05 Detonáció 2018
5. téma: A robbanóanyagok detonálása és stabilitását befolyásoló tényezők
5.1. A robbanóanyagok kémiai átalakulásának, robbanásának és robbanásának fogalma
A robbanás az anyagok fizikai-kémiai átalakulásának folyamata, melynek során nagyon rövid idő alatt nagy mennyiségű energiát szabadítanak fel korlátozott térfogatban.
A lökéshullám - a robbanás jellemző jele, és a nyomás erőteljes növekedését jelenti, amit kompresszió, fűtés és az anyag sebességének változása kísér.
A robbanások fizikai részekre vannak osztva. amelynél csak az anyag fizikai állapota változik (sűrített gáz, gőzkazánok, villám, stb.) és vegyi anyagok. amelynél az anyag kémiai összetétele a hőkibocsátás és a gáznemű termékek kialakulása révén változik.
- termikus (homogén), amelyek a robbanóanyagok teljes mennyiségének fokozatos és egyenletes felmelegedésével fordulnak elő;
- önfenntartó. amelyek előfordulnak, amikor a kémiai reakciót először a robbanásveszélyes tér kicsi részében gerjesztik, ahonnan spontán terjed a robbanóanyagok teljes mennyiségére nagy arányban. Az iparban önfelszívó robbanásokat használnak.
Robbantási átalakítás egy sor oxidációs reakciók a fűtőelemek tartozó IV (C, N), miatt az oxigén, mint része a BB, így a robbanás történt bármilyen körülmények között a zárt tér nélkül hozzáférést az oxigén kívülről.
A gerjeszti robbanás anyagot kell tájékoztatni a kezdeti impulzus elegendő intenzitású, ami a gyors kémiai reakció a BB kíséretében megjelenése ott csillapítatlan lökéshullám.
A külső hatás intenzitásától függően a robbanóanyagok kémiai átalakulásának folyamata háromféleképpen valósulhat meg:
1 - termikus bomlás - az anyag bomlása viszonylag lassú, amikor a lobbanáspont alatt felhevül, a robbanóanyagok mennyisége alatt. A bomlás mértéke növekszik a robbanóanyagok melegítésének hőmérsékletével. A robbanóanyagok bomlása exoterm reakciójának túltermelésének következtében a hőnek a környezetbe történö eltávolítása következtében a termikus bomlás folyamata éghet.
2 - égési - önfenntartó folyamat kémiai átalakítása robbanóanyagok fordul elő, hogy egy viszonylag keskeny zóna (alapú láng), amely mozog a BB kapott fűtési vperedilezhaschih robbanóanyagok -as felületi rétegek Flash hőmérsékleten. Tüntesse fel a helyhez kötött égést. állandó sebességgel (millimétertől több méter / másodpercig terjedő) és nem állandó (robbanásveszélyes) szaporítással, nem állandó növekvő sebességgel (akár több száz m / s-ig). Éles
az égési sebesség növekedése, a láng előtti kompressziós hullámok kialakulásával együtt, az égés robbanás útján történhet.
A 3-robbanás a robbanásveszélyes töltés mentén halad, a kémiai reakciózónában nagyon nagy sebességgel (3-5-7 km / s), a meredek hullámfrontra meredek nyomásnöveléssel.
A detonációs hullám - egy mozgó robbanásveszélyes lökéshullám, amely adiabatikusan összenyomódik, és felmelegíti a robbanásveszélyes, egy kémiai reakciót okoz benne robbanásveszélyes átalakulás. Ugyanakkor a robbanás (PV) gáz-halmazállapotú termékei, amelyek több tízezer fokig hevültek és kezdetben a kiindulási anyag térfogatát foglalják el, több tízezer MPa nyomást eredményeznek.
5.2. A robbanóanyagok robbanásának elmélete
Az intézkedés alapján a lökéshullám megsemmisül BB molekulák, és mentes a kapcsolatokat, melegítjük magas hőmérsékletű tüzelőanyag-sejtek és az oxigén jönnek zónába 7 mögött a lökéshullám 2 egy kémiai reakcióba felszabadulását a hő és az átalakítás a IV gáznemű MF (ábra. 5.1).
Ábra. 5.1. A detonációs díjráta BB:
1 - detonációs hullám; 2 - lökéshullám; 3 - az expanziós PV elülső része; 4 - ritka hullámhossz; A nem expandált gázok 5- zónája; 6 - a Chapman-Jouguet sík; 7 - kémiai reakciókörzet;
D a robbanótöltetben lévő robbanóhullám terjedési sebessége.
A komplex a lökéshullám, és 2. zóna van a kémiai reaktsii7 detonációs hullám 1. A kémiai reakció zónában előtt kenhető expanziós MF 3 és a perifériáról a középpont felé a töltés a ferde sík, hogy az első tengely nyúlik ritkítás- hullám 4. A központ a töltés formájában egy kúp alakú zónát 5. nem bővült gázokat a kémiai reakciózóna 7 korlátozódik sík Chapman - Jouget 6. PD nyomású, amely mintegy 2-szer alacsonyabb, mint előtte a detonációs hullám tömörítés.
