Eksplozivi (skrajšano eksplozivi) so posebne kemične spojine, pa tudi njihove mešanice, ki lahko eksplodirajo pod vplivom zunanjih pogojev ali potekajočih notranjih procesov, pri čemer nastajajo izredno vroči plini in se sprošča toplota. Obstajajo tri skupine eksplozivov z različno dovzetnostjo za zunanje vplive in različnimi vrstami eksplozij. Ti vključujejo: vžigalne, pogonske in razstreljevalne snovi. Ta članek vsebuje informacije o eksplozivnih napravah in njihovi uporabi.
Splošni koncepti
Eksplozija je hitra preobrazba eksploziva v znatno količino izjemno stisnjenih in segretih plinov, ki ob širjenju opravljajo naslednje delo: premikajo se, drobijo, uničujejo, izvržejo.
Eksploziv pomeni mehansko mešanico ali spojine kemičnih elementov, ki se lahko hitro spremenijo v pline. Eksplozija je podobna sežiganju premoga ali drv, vendar se razlikuje po visoki hitrosti tega procesa, ki je pogosto deset tisočink sekunde. ATGlede na hitrost transformacije so eksplozije razdeljene na naslednji način:
- Izgorevanje. Prenos energije iz ene plasti snovi v drugo je posledica toplotne prevodnosti. Proces zgorevanja in nastajanja plinov poteka z nizko hitrostjo. Taka eksplozija je značilna za smodnik, pri katerem se krogla izvrže, tulec pa ni uničen.
- Detonacija. Energija se iz plasti v plast prenaša skoraj v trenutku. Plini nastajajo z nadzvočno hitrostjo, tlak hitro narašča in pride do hudega uničenja. Takšna eksplozija je značilna za RDX, amonit, TNT.
Za začetek procesa eksplozije je potreben zunanji vpliv na eksploziv, ki je lahko naslednjih vrst:
- detonacija - eksplozija poleg drugega eksploziva;
- termično - ogrevanje, iskra, plamen;
- kemijska - kemična reakcija;
- mehansko - trenje, vbod, udarec.
Snovi eksplozivne vrste različno reagirajo na zunanje vplive:
- nekateri lahko hitro eksplodirajo;
- drugi so občutljivi samo na določene učinke;
- tretjine lahko eksplodirajo tudi brez vpliva nanje.
Osnovne lastnosti BB
Njihove glavne lastnosti so:
- dovzetnost za zunanje vplive;
- brisance;
- značilno agregatno stanje;
- količina energije, ki se sprosti pri eksploziji;
- kemična odpornost;
- hitra detonacija;
- gostota;
- eksplozivnost;
- trajanje in okoliščinezdravo stanje.
Vsak eksploziv je mogoče podrobno opisati z vsemi njegovimi značilnostmi, vendar se v večini primerov uporabljata dve od njih:
- Brisance (break, crush, smash). To pomeni, da je to sposobnost eksploziva, da povzroči destruktivna dejanja. Višja kot je brisanca, hitreje nastajajo plini med eksplozijo in eksplozija se zgodi z večjo silo. Posledično bo telo izstrelka dobro zdrobljeno, drobci se bodo razpršili z veliko hitrostjo in pojavil se bo močan udarni val.
- Eksplozivnost je merilo učinkovitosti eksploziva, ki izvaja uničujoče, metanje in druga dejanja. Glavni vpliv na to je količina plina, ki se sprosti med eksplozijo. Ogromna količina plina lahko opravi veliko dela, na primer vrže beton, zemljo, opeke iz območja eksplozije.
Eksplozivna visokoeksplozivna sredstva so primerna za razstreljevanje v rudnikih, pri odstranjevanju ledenih zastojev in gradnji različnih jam. Pri izdelavi školjk so najprej pozorni na brisanco, eksplozivnost pa se umakne v ozadje.
Razvrstitev
Eksplozivi imajo več klasifikacij. Glede na njihove lastnosti so razvrščeni na naslednji način:
- Začetek - uporabljajo se za spodkopavanje drugih eksplozivov. Imajo visoko občutljivost na iniciacijske faktorje in imajo večjo hitrost detonacije. Prav tako jih imenujemo primarni eksplozivi, ki lahko eksplodirajo zaradi šibkega mehanskega udarca. V skupinovključuje: diazodinitrofenol, živosrebrov fulminat.
- Visoki eksplozivi - zanje je značilna visoka brisance in se uporabljajo kot glavno polnjenje za večino streliva. Gre za sekundarne eksplozive, ki so manj občutljivi na zunanje vplive v primerjavi s primarnimi eksplozivi. V svoji kemični sestavi vsebujejo nitrate in njihove spojine, imajo močan eksplozivni učinek. Za njihovo eksplozijo se uporabi majhna količina inicialnih snovi.
