Взрывчатое вещество

редактировать
Вещество, которое может взорваться

Файл: 17. Експлозивни својства на три различных типа експлозиви.webm Воспроизвести медиа Демонстрация взрывчатых свойств трех различных взрывчатых веществ; Произведено четыре взрыва. Три из них на основе твердой мраморной, а один проводится настоящим ученым; каждый из них запускается светящейся деревянной палкой.

взрывчатое вещество (или взрывчатое вещество ) - это реактивное вещество, которое содержит большое количество потенциальной энергии, которая может испортить взрыв в случае внезапного выброса, обычно сопровождающийся выделением света, тепла, звука и давления. Заряд взрывчатого вещества - это измеренное количество взрывчатого материала, которое может быть либо только из одного ингредиента, либо представлять собой смесь, содержащую по крайней два вещества.

Потенциальная энергия, запасная вочатом материале, может, например, быть

Взрывчатые материалы можно разделить на категории по скорости их расширения. Материалы, которые детонируют (фронт химической реакции движется через материал быстрее, чем скорость звука ), называются «бризантными взрывчатыми веществами», а материалы, которые дефлагрируют Говорят, что это «взрывчатка слабого действия». Взрывчатые вещества можно также классифицировать по их чувствительности. Чувствительные материалы, которые могут быть чувствительны или инициировать относительно небольшое количество тепла, - это первичные взрывчатые вещества, а материалы, которые относительно нечувствительны, - это вторичные или третичные взрывчатые вещества.

Большое разнообразие химикатов может взорваться; меньшее количество производится специально для использования в качестве взрывчатых веществ. Остальные слишком опасны, чувствительны, токсичны, дороги, нестабильны или склонны к разложению или разложению в течение коротких промежутков времени.

Напротив, некоторые материалы просто горючие или легковоспламеняющиеся, если они горят без взрыва.

Различие, однако, не острое. Определенные материалы - пыль, порошки, газы или летучие органические жидкости - могут быть просто горючими или легковоспламеняющимися в обычных условиях, но становятся взрывоопасными в определенных ситуациях или формах, таких как рассеянные воздушные облака или локализация или внезапное высвобождение.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Приложения
    • 2.1 Коммерческие
    • 2.2 Военные
    • 2.3 Гражданские
    • 2.4 Безопасность
  • 3 Типы
    • 3.1 Химические
      • 3.1. 1 Разложение
      • 3.1.2 Дефлаграция
      • 3.1.3 Детонация
    • 3.2 Экзотика
  • 4 Свойства
    • 4.1 Чувствительность
    • 4.2 Чувствительность к запускрованию
    • 4.3 Скорость детонации
    • 4.4 Стабильность
    • 4.5 Мощность, характеристики и сила
    • 4.6 Бризанс
    • 4.7 Плотность
    • 4.8 Летучесть
    • 4.9 Гигроскопичность и водостойкость
    • 4.10 Токсичность
    • 4.11 Взрывоопасная цепь
    • 4.12 Объем продуктов взрыва
    • 4.13 Кислородный баланс (OB% или Ω)
    • 4.14 Химический состав
      • 4.14. 1 Чистые соединения
      • 4.14.2 Окисленное топливо
    • 4.15 Доступность и стоимость
  • 5 Классифи катион
    • 5.1 По чувствительности
      • 5.1.1 Первичный
      • 5.1.2 Вторичный
      • 5.1.3 Третичный
    • 5.2 По скорости
      • 5.2.1 Низкий
      • 5.2.2 Высокий
    • 5.3 По физическому виду
    • 5.4 Классификация транспортных этикеток
      • 5.4.1 Класс Организации Объединенных Наций (ООН) и подкласс опасность (HC / D)
      • 5.4.2 Группа совместимости класса 1
  • 6 Правило
    • 6.1 Нидерланды
    • 6.2 Великобритания
    • 6.3 США
      • 6.3.1 Законы штата
  • 7 Список
    • 7.1 Соединения
      • 7.1.1 Ацетилиды
      • 7.1.2 Фульминаты
      • 7.1.3 Нитро
      • 7.1.4 Нитраты
      • 7.1.5 Амины
      • 7.1.6 Пероксиды
      • 7.1.7 Оксиды
      • 7.1.8 Несортированные
    • 7.2 Смеси
    • 7.3 Элементы и изотопы
  • 8 См. Также
  • 9 Ссылки
  • 10 Дополнительная литература
  • 11 Внешние ссылки

История

В основе своей истории химических взрывчатых веществ лежит в истории пороха. Во времена династии Тан в 9 веке даосские китайские алхимики с нетерпением пытались найти эликсир бессмертия. В процессе они наткнулись на взрывное изобретение пороха, сделанного из угля, селитры и серы в 1044 году. Порох был первой формой химического взрывчатого вещества, и к 1161 году китайцы впервые применили взрывчатку в войне. Китайцы использовали бы взрывчатку, выпущенные из бамбуковых или бронзовых труб, известные как бамбуковые крекеры. Китайцы также вставляли в бамбуковые крекеры живых крыс; когда стреляли по врагу, пылающие крысы создавали серьезные психологические последствия - отпугивая вражеских солдат и заставляя кавалерийские подразделения сходить с ума.

Хотя раннее тепловое оружие, такое как греческий огонь, существовали с древних времен, первым широко используемым взрывчатым веществом в войне и горнодобывающей промышленности был черный порох, изобретенный в 9 веке в Китае китайцем Сун алхимики. Этот материал был чувствителен к воде и выделял большое количество темного дыма. Первым полезным взрывчатым веществом, чем черный порох, был нитроглицерин, шаблон в 1847 году. Нитроглицерин является жидким и очень нестабильным, его заменили на нитроцеллюлозу, тринитротолуол (TNT ) в 1863 году, бездымный порох, дина в 1867 году и гелигнит (последние два являются сложными стабилизированными препаратами нитроглицерина, не химическими альтернативами, оба изобретены Альфред Нобель ). Первая мировая война ознаменовала применение тротила в артиллерийских снарядах. Во время Второй мировой войны широко использовались новые взрывчатые вещества (см. Список взрывчатых веществ, используемых во время Второй мировой войны ). В свою очередь, они были в степени заменены более мощными взрывчатыми веществами, такими как С-4 и ТЭН. Однако C-4 и PETN вступают в реакцию с металлом и легко воспламеняются, но в отличие от TNT, C-4 и PETN водонепроницаемы и пластичны.

