Взрывоопасное вещество — вещество, которое может взрываться при воздействии пламени или проявлять чувствительность к удару и трению. К взрывоопасным веществам относятся: вещества (газы, пары, пыли), которые в смеси с воздухом и другими окислителями (кислород, озон, хлор, окислы азота и др.) способны к взрывчатому превращению; индивидуальные вещества, склонные к взрывному разложению (ацетилен, озон, гидразин, аммиачная селитра и др.) без доступа окислителя при воздействии пламени, сотрясении, трении, ударе, наколе иглой. Обеспечение взрывобезопасности взрывоопасных веществ достигается строго индивидуальным подходом.
Так, важной особенностью взрывного распада наиболее распространённого взрывоопасного вещества — ацетилена является большая ширина фронта пламени. МЭЗ ацетилена существенным образом зависит от ширины фронта пламени и пропорциональна кубу этой величины.
Поэтому зажигание чистого ацетилена практически возможно лишь при достаточно мощном импульсе, на несколько порядков превышающем МЭЗ для ацетиленовоздушных смесей. С повышением давления МЭЗ уменьшается, поскольку для пламени распада ацетилена нормальная скорость распространения пламени при этом возрастает.
Взрывоопасные вещества и последствия от взрывов
Для предотвращения распространения горения необходимо применять огнепреградитель. Так как для ацетилена характерны низкие значения скорости распространения пламени и большие значения теплопроводности, пламя распада ацетилена гаснет уже в сравнительно широких каналах. Минимальное давление, при котором вероятен взрывной распад ацетилена, составляет 65 кПа. При этом воспламенение ацетилена возможно лишь при условии значения МЭЗ, на 6-7 порядков превышающей эту величину для других горючих веществ и материалов. Взрывной распад ацетилена, который может протекать в виде детонации, возможен в трубах большой протяжённости при давлении, существенно выше атмосферного.
Рассмотренные на примере ацетилена мероприятия и условия обеспечения его взрывобезопасности позволяют сформулировать общие подходы к предотвращению взрыва взрывоопасного вещества:
- ограничение давления в оборудовании;
- использование флегматизатора;
- применение огнепреградигеля и насадка;
- повышение теплоотвода из зоны реакции;
- исключение инициирующих импульсов достаточной мощности (пламя, искра, удар, трение, статическое электричество);
- направление продуктов разложения в сбросные проёмы и использование взрывных мембран.
Лит.: Розловский А И. Научные основы техники безопасности при работе с горючими газами и парами. М., 1972.
Источник: pozhproekt.ru
Взрывоопасное вещество
Взрывоопасное вещество – это вещество, которое может взрываться при воздействии пламени или проявлять чувствительность к удару и трению, большую, чем динитробензол.
К взрывоопасным веществам относятся:
ТОП 5 САМЫХ ВЗРЫВООПАСНЫХ ВЕЩЕСТВ НА ЗЕМЛЕ
- ацетилен;
- этилен;
- закись азота;
- озон;
- нитроэфиры;
- азиды;
- гидразин;
- гидриды металлов.
В отличие от взрывоопасного вещества, содержащего в себе связанный кислород, который вступает во внутримолекулярные окислительно-восстановительные реакции распада или во взаимодействие между компонентами взрывчатых веществ, продуктами их разложения или газификации, взрывоопасное вещество может взрываться вследствие особенностей кинетики реакции разложения и степени ненасыщенности эндотермического соединения, а, следовательно, по причине теплового эффекта его распада. Химическая ненасыщенность эндотермических соединений обусловливает возможность их полимеризации или взрывного распада с образованием особо опасных газовых смесей, включающих в себя соединения с ненасыщенными связями или кислород. Обеспечение взрывобезопасности взрывоопасного вещества достигается строго индивидуальным подходом.
Наиболее распространенное взрывоопасное вещество – ацетилен. Важной особенностью его взрывного распада является большая ширина фронта пламени. Минимальная энергия зажигания (МЭЗ) ацетилена существенным образом зависит от ширины фронта пламени и пропорциональна кубу этой величины.
Поэтому зажигание чистого ацетилена практически возможно лишь при достаточно мощном импульсе, на несколько порядков превышающем МЭЗ для ацетиленовоздушных смесей. С повышением давления МЭЗ уменьшается, поскольку для пламени распада ацетилена нормальная скорость распространения пламени при этом возрастает.
