robbanóanyagok
Ez az egyéni anyagok vagy keverékek, amely képes a hatása alatt - bármilyen külső fellépés (fűtés, súrlódás, ütés, stb) egy gyors, önfenntartó kémiai. reakció révén nagy mennyiségű energia és a forma gázokat. A távolság, amelyet a reakció előtt mozog időegység hívják sebességgel robbanásveszélyes átalakulás.
Robbanóanyagokat általában áll a szén, hidrogén, nitrogén és oxigén. Amikor robbanóanyagok lebomlanak, a folyamat oxidációs éghető robbanásveszélyes elemek (szén-és hidrogén) oxidáló elem BB - oxigén. A kiindulási anyagot és oxidáló éghető robbanásveszélyes elemek általában keresztül kapcsolódik egy puffer elem - a nitrogén, ez biztosítja a stabilitást a molekula a normál állapotban. Így bármely BB egyaránt tartalmaz éghető komponenseket, és az oxidációs, amely lehetővé teszi számukra, hogy szétesik önfenntartó módban az energia felszabadítását az a levegő oxigénjének kizárása. Az arány a oxigénatomok a robbanóanyagok, hogy az oxigén mennyisége szükséges teljes oxidációja a fűtőelemek BB CO2. H2O, úgynevezett oxigén koefficiens (CC), ami úgy értendő, hogy a nitrogén formájában szabadul fel a molekuláris N2. Például robbanásszerű bomlása etilénglikol dinitrát a következő:
Persze, CC = 1 felel meg a lehető legnagyobb robbanóanyag energia kibocsátás, és így a maximális teljesítmény. Amikor QA 1 a robbanás termékek kezdenek megjelenni szabad oxigén és nitrogén-oxidokat. Emlékeztetni kell arra, hogy a termékek tulajdonságait a paraméterek konkrét detonációs kondenzált robbanóanyagok még kevéssé tanulmányozott, így a számítás a készítmény detonációs termékek általában hipotetikus. Ezen túlmenően, a készítmény alapvetően függ a feltételeket, a robbanás, ami tovább bonyolítja a problémát. A legtöbb alkalmazott a gyakorlatban megvalósított egyedi BB CC 1-nél kisebb Ez egy objektív oka összefügg azzal a ténnyel, hogy annak érdekében, hogy a QC 1 általában növeli robbanásveszélyes érzékenységet a mechanikai igénybevételnek, és ezért a veszély kezelésének. Csak a kevert robbanóanyagok, lehet elérni, mivel a heterogenitása CC = 1 mérsékelt érzékenységet a véletlen tényezők.
A tipikus robbanóanyagok két módja robbanásveszélyes átalakulás: detonáció és elégetése. Upon detonációs reakció nagyon gyorsan terjedő (a gázkeverék 1,0-3,5 km / s, a szilárd és folyékony akár 10 km / s), attól függően, hogy a természet a robbanóanyagok, töltéstulajdonságai és méretei. Amikor a fejlődő ezt a nyomást, elérve a szilárd és a folyékony robbanóanyagok több. több százezer légkör. (Tízes GPa) hőmérsékleten akár 4000 ° C-on Amikor bővülő tömörített detonációs termékek robbanás történik.
stabil detonációs áramlás meghatározható Ch. arr. hatékony aktivációs folyamatot, amikor a felszabaduló energia átadódik a szomszédos rétegek a detonációs hullám előtt még nem bomlik BB, ha a hatásfok túl alacsony, akkor a detonáció előtt továbbléphetünk csökkenő ütemben, és végül bemegy egy hanghullám.
A homogén erősebb robbanóanyagot detonációs sebessége növekedésével nő a sűrűségük tipikusan maximum (ld. 1.). A kevert ammónium Selitrennoe BB vagy gyenge egyéni (dinitro-toluol és mtsai.), A változás sebessége detonációs növekvő sűrűségű különböző: A növekedés a denzitás ömlesztett egy bizonyos pontig növekedéséhez vezet a robbanási sebesség, de további növekedése a sűrűsége a detonációs sebessége csökkenni kezd, és a folyamat lehet elég stop (lásd. 2.).
