Краткие сведения о взрывчатых веществах
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу. Первым взрывчатым веществом был дымный (черный) порох, появившийся в Европе в XIII веке. В течение 600 лет дымный порох был единственным ВВ. В XIX веке с развитием химии были получены другие ВВ, называемые в настоящее время бризантными. Они были безопасными при обращении с ними, обладали большой мощностью и стойкостью при хранении.
Во второй половине XIX века были получены пикриновая кислота, тротил, аммиачно-селитренные вещества, а в XX веке более мощные ВВ, такие, как гексоген, тэн, азид свинца.
Современные ВВ представляют собой или химические соединения (гексоген, тротил и др.), или механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые).
Современные взрывчатые вещества могут пребывать в газообразном, жидком, пластичном и твердом состоянии.
Газопаровоздушные (ГПВС) и пылевоздушные смеси образуют класс объемных взрывов.
Взрывы ГПВС могут происходить в:
- помещениях вследствие утечки газов из бытовых приборов;
- емкостях их хранения и транспортировки (спецрезервуарах, газгольдерах, цистернах, танках — грузовых отсеках танкеров);
- глубинных штреках горных выработок;
- природной среде вследствие повреждений трубопроводов, труб буровых скважин, при интенсивных утечках сжиженных и горючих газов.
Взрывы пыли (пылевоздушных смесей — аэрозолей) представляют одну из основных опасностей химических производств и происходят в ограниченных пространствах (в помещениях зданий, внутри различного оборудования, штольнях шахт).
Возможны взрывы пыли в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль) при ее взаимодействии с красителями, серой, сахаром с другими порошкообразными пищевыми продуктами, а также при производстве пластмасс, лекарственных препаратов, на установках дробления топлива (угольной пыли), в текстильном производстве.
Сжиженные углеводородные газы, аммиак, хлор, фреоны хранятся в технологических емкостях под сверхатмосферным давлением при температуре выше или равной температуре окружающей среды, и по этим причинам они являются взрывоопасными жидкостями.
Проектирование предприятия по производству сухих строительных смесей
1.1- Номенклатура выпускаемой продукции № Обозначение растворной сухой строительной смеси Фасовка Для кладки ячеистобетонных блоков 1 РСС ... 40(25) 11 РСС монтажная, цементная, М150 F75 40(25) Клеевые смеси 12 РСС для облицовочных наружных и внутренних работ, цементная, ... А0.8 Пк3 № 508 СТБ 1307-2002 40(25) Модифицированные штукатурные смеси 23 РСС штукатурная (менее 5 мм), цементно-известковая М50 А0.5 ...
В теплоизолированных сосудах и резервуарах при отрицательных температурах хранятся сжиженные газы метан, азот, кислород, которые называют криогенными веществами.
Вещества другой характерной группы пропан, бутан, аммиак, хлор хранят в жидком состоянии под давлением в однослойных сосудах и резервуарах при температуре окружающей среды.
В соответствии с нормативами ГОСТа разработана классификация, объединяющая вещества в четыре основные категории.
К первой категории отнесены вещества с критической температурой ниже температуры среды (криогенные вещества — сжиженный природный газ, содержащий в основном метан, азот, кислород).
Во вторую категорию входят вещества с критической температурой выше, а точкой кипения ниже, чем в окружающей среде (сжиженный нефтяной газ, пропан, бутан, аммиак, хлор).
Их особенностью является «мгновенное» (очень быстрое) испарение части жидкости при разгерметизации и охлаждение оставшейся доли до точки кипения при атмосферном давлении, Третью категорию составляют жидкости, у которых критическое давление выше атмосферного и точка кипения выше температуры окружающей среды (вещества, находящиеся в обычных условиях в жидком состоянии).
К этой группе относятся некоторые вещества из предыдущей категории, например, бутан в холодную погоду и этиленоксид при теплых природных условиях.
Четвертую категорию — вещества, содержащиеся при повышенных температурах (водяной пар в котлах, циклогексан и другие жидкости под давлением и при температуре, превышающей точку кипения при атмосферном давлении).
2. Основные свойства взрывчатых веществ
Основные свойства ВВ определяются взрывчатыми и физико-химическими характеристиками.
Взрывчатыми характеристиками являются:
- теплота взрыва и температура продуктов взрыва;
- скорость детонации;
- бризантность (способность дробить прилегающую к нему среду);
- работоспособность (фугасность).