- Metanje - služi kot vir energije za metanje krogel, granat, granat. Sem spadajo različne vrste raketnega goriva in smodnika.
- Pirotehnične sestavke - uporabljajo se za posebno strelivo. Gorijo, dajejo značilen učinek - signal, osvetlitev.
Poleg tega so glede na njihovo fizično stanje:
- hard;
- tekočina;
- plin;
- emulzija;
- prekinitve;
- plastika;
- želatinasta;
- elastična.
Brazing BB
Brisantne snovi so dobile ime po francoski besedi briser, ki v prevodu v ruščino pomeni zlomiti, drobiti. Takšni eksplozivi so lahko bodisi ločene kemične spojine - PETN, TNT, nitroglicerin ali mešanice - dinamiti, dinamoni, amoniti. Ne eksplodirajo zaradi preprostih impulzov: žarka plamena ali iskre, kar je dovolj, da eksplodirajo inicijalne snovi. Nizka dovzetnost eksploziva za razstreljevanje na toploto, trenje in udarce zagotavlja varnost, kodelo z njimi. Uporabljajo se za izdelavo fragmentacijskih in letalskih bomb, morskih in inženirskih min, kjer je potrebna močna eksplozija z drobljenjem granate izstrelka.
Razvrstitev moči
Visoke in začetne snovi se uporabljajo skupaj. Detonacijo v sekundarnem eksplozivu vzbudi eksplozija primarnega eksploziva. Brisant eksplozivi imajo povečano, normalno in zmanjšano moč.
Snovi s povečano močjo so najbolj občutljive na zunanje vplive, zato jih pogosto uporabljamo v mešanicah s tistimi, ki zmanjšujejo občutljivost ali imajo normalno moč. Uporabljajo se lahko tudi za vmesne detonatorje.
materiali za peskanje visoke moči
Eksplozivi s povečano močjo imajo visoko hitrost detonacije in med eksplozijo sproščajo znatno količino toplote. Zelo so občutljivi na zunanje impulze.
Eksplozija nastane iz katerega koli detonatorja, vključno z udarcem puške. Ko so izpostavljeni odprtemu ognju, močno gorijo, ne oddajajo saj in dima, s svetlim plamenom je možna eksplozija. V to skupino snovi spada:
- Teng je bel prah, sestavljen iz kristalov. Ta snov za peskanje ne reagira s kovinami in vodo, je razredčena v acetonu in velja za najbolj občutljivo na zunanje vplive. Uporablja se za detonacijske vrvice, pomožne detonatorje in detonatorske kapice.
- Tetril je rumenkast kristalinični prah s slanim okusom. Dobro je razredčen z acetonom in bencinom, slabo z alkoholom, ne raztopi se s kovinami.reagira, dobro se vda pritiska. Uporablja se za izdelavo detonatorjev.
- RDX je ena najbolj briljantnih snovi, ki je sestavljena iz majhnih belih kristalov, brez vonja in okusa. Ne reagira z vodo in kovinami, je slabo stisnjen. Eksplozija nastane zaradi zunanjega vpliva, gori s sikanjem, plamenom svetlo bele barve. Uporablja se za nekatere vzorce razstreljevalnih kapic, izdelavo mešanic za industrijske eksplozije, pomorske mine.
Razstrelivo z normalno močjo
Te snovi imajo dolgo življenjsko dobo (z izjemo dinamitov), nanje ne vplivajo bistveno zunanji dejavniki, v praktični uporabi so varne.
Razstrelivo vključuje:
- TNT je rumenkasta ali rjavkasta kristalinična snov z grenkim okusom. Tališče je 81 °C, plamenišče pa 310 °C. Na prostem gorenje TNT spremlja rumenkast plamen z močnimi sajami brez eksplozije, v zaprtih prostorih pa lahko pride do detonacije. Snov s kovinami ne kaže kemične aktivnosti, je praktično neobčutljiva na udarce, trenje in toplotne učinke. Vzajemno deluje s klorovodikovo in žveplovo kislino, bencinom, alkoholom in acetonom. Na primer, ko se TNT izstreli, vrže in pritisne s puško, se TNT ne vžge in ne pride do eksplozije. Za strelivo se uporablja v različnih zlitinah in v čisti obliki. Snov se uporablja v obliki stisnjenih dama različnih velikosti.pri izvajanju rušitvenih del.
- Pikrinska kislina je peskalna snov v obliki kristalov, ki imajo rumeno barvo in grenak okus. Je bolj dovzeten za toploto, udarce in trenje kot TNT in lahko eksplodira, ko je ustreljen skozi kroglo puške. Plamen se pri gorenju močno kadi. Pri velikem kopičenju snovi pride do detonacije. V primerjavi s TNT je pikrinska kislina močnejši eksploziv.