(D. Chapman Angliából, E. Jouguet Franciaországból - létrehozta a robbanó hullám első matematikai modelljeit a XIX. Század végén).
A koordinátákban felépített detonációs hullámprofil esetében a nyomás (P) a távolság (X), a robbanóanyag adiabatikus tömörítése megfelel az egyenesnek
Ábra. 5.2. A detonációs hullám profilja
A kémiai reakciózónának megfelelnie kell a légijárműnek a nyomásesés görbén lévő szakaszában, a CF görbe része jellemzi a bővülő PD nyomásesését.
A kémiai reakció hullámának fejrészét általában kémiai csúcsnak nevezik (lásd az 5.2. Ábrát, BC szakaszt). A csúcs területe a kémiai terjedési sebességét fejlődött hő nagyobb detonációs sebessége, ahol van egy „smink” detonációs hullám miatt a kémiai felszabaduló energia a csúcs, amely biztosítja a stabilitást és a saját terjedését.
A robbanótöltet robbanásának stabilitásának fő feltétele az,
a kémiai csúcs zónájában felszabaduló energiamennyiség birtoklása, ezen a területen az AP energia terjeszkedéséből eredő energiaveszteségek felett, és fordítva.
5.3. A detonációs robbanóanyagok stabilitását befolyásoló tényezők
A robbanóanyagok robbanásának gyorsaságát és stabilitását befolyásoló összes tényezőt feltételesen két csoportra osztják:
1-től függ a BB állapotától
1.1. Robbanóanyagok diszperziója.
A különösen vegyes robbanóanyagok detonációs képessége a keverés egységességétől és az alkotóelemek részecskeméretétől függ. Minél kisebb a részecske, annál gyorsabb a bomlás, az elemek keveredése és az elsődleges transzformáció gázainak másodlagos kölcsönhatása befejeződik.
1.2. A robbanóanyag érzékenysége a kezdeti impulzushoz.
Gerjesztés robbanás a robbanótöltet által biztosított bármely külső erő elegendő intenzitású, ami nagy nyomás miatt a fejlesztési rés az intramolekuláris kötések anyag és gyors kémiai reakció kíséri a megjelenése lökéshullámok gítetlenül.
Külső hatásként a robbanások kezdeményezésére
Robbanószerkezetek kis töltési robbanóanyagokat használnak, amelyeknek biztosítaniuk kell a szükséges nyomást a kompressziós hullámban.
Érzékenység mutatója a kezdeti impulzus tartják a minimális tömege kezdeményező robbanótöltet, amely gerjesztés a vizsgált robbanóanyag detonáció és a minimális hívás kezdeményező impulzus. robbanó higany grammban mérve.
A beindító impulzus intenzitásától függően a robbanótöltet kezdeti detonációs sebessége magasabb lehet vagy alacsonyabb, mint a robbanóanyag detonációs sebessége (5.3. Ábra).
Ábra. 5.3. A robbanótöltet robbanásveszélyének a kezdeti impulzus intenzitásától való függése:
D min. D max a töltés felrobbantását okozó robbanóanyag minimális és maximális detonációs sebessége;
D cc a robbanó ipari robbanó robbanásának sebessége; l s a töltés hossza
A beindító impulzus intenzitásának hatása a robbanó töltet robbanási sebességére csak a robbanás fejlődésének (gyorsulása, lassulása) I. kezdeti részét érinti, a II. egyenlő (1-től 2-ig) a töltési átmérők d 3. a detonációs sebesség stabilizálódott.
A problémamentes megkezdését díjak az ipari robbanóanyagok kellően erős ahhoz, hogy tájékoztassa pont impulzus, aminek hatására a kezdeti robbanás bizonyos kritikus tömeget a robbanótöltet, amely képes önmagát a detonációs robbanóanyagok anyagában a jellegzetes sebessége.
A kezdeti impulzushoz képest csökkentett érzékenységű robbanóanyagok esetén egy további iniciátort használnak trtil blokk vagy patron tartó formájában egy másik érzékenyebb robbanóanyaggal.
2 - a robbanóanyagok robbanásveszélyes körülményeitől függően:
2.1. Töltési átmérő
2.1.1. A kritikus d cr ilyen töltésmérő d. egy további csökkenéssel, amelyben a robbanótöltet robbanása robbanásveszélyessé válik, a D cr detonációs sebessége a legkisebb, vagyis a csillapítás bekövetkezik (5.4 ábra).
2.1.2. A korlátozó dp a robbanótöltet átmérője, amelynél a BBD maximális (ideális) detonációs sebessége biztosított. és amelynek további növelése nem növeli a robbanóanyag robbanási sebességét.
Ábra. 5.4. A D töltési átmérő d-detonációs sebességének függvénye:
D és. D cr - a robbanóanyagok ideális és kritikus detonációs sebessége; d cr. d pr a robbanótöltet kritikus és korlátozó átmérője.
2.2. A robbanóanyagok sűrűsége egy töltetben.
Mivel az egyes robbanóanyagok sűrűsége növekszik, a D detonációs sebesség a maximális értékre emelkedik (az 1. ábrán az 1. ábrán látható görbe).
Robbanóanyagok esetében a robbanóanyagok sűrűségét megkülönböztetik:
1. Bulk p n a robbanóanyagok sűrűsége a nem konszolidált természetes állapotban
2. Optimális p opt - sűrűsége kompozit robbanóanyag, detonációs sebessége, amelynél a maximális (A pont a 2 görbe, 5.5 ábra ..), Mivel a távolság csökken közötti komponenst alkotó részecskék BB, feltételeinek javítása hőátadás a részecskéknél, és az elsődleges kémiai reakció során keletkező kémiai elemek kölcsönhatásának feltételeit is.
3. Kritikus p cr - sűrűségű smesevogo BB, ahol a robbanási sebesség csökken annak teljes pusztulás, mint a további csökkentését részecskék közötti távolság csökken a szabad felület, ami megítélése meleget, gyulladási és elterjedése a kémiai reakció a felületükön.
Így, amikor a robbanó robbanóanyagot újra töltik töltetbe, roncsoláscsillapítás és robbanásvesztés következik be. (Így az ammónium-nitrát, amely az újracsomagolt robbanóanyag része, úgy viselkedik, mint egy inert anyag, amely elnyeli a hőt és nem támogatja az égés kémiai reakcióját.)
Ábra. 5.5. A detonációs sebesség függvénye
a robbanóanyagok sűrűségéről. 1 - egyedi robbanóanyagok esetében; 2 - vegyes robbanóanyagok esetén.
Ábra. 5.6. A detonációs sebesség függvénye
a robbanásveszélyes robbanóanyagok töltési átmérőjének d: 1 - héj nélkül; 2 - hüvellyel
5.4. A robbanóanyagok kudarcának és kiégésének okai
A robbanótöltetek stabilitását, meghibásodását és kiégését a robbanóanyag sűrűsége, a töltés átmérője, a kezdeti impulzus ereje, a robbanóanyagok típusa, diszperziója, összetétele és állapota befolyásolja.
A robbantási folyamat során a robbanóanyagok kudarcai és kiégése okai a következők:
1. A díjak denaturálása és átmérőjük csökkentése a következők miatt:
- ha a lyuk falai és a BB patron között jelentős rés van
- a fúrási kontúron fellépő fojtó jelenségek a korábbi robbantási sorozatból származó töltések robbanásából eredő stresszhullámok hatására;
- a gáz-halmazállapotú PD áttörése a szomszédos töltésről a robbantó töltés felrobbantására még nem detonált;
- a csoportrobbanás során a korábbi robbanási sorozatokból származó szeizmikus dinamikus terhelések záró hatása;
- nagy erőfeszítések alkalmazása a patronok lyukba helyezésének folyamatában
2. Vastag papír a BB tintapatronok végein, valamint a 7 mm-t meghaladó barázdák, a kis töltések kiömlése a patronok között a betöltés során.
3. A BB patronok szállításának hiánya a fúrólyukakba betöltéskor.
4. A lerakott robbanóanyagok elégtelen lazítása a patronokban, mielőtt azokat a blastholes-be helyezi.
5. A robbanóanyagok vízelvezetése vízzel töltött fúrólyukakban.
5.5. Az értékelési módszerek és a robbanás stabilitásának biztosítására szolgáló eszközök
A BB ellenállását a csatorna effektusra a
5 elmozdulások a vizsgálati robbanásveszélyes papír patronok shell dlinoy250 mm és átmérője 20 mm egy acél cső, amelynek belső diametrom36 mm és 1,25 m hosszú. Az első patron van behelyezve ED pillanatnyi és a robbanás töltés. Mérjük csatorna ellenállás hatása a hossza a töltés, hogy felrobbant detonációs csillapító teret (az ammonite PZHV-20, ez a hossz 76-79 cm, a uglenita E 6 - 35 cm).
A robbanás stabilitásának növelésére szolgáló eszközök a BWR technológia betartása, az EPB:
- A kőzettömegek közötti minimális megengedhető távolságok betartása a gáznemű PD csökkentésének megakadályozása érdekében.
- A lyukak és lyukak kitöltése a fúrófejekből a betöltés előtt.
- Vízálló robbanóanyagok alkalmazása.
- A díjak felszámítása.
- Közbenső iniciátorok használata alacsony érzékenység esetén
- Az átmérőnek megfelelő átmérőjű BB patronok használata
- Lazítsa meg a robbantott robbanóanyagokat.
- A rakodási technológiának való megfelelés.