Теплота взрыва и температура продуктов взрыва Из физики известно, что энергия и тепло, выделяемые в процессе реакции, находятся в прямой зависимости между собой, поэтому количество энергии, выделяемое при взрыве, и теплота являются важной энергетической характеристикой ВВ, определяющей его работоспособность. Чем больше выделено теплоты, тем выше температура нагрева продуктов взрыва, тем больше давление, а следовательно, и воздействие продуктов взрыва на окружающую среду.
От скорости детонации ВВ зависит скорость взрывчатого превращения, а следовательно, и время, в течение которого выделяется вся энергия, заключенная в ВВ. А это вместе с количеством тепла, выделяющегося при взрыве, характеризует мощность, развиваемую взрывом, следовательно, дает возможность правильно выбрать ВВ для выполнения работы. Для перебивания металла целесообразнее получить максимум энергии в короткий промежуток времени, а для выброса грунта эту же энергию лучше получить за более длительный отрезок времени подобно тому, как при нанесении резкого удара по доске можно ее перебить, а приложив эту же энергию постепенно, только сдвинуть.
Бризантность ВВ характеризуется мгновенным скачком давления до весьма высоких величин и быстрым его падением до атмосферного и ниже.
Электромагнитные волны
... А.С. Попова. У них также есть антенна, в которой входящая волна вызывает очень слабые электромагнитные колебания. Энергия этих колебаний не используется непосредственно для приемника. Такие слабые сигналы управляют ... один из проводов сердечника и соединив другой проводом высокого уровня. Это повысило чувствительность прибора, так как при заземлении проводящая поверхность земли превращается в часть ...
Работоспособность ВВ (фугасность) проявляется в форме выброса грунта из воронок и выемок, образованием полостей в грунтах и скальных породах и рыхлением их.
Физико-химическими характеристиками являются:
- чувствительность к механическим и тепловым воздействиям;
- физическая и химическая стойкость;
- плотность.
Чувствительность взрывчатых веществ является одной из важнейших характеристик ВВ. Она определяет область и возможность практического использования данного вещества.
Слишком большая чувствительность делает ВВ опасным и не удобным в обращении. Например, йодистый азот взрывается от прикосновения к нему. Существенно влияют на чувствительность к механическому внешнему импульсу различные примеси.
Нестойкие ВВ
Физическая стойкость рассматривает такие свойства ВВ, как гигроскопичность, растворимость, старение, затвердевание, слеживае-мость.
Химическая стойкость ВВ определяется подогреванием небольшого количества вещества в течение определенного времени с одновременным контролем за скоростью разложения.
Под плотностью понимается вес вещества в единице объема. От плотности зависит чувствительность ВВ к начальному импульсу, скорость детонации и бризантность.
Основные поражающие факторы и зоны действия взрыва
Пожаро-взрывные явления характеризуются следующими факторами:
- воздушной ударной волной, возникающей при разного рода взрывах газо-воздушных смесей, резервуаров с перегретой жидкостью и резервуаров под давлением;
- тепловым излучением и разлетающимися осколками;
- действием токсичных веществ, которые применялись в технологическом процессе или образовались в ходе пожара или других аварийных ситуациях.
Действие воздушной ударной волны может вызывать вторичные последствия, так как при взрыве взрывчатого вещества в атмосфере возникают ударные волны, распространяющиеся с большой скоростью в виде областей сжатия. Ударная волна достигает земной поверхности и отражается от нее на некотором расстоянии от эпицентра взрыва, фронт отраженной волны сливается с фронтом падающей волны, вследствие чего образуется так называемая головная волна с вертикальным фронтом (24, «https:// «).
При наземном взрыве воздушная ударная волна, как и при воздушном взрыве, распространяется от эпицентра с вертикальным фронтом.
При подземном взрыве воздушная ударная волна ослабляется грунтовой средой. При взрывах на малых глубинах имеет место только волна от выхода газов. А на больших глубинах при наличии камуфлетов (разрывов без образования воронки) проявляется только «наведенная» волна.
Основными параметрами, определяющими интенсивность ударной волны, являются: избыточное давление во фронте и длительность фазы сжатия. Эти параметры зависят от массы заряда ВВ определенного типа (т.е. энергии взрыва), высоты, условий взрыва и расстояния от эпицентра.
Масштабы последствий взрывов зависят от их мощности детонационной и среды, в которой они происходят. Радиусы зон поражения могут доходить до нескольких километров. Различают три зоны действия взрыва.
