразными и жидкими веществами, а также при мощных искровых разрядах. Причиной взрыва сосудов может быть механическое разрушение, в том числе удар, дефекты в материале оболочки, превышение допустимого давления. В качестве примеров можно привести разрывы баллонов со сжатыми газами, емкостей с легкокипящими жидкостями, взрывы паровых котлов. Взрыв сосудов сопровождается только звуковым эффектом и механическими разрушениями.

Химические взрывы возникают вследствие высокоскоростных экзотермических реакций. Источниками взрывов являются термодинамически неустойчивые системы.

Существует ряд причин, приводящих к взрывам. В Таблице 1 приведены примеры. Таблица 4.1 Классификация взрывов

Природные Преднамеренные Случайные взрывы
взрывы взрывы  
Молнии Ядерные взрывы Взрывы
    конденсированных ВВ:
Вулканы Взрывы -в непрочной
  конденсированных ВВ: оболочке или без нее
Метеориты -промышленных ВВ в прочной
  -военных ВВ оболочке
  -пиротехнических ВВ  
    Взрывы при
  Взрывы топливо- горении в замкнутом
  воздушных облаков объеме без избыточного
    давления газов и паров
  Ружейные и пылевзвесей
  пушечные взрывы  
    Взрывы емкостей с
  Взрывы в замкнутых газом под давлением:
  объемах, например -при простых
  исследовательские взрывы авариях (нереагирующие
  газов и пылевзвесей, а также газы);
  взрывы в цилиндрах -при горении;
  двигателей внутреннего -с последующим
  сгорания. горением;
    -при выходе из-под
    контроля химической
    реакции;
    Взрывы емкостей с
    перегретой жидкостью
    Взрывы
    неограниченного облака
    паров
    Физические взрывы

Взрывчатые вещества - метастабнльные химические соединения и смеси, относительно устойчивые при нормальных условиях, но способные после инициирующего импульса к взрыву путем самоподдерживающегося внутреннего химического превращения с выделением тепла и большого объема газообразных продуктов.

Все вещества и смеси, при разложении которых выделяется тепло, должны считаться опасными. Степень опасности при обращении с такими материалами может быть определена только опытным путем, поскольку не существует надежного способа априорной оценки взрывоопасности какого- либо вещества или смеси. В настоящее время известно большое количество ВВ. По своему составу они разделяются на индивидуальные ВВ и составы на их основе.

К индивидуальным ВВ относят химические соединения, у которых при внешних воздействиях происходит разрыв химических связей в молекулах с последующей рекомбинацией атомов в конечные продукты, в результате чего горючие элементы соединяются с окислительными. Образования продуктов взрыва (ПВ) в этом случае можно рассматривать как внутримолекулярное окисление. Индивидуальные ВВ преимущественно являются органическими соединениями, содержащими одну или более групп -NO2, из которых на практике чаще используют азотнокислые эфиры (нитроэфиры) и нитросоединения. Из нитроэфиров наибольшее применение нашли:

Тринитроглицерин C3H5(0N02)3 Нитроклетчатка [С6Н702 (ОН)3.„ (0Н02)П ] * Пентаэритриттетранитрат или ТЭН C[CH20N02]4 Важнейшими представителями нитросоединений являются: Тринитротолуол (ТНТ, тротил) C6H2(N02)3CH3

Пикриновая кислота С6Н2 (М02)з0Н Тринитробензол СбНз(Ж)2

Циклотриметилентринитрамин (гексоген) (CH2NN02)3

Циклотетраметилентетранитрамин (октоген) (CH2NN02)4

К индивидуальным ВВ относят также соли азотной, хлорной, гремучей кислот. Например, аммиачная селитра NH4NO3, перхлорат калия КСЮ4, гремучая ртуть Hg(ONC)2. Существуют также ВВ, распадающиеся при взрыве без реакций окисления, например, азид свинца Pb(N3)2.

Взрывчатые составы представляют собой композиции, состоящие по крайней мере из двух химически не связанных между собой веществ. Обычно один из компонентов богат кислородом, а во втором либо кислорода недостаточно для внутримолекулярного окисления, либо вовсе нет (углеводы, металлы-алюминий, магний).)

С точки зрения использования ВВ их классификацию целесообразно проводить по областям применения. В основу такой классификации ВВ положены три признака:

- чувствительность к внешним воздействиям, приводящим к появлению определенной формы превращения;

- характерный, то есть относительно легко возбуждаемый и устойчивый вид превращения;

- наиболее ярко выраженный вид действия взрыва.

В соответствии с этими признаками ВВ разделяют на четыре группы:

I группа - чрезвычайно взрывоопасные и инициирующие (первичные) ВВ;

II группа - бризантные (вторичные) ВВ;

III группа - метательные ВВ (пороха, твердые ракетные топлива);

IV группа - пиротехнические составы.

Физической основой для разделения ВВ на четыре группы является характеристика устойчивости горения и склонности перехода горения в детонацию.

К первой группе относятся вещества, являющиеся чрезвычайно взрывоопасными и инициирующие (первичные) ВВ. Примерами чрезвычайноопасных веществ являются трихлорид азота и некоторые органические пероксидные соединения, которые являются настолько нестабильными, что взрываются даже в самых малых количествах. Эти вещества могут представлять интерес лишь в тщательтно контролируемых лабораторных исследованиях, а в промышленных установках необходимо любой ценой устранять возможность их образования. Примером соединения, которое образуется в промышленных установках, является ацетиленид меди, получающийся при соприкосновении ацетилена с медью или медьсодержащим сплавом. Когда на поверхностях установки накопится достаточное количество этого соединения, почти любое возмущение приведет к локальному взрыву, что приведет к разрушению установки.

К первой группе ВВ относятся также инициирующие ВВ. Отличительной особенностью инициирующих ВВ (ИВВ) является их высокая чувствительность к внешним воздействиям. Укол или накол, пламя или искра, приводят к возникновению взрыва этих веществ. Характерным видом превращения для ИВВ является детонация, в которую переходит горение за время 1СГ6 - 10"8 секунд. ИВВ применяют для изготовления двух типов средств инициирования превращений: средств детонирования или возбуждения детонации и средств возбуждения горения. Типичными представителями ИВВ являются: гремучая ртуть, азид свинца, тетразен

c2h8on10.

II группа

Особенностью бризантных ВВ (БВВ) является их низкая чувствительность к возбуждению детонации при таких внешних воздействиях, как слабый удар, накол, трение, искра и луч пламени, но в то же время высокая способность детонировать под действием взрыва детонатора, содержащего небольшую массу ИВВ. Вторичные ВВ обладают среди всех ВВ наибольшей бризантностью и фугасностью (см. ниже). По составу бризантные ВВ делятся на индивидуальные и составы на их основе.

III группа

Метательные ВВ (МВВ) предназначены для метания тел в ствольных системах или создания реактивной тяги в ракетных двигателях. В соответствии с назначением они должны быть нечувствительными к внешним воздействиям, за исключением теплового. Штатным режимом превращения МВВ является нормальное горение (см. выше). МВВ делятся на пороха для ствольных систем и твердые ракетные топлива. Пороха должны обеспечивать устойчивое горение без перехода во взрыв при давлениях до

8 9 7

10'40" Па, а твердые топлива - до 10' Па. Это достигается пластификацией мощных бризантных ВВ.

В ствольных системах в настоящее время применяют нитроцеллюлозные пороха на основе нитроклетчатки, пластифицированной каким-либо растворителем. В зависимости от пластификатора различают: -пироксилиновые пороха с применением летучего пластификатора; -баллисты, пластифицированные труднолетучим растворителем (нитроглицерином или нитродигликолем);

-кордиты - пороха, приготовляемые с использованием смешанного растворителя (смесь нитроглицерина с ацетоном).

Твердые ракетные топлива делают либо на основе баллистных порохов, либо в виде смесевых твердых топлив, и они состоят из окислителя, мощного БВВ, горючего и связующего. Окислителями обычно являются перхлораты

или нитраты аммония, а горючими - алюминиевая пудра или связующее. В качестве связующего чаще всего используют каучукоподобные полимеры.


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  



Сейчас читают про: