Sprāgstvielas (saīsināti sprāgstvielas) ir īpaši ķīmiski savienojumi, kā arī to maisījumi, kas ārējo apstākļu vai notiekošu iekšējo procesu ietekmē var eksplodēt, veidojoties ārkārtīgi karstām gāzēm un izdaloties siltumam. Ir trīs sprāgstvielu grupas ar atšķirīgu jutību pret ārējām ietekmēm un dažādiem sprādzienu veidiem. Tie ietver: ierosinošās, dzenošās, kā arī spridzināšanas vielas. Šajā rakstā ir sniegta informācija par sprāgstvielām un to lietojumiem.
Vispārīgi jēdzieni
Sprādziens ir sprāgstvielas strauja pārvēršanās par ievērojamu daudzumu ārkārtīgi saspiestu un sakarsētu gāzu, kuras, izplešoties, veic šādu darbu: pārvieto, sasmalcina, iznīcina, izgrūž.
Sprādzienbīstams ir ķīmisku elementu mehānisks maisījums vai savienojumi, kas var ātri pārvērsties gāzēs. Sprādziens ir līdzīgs ogļu vai malkas dedzināšanai, taču atšķiras ar šī procesa lielo ātrumu, kas bieži vien ir desmit tūkstošdaļas sekundes. ATatkarībā no transformācijas ātruma sprādzieni tiek sadalīti šādi:
- Sadegšana. Enerģijas pārnešana no viena vielas slāņa uz otru notiek siltuma vadīšanas dēļ. Degšanas process un gāzu veidošanās notiek ar mazu ātrumu. Šaujampulverim raksturīgs šāds sprādziens, kurā tiek izmesta lode, bet uzmava netiek iznīcināta.
- Detonācija. Enerģija tiek pārnesta no slāņa uz slāni gandrīz acumirklī. Gāzes veidojas virsskaņas ātrumā, strauji palielinās spiediens un notiek smaga iznīcināšana. Šāds sprādziens ir raksturīgs RDX, amonītam, TNT.
Lai sāktos sprādziena process, ir nepieciešama ārēja ietekme uz sprāgstvielu, kas var būt šāda veida:
- detonācija - sprādziens blakus citai sprāgstvielai;
- termiskais - apkure, dzirkstele, liesma;
- ķīmiska - ķīmiska reakcija;
- mehāniska - berze, dūriens, trieciens.
Sprādzienbīstamas vielas dažādi reaģē uz ārēju ietekmi:
- daži spēj ātri uzsprāgt;
- citi ir jutīgi tikai pret noteiktiem efektiem;
- trešdaļas var uzsprāgt, pat ja tās neietekmē.
BB pamatīpašības
To galvenās īpašības ir:
- uzņēmība pret ārējām ietekmēm;
- brisance;
- raksturīgs kopējais stāvoklis;
- sprādziena atbrīvotās enerģijas daudzums;
- ķīmiska izturība;
- ātrā detonācija;
- blīvums;
- sprādzienbīstamība;
- ilgums un apstākļiveselīgs stāvoklis.
Katru sprāgstvielu var detalizēti aprakstīt, izmantojot visas tās īpašības, taču vairumā gadījumu tiek izmantoti divi no tiem:
- Brisance (sadauzīt, sasmalcināt, sagraut). Tas ir, tā ir sprāgstvielas spēja radīt destruktīvas darbības. Jo augstāks brisance, jo ātrāk sprādziena laikā veidojas gāzes un sprādziens notiek ar lielāku spēku. Rezultātā šāviņa korpuss tiks labi saspiests, lauskas lielā ātrumā izkliedēsies un radīsies spēcīgs triecienvilnis.
- Sprāgstviela ir sprāgstvielas efektivitātes mēraukla, kas veic iznīcinošas, mešanas un citas darbības. Galvenā ietekme uz to ir sprādziena laikā izdalītās gāzes apjoms. Milzīgs gāzes daudzums var paveikt lielu darbu, piemēram, izmest betonu, augsni, ķieģeļus no sprādzienbīstamības zonas.
Spridzinošas sprādzienbīstamas vielas ir piemērotas spridzināšanas darbiem raktuvēs, ledus sastrēgumu likvidēšanas laikā un dažādu bedru būvniecībā. Ražojot čaulas, vispirms tiek pievērsta uzmanība mirdzumam, un sprādzienbīstamība atkāpjas fonā.
Klasifikācija
Sprāgstvielām ir vairākas klasifikācijas. Pamatojoties uz to īpašībām, tos klasificē šādi:
- Iniciējošie - tiek izmantoti citu sprāgstvielu graušanai. Viņiem ir augsta jutība pret ierosināšanas faktoriem un lielāks detonācijas ātrums. Un tos sauc arī par primārajām sprāgstvielām, kuras var eksplodēt no vājas mehāniskas ietekmes. Uz grupuietver: diazodinitrofenolu, dzīvsudraba fulminātu.
- Spēcīgas sprāgstvielas - raksturīgas lielas sprāgstvielas, un tās izmanto kā galveno lādiņu lielākajai daļai munīcijas. Tās ir sekundāras sprāgstvielas, kas ir mazāk jutīgas pret ārējām ietekmēm salīdzinājumā ar primārajām sprāgstvielām. Savā ķīmiskajā sastāvā tie satur nitrātus un to savienojumus, tiem ir spēcīga sprādzienbīstama iedarbība. To uzspridzināšanai tiek izmantots neliels daudzums iniciatoru.
- Mešana - kalpo kā enerģijas avots ložu, lādiņu, granātu mešanai. Tie ietver dažāda veida raķešu degvielu un šaujampulveri.
- Pirotehniskie sastāvi - izmanto speciālai munīcijai. Dedzinot, tie dod raksturīgu efektu - signāls, apgaismojums.
Turklāt atbilstoši viņu fiziskajam stāvoklim tie ir:
- grūti;
- šķidrums;
- gāzveida;
- emulsija;
- apturēšana;
- plastmasa;
- želatīns;
- elastīgs.
Lodēšana BB
Brisantvielas savu nosaukumu ieguvušas no franču vārda briser, kas tulkojumā krievu valodā nozīmē lauzt, sasmalcināt. Šādas sprāgstvielas var būt vai nu atsevišķi ķīmiski savienojumi – PETN, TNT, nitroglicerīns, vai arī maisījumi – dinamīti, dinamoni, amonīti. Tie nedetonē no vienkāršiem impulsiem: liesmas kūļa vai dzirksteles, ar ko pietiek, lai uzspridzinātu ierosinošās vielas. Spridzināšanas sprāgstvielu zemā jutība pret karstumu, berzi un triecieniem nodrošina drošību, kadstrādājot ar viņiem. Tos izmanto sadrumstalotības un aviācijas bumbu, jūras un inženiermīnu ražošanai, kur ir nepieciešams spēcīgs sprādziens ar šāviņa čaulas sadrumstalotību.
Jaudas klasifikācija
Spēcīgas un iniciējošas vielas tiek izmantotas kopā. Detonāciju sekundārajās sprāgstvielās ierosina primārās sprāgstvielas eksplozija. Brisant sprāgstvielām ir palielināta, normāla un samazināta jauda.
Vielas ar palielinātu jaudu ir visjutīgākās pret ārējām ietekmēm, tāpēc tās bieži izmanto maisījumos ar tām, kas samazina jutību vai kurām ir normāla jauda. Un tos var izmantot arī starpposma detonatoriem.
Lielas jaudas spridzināšanas materiāli
Sprāgstvielām ar palielinātu jaudu ir liels detonācijas ātrums, un tās sprādziena laikā izdala ievērojamu daudzumu siltuma. Viņi ir ļoti jutīgi pret ārējiem impulsiem.
Sprādziens notiek no jebkura detonatora, tostarp no šautenes lodes trieciena. Atklātas liesmas iedarbībā tie deg spēcīgi, neizdalot sodrējus un dūmus, ar spilgtu liesmu iespējams sprādziens. Šai vielu grupai pieder:
- Teng ir b alts pulveris, kas sastāv no kristāliem. Šī spridzināšanas viela nereaģē ar metāliem un ūdeni, tiek atšķaidīta acetonā un tiek uzskatīta par visneaizsargātāko pret ārējām ietekmēm. To izmanto detonācijas auklām, palīgdetonatoriem un detonatoru vāciņiem.
- Tetrils ir dzeltenīgs kristālisks pulveris ar sāļu garšu. Tas ir labi atšķaidīts ar acetonu un benzīnu, slikti ar spirtu, tas nešķīst ar metāliem.reaģē, labi padodas presingam. Izmanto detonatoru izgatavošanai.
- RDX ir viena no spožākajām vielām, kas sastāv no maziem b altiem kristāliņiem, bez smaržas un garšas. Tas nereaģē ar ūdeni un metāliem, tas ir slikti nospiests. Sprādziens notiek no ārējas ietekmes, tas deg ar šņākšanu, liesmu spilgti b altā krāsā. Izmanto dažiem spridzināšanas vāciņu paraugiem, maisījumu pagatavošanai rūpnieciskiem sprādzieniem, jūras mīnām.
Spēcīgas sprāgstvielas ar normālu jaudu
Šīm vielām ir ilgs glabāšanas laiks (izņemot dinamītu), tās būtiski neietekmē ārējie faktori, praktiski lietošanā tās ir drošas.
Spēcīgas sprāgstvielas ietver:
- TNT ir dzeltenīga vai brūngana kristāliska viela ar rūgtu garšu. Kušanas temperatūra ir 81 °C, un uzliesmošanas temperatūra ir 310 °C. Brīvā dabā trotila degšanu pavada dzeltenīga liesma ar spēcīgiem sodrējiem bez sprādziena, un telpās var notikt detonācija. Vielai ar metāliem nav ķīmiskas aktivitātes, tā ir praktiski nejutīga pret triecieniem, berzi un termiskiem efektiem. Tas mijiedarbojas ar sālsskābi un sērskābi, benzīnu, spirtu un acetonu. Piemēram, izšaujot cauri, izmetot un nospiežot ar šautenes lodi, TNT neaizdegas un nenotiek sprādziens. Munīcijai to izmanto dažādos sakausējumos un tīrā veidā. Vielu izmanto dažādu izmēru presētu dambreti veidā.veicot nojaukšanas darbus.
- Pikrīnskābe ir spridzināšanas viela kristālu veidā, kam ir dzeltena krāsa un rūgta garša. Tas ir jutīgāks pret karstumu, triecieniem un berzi nekā TNT, un, izšaujot cauri šautenes lodei, tas var eksplodēt. Liesma degot ļoti kūp. Ar lielu vielas uzkrāšanos notiek detonācija. Salīdzinot ar trotila, pikrīnskābe ir spēcīgāka sprāgstviela.
- Dinamīti – ir dažāda sastāva, un tie satur nitroglicerīnu, nitroesterus, salpetru, koksnes miltus un stabilizatorus. Galvenais pielietojums ir valsts ekonomika. Galvenā dinamītu īpašība ir ūdensizturība un ievērojama jauda. To trūkums tiek uzskatīts par paaugstinātu jutību pret termiskām un mehāniskām ietekmēm. Tas prasa rūpību transportēšanas un spridzināšanas laikā. Pēc sešiem mēnešiem dinamīti zaudē spēju detonēt. Turklāt tie sasalst pie negatīvas temperatūras aptuveni 20 ° C un kļūst bīstami darbības laikā.
Samazināta BB jauda
Maza jaudas brisantmateriāliem ir samazināta veiktspēja zemā detonācijas ātruma un mazā siltuma dēļ. Brisance īpašību ziņā tās ir zemākas par tām vielām, kurām ir normāla jauda, bet kurām ir tāda pati sprādzienbīstamība. Visbiežāk izmantotās sprāgstvielas no šīs grupas ir izgatavotas uz amonija nitrāta bāzes. Tie ietver:
- Amonija nitrāts ir b alta vai dzeltenīga kristāliska viela, kas ir minerālmēslojums, lieliski šķīst ūdenī. Viņa pieder pie nejūtīgajiemzemas sprāgstvielas. Tas neaizdegas no uguns un dzirkstelēm, degšanas process sākas tikai spēcīgā liesmas fokusā. Amonija nitrāta zemās izmaksas ļauj no tā izgatavot lētas sprāgstvielas, pievienojot tam sprāgstvielas vai degošas vielas.
- Dinamoni ir amonija nitrāta maisījums ar degošām, bet nesprāgstošām vielām, piemēram, oglēm, kūdru vai zāģu skaidām.
- Amonāli ir maisījumi sprādzieniem, kas satur salpetru, kam pievienotas degošas un sprādzienbīstamas piedevas un alumīnija pulveris, lai palielinātu sprādziena siltumu.
Visu veidu sprāgstvielas, kuru pamatā ir amonija nitrāts, ir droši lietot. Tie nelido gaisā, kad tos berzē, sit, šauj ar lodi no šautenes. Gaisā iedegtas tie deg klusi, nesprāgstot, ar dzeltenu liesmu ar sodrējiem. Uzglabāšanai tie tiek uzglabāti labi vēdināmās vietās. Dažreiz salpetram tiek pievienotas taukskābes un dzelzs sulfīds, kas veicina sprāgstvielu ilgu atrašanos ūdenī, nezaudējot īpašības.
Spēcīgu sprāgstvielu izmantošana
Spēcīgas sprāgstvielas ir sekundāras sprāgstvielas, kurām detonācija ir galvenais sprāgstvielas transformācijas veids, ko ierosina neliela sākotnējās sprāgstvielas lādiņa. Viņi ir apveltīti ar spēju sasmalcināt un sadalīt. Tos izmanto raktuvju uzpildīšanai, dažādiem graušanas līdzekļiem, torpēdām un šāviņiem. Vielas ar sprādzienbīstamām īpašībām ir koncentrēts un ekonomisks mehāniskās enerģijas avots. Tos plaši izmanto valsts ekonomikā. Lielākā daļa krāsaino metālu rūdas, kā arī gandrīz viss melno metālu apjoms tiek iegūts, izmantojot sprādzienus.
Spridzinošas sprāgstvielas ir atradušas savu pielietojumu šādās jomās:
- attīstīt ogļu šuves un derīgo izrakteņu atradnes;
- dzelzceļa un autoceļu uzbērumi;
- dambja celtniecība;
- ūdens kanālu rakšana;
- gāzes un naftas vadu ieguldīšana;
- raktuvju šahtu attīstība.
Kur vēl tiek izmantotas spridzināšanas vielas? Papildus iepriekš minētajam tiek izmantoti:
- blietējot augsni;
- apūdeņošanas sistēmu veikšana;
- meža ugunsgrēku dzēšana;
- laukuma izlīdzināšana un attīrīšana.
Notiek arī pētījumi un izstrāde, lai paplašinātu šīs spēcīgās sprādzienbīstamās enerģijas izmantošanu - paātrinot ķīmiskos procesus, izmantojot augstu spiedienu, mākslīgos nokrišņus un urbšanas darbus.
Spēcīgu sprāgstvielu ķīmija un tehnoloģija
Ķīmisko savienojumu vai to maisījumu molekulas, kas satur noteiktu daudzumu ķīmiskās enerģijas, sauc par enerģētiski piesātinātām vielām. Enerģija pārveidošanās rezultātā, kas notiek ārējo faktoru ietekmē, pārvēršas gaismā, mehāniskā vai termiskā.
Pirotehniskās kompozīcijas, šaujampulveris un citas sprāgstvielas ir vieni no slavenākajiem ar enerģiju piesātināto vielu veidiem. Tajos esošā ķīmiskā enerģija sprādziena straujās plūsmas dēļ tiek pārveidota citās formās. Ievērojama summasprādziena radītais siltums ir galvenais tā darbības kritērijs. Tā kā sprāgstvielas ir kompakti un spēcīgi mehāniskās enerģijas avoti, tās tiek plaši izmantotas dažādās nozarēs.
