§ 8. Краткие сведения о взрывчатом веществе
Знание теории взрывчатых веществ необходимо для правильного и безопасного использования их на практике.
Вещества в природе состоят из отдельных химических элементов. Элементы, соединяясь между собой в том или другом сочетании, образуют различные стойкие или нестойкие вещества, переходящие под влиянием какого-либо фактора в другие соединения с выделением тепла или, наоборот, с поглощением его. Вещества, представляющие собой сравнительно мало устойчивые химические соединения, разлагающиеся с очень большой скоростью, с выделением газов и большого количества тепла, относятся к взрывчатым веществам.
Следовательно, взрывчатым веществом называется вещество, способное под влиянием внешнего воздействия (удара, толчка, нагревания, искры) в короткий промежуток времени разлагаться с образованием газов и выделением значительного количества тепла, нагревающего эти газы до высокой температуры, в результате чего в месте взрыва создается большое давление на окружающую среду.
Вопросы для повторения
- Что называется взрывчатым веществом?
- Чем может быть вызван взрыв взрывчатого вещества?
§ 9. Чувствительность взрывчатого вещества к внешним воздействиям и понятие о скорости взрывчатого разложения
Чтобы вызвать взрыв взрывчатого вещества, нужно приложить к нему некоторое количество тепловой или механической энергии. Это количество ничтожно по сравнению с той работой, которую производит взрыв ВВ.
Энергия, необходимая для возбуждения-инициирования взрыва взрывчатого вещества, называется начальным импульсом.
Требуемая величина начального импульса зависит от состава и сорта ВВ, от его чувствительности. Начальный импульс может быть в виде:
- тепловой энергии (пламя или накаливание);
- энергии взрыва другого взрывчатого вещества (толчок ударной волны);
- механической энергии (удар или трение).
Первый и второй виды энергии используются при взрывных работах. Возбуждение взрыва при помощи механической энергии при взрывных работах применения не имеет. Однако возможность взрыва в результате удара или трения необходимо учитывать при обращении с ВВ.
Способность взрывчатого вещества к взрывчатым превращениям под влиянием внешних условий называется чувствительностью взрывчатого вещества. На чувствительность одного и того же ВВ оказывают влияние: физическое состояние, плотность, температура и крупность частиц ВВ, а также наличие примесей.
При повышении температуры чувствительность взрывчатого вещества возрастает, а с повышением плотности уменьшается.
Примеси могут повышать и понижать чувствительность взрывчатого вещества. Примеси, понижающие чувствительность взрывчатого вещества, называются флегматизаторами (вода, масла, парафин). Флегматизаторы обволакивают частицы ВВ и смягчают удар; применяются они при работе с высокочувствительными ВВ.
Наиболее чувствительны к внешним воздействиям такие взрывчатые вещества, как гремучая ртуть, азид свинца, тенерес, оксиликвиты, нитроглицериновые взрывчатые вещества, дымный порох.
Чувствительность аммиачно-селитренных взрывчатых веществ в целом относительно невысокая.
В зависимости от условий степень чувствительности, а следовательно, и взрывоопасность может меняться. Это следует иметь в виду.
Чувствительность взрывчатого вещества к удару измеряется при помощи прибора, называемого копром. При испытании на чувствительность на навеску взрывчатого вещества (0,03 г), заключенную между двумя тщательно пришлифованными металлическими поверхностями наковальни и бойка, сбрасывается с определенной высоты груз определенного веса. Высота, с которой груз, падая на навеску взрывчатого вещества, вызовет ее взрыв, и определяет чувствительность испытываемого взрывчатого вещества к удару.
Чувствительность взрывчатого вещества к трению испытывается на приборе, называемом фрикционным маятником. При этом испытании груз весом в 1 кг прикрепляется к концу маятника, которому сообщают колебательные движения. При качании маятник сильно истирает навеску взрывчатого вещества весом 7 а, помещенную в канавку. В процессе каждого испытания маятник должен сделать 18 качаний. Сравнительно безопасным признается такое ВВ, которое при падении маятника с высоты 150 см не дает ни одной вспышки при 10 повторных испытаниях на трение. Применяемые промышленные взрывчатые вещества удовлетворяют этому требованию.
Чувствительность взрывчатого вещества к повышению температуры определяют измерением температуры его вспышки в специальном приборе.
Взрыв возбуждается приложением начального импульса в какой-либо одной точке ВВ, а дальнейшее взрывчатое разложение идет за счет самого взрывчатого вещества.
При взрыве реакция превращения взрывчатого вещества в газы протекает с большой, но различной для разных взрывчатых веществ скоростью. Скорость взрыва выражается в метрах в секунду (м/сек) и характеризует скорость распространения взрывной волны от начальной до конечной точки ВВ.
Взрывной, или ударной, волной называется давление, вызванное взрывом и распространяющееся в среде со сверхзвуковой скоростью.
Скорость звука в воздухе — 330 м/сек, в воде— 1 450 м/сек. Ударная волна служит причиной разрушений, вызываемых взрывом на расстоянии.
Рис. 17. Испытание взрывчатые вещества на передачу детонации
Распространение взрыва с прохождением по ВВ ударной волны (со скоростью, превышающей скорость звука) называется детонацией. Скорость детонации в твердых взрывчатых веществ доходит до 8 000— 9 000 м/сек.
Распространение взрыва без ударной волны (со скоростью ниже скорости звука) называется взрывным горением. Кроме того, различают еще выгорание взрывчатые вещества, т. е. его горение при повышенном давлении, но без механической работы. При выгорании образуется большое количество ядовитых газов.
Обе формы взрыва — детонация и взрывное горение — производят механическую работу — разрушают среду, окружающую ВВ. Разница заключается в том, что при детонации газы образуются чрезвычайно быстро и развивают огромное давление, вследствие чего происходит значительное дробление породы. При взрывном горении газы образуются относительно медленнее, давление нарастает постепенно и окружающая порода раскалывается на отдельные крупные куски.
Инициирование взрыва заряда взрывчатого вещества может происходить не только в результате приложения тепловой или механической энергии, но и под действием ударной волны, возникшей при взрыве другого заряда взрывчатого вещества. Возбуждение взрыва одного заряда — пассивного (рис. 17) от взрыва другого заряда — активного, отделенного от него инертной средой, называется детонацией через влияние, или детонацией на расстоянии. Чувствительность взрывчатого вещества к детонации на расстоянии проверяется взрывом пассивного заряда при помощи взрыва активного заряда,
Дальность передачи детонации на расстояние зависит в основном от веса и свойств активного заряда, чувствительности пассивного заряда, свойств среды, разделяющей заряды, направления детонации в активном заряде, характера оболочек, в которые помещены заряды. Дальность передачи детонации через воду достигает наибольшей, а через песок наименьшей величины.
Для определения безопасных расстояний при строительстве склада взрывчатых материалов (ВМ) и отдельных хранилищ обязательно учитывается явление передачи детонации на расстоянии.
Вопросы для повторения
- Что называется начальным импульсом и от каких факторов зависит его величина?
- Что такое чувствительность взрывчатого вещества и от чего она зависит?
- Как испытывается чувствительность взрывчатого вещества к удару, трению и повышенной температуре?
- Что называется скоростью взрывчатого разложения?
- В каких единицах измеряется скорость взрывчатого разложения?
- Какие факторы влияют на скорость взрывчатого разложения?
- Что называется взрывной или ударной волной?
- Что называется детонацией, взрывным горением и выгоранием ВВ?
- Что понимается под передачей детонации через влияние?
- Какой заряд называется активным и какой пассивным?
11. От каких факторов зависит дальность передачи детонации на расстояние?