Для предотвращения распространения пламени необходимо применять огнепреградитель так как для ацетилена характерны низкие значения скорости распространения пламени и большие значения теплопроводности, пламя распада ацетилена гаснет уже в сравнительно широких каналах. Минимальное давление, при котором вероятен взрывной распад ацетилена, составляет 65 кПа. При этом воспламенение ацетилена возможно лишь при условии значения МЭЗ, на 6–7 порядков превышающей эту величину для других горючих веществ и материалов. Взрывной распад ацетилена, который может протекать в виде детонации, возможен в трубах большой протяженности при давлении, существенно выше атмосферного.
На эту тему ▼
Горючие вещества и материалы
Виды, группы, требования, порядок хранения
Рассмотренные на примере ацетилена мероприятия и условия обеспечения его взрывобезопасности позволяют сформулировать общие подходы к предотвращению взрыва взрывоопасного вещества:
- ограничение давления в оборудовании;
- использование флегматизатора;
- применение огнепреградителя и насадка;
- повышение теплоотвода из зоны реакции;
- исключение инициирующих импульсов достаточной мощности (пламя, искра, удар, трение, статическое электричество);
- направление продуктов разложения в сбросные проемы и использование взрывных мембран.
Источник: Научные основы техники безопасности при работе с горючими газами и парами. Розловский А.И. —М., 1972.
Источник: fireman.club
ВЗРЫВООПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО
ВЗРЫВООПАСНОЕ ВЕЩЕСТВО — вещество, которое может взрываться при воздействии пламени или проявлять чувствительность к удару и трению [1].
К взрывоопасным веществам относятся:
· вещества (газы, пары, пыли), которые в смеси с воздухом и другими окислителями ( см. КИСЛОРОД) (кислород, озон, хлор, окислы азота и др.) способны к взрывчатому превращению;
· индивидуальные вещества, склонные к взрывному разложению ( см. ВЗРЫВ) (ацетилен, озон, гидразин, аммиачная селитра и др.) без доступа окислителя при воздействии пламени, сотрясении, трении, ударе, наколе иглой.
Наиболее распространенными взрывчатыми веществам являются:
1. Ацетилен (при нормальных условиях — бесцветный газ, легче воздуха). Технический ацетилен хранится в баллонах с пористым наполнителем, пропитанным ацетоном (т. к. чистый ацетилен при сжатии взрывается), и может содержать другие примеси, которые придают ему резкий запах. Температура кипения — 83,6 °C. Тройная точка — 80,55 °C при давлении 961,5 мм рт. ст., критическая точка — 35,18 °C при давлении 61,1 атм.
Ацетилен требует большой осторожности при обращении, т. к. может взрываться от удара, при нагреве до 500 °C или при сжатии выше 0,2 МПа при комнатной температуре ( см. ТЕМПЕРАТУРА; ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ). Для хранения ацетилена используются специальные баллоны, заполненные пористым материалом, пропитанным ацетоном.
3. Закись азота (при нормальной температуре — это бесцветный негорючий газ с приятным сладковатым запахом и привкусом). Негорючий, но способствует возгоранию других веществ. Многие реакции могут привести к пожару ( см. ПОЖАР) или взрыву.
В огне выделяет раздражающие или токсичные пары (или газы). Смеси газ/воздух взрывоопасны. В целях предупреждения возникновения взрывоопасной ситуации система должна быть закрытой, оснащена вентиляцией ( см. ВЕНТИЛЯЦИЯ), электрооборудование и освещение должны быть взрывобезопасными.
4. Озон (при нормальных условиях — голубой ядовитый газ). Запах резкий, специфический. Озоно-воздушная или озоно-кислородная смеси, содержащие более 10 % озона, взрывоопасны. Но те же смеси с меньшими концентрациями озона устойчивы при давлении в несколько атмосфер, при нагревании, при ударе и в реакциях со следами органических загрязнений.
Чистый озон взрывается с огромной силой от самых ничтожных импульсов. Начальным импульсом для взрыва могут явиться следующие факторы: удар, кавитационные явления в жидкости, разряд статического электричества, трение твердых частиц взрывоопасных примесей между собой и о стенки оборудования, присутствие особо реакционноспособных веществ.
5. Нитроэфиры (бесцветные или желтоватые жидкости (низшие алифатические алкилнитраты, нитроэфиры этиленгликоля и глицерина) либо твердые вещества (пентаэритриттетранитрат, нитроцеллюлозы)). Наиболее крупнотоннажным нитроэфиром являются нитроцеллюлозы, использующиеся для производства бездымных порохов и ранее широко применявшиеся для производства целлулоида и нитроэмалей.
6. Азиды (метилазид — стабилен при температуре окружающей среды, но может привести к взрыву при нагревании). Наличие ртути повышает чувствительность к ударам и искре. При нагревании до разложения он выделяет токсичные газы — окислы азота. Этилазид (C2H5N3) представляет собой взрывчатое соединение чувствительное к быстрому нагреванию, удару или встряхиванию.
Этилазид взорвется при нагревании до комнатной температуры. При нагревании до разложения этилазид выделяет токсичные пары оксидов азота NOx. Этилазид раздражает глаза, дыхательные пути и кожу.
7. Гидразин (неорганическое вещество, бесцветная, чрезвычайно токсичная, сильно гигроскопичная жидкость с неприятным запахом). Гидразин применяют в производстве пластмасс, резины, инсектицидов, взрывчатых веществ, в качестве компонента ракетного топлива. Жидкая смесь гидразина и нитрата аммония используется как мощное взрывчатое средство с нулевым кислородным балансом — астролит.
8. Гидриды металлов (твердые солеподобные вещества ионного типа, легко разлагающиеся водой и кислотами). Гидрид алюминия (насыщенный водородом алюминий) используется в качестве взрывчатого вещества в боеприпасах, в которых мощность от 30 до 300 раз превышает мощность боеприпаса с аналогичным объемом тринитротолуола (тротила). Для сравнения: при взрыве килограммовой тротиловой шашки получается 0,6 куб. м газа, а килограмма гидрида алюминия — около 30 куб.м. [2].
Классификация
1. По химическому составу взрывчатые вещества разделяются на взрывчатые химические соединения и взрывчатые смеси.
Индивидуальные химические соединения, большинство которых представляет собой кислородосодержащие вещества, обладающие свойством полностью или частично окисляться внутри молекулы без доступа воздуха. Существуют соединения, не содержащие кислород, но обладающие свойством взрываться (разлагаться) (азиды, ацетилениды, диазосоединения и др.). Они, как правило, обладают неустойчивой молекулярной структурой, повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (трению, удару, нагреву, огню, искре, переходу между фазовыми состояниями, другим химическим веществам) и относятся к веществам с повышенной взрывоопасностью [3].
Многие взрывчатые смеси состоят из индивидуальных веществ, не имеющих взрывчатых свойств (горючих, окислителей и регулирующих добавок).
Регулирующие добавки применяют:
· для снижения чувствительности взрывчатых веществ к внешним воздействиям; для этого добавляют различные вещества — флегматизаторы (парафин, церезин, воск, дифениламин и др.);
· для увеличения теплоты взрыва; добавляют металлические порошки, например, алюминий, магний, цирконий, бериллий и прочие восстановители;
· для повышения стабильности при хранении и применении;
· для обеспечения необходимого физического состояния;
· для обеспечения функций контроля над применением взрывчатых веществ.
2. По физическому состоянию:
· газообразные;
· жидкие (нитроглицерин, этиленгликольдинитрат (нитрогликоль), этилнитрат и др.);
· гелеобразные (при растворении нитроцеллюлозы в нитроглицерине образуется гелеобразная масса, получившая название «гремучий студень»);
· суспензионные (большая часть современных промышленных взрывчатых веществ представляют собой суспензии смесей аммиачной селитры с различными горючими и добавками в воде (акватол, ифзанит, карбатол);
· эмульсионные;
· твердые (в военном деле применяются преимущественно твердые (конденсированные) взрывчатые вещества; твердые взрывчатые вещества могут быть: монолитными (тол); порошкообразными (гексоген); гранулированными (аммиачно-селитренные взрывчатые вещества); пластичными; эластичными).
3. По взрывчатым свойствам:
3.1. Инициирующие взрывчатые вещества
Инициирующие (первичные) взрывчатые вещества предназначаются для возбуждения взрывчатых превращений в зарядах других, более стабильных взрывчатых веществ. Уже при атмосферном давлении их горение протекает неустойчиво, и любой начальный импульс воспламенения ( см. ВОСПЛАМЕНЕНИЕ) немедленно запускает детонацию. Помимо этого, инициирующие взрывчатые вещества отличаются повышенной чувствительностью и легко взрываются от многих других видов начального воздейстивия: удара, трения, накола жалом, электрической искры и т. п. Основой инициирующих взрывчатых веществ являются гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (ТНРС), тетразен, диазодинитрофенол (или их смеси) и прочие с высокой скоростью детонации (свыше 5000 м/с) [4].
3.2. Бризантные взрывчатые вещества
Бризантные (вторичные) — вещества с высокой бризантностью, которой соответствует большая скорость распространения взрывной волны в веществе. От инициирующих отличаются меньшей чувствительностью, а их горение при сравнительно невысокой величине давления (которое, тем не менее должно быть выше атмосферного) вполне может привести к детонации [5].
Бризантные взрывчатые вещества менее чувствительны к внешним воздействиям, и возбуждение взрывных превращений в них осуществляется главным образом с помощью инициирующих взрывчатых веществ. В качестве бризантных взрывчатых веществ применяются обычно различные нитросоединения (тротил, нитрометан, нитронафталины и др.), N-нитрамины (тетрил, гексоген, октоген, этилен-N,N’-динитрамин и др.), нитраты спиртов (пентаэритриттетранитрат, нитроглицерин, нитрогликоль), нитраты целлюлозы и др. Часто эти соединения применяют в виде смесей между собой и с другими веществами.
Бризантные взрывчатые смеси часто называют по виду окислителя:
· хлоратиты (окислитель — хлорат калия);
· перхлоратиты (окислитель — перхлорат калия, перхлорат аммония);
· аммониты (окислитель — нитрат аммония);
· оксиликвиты (окислитель — жидкий кислород) и др.
3.3. Метательные и пиротехнические составы
Необходимо отметить, что по действующим в Российской Федерации нормативным документам пороховые и пиротехнические составы к взрывчатым веществам не относятся, ввиду того, что они перестали применяться в качестве подрывных и разрывных зарядов.
Метательные взрывчатые вещества (пороха и ракетные топлива) служат источниками энергии для придания необходимой кинетики разнообразным метательным снарядам (артиллерийским минам, пулям и т. п.) в ствольных и реактивных ракетно-артиллерийских системах. Их отличительная особенность — способность к взрывчатому превращению в форме быстрого устойчивого сгорания, которое не переходит в детонацию в диапазоне давлений вплоть до нескольких Гпа. Однако они сохраняют свойство поддаться детонации от детонационного импульса [6].
4. По методу приготовления зарядов:
· литые (взрывчатые сплавы);
5. По направлениям применения:
· для горного дела (добыча полезных ископаемых, производство стройматериалов, вскрышные работы). Промышленные взрывчатые вещества для горных работ по условиям безопасного применения подразделяют на непредохранительные и предохранительные;
· для строительства (плотин, каналов, котлованов, дорожных выемок и насыпей);
· для разрушения строительных конструкций;
· для обработки материалов (сварка взрывом, упрочнение взрывом, резание взрывом);
· специального назначения (например, средства расстыковки космических аппаратов);
· антисоциального применения (терроризм, хулиганство), при этом часто используются низкокачественные вещества и смеси кустарного изготовления;
6. По степени опасности
Существуют различные системы классификации взрывчатых веществ по степени опасности. Наиболее известны:
· согласованная на глобальном уровне система классификации опасности и маркировки химической продукции (СГС), принятая ООН в 2003 году;
· классификация по степени опасности в горных работах.
Общие методы взрывозащиты
Общие подходы к предотвращению взрыва взрывоопасного вещества:
· ограничение давления в оборудовании;
· применение огнепреградителя и насадки;
· повышение теплоотвода из зоны реакции;
· исключение инициирующих импульсов достаточной мощности (пламя, искра , удар, трение, статическое электричество);
· направление продуктов разложения в сбросные проемы и использование взрывных мембран [7].
Литература
Источник: propb.ru
Взрывчатые вещества
Твердые и жидкие энергоносители относятся в большинстве случаев к классу конденсированных взрывчатых веществ.
Взрывчатыми веществами называются химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции с выделением большого количества тепла и образованием газа.
В состав ВВ входят восстановители и окислители или другие химические нестабильные соединения. При инициировании взрыва в этих веществах с огромной скоростью протекают экзотермические окислительно-восстановительные реакции или реакции термического разложения с выделением тепловой энергии и большого количества газа. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке заряда в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия распространяется о заряду путем тепло- или массообмена, (горение), ибо ударной волны (детонация).
ВВ обладают способностью к быстрому разложению, при котором энергия межмолекулярных связей выделяется в виде теплоты, причем -при повышений температуры скорость разложения ВВ увеличивается. При сравнительно низкой температуре скорость разложения ВВ невелика и ВВ в течении длительного времени может не претерпевать заметного изменения в своем состоянии. В этом случае между ВВ и окружающей средой устанавливается тепловое равновесие.
Если создаются условия, при которых теплота, выделяемая ВВ, не успевает отводится в окружающую среду, то благодаря повышению температуры развивается процесс самоускоряющегося химического разложения ВВ, который называется тепловым взрывом.
Возможен иной процесс осуществления взрыва, при котором химическая реакция распространяется по заряду ВВ последовательно от слоя к слою в виде волны. Движущийся по заряду с большой скоростью (>9 км/с) передний фронт этой волны представляет собой ударную волну — резкий переход вещества из исходного состояния в состояние с очень высоким давлением и температурой. ВВ, сжатое ударной волной, оказывается в состоянии, при котором химическое разложение протекает очень быстро.
Процесс химического превращения В1, который вводится ударной волной и сопровождается быстрым выделением энергии называется детонацией.
Скорость химической реакции при детонации обычно достигает нескольких км/сек. Тонна твердого ВВ может превратиться в плотный газ с очень высоким давлением за время 1*10 -4 сек. Давление достигает в этом случае нескольких сотен тысяч атмосфер.
Преимущество конденсированных и водонаполненных ВВ заключается в значительной концентрации энергии в единице объема.
Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающим телам удар огромной силы. Происходит взрыв. Объекты, находящиеся вблизи заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное или бризантное действие взрыва).
Объекты, находящиеся вдали от парада, испытывают меньшее разрушение, но зона, в которой оно происходит, гораздо больше (общее или фугасное действие взрыва). Бризантность ВВ определяется давлением, развивающемся при детонации, которое в свою очередь зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность (работоспособность) ВВ определяется теплотой, а также объемом газообразных продуктов, образующихся при взрыве.
Основными характеристиками ВВ являются:
— химическая и физическая стойкость (способность сохранять свои свойства, при хранении и обращении с ними);
— чувствительность к внешним воздействиям (минимальное количество энергии, необходимое для возбуждения взрыва);
— детонационная способность (критический диаметр детонации).
К взрывоопасным веществам относятся:
— кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты, нитрозосоединения и т.п.);
— некоторые вещества, не содержащие кислорода (азида, ацетилен, ацетиленида, диазосоединения, гидрозин, йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами, соединения инертных газов и т.п.).
Из многих, способных к взрыву соединений, в качестве ВВ используются:
— нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тэн, нитроклетчатка, нитрометан);
— соли азотной кислоты (нитрат аммония).
Как правило эти вещества применяются не в чистом виде, а в виде смесей.
По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) ВВ подразделяют на:
Инициирующие ВВ характеризуются очень высокой скорость взрывного превращения, высокой чувствительностью, неустойчивым горением, быстрым его переходом в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбужден поджиганием, ударом или трением.
Основными представителями инициирующих ВВ являются азид свинца, гремучая ртуть, тетразен, тринитрорезорцинат свинца. Инициирующие ВВ используются для возбуждения взрывов других ВВ.
Бризантные ВВ более инертны, обладают меньшей чувствительностью к внешним воздействиям. Горение этих ВВ может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки, либо большого количества ВВ. Относительно безопасны в обращении. Основными представителями бризантных ВВ являются нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода: тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген др. Применяются при производстве взрывных работ и для снаряжения боеприпасов различных видов и назначения.
Метательные ВВ (пороха) обладают устойчивым горением, не детонируют в самих жестких условиях.
Источник: studfile.net