Зона I — действие детонационной волны. Для нее характерно интенсивное дробящее действие, в результате которого конструкции разрушаются на отдельные фрагменты, разлетающиеся с большими скоростями от цен-тра взрыва.
Ядерный взрыв, его поражающие факторы
... мощнее. Ударная волна, формирующаяся на ранних стадиях существования облака взрыва, представляет собой один из основных поражающих факторов атмосферного ядерного взрыва. Основными характеристиками ударной волны ... действие УВ характеризуется величиной избыточного давления. Поскольку для взрыва данной мощности расстояние, на котором образуется подобный фронт, зависит от высоты взрыва, высоту взрыва ...
Зона II — действие продуктов взрыва. В ней происходит полное раз-рушение зданий и сооружений под действием расширяющих-ся продуктов взрыва. На внешней границе этой зоны образующаяся ударная волна отрывается от продуктов взрыва и движется самостоя-тельно от центра взрыва. Исчерпав свою энергию, продукты взрыва, расширившись до плотности, соответствующей атмосферному давле-нию, не производят больше разрушительного действия.
Зона III — действие воздушной ударной волны. Эта зона включает три подзоны: IIIа — сильных разрушений, IIIб — сред-них разрушений, IIIв — слабых разрушений. На внешней границе зоны III ударная волна вырождается в звуковую, слышимую на значитель-ных расстояниях.
4. Действие взрыва на человека
Продукты взрыва и образовавшая-ся в результате их действия воздушная ударная волна способны нано-сить человеку различные травмы, в том числе смертельные. При непосредственном воздействии ударной волны основной при-чиной травм у людей является мгновенное повышение давления возду-ха, что воспринимается человеком как резкий удар. При этом возможны повреждения внутренних органов, разрыв кровеносных сосудов, барабанных перепонок, сотрясение мозга, различные переломы и т. п. Кроме того, скоростной напор воздуха может отбросить человека на значитель-ное расстояние и причинить ему при ударе о землю (или препятствие) повреждения.
Характер и тяжесть поражения людей зависят от величины пара-метров ударной волны, положения человека в момент взрыва, степени его защищенности. При прочих равных условиях наиболее тяжелые поражения получают люди, находящиеся в момент прихода ударной волны вне укрытий в положении стоя. В этом случае площадь воздей-ствия скоростного напора воздуха будет примерно в 6 раз больше, чем в положении человека лежа.
Поражения, возникающие под действием ударной волны, подразделяются на легкие, средние, тяжелые и крайне тяжелые (смертельные); их характеристики приведены ниже:
- легкое — легкая контузия, временная потеря слуха, ушибы и вы-вихи конечностей;
- среднее — травмы мозга с потерей сознания, повреждение орга-нов слуха, кровотечение из носа и ушей, сильные переломы и вывихи конечностей;
- тяжелое — сильная контузия всего организма, повреждение внутренних органов и мозга, тяжелые пе-реломы конечностей;
- возможны смер-тельные исходы;
- крайне тяжелоетрав-мы, обычно приводящие к смертель-ному исходу.
Косвенное воздействие ударной волны заключается в поражении людей летящими обломками зданий и сооружений, камнями, битым стеклом и другими предметами, увлекаемыми ею. При слабых разру-шениях зданий гибель людей маловероятна, однако часть из них может получить различные травмы.
5. Техника предотвращения взрывов
Для предотвращения взрывоопасных ситуаций принимается комплекс мер, которые зависят от вида выпускаемой продукции. Многие меры являются специфическими и могут быть присущи только одному или нескольким видам производств. Существуют меры, соблюдение которых необходимо для всех видов химического производства или, по крайней мере, для их большинства.
Различные виды обработки металлов давлением. Оборудование и специальная ...
... и равномерном приложении усилия качество вырубки детали выше, чем при вырубке ударным приложением усилия. В качестве основной технологии при изготовлении деталей из полимерных материалов используется последовательная штамповка в открытых штампах с прижимом заготовки и ...