Области применения

Коммерческое использование

Файл: Blast Area Securit y.webm Воспроизведение Видео о мерах предосторожности на местах взрыва

Самым крупным коммерческим применением взрывчатых веществ является горное дело. Независимо от того, находится ли мина на поверхности или закопана под землей, детонация или горение сильного или слабого взрывчатого вещества в замкнутом пространстве можно использовать для высвобождения довольно частичного объема хрупкого материала в большем объеме того же самого самого. или аналогичный материал. В горнодобывающей промышленности обычно используются взрывчатые вещества на нитратной основе, такие как эмульсии мазута и растворы нитрата аммония, смеси гранул нитрата аммония (гранулы удобрений) и мазута (ANFO ) и геленые суспензии или суспензии нитрата аммония и горючего топлива.

В материалахедении и инженерии взрывчатые вещества используются в оболочке (сварка взрывом ). Тонкая пластина из какого-то материала помещается поверх другого слоя из другого материала, обычно оба слоя - металла. Поверх тонкого слоя кладется взрывчатка. На одном конце слоя взрывчатого вещества запускается взрыв. Два металлических слоя прижимаются друг к другу с высокой скоростью и с большой силой. Взрыв от инициирования места по всему взрывчатому веществу. В идеале это обеспечивает металлургическую связь между двумя слоями.

Файл: Обращение со взрывчатыми веществами в подземных шахтах.webm Воспроизвести мультимедиа Видео, описывающее, как обращаться с взрывчатыми веществами в шахтах.

Временная диаграмма направленности показывает в любой точке, невелико, мы смешение двух металлов и их химический состав поверхности, через какую-то часть глубины. Возможно, что некоторая часть поверхностного материала любого слоя в конечном итоге будет выброшена, когда будет достигнут конец материала. Следовательно, масса теперь «сваренного» бислоя может быть меньше суммы двух начальных слоев.

Есть приложения, в которых происходит ударная волна и электростатика, приводящие к высокоскоростным снарядам.

Военные

Гражданские

Безопасность

Типы

Химическая

Пиктограмма международная для взрывчатых веществ

Взрыв - это тип спонтанной реакции, которая запускается как большое выделение тепла, так и большое положительное изменение энтропии (выделяется большое количество газов) при переходе от реагентов к продуктам, тем составляющим термодинамически эффективный процесс в дополнение к тому, который очень быстро. Таким образом, взрывчатые вещества - это вещества, которые содержат большое количество энергии, хранящейся в химических связях. Энергетическая стабильность газообразных продуктов и, следовательно, их образование происходит из-за образования связанных частиц, таких как оксид углерода, диоксид углерода и (ди) азот, которые содержат сильные двойные и тройные связи, имеющие прочность связи около 1 МДж / моль. Следовательно, большинство коммерческих взрывчатых веществ представляют собой органические соединения группы -NO 2, -ONO 2 и -NHNO 2, которые при детонации выделяют газы, подобные вышеупомянутым (например, нитроглицерин, TNT, HMX, PETN, нитроцеллюлоза ).

Взрывчатое вещество классифицируется как взрывчатое вещество слабой или высокой степени взрываемости в соответствии с его степенью горение : легкие вещества горят быстро (или дефлагрируют ), в то время как взрывчатые вещества детонируют.

Традиционная механика взрывчатых веществ основана на чувствительном к быстрому окислении углерода и водорода до двуокиси углерода, окиси углерода и воды в виде пара. Нитраты обычно обеспечивают кислород для сжигания углеродного и водородного топлива. Бризантные взрывчатые вещества обычно используются в одной органической молекуле, и менее чувствительные взрывчатые вещества, такие как ANFO, представляют собой комбинацию топлива (углеродного и водородного мазута) и нитрата аммония. Сенсибилизатор, такой как порошкообразный алюминий, может быть добавлен во взрывчатое вещество для увеличения энергии детонации. После взрыва азотная часть взрывчатого вещества выделяется в виде газообразного азота и токсичных оксидов азота.

Разложение

химическое разложение взрывчатого вещества может занять годы, дни, часы., или доли секунды. Более медленные процессы устойчивости при хранении. Более интересны две другие быстрые формы, помимо разложения: горение и детонация.

Дефлаграция

При дефлаграции разложения взрывчатого материала за счет фронта пламени, который медленно движется через взрывчатый материал со скоростью, меньше, чем скорость звука внутри вещества (обычно ниже 1000 м / с) в отличие от детонации, которая происходит на скорости, превышающей скорость звука. Дефлаграция - это характеристика слабовзрывоопасного материала.

Детонация

Этот термин используется для описания взрывного явления, при котором разложение распространяется взрывной ударной волной, пересекающей взрывчатый материал со скоростью больше, чем скорость звука внутри вещества. Фронт удара способен проходить через взрывчатое вещество со сверхзвуковой скоростью, обычно тысячи метров в секунду.

Экзотические

Помимо химических взрывчатых веществ, существует ряд более экзотических взрывчатых веществ и экзотических методов взрыва. Примеры включают ядерные взрывчатые вещества и резкое нагревание вещества до состояния плазмы с помощью высокоинтенсивного лазера или электрической дуги.

Лазер- и Дуговый нагрев используется в лазерных детонаторах, детонатора с взрывающейся проволокой и инициатора взрыва фольги, где ударная волна, а и детонация в обычных химических взрывчатых веществах, лазерным или электрическим -дуговым отоплением. Используется лазерная энергия и электрическая энергия, используемая на практике для большей части энергии.