- Dinamiti - imajo različne formulacije in vsebujejo nitroglicerin, nitroestre, salitro, lesno moko in stabilizatorje. Glavna uporaba je nacionalno gospodarstvo. Glavna lastnost dinamita je vodoodpornost in velika moč. Njihova pomanjkljivost je povečana občutljivost na toplotne in mehanske vplive. To zahteva previdnost pri transportu in razstreljevanju. Po šestih mesecih dinamiti izgubijo sposobnost detonacije. Poleg tega zmrznejo pri negativni temperaturi okoli 20 °C in med delovanjem postanejo nevarni.
Zmanjšana moč BB
Brisantni materiali z nizko močjo imajo zmanjšano zmogljivost zaradi nizke hitrosti detonacije in malo toplote. Po lastnostih brisance so slabše od tistih snovi, ki imajo običajno moč, vendar imajo enako eksplozivnost. Najpogosteje uporabljena razstreliva iz te skupine so izdelana na osnovi amonijevega nitrata. Ti vključujejo:
- Amonijev nitrat je bela ali rumenkasta kristalinična snov, ki je mineralno gnojilo, odlično topno v vodi. Spada med neobčutljivenizka eksplozivna sredstva. Ne vžge se zaradi ognja in isker, proces zgorevanja se začne le v močnem žarišču plamena. Nizka cena amonijevega nitrata omogoča izdelavo poceni eksplozivov iz njega z dodajanjem eksplozivov ali gorljivih snovi.
- Dynamoni so mešanica amonijevega nitrata z gorljivimi, vendar neeksplozivnimi snovmi, kot so oglje, šota ali žagovina.
- Amonale so mešanice za eksplozije, ki vsebujejo salitro, z dodatkom gorljivih in eksplozivnih dodatkov ter aluminijevega prahu za povečanje toplote eksplozije.
Vse vrste močnih eksplozivov na osnovi amonijevega nitrata so varne za uporabo. Ne letijo v zrak, ko jih drgnejo, udarijo, ustrelijo s kroglo iz puške. Prižgani v zraku gorijo tiho, brez eksplozije, z rumenim plamenom s sajami. Za shranjevanje jih hranimo v dobro prezračenih prostorih. Včasih se šalitri dodajo maščobne kisline in železov sulfid, kar prispeva k dolgotrajnemu bivanju eksploziva v vodi brez izgube lastnosti.
Uporaba eksploziva
Visoki eksplozivi so sekundarni eksplozivi, pri katerih je detonacija glavna vrsta transformacije eksploziva, ki se vzbudi zaradi majhnega naboja začetnega eksploziva. Obdarjeni so s sposobnostjo drobljenja in cepljenja. Uporabljajo se za polnjenje min, različna sredstva za spodkopavanje, torpeda in granate. Snovi z eksplozivnimi lastnostmi so koncentriran in ekonomičen vir mehanske energije. Široko se uporabljajo v nacionalnem gospodarstvu. Večino neželezove rude, pa tudi skoraj celotno količino železnih kovin, izkopljemo z eksplozijami.
Razstrelivi so našli svojo uporabo na naslednjih področjih:
- za razvoj premogovnih slojev in nahajališč mineralov;
- nasipi za železnice in ceste;
- gradnja jezov;
- kopanje vodnih kanalov;
- polaganje plinovodov in naftovodov;
- razvoj rudniških jaškov.
Kje se še uporabljajo razstreljevalne snovi? Poleg zgoraj navedenega se uporabljajo:
- pri stiskanju tal;
- izvedba namakalnih sistemov;
- gašenje gozdnih požarov;
- niveliranje in čiščenje območja.
Potekajo tudi raziskave in razvoj za razširitev uporabe te močne eksplozivne energije – pospeševanje kemičnih procesov z uporabo visokih tlakov, umetnih padavin in eksplozivnih vrtanja.
Kemija in tehnologija visokih eksplozivov
Molekule kemičnih spojin ali njihovih zmesi, ki vsebujejo določeno količino kemične energije, imenujemo energetsko nasičene snovi. Energija se kot posledica transformacije, ki nastane pod vplivom zunanjih dejavnikov, spremeni v svetlobno, mehansko ali toplotno.
Pirotehnične sestavke, smodnik in drugi eksplozivi so med najbolj znanimi vrstami energijsko nasičenih snovi. Kemična energija v njih se zaradi hitrega pretakanja eksplozije pretvori v druge oblike. Pomemben znesektoplota, ki se oddaja zaradi eksplozije, je glavno merilo za njegovo delovanje. Visoki eksplozivi se kot kompaktni in močni viri mehanske energije pogosto uporabljajo v različnih panogah.
