8.2. Классификация взрывов

На взрывоопасных объектах возможны следующие виды взрывов :

1. Взрывы конденсированных взрывчатых веществ (КВВ). При этом происходит неконтролируемое резкое высвобождение энергии за короткий промежуток времени в ограниченном пространстве. К таким ВВ относятся тротил, динамит, пластид, нитроглицерин и др.

2. Взрывы топливовоздушных смесей или других газообразных, пылевоздушных веществ (ПЛВС). Эти взрывы еще называют объемными взрывами.

3. Взрывы сосудов, работающих под избыточным давлением (баллоны со сжатыми и сжиженными газами, котельные установки, газопроводы и т.д.). Это так называемые физические взрывы.

Основными поражающими факторами взрыва являются: воздушная ударная волна, осколки.

Первичные последствия взрыва: разрушение зданий, сооружений, оборудования, коммуникаций (трубопроводов, кабелей, железных дорог), травмирование и гибель людей.

Вторичные последствия взрыва: обрушение конструкций зданий и сооружений, травмирование и погребение под их обломками людей, находящихся в здании, отравление людей ядовитыми веществами, находившимися в разрушенных емкостях, оборудовании, трубопроводах.

При взрывах люди