Свойства

Чтобы определить пригодность взрывчатого вещества для конкретного использования, сначала должны быть известны его физические свойства. Полезность взрывчатого вещества может быть оценена только тогда, когда свойства и факторы, влияющие на них, полностью изучены.

Чувствительность

Чувствительность, с помощью которой взрывчатое вещество может быть взорвано или взорвано, т. Е. Количество и интенсивность удара, трение или тепло, которое требуется. Когда используется термин чувствительность, необходимо проявлять осторожность, чтобы уточнить, какой тип чувствительности обсуждается. Относительная чувствительность данного взрывчатого вещества к удару может сильно отличаться от его чувствительности к трению или теплу. Некоторые методы испытаний используются для определения чувствительности к ядерной безопасности:

  • Удар - Чувствительность выражается в единицах расстояния, через стандартный груз должен быть сброшен на материал, чтобы вызвать его взрыв.
  • Т - Чувствительность выражается в единицах давления, приложенного к материалу, чтобы создать достаточное трение, чтобы вызвать реакцию.
  • Тепло - Чувствительность выражается в терминах температуры, при которой происходит разложение материала.

Конкретные взрывчатые вещества (обычно, но не всегда высокочувствительные по одному или нескольким из трех указанных выше осей) идиосинкразически чувствительны к таким факторам, как падение давления, ускорение, наличие резких краев или шероховатые поверхности, несовместимые материалы или даже, в редких ядер, ядерное или электромагнитное излучение. Эти факторы предлагают особую опасность, которая может исключить практическую пользу.

Чувствительность - важный фактор при выборе взрывчатого вещества для конкретной цели. Взрывчатое вещество в бронебойном снаряде должно быть относительно нечувствительным, иначе ударная волна заставит его взорваться до того, как он проникнет в желаемую точку. Взрывные линзы вокруг ядерных зарядов также сконструированы так, чтобы быть очень нечувствительными, чтобы свести к минимуму риск случайной детонации.

Чувствительность к инициированию

Показатель способности взрывчатого вещества переходить в состояние детонации длительным образом. Он определяет мощность детонатора, который наверняка вызовет длительную и непрерывную детонацию взрывчатого вещества. Ссылка сделана на шкалу Sellier-Bellot, которая состоит из серии из 10 детонаторов, начиная с n. 1 к п. 10, каждый из которых соответствует увеличению веса заряда. На практике большинства взрывчатых веществ, представленных сегодня на, чувствительны к n. 8 детонатора, где заряд соответствует 2 граммам гремучей ртути.

Скорость детонации

Скорость, с которой процесс реакции распространяется в массе взрывчатого вещества. Большинство коммерческих горных взрывчатых веществ имеют скорость детонации от 1800 до 8000 м / с. Сегодня скорость детонации можно измерить с точностью. Вместе с плотностью это важный элемент, влияющий на отдачу передаваемой энергии как при атмосферном избыточном давлении, так и при ускорении грунта. По определению «слабовзрывчатое пороховое вещество», такое как дымный порох или бездымный порох, имеет скорость горения 171–631 м / с. Напротив, «бризантное взрывчатое вещество», будь то первичное, такое как детонирующий шнур, или вторичное, такое как TNT или C-4, имеет значительно более высокую скорость горения.

Стабильность

Стабильность - это способность взрывчатого вещества храниться без ухудшения.

На стабильность взрывчатого вещества следующие факторы:

  • Химический состав. В самом строгом техническом смысле слово «стабильность» является термодинамическим термином, относящимся к энергии относительно вещества исходного состояния или к некоторому другому веществу. Однако в контексте взрывчатых веществ под стабильностью обычно понимается легкость детонации, которая связана с кинетикой (то есть есть скорость разложения). Тогда, возможно, лучше всего различать термины термодинамически стабильный и кинетически стабильный, называя первый «инертным». Напротив, кинетически нестабильное вещество называют «лабильным». Общеизвестно, что определенные группы, такие как нитро (–NO 2), нитрат (–ONO 2) и азид (- N 3), по своей природе лабильны. Кинетически существует низкий активационный барьер для реакции разложения. Следовательно, эти соединения проявляют высокую чувствительность к пламени или механическому удару. Химическая связь в этих соединениях характеризуется как преимущественно ковалентная, и поэтому они не термодинамически стабилизированы высокой энергией ионной решетки. Кроме того, они обычно имеют положительную энтальпию образования, и существует небольшое механистическое препятствие для внутренней молекулярной перестройки с образованием более термодинамически стабильных (более прочно связанных) продуктов разложения. Например, в азиде свинца, Pb (N 3)2, атомы азота уже связаны друг с другом, поэтому разложение на Pb и N 2 относительно просто.
  • Температура хранения. Скорость разложения взрывчатых веществ увеличивается при более высоких температурах. Все стандартные военные взрывчатые вещества могут считаться имеющими высокую степень стабильности при температурах от –10 до +35 ° C, но каждая из них имеет высокая температура, при которой скорость разложения быстро увеличивается, а стабильность снижается. Как показывает опыт, большинство взрывчатых веществ становятся опасно нестабильными при температурах выше 70 ° C.
  • Воздействие солнечного света. Под воздействием ультрафиолетовых лучей солнечного света многие взрывчатые соединения, содержащие группы азота, быстро разлагаются, что влияет на их стабильность.
  • Электрический разряд.Электростатический эффект или искра чувствительность к иницииров анию является обычной для ряда взрывчатых веществ. Статический или другой электрический разряд может быть достаточным для вызвать реакцию, даже детонацию, при некоторых обстоятельствах. В результате, безопасное обращение с взрывчатыми веществами и пиротехникой обычно требует надлежащего электрического заземления оператора.

Мощность, производительность и прочность

Термин мощность или производительность применительно к взрывчатому веществу относится к его способности выполнять работу. На практике это определяется как способность взрывчатого вещества выполнять то, что предназначено для доставки энергии (например, выброс осколка, воздушный удар, высокоскоростная струя, подводный удар и энергия пузырьков и т. Д.). Взрывная сила или характеристики оцениваются с помощью специальной серии испытаний для оценки материала для предполагаемого использования. Из перечисленных ниже испытаний, испытания на расширение цилиндра и воздушную струю являются общими для большинства программ испытаний, а другие испытания предназначены для конкретных приложений.

  • Испытание на расширение цилиндра. Стандартное количество взрывчатого вещества загружается в длинный полый цилиндр, обычно из меди, и взрывается с одного конца. Собираются данные оскорости радиального расширения цилиндра и максимальной скорости стенки цилиндра. Это также определяет энергию Герни или 2E.
  • Фрагментация цилиндра. Стандартный стальной цилиндр заряжается взрывчатым веществом и взрывается в яме для опилок. фрагменты собираются, и их распределение по размерам анализируется.
  • Давление детонации (условие Чепмена - Жуге ).Данные давления детонации, полученные из измерений ударных волн, передаваемых в воду при детонациирических зарядов взрывчатого вещества стандартного размера.
  • Определение критического диаметра. Это испытание устанавливает минимальный физический размер определенного взрывчатого вещества, которое должно быть, чтобы выдержать испытание собственной серии детонации. Процедура включает в себя детонацию зарядов разного диаметра до тех пор, пока не будет наблюдаться затруднение распространения детонационной волны.
  • Скорость детонации большогора. Скорость детонации от плотности нагрузки (c), диаметра заряда и размера зерна. Используется гидродинамическая теория детонации при прогнозировании взрывных явлений, не учитывается диаметр заряда и, следовательно, скорость детонации для массивного диаметра. плотность и физическая структура, но разные диаметры, и экстраполяция полученных скоростей детонации для прогнозирования скорости детонации заряда аккумулятора.
  • Давление в зависимости от масштаба расстояния. Заряд определенного размера взрывается и его влияние давления измеряется на стандартном расстоянии. Полученные значения сравниваются со значениями TNT.
  • Импульс в зависимости от масштаба расстояния. Детонирует заряд определенного размера, и его импульс (площадь под кривой зависимости давления от времени) измеряется как функция расстояния. Результаты сведены в таблицу и выражены в эквиваленте тротила.
  • Относительная энергия пузырьков (ОБЭ). Заряд от 5 до 50 кг детонирует в воде, и пьезоэлектрические датчики измеряют пиковое давление, постоянную времени, импульс и энергию.
RBE может быть определено как K x3
RBE = K s
, где K = период расширения пузырька для экспериментального (x) или стандартного (-ых) заряда.

Brisance

Кроме того, что касается силы, взрывчатые вещества обладают второй характеристикой, которая заключается в их разрушающем воздействии или бризантности (от французского значения «ломать»), которая отличается и отличается от их общей работоспособности. Эта характеристика имеет практическое значение для определения эффективности взрыва осколочных снарядов, гильз для бомб, гранат и т.п. Скорость, с которой взрывчатое вещество достигает пикового давления (мощность ), является мерой его бризантности. Ценности Brisance в основном используются во Франции и России.

Тест на раздавливание песка обычно используется для определения относительной бризантности по с TNT. Ни один тест не может напрямую сравнить взрывчатые свойства двух или более соединений; Важно изучить данные нескольких таких тестов (дробление песка, траузл и т. Д.), Чтобы измерить относительную бризантность. Истинные значения для сравнения требуют полевых экспериментов.

Плотность

Плотность нагрузки относится к массе взрывчатого вещества на единицу объема. Доступны несколько методов загрузки, включая загрузку гранул, загрузку и загрузку пресса, выбор характеристик взрывчатого вещества. В используемом методе может быть получена средняя плотность заряженного заряда, которая находится в пределах 80–99% от теоретической зависимости максимальной плотности взрывчатого вещества. Высокая плотность нагрузки может снизить чувствительность , использовать вес более устойчивой к внутреннему трению. Однако, если плотность увеличивается до такой степени, что отдельные кристаллы раздавливаются, взрывчатое вещество может стать более чувствительным. Повышенная плотность заряда также позволяет использовать больше взрывчатого вещества, тем самой увеличенной мощностью боеголовки . Можно сжать взрывчатое сверх точки чувствительности, известное также как глухое прессование, при котором материал больше не может быть надежно инициирован, если вообще может.

Летучесть

Летучесть - это степень готовности вещества испаряться. Чрезмерная летучесть часто приводит к развитию давления внутри патронов и разделению смесей на их составляющие. Летучесть влияет на химический состав взрывчатого вещества, приводит к увеличению опасности обращения с ним.

Гигроскопичность и водостойкость

Введение воды во взрывчатое вещество крайне нежелательно, поскольку оно снижает чувствительность, силу и скорость детонации взрывчатого вещества. Гигроскопичность - это мера способности материала поглощать влагу. Влага отрицательно влияет на взрывчатые вещества, действуя как инертный материал, поглощающий тепло при испарении, и действующая среда растворителя, может вызывать нежелательные химические реакции. Чувствительность, сила и скорость детонации уменьшаются инертными материалами, которые уменьшают сплошность массы взрывчатого вещества. Когда влагосодержание испаряется во время детонации, происходит охлаждение, которое снижает температуру реакции. На стабильность также влияет коррозия влаги, вызывающая воздействие разложенного вещества, кроме того, вызывает металлический взрывчатого вещества.

Взрывчатые вещества значительно отличаются от друга по своему поведению в присутствии друг воды. Желатиновые динамиты, нитроглицерин, обладающий высокой водостойкостью. Взрывчатые вещества на основе нитрата аммония обладают небольшой водостойкостью или совсем не обладают водостойкостью, поскольку аммония хорошо растворяется в воде и гигроскопичен.