В первую очередь для всех взрывоопасных производств, хранилищ, баз, складов и т. п. , имеющих в своем составе взрывчатые вещества, предъявляются требования к территории для их размещения, которые выбираются по возможности в незаселенных или малозаселенных районах. При невозможности выполнения этого условия строительство должно осуществляться на безопасных расстояниях от населенных пунктов, других промышленных предприятий, железных и шоссейных дорог общего пользования, водных путей и иметь свои подъездные пути, В химической и нефтехимической промышленности применяются автоматические системы защиты, целью которых являются:
- сигнализация и оповещение об аварийных ситуациях производственного процесса;
- вывод из предаварийного состояния потенциально опасных технологических процессов при нарушении регламентных параметров (температуры, давления, состава, скорости);
- обнаружение загазованности производственных помещений и автоматического включения устройств, предупреждающих об образовании смеси газов и паров с воздухом взрывоопасных концентраций;
- безаварийная установка отдельных агрегатов или всего производства при внезапном прекращении подачи тепла и электроэнергии, инертного газа, сжатого воздуха.
Источниками аварий химических производств могут быть прекращение подачи электроэнергии, снижение подачи пара и воды в магистральных трубопроводах, в результате чего нарушается технологический режим и создаются чрезвычайно опасные аварийные ситуации. В связи с этим принимаются меры по надежному обеспечению тепло-энергоснабжения химических предприятий, совершенствованию технологических средств, обеспечивающих их безопасную остановку и последующий пуск.
Непременным условием надежной безаварийной работы любого производства является высокая профессиональная подготовленность штатного персонала предприятий, баз, складов, а также специальных аварийных бригад, осуществляющих ремонт, надзор и ликвидацию аварий.
Взрыву больших объемов пылевоздушных смесей, как правило, предшествуют небольшие местные хлопки и локальные взрывы внутри оборудования и аппаратуры. При этом возникают слабые ударные волны, встряхивающие и поднимающие в воздух большие массы пыли, накопившиеся на поверхности пола, стен и оборудования.
Чтобы исключить взрыв пылевоздушных смесей, необходимо не допускать значительных скоплений пыли. Это достигается: улучшением технологии производства, повышением надежности оборудования, правильным расчетом и монтажом вентиляционных пылесосных установок.
Инициатором практически всех взрывов газо-, парои пылевоздушных смесей является искра, поэтому на всех производствах, где возможно образование этих смесей, необходимо обеспечивать надежную защиту от статического электричества, предусматривать мероприятия против искрения электроприборов и другого оборудования.
Любое оборудование повышенного давления должно быть укомплектовано системами взрывозащиты, которые предполагают:
- применение оборудования, рассчитанного на давление взрыва;
- применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных или паровых завес;
защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварийного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродействующие задвижки, обратные клапаны и т. д. ).
Вынужденное воспламенение (зажигание) горючих смесей
... смесей Ф"(В ) = /(Гст ), пределы зажигания по давлению Р к р = /(Гст ) и другие пределы в зависимости от мощности источника зажигания. Рассмотренная схема механизма вынужденного воспламенения горючей газовой смеси ... кривая температур примет вид ТА = f (y). В результате произойдет воспламенение горючей смеси возле верхней стенки сосуда и пламя начнет распространяться вниз на остальную ...
Взрывозащита систем повышенного давления достигается также организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регламентов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обучения и инструктажа обслуживающего персонала; контролем и надзором за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, промышленной санитарии и пожарной безопасности и т. п.
6. Действия населения при взрывах
При взрыве на предприятии прежде всего необходимо предупредить рабочих и служащих, а также оповестить проживающее вблизи население.
Необходимо воспользоваться индивидуальными средствами защиты, а при их отсутствии для защиты органов дыхания — использовать ватно-марлевую повязку.
При повреждении здания взрывом входить в него следует с чрезвычайной осторожностью. Необходимо убедиться в отсутствии значительных повреждений перекрытий, стен, линий электро-, газои водоснабжения, а также утечек газа, очагов пожара.
Если взрыв вызвал возгорание, необходимо использовать первичные средства (огнетушители).
Для недопущения распространения огня надо задействовать пожарные краны и гидранты.
Необходимо оказать помощь тем, кто оказался придавлен обломками конструкций. Помочь извлечь людей из завалов.
При спасении пострадавших следует соблюдать меры предосторожности от возможного обвала, пожара и других опасностей, осторожно вывести и оказать им первую медицинскую помощь, потушить горящую одежду, прекратить действие электрического тока, остановить кровотечение, перевязать раны, наложить шины при переломе конечностей.
Мешкова Ю. В., Борисков Н. Ф.
С. В. Белов
С. М. Сербии
Бобок С. А.