Növelése töltés átmérője, amikor teszteltük detonációs sebessége eltolhatja a inflexiós pont a görbék detonációs sebességek sűrűségétől függően irányába nagyobb sűrűségű.
1. ábra függése a robbanási sebesség a sűrűsége nagy egyéni robbanásveszélyes (PETN)
2. ábra A mértéke detonációs ammónium-nitrát 80/20 (80% ammónium-nitrát, 20% alumínium) 110mm átmérőjű díjak sűrűségétől függően.
Ez a különbség az eltérő mechanizmusok detonációs folyamatot. A hatásos egyéni robbanásveszélyes detonációs hullám előtt van homogénnek tekinthető; erős lökéshullám terjed át a töltés összenyomja előttünk álló BB rétegeket, így azok fűtési és kémiai átalakulások. Egy ilyen mechanizmus homogénnek nevezzük gerjesztés detonációs. Elegendő melegítés a reakció robbanásveszélyes réteg ebben az esetben a becslések előfordulhatnak sebességgel robbanásba 6000-8000 m / s. A homogén eljárás szerinti tipikus robbanóanyagok magas fokú összefolyás.
Alacsonyabb sebességen, a detonációs hőmérséklet-emelkedés miatt összenyomása sűrű egyenletes rétegben robbanásveszélyes enyhén és önmagában nem lehet az oka a kémiai átalakítások. Gerjesztési tartós detonációs eljárás alacsonyabb sebességek nagyobb valószínűséggel nem a mechanizmus a homogén melegítési, és melegítésével az egyes gócok a robbanótöltetet részén, ahol a koncentrált energia a lökéshullám. Az ilyen gócok megjelenhetnek helyi gázbuborékok amely forróvá válik kompressziós hogy egy nagyon magas hőmérsékletű, valamint a különböző típusú zárványok, ami egyenetlen tömegmozgalom, a súrlódás és ezáltal egy erős helyi fűtés. Ez a mechanizmus is jelen van egy kevésbé hangsúlyos, ha homogén folyamat.
Azt is meg kell jegyezni, hogy mivel a BB alakítjuk termékek a robbanás nem azonnali, a préselt termékek robbanásveszélyes átalakulás a detonációs hullám mindig ott van még részecskék nem reagált robbanószerek vagy összetevők, amelyek leég, egy ideig, hogy táplálják az energia lökéshullám. Azonban az égés lépő részecskék ritkítás hullám lelassult, és az energia a lökéshullám használhatatlanná válik, úgynevezett felmerülő kémiai veszteségeket.
Kezdeményezésekor robbanást hengeres keresztül töltődnek standard impulzus, úgy tűnik, hogy minden egyes BB függően csomagolás feltételeinek, az úgynevezett korlátozza a töltés átmérője. A csökkenő mértékű átmérőjű alsó határ, a növekvő veszteségek a környéken. hatás és a detonációs sebessége lecsökken úgy, hogy amikor a legnagyobb átmérője kisebb, mint egy úgynevezett Kritikus nem kaphat egy stabil detonációs eljárással (lásd a 3. ábrát).
3. ábra függése a robbanási sebesség az átmérőn
díjat „B” a készítmény; (60/40, RDX / TNT)
Diazobenzolok, amelyek nagy reakciósebességet, a díjakat robbant átmérője 0,01 - 0,1 mmól. Néhány durva ipari robbanóanyagok (például ammónium-nitrát vagy igdanit) a kritikus átmérője lehet több tíz centiméter. A kritikus átmérője jellegzetes képessége közvetlenül meghatározó detonációs a robbanóanyagok és a szinte mindig 3. ábra függése a robbanási sebesség arányos a vastagsága a reakciózóna a töltés átmérője készítmény „B „minden egyes BB. (60/40 RDX / TNT) br />
A kritikus átmérője minden egyes BB lehet tág határokon belül változhat, és függ Ch. arr. re:
4. ábra függése a kritikus átmérője
sűrűsége ammónium-perklorát (AP)
5. ábra függése sűrűség a kritikus átmérője
keveréket az ammónium-nitrát / TNT (amatol 50/50)
- Átlagos szemcseméret BB - BB szemcseméret növekedésével, a kritikus detonációs átmérője növekszik. Így TNT amikor szemcseméret 0,06 mm kritikus detonációs átmérője 9 mm-es, 0,5 mm és legnagyobb részecskék ez már 28 mm. Lásd a 6. ábrát.