Токсичность

Многие взрывчатые вещества токсичны до некоторой степени. Производственные ресурсы также могут представлять собой органические соединения или опасные материалы, требующие особого обращения из-за рисков (например, канцерогены ). Продукты разложения, остаточные твердые частицы или газы некоторых взрывчатых веществ могут быть токсичными, тогда как другие безвредны, например, двуокись углерода и вода.

Примерами вредных побочных продуктов являются:

  • Тяжелые металлы, такие как свинец, ртуть и барий, из грунтовок (наблюдаются в диапазоне обжига большого объема)
  • Оксиды азота из TNT
  • Перхлораты при использовании в больших количествах

«Зеленые взрывчатые вещества» стремятся уменьшить воздействие на будущее и здоровье. Примером является бессвинцовый первичный взрывчатый 5-нитротетразолат меди (I), альтернатива азиду свинца. Одной из разновидностей зеленого взрывчатого вещества является взрывчатое вещество ЦДФ, в синтезе которого используются токсичные ингредиенты, при взрыве потребляется углекислый газ и при использовании не выделяются оксиды азота в атмосфере.

Взрывной поезд

Взрывчатый материал может быть включен в состав взрывчатого вещества устройства или системы. Примером может служить пиротехнический свинец, зажигающий ускоритель, что приводит к детонации основного заряда.

Объем продуктов взрыва

Наиболее широко используемые взрывчатые вещества - это конденсированные жидкости или твердые вещества, превращенные в газообразные продукты в результате взрывных химических факторов, и энергию, выделяемую в результате этих факторов. Газообразными продуктами полной реакции обычно являются диоксид углерода, водяной пар и азот. Объемы газа, вычисленные по закону идеального газа, имеют тенденцию быть слишком большими при высоких давлениях, характерных для взрывов. Максимальное объемное расширение можно оценить в три порядка размера или один литр на грамм взрывчатого вещества. Взрывчатые вещества с дефицитом кислорода будут генерировать сажу или газы, такие как оксид углерода и водород, которые могут реагировать с окружающими материалами, такими как атмосферный кислород. Попытки получить более точные оценки производительности таких систем, конденсации пара и растворимости в воде таких газов, как диоксид углерода.

Для сравнения, детонация CDP основано на восстановлении диоксида углерода до углерода с обильным выделением энергии. Вместо того, чтобы требовать типичные отходящие газы, такие как диоксид углерода, монооксид углерода, азот и оксиды азота, CDP отличается. Вместо этого высокоэнергетическое восстановление углекислого газа до углерода испаряет и сжимает избыточный сухой лед на фронте волны, который является единственным газом, выделяющимся при взрыве. Таким образом, скорость детонации для составов CDP может быть настроена путем массового процента восстановления и сухого льда. При качестве детонации CDP образует большое количество твердых материалов, которые могут иметь большую коммерческую ценность в абразива:

Пример - Реакция детонации CDP с магнием: XCO 2 + 2Mg → 2MgO + C + (X -1) CO 2

Продуктами детонации в этом примере являются оксид магния, углерод в различных фазах, включая алмаз, испарившийся избыток диоксида углерода, который не был израсходован первичным магния во взрывчатом составе.

Кислородный баланс (OB% или Ω)

Кислородный баланс - это выражение, используемое для обозначения степени, до которого может окисляться взрывчатое вещество. Если молекула взрывчатого вещества содержит ровно столько кислорода, чтобы преобразовать весь металл в оксид металла без избытка, молекула имеет нулевой кислородный баланс. Считается, что он содержит больше кислорода, чем необходим, если он содержит меньше кислорода, чем необходимо. Чувствительность, сила и бризантность взрывчатого вещества в некоторой степени зависят от кислородного баланса и имеют тенденцию приближаться к максимальным значениям, когда кислородный баланс приближается к нулю.

Кислородный балансировочный механизм к традиционной механике с предположением, что углерод окисляется до окиси углерода и двуокиси углерода во время детонации. Специалист по взрывчатым веществам использует физика холодной детонации углерода в его наиболее сильно окисленном состоянии в качестве источника кислорода в форме двуокиси углерода. Таким образом, кислородный баланс либо не должен быть рассчитан без включения углерода в диоксид углерода.

Химический состав

Химическое взрывчатое вещество может быть либо из химически чистого соединения, такое как нитроглицерин, или смесь топлива и окислителя, например черный порошок или зерновая пыль и воздух.

Чистые соединения

Некоторые химические соединения нестабильны в том смысле, что при шоковом воздействии они реагируют, возможно, до точки взрыва. Каждая молекула соединения распадается на две или несколько новых молекул (обычно газов) с выделением энергии.

  • Нитроглицерин : очень нестабильная и чувствительная жидкость
  • пероксид ацетона : очень нестабильный белый органический пероксид
  • TNT : желтый нечувствительные кристаллы, которые можно плавить и отливать без детонации
  • Нитрат целлюлозы : нитрованный полимер, который может быть взрывоопасным или слабовзрывчатым в зависимости от уровня и условий нитрования
  • RDX, PETN, HMX : очень мощные взрывчатые вещества, которые могут быть чистом виде или в пластических взрывчатых веществах

Вышеупомянутые составы могут описывать большую часть взрывчатого материала, но практическое взрывчатое вещество часто вызывает небольшие процентные содержания других веществ. Например, динамит представляет собой смесь высокочувствительного нитроглицерина с опилками, порошкообразным кремнеземом или чаще всего диатомитовой землей, которые действуют как стабилизаторы. Пластмассы и полимеры могут быть добавлены для связывания порошков взрывчатых веществ; воски могут быть включены, чтобы сделать их более безопасными в обращении; алюминиевый порошок может быть добавлен для увеличения общей энергии и воздействия взрыва. Взрывчатые соединения также часто «легированы»: порошки октогена или гексогена могут быть смешаны (обычно путем литья из расплава) с тротилом с образованием октола или циклотола.