6. ábra függése a kritikus átmérője a sűrűség
keveréket az ammónium-nitrát / tőzeg (Dinamon T)
1 - a durva-nitrát, 2 - nitrát átlagos finomságú,
3 - a bírság nitrát,
- Tartalma inert és reaktív kötőanyagok miatt lassan növelje a reakciózónában inert részecskék és szórás energiát. Keverve különböző töltőanyagok robbanóanyagok is lényegesen csökkenti a robbanási sebesség, de a függés a sugara a töltés kissé megváltozhat. Kisebb detonációs sebessége is köszönhető, hogy az energiafelhasználás az a folyamat utófűtés és a deformáció (aprítás) inert részecskék.
- A hőmérséklet robbanóanyagot. Növekvő hőmérséklettel, a kritikus átmérője csökken.
Táblázat. A kritikus detonációs átmérője 1 mm. sűrűségben 1,0 g / cm3. A részecskék mérete a sorrendben 0,18 mm.
A üvegcső
BB lehet egyedi kémiai. vegyület (pl. trinitro, trinitro, stb), de keverékei különböző anyagok a leggyakrabban használt. Ez lehetővé teszi, hogy elérjék a kívánt teljesítmény jellemzők; alkalmazkodóképesség, a biztonság a gyártás és tárolás, a gazdasági megvalósíthatóság, stb Például, közben a második világháború, a leggyakrabban használt robbanóanyagok weaponization nem volt tiszta TNT, és az ammónium-nitrát (ammatoly).
Komponenseiként kompozit robbanóanyag, akkor lehet használni, mint robbanásveszélyes, és nem robbanásveszélyes vegyületet.
Volt elterjedt az összetett robbanóanyagok, mint oxidálószer - tüzelőanyag; Egy általában tartalmaznak egy szervetlen oxidálószer sók képesek kiadás oxigént a bomlás alatt (nitrátok, legalábbis - perklorátok) tüzelőanyagként - nagy szerves vegyületek (kőolajtermékek, hulladékok cellulóz és gabona ipar, finom fém porok, stb) vagy egyedi BB, gyúlékony gázokat bomlás során CO, CH4, H2, és korom (trotil, dinitronaphthalene). Bevezetés szervetlen oxidánsok, lehetővé teszi, hogy több alkalommal a költségek csökkentése és a BB, a legtöbb esetben, hogy növelje robbanékony akciót (brisance csökken, mint a robbanási sebesség csökken). A kompozíció ilyen keverékek általában úgy választjuk ki, hogy megkapjuk az oxigén egyensúly közel nulla, különösen robbanásveszélyes ipari felhasználásra. Azonban, az ilyen keverék (ammónia-típusú BB Selitrennoe dinamonov és Ammonites) azonban több hátránya van; hiányában a keverék (vagy az alacsony tartalommal) az egyes robbanóanyag robbanóanyagok elveszti a képességét, hogy detonáció egy erős tömítést (a gyakorlatban nagyobb, mint 1,4 g / cm3). Ez akkor fordul elő, részben annak a ténynek köszönhető, hogy a robbanó keverékeket, például Ammon alakítjuk alkatrészeivel nem ugyanazzal a sebességgel. További aktív komponenseket lehet alakítani gáz halmazállapotú termékek gyorsabb, mint mások; az arány a kémiai átalakítása egyes komponensek eltérő nyomás hatása, így a denzitásváltozást robbanásveszélyes kémiai konverziós a komponensek és azok kölcsönhatása átalakulási termékeket képest eltolódik idő és, hogy meghatározzuk a növekedés ezen kémiai veszteségek és csökkenti a detonációs hullám paramétereket. A jelentős tömörödés ammónium-nitrát a készítményben ASVV viselkednek a detonációs hullám, mint inert anyagot, és elnyeli az energia, hogy egy keveréket képtelen detonációs.
Ipari robbanóanyagok nagy arányban ammónium-nitrát bizonyos körülmények között normális beavatás „égnek” vagy deflagrál. Deflagráció egy folyamat közötti közbenső stabil égés és a detonációs. Ez lehet jellemezni, mint „nem stabil égés” sebességgel több száz m / s-ig 1 km / s. Ez általában megfigyelhető megkezdésekor malovospriimchiva robbanóanyagot a lyukba, és mint általában, kíséri megjelenése nem reagált robbanásveszélyes. Ellentétben deflagrációs detonációs nem terjed ki a lökéshullám, és ezért nem tud keresztül kell továbbítani egy vékony fém korlát.
Emellett számos porított ASVV erősen higroszkópos, fogékony csomósodás és ennek következtében növeli a sűrűséget és szilárdságát. Ennek eredményeként, még akkor is, ha nedvesedik 1% több alkalommal csökkent képessége robbanásba. Hogy javítsa a képességét a detonációs keveréke Ezek az érzékenyítők bevezetett - robbanóanyagok: PETN, RDX, stb Vagy különböző technikákat csökkentésére a sűrűség BB (szétesést elősegítő adalék), több, finoman eloszlatott komponensek és a jobb érintkezést az üzemanyag és az oxidálószer (például adalékanyagok felületaktív anyagok vagy emulgeáló).
Ha az üzemanyag fém porok (pl. Alumínium), az oxidálószer lehet, nem csak az aktív oxigénnel vegyületet, de a vegyületek is, amelyek oxigén is kötve van ilyen körülmények között képesek exoterm módon reagálni a fém. Amikor ez az alumínium oxidálódik Al2O3. hidrogén-víz szinte teljesen kinyerjük, és a CO2 bejut CO. Ezért a gyakorlatban, néha robbanó keveréket az egyes fémek, amelyben BB - oxidálószer képest a fém, például alyumotola (Tritonal). Ellentétben az egyes robbanóanyagok, robbanásszerű bomlási UHV tartalmazó nonexplosive komponensek zajlik két szakaszból áll: az első, a fő robbanásveszélyes felrobbantjuk, robbanás termékek ezután reagálnak töltőanyag fém, növeli az energia a robbanás és ennek következtében növeli a robbanékony akciót. Ez azonban teljesen csak akkor érvényes, szilárd robbanóanyagok egy nagy rakás vagy passzivált alumínium. Egyes ipari vegyes robbanóanyag alumínium ellenkezőleg reagál a robbanás előtt, mivel a felszabaduló energia, és fenntartja a detonációs hullám előtt.
Robbanóanyagok korábban használt alapuló keverékek folyékony oxigént (oxyliquit), és a sűrített folyadék nitroesters és nitroparaffins (dynamites, solvenity stb), sói hidrazin (astrality) stb
Külön csoportot az ipari robbanóanyagok - Safety (antigrizuntnye) robbanóanyag szánt robbantási bányákban, veszélyes gáz és por. Az ilyen robbanóanyagok összetétele hasonló a Ammonites tartalmaznak összetételükben a láng levezető - nátrium-és kálium-klorid, amelynek a mennyisége 12-70% (tipikusan 20 - 25%). Lángzár hígítja robbanékony keveréket, elnyeli a hőt, és megakadályozza, hogy a gyújtás a keverék metán vagy szénpor. Lángzár vagy be lehet helyezni a pre-porkeveréket, vagy van kialakítva a robbanás az aktív finoman eloszlatott formában közötti reakcióval, például kálium-nitrát és ammónium-kloridot. A hőt a robbanásenyhítő BB 2,1-3,8 MJ / kg, a robbanási sebesség 4,5 m / s vagy nagyobb.