окисленного топлива

окислитель представляет собой чистое вещество (молекула ), которое в химической реакции может вносить некоторые атомы одного или нескольких окисляющих элементов, в которых топливо компонент взрывные ожоги. На простейшем уровне окислитель может сам быть окисляющим элементом, таким как газообразный или жидкий кислород.

Доступность и стоимость

Наличие и стоимость взрывчатых веществ безопасностью сырья и стоимостью, сложностью и безопасностью производственной деятельности.

Классификация

По чувствительности

Первичное

A первичное взрывчатое вещество - это взрывчатое вещество, очень чувствительное к таким раздражителям, как удар, трение, тепло, статическое электричество или электромагнитное излучение. Некоторые первичные взрывчатые вещества также известны как контактные взрывчатые вещества. Для инициирования требуется относительно небольшое количество энергии. Как правило, первичными взрывчатыми веществами считаются соединения, которые более чувствительны, чем ТЭН. На практике первичные взрывчатые вещества достаточно чувствительны, чтобы их можно было надежно инициировать ударом молотка; тем не менее, ТЭН также может быть инициирован таким образом, так что это только очень общие рекомендации. Кроме того, некоторые соединения, такие как трииодид азота, настолько чувствительны, что с ними даже нельзя обращаться без взрыва. Трииодид азота настолько чувствителен, что его можно надежно взорвать под действием альфа-излучения ; это единственное взрывчатое вещество, для которого это верно.

Первичные взрывчатые вещества часто используются в детонаторах или для срабатывания более крупных зарядов менее чувствительных вторичных взрывчатых веществ. Первичные взрывчатые вещества используются в капсюлях-детонаторах и ударных капсюлях для передачи сигнала обычно физического удара. В других случаях для инициирования действия, то есть взрыва, используются различные сигналы, такие как электрический или физический удар, в случае системной лазерной детонации, свет. Небольшого количества, обычно миллиграммов, достаточно для инициирования более крупного заряда взрывчатого вещества, с которым обычно безопаснее обращаться.

Примеры основных взрывчатых веществ:

  • Гексаметилентрипероксид диамин
  • Гидразойная кислота
  • Гипофтористая кислота
  • Азид свинца
  • Стифн ат свинца
  • Пикрат свинца
  • Гептоксид марганца
  • Фульминат ртути (II)
  • Нитрид ртути
  • Пероксид метилэтилкетона
  • Нитрат гидразина никеля
  • Никель Перхлорат гидразина
  • Тригалогениды :
  • Нитроглицерин
  • Перхлорат нитрония
  • Нитротетразолат-N-оксидная es
  • Октаазакубан
  • Перхлорат нитрония
  • Переносные 9189рсенаты>>Перчатки
  • кислота
  • Тетраазид селена
  • Тетраазид кремния
  • Азид серебра
  • Ацетилид серебра
  • Фульминат серебра>Нитрид серебра
  • Тетраазид теллура
  • трет-бутилгидропетраоксид <89 -медные комплексы
  • Тетраазидометан
  • Тетразеновое взрывчатое вещество
  • Тетранитратоксикар
  • Тетразолы
  • Тетраазид титана
  • Триазид
  • Оксиды ксенона:
  • Вторичное

    A вторичное взрывчатое вещество менее чу вствительно, чем первичное взрывчатое вещество и требует з начительно больше энергии для запуска. Они более менее чувствительны, их можно использовать в более широком спектре приложений. Вторичные взрывчатые вещества используются в цепочке взрывчатых веществ в больших количествах и обычно инициируются меньшим количеством первичного взрывчатого вещества.

    Примеры вторичных взрывчатых веществ включают TNT и RDX.

    Третичные

    Третичные взрывчатые вещества, также называемые взрывчатыми веществами, настолько нечувствительны Чтобы шокировать, что они не могут быть надежно взорваны практическим материалом первичного взрывчатого вещества, а вместо этого требуется промежуточный усилитель взрывчатого вещества из вторичного взрывчатого вещества. Использование методов безопасности для снижения затрат на использование материалов и транспортировку. Крупнейшими потребителями являются крупные горнодобывающие и строительные предприятия.

    Большинство третичных компонентов включают топливо и окислитель. ANFO может быть третичным взрывчатым веществом, если скорость его реакции низкая.

    По скорости

    Низкая

    Низкие взрывчатые вещества - это соединение, в котором скорость разложения протекает через материал с меньшей, чем скорость звука (0, 34 км в секунду (1100 футов / с)). Разложение распространяется за счет фронта пламени (дефлаграция ), который проходит через взрывчатое вещество намного медленнее, чем ударная волна от фугасного взрывчатого вещества. В нормальных условиях легкие взрывчатые вещества подвергаются горению со скоростью от нескольких сантиметров в секунду до приблизительно 0,4 километра в секунду (1300 футов / с). Они могут сгореть очень быстро, производя эффект, подобный взрыв . Это может произойти при более высоком давлении или температуре, что обычно происходит при воспламенении в замкнутом пространстве.

    Легкое взрывчатое вещество обычно представляет собой смесь горючего вещество и окислитель, быстро разлагающийся (горение); однако горят медленнее, чем бризантное взрывчатое вещество, которое имеет высокую скорость горения.

    Близкие взрывчатые вещества обычно используются в качестве метательного взрывчатого вещества. В эту группу входят нефтепродукты, такие как пропан и бензин, порох (включая бездымный порох ) и легкие пиротехнические средства., например, факелы и фейерверки, но могут заменить фугасные взрывчатые вещества в определенных случаях, см. Взрывание под давлением газа.

    Высокое

    Высокое

    - это взрывчатые вещества (ВВ) - это взрывчатые вещества, которые детонируют, что означает взрывчатое вещество взрывное ударный фронт проходит через материал со сверхзвуковой скорость . Фугасные взрывчатые вещества детонируют со скоростью взрывчатого вещества примерно 3–9 километров в секунду (9 800–29 500 футов / с). Например, TNT имеет скорость детонации (горения) приблизительно 5,8 км / с (19 000 футов в секунду), детонирующий шнур - 6,7 км / с (22 000 футов в секунду), а C-4 - около 8,5 км / с (29 000 футов в секунду). в секунду). Обычно они используются в горнодобывающей промышленности, сносе зданий и военных целей. Их можно разделить на два класса взрывчатых веществ, различающихся по чувствительности : первичное взрывчатое вещество и вторичное взрывчатое вещество. Термин «бризантное взрывчатое вещество» отличается от термина «маловзрывчатое вещество», которое взрывается (сгорает ) с меньшей скоростью.

    Химически возможно бесчисленное количество взрывоопасных соединений, но важные с коммерческой и военной точки зрения включают NG, TNT, TNX, RDX, HMX, ТЭН, ТАТБ и HNS.

    По физическому

    Взрывчатые вещества часто характеризуются физической формой, в которой они производятся или используются. Формы использования обычно классифицируются как:

    Классификация транспортных этикеток

    Транспортные этикетки и бирки могут превратно как Организация и национальные знаки.

    Маркировка Организация включает пронумерованные коды классов и категорий опасности (HC / D) и буквенные коды совместимости. Хотя эти два понятия связаны, они разные и разные. Любое обозначение группы совместимости может быть отнесено к любому классу и подклассу опасности. Примером такой гибридной маркировки может быть потребительский фейерверк, обозначенный как 1.4G или 1.4S.

    Примеры национальной маркировки включают коды Министерства транспорта США (U.S. DOT).

    Класс ООН и категория опасности Организации Объединенных Наций () (HC / D)

    Предупреждающий знак взрывчатых веществ

    Класс и категория опасности (HC / D) - это числовое обозначение внутри класса опасности, указывающее характер, преобладание связанных опасностей и возможность причинения вреда персоналу и материального ущерба. Это международно признанная система, которая с помощью минимального количества маркировок сообщает об основной опасности, вещества с веществом.

    Ниже подклассы для класса 1 (взрывчатые вещества):

    • 1.1 Опасность массовой детонации. При использовании HC / D 1.1 ожидается, что если один предмет в контейнере или поддоне случайно взорвется, взрыв сочувственно взорвет окружающие предметы. Взрыв может распространиться на все или большинство различных, вместе, вызывая массовую детонацию. В зоне взрыва также будут фрагменты корпуса и / или конструкций объекта.
    • 1.2 Немассовый взрыв, с образованием фрагментов. HC / D 1.2 далее делится на три подразделения: HC / D 1.2.1, 1.2.2 и 1.2.3, чтобы учесть воздействие воздействия взрыва.
    • 1.3 Массовый пожар, незначительный взрыв или опасность осколков. В эту категорию попадают горючие вещества и многие пиротехнические изделия. Если запускается один предмет в пакете или стопке, он обычно распространяется на другие предметы, создавая массовый пожар.
    • 1.4 Умеренный пожар, без взрыва или осколков. Элементы HC / D 1.4 указаны в таблице как взрывчатые вещества, не представляющие опасность. В эту категорию попасов для стрелкового оружия (включая заряженное оружие) и некоторые пиротехнические изделия. Если энергетический материал в этих предметах непреднамеренно запускается, большая часть энергии и фрагментов будет содержаться внутри хранилища или контейнеров предметов.
    • 1,5 опасность массовой детонации, очень нечувствительна.
    • 1,6 детонация опасность без массовой детонации, крайне нечувствительная.

    Чтобы увидеть всю таблицу UNO, просмотрите параграфы 3-8 и 3-9 NAVSEA OP 5, Vol. 1, Глава 3.

    Группа совместимости класса 1

    Коды группы совместимости используются для обозначения совместимости при хранении для материалов HC / D класса 1 (взрывчатые). Буквы используются для обозначения 13 групп совместимости следующим образом.

    • A: Первичное взрывчатое вещество (1.1A).
    • B: Изделие, содержащее первичное взрывчатое вещество и не имеющее двух или более эффективных защитных свойств. Некоторые изделия, например, детонаторы для взрывных работ и капсюли, включены. (1.1B, 1.2B, 1.4B).
    • C: Метательное взрывчатое вещество или другое воспламеняющееся взрывчатое вещество или изделие, содержащее такое взрывчатое вещество (1.1C, 1.2C, 1.3C, 1.4C). Это объемные метательные вещества, метательные заряды и устройства, метательные вещества со средствами воспламенения или без них. Примеры включают одноразовое топливо, двухкомпонентное ракетное топливо, трехкомпонентное топливо и составное топливо, твердотопливное топливо ракетные двигатели и боеприпасы с инертными снарядами. 680>: Вторичное детонирующее взрывчатое вещество или черный порох, или элемент, содержащее вторичное детонирующее взрывчатое вещество, в каждом случае без инициирования и без метательного заряда, содержащее первичное взрывчатое вещество и имеющее два или более эффективных защитных элементов. (1.1D, 1.2D, 1.4D, 1.5D). : Изделие, содержащее вторичное детонирующее вещество без инициирующего заряда, с метательным зарядом (кроме блока, содержащее гиперголик ) (1.1E, 1.2E, 1.4E).
    • Fобеспечивающее вторичное детонирующее взрывчатое вещество с его запуском инициирования, с метергическим зарядом (кроме того, который содержит легковоспламеняющаяся жидкость, гель или без метательного заряда) (1,1F, 1,2F, 1,3F, 1,4F).
    • G: Пиротехническое вещество или изделие, содержащее пиротехническое вещество, или изделие, содержащее как взрывчатое вещество, так и осветительный прибор., зажигающее, слезоточивое или дымообразующее вещество (кроме активируемого водой изделия или изделия, содержащего белый фосфор, фосфид, легковоспламеняющуюся жидкость, гель или гиперголичную жидкость) (1.1G, 1.2G, 1.3G, 1.4G). Примеры включают ракеты, сигналы, зажигательные или осветительные боепасы и другие устройства, производящие дым и слезы.
    • H: Изделие, содержащее как взрывчатое вещество, так и белый фосфор (1,2H, 1,3H). Эти изделия могут самовоспламеняться при контакте с атмосферой.
    • J: Изделие, содержащее как взрывчатое вещество, так и легковоспламеняющуюся жидкость или гель (1,1J, 1,2J, 1,3J). Сюда не входят жидкости или гели, которые самопроизвольно воспламеняются при воздействии воды или атмосферы, относящейся к группе H. Примеры включают зажигательные боеприпасы, наполненные жидким или гелем, устройства с топливно-воздушным взрывом (FAE) и легковоспламеняющиеся ракеты с жидким топливом.
    • K: Изделие, содержащее взрывчатое вещество, так и токсичный химический агент (1,2K, 1,3K)
    • LВзрывчатое вещество или элемент, содержащее взрывчатое вещество и представляющее особый риск (например, из-за активации воды или присутствия гиперголических жидкостей, фосфидов или пирофорных веществ), требующие изоляции каждого типа (1,1 л, 1,2 л, 1,3 л). Поврежденные или подозрительные боеприпасы группы к этой группе.
    • N: изделия, содержащие только нечувствительные детонирующие вещества (1.6N).
    • S: вещество или изделие, упакованные или сконструированные таким образом, что любые опасные эффекты, проявляющие в результате случайного срабатывания, ограничивают степень, в которой они не препятствуют или не препятствуют тушению пожара или другим мерам реагирования на чрезвычайные ситуации в непосредственной близости от упаковки (1.4S).

    Правило

    Закон владения или использования взрывчатых веществ зависит от юрисдикции. Различные страны по всему миру приняли законы о взрывчатых веществах и требуют лицензий на производство, распространение, хранение, использование, владение взрывчатыми веществами или ингредиентами.

    В Нидерландах гражданское и коммерческое использование взрывчатых веществ подпадает под действие Wet explosieven voor civiel gebruik (Закон о взрывчатых веществах для гражданского использования) в соответствии с Директивами ЕС № 93/15 / EEG (голландский). Незаконное использование взрывчатых веществ регулируется Wet Wapens en Munitie (Закон об оружии и боеприпасах) (голландский).

    Великобритания

    Новые правила 2014 года по взрывчатым веществам (ER 2014) вступили в силу 1 октября 2014 года и определяют «взрывчатое вещество» как:

    «а) любое взрывчатое изделие или взрывчатое вещество, которое может -

    (i) в упаковке для транспортировки классифицироваться в соответствии с Рекомендациями ООН как подпадающие под Класс 1; или

    (ii) классифицироваться в соответствии с рекомендациями Организации Объединенных Наций как -

    (aa) чрезмерно чувствительны или настолько реактивны, что могут вызвать спонтанную реакцию и, соответственно, слишком опасны для транспортировки, и

    (bb) подпадают под Класс 1; или

    (b) десенсибилизированное взрывчатое вещество,

    , но оно не включает взрывчатое вещество, произведенное в рамках производственного процесса, который после этого перерабатывает его цель производства вещества или препарата, которые являются не взрывчатое вещество "

    " Любой, кто желает приобрести и / или сохранить соответствующие взрывчатые вещества, должен связаться с местным полицейским офицером по связи со взрывчатыми веществами. Взрывчатые вещества к соответствующим взрывчатым веществам, кроме тех, которые в Приложении 2 Положений о взрывчатых веществах 2014 г. "

    США

    Во время Первой мировой войны были приняты дополнительные законы для правил, связанных с войной, и увеличения безопасности в пределах Штатах. В 1917 году 65-й Конгресс Соединенных Штатов принял множество законов, включая Закон о шпионаже 1917 года и Закон о взрывчатых веществах 1917 года.

    Взрывчатые вещества. Акт 1917 года (сессия) 1, глава 83, 40 Stat. 385 ) был подписан 6 октября 1917 года и вступил в силу 16 ноября 1917 года. Запретить производство, распространение, хранение, использование и владение в военное время взрывчатых веществ, правила безопасного производства, распространения, хранения, использования и владения ими, а также для других целей ».

    После того, как Соединенные Штаты вступили в Вто рую мировую войну, Закон о взрывчатых веществах 1917 года был возобновлен. В 1947 году был закон деактивирован президентом Трумэном.

    Законом о борьбе с организованной преступностью 1970 года (Pub.L. 91–452 ) передал многие правила, касающиеся взрывчатых веществ, в Бюро по алкоголю, табаку и огнестрельному оружию (ATF) Министерства финансов. Законопроект вступил в силу в 1971 году.

    В настоящее время правила регулируются разделом 18 Свода законов США и разделом 27 Свода федеральных правил :

    • «Импорт, Производство, распространение и хранение взрывчатых материалов »(18 USC, глава 40).
    • « Торговля взрывчатыми веществами »(27 CFR, глава II, часть 555).

    Законы штатов

    Многие штаты ограничить владение, продажу и использование взрывчатых веществ.

    Уголовный кодекс штата Мичиган, глава XXXIII Раздел 750.200 - 750.212a

    Список

    Соединения

    Ацетилиды

    Фульминаты

    Nitro

    Нитраты

    Амины

    Пероксиды

    оксиды

    Несортированный

    Смеси

    Элементы и изотопы

    См. Также

    Ссылки

    Дополнительная литература

    США Правительство
    Институт производителей взрывчатых веществ
    Другой исторический

    Внешние ссылки

    Перечислены в алфавитном порядке:

    Последняя правка сделана 2021-05-19 10:00:39
    Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
    Обратная связь: support@alphapedia.ru
    Соглашение
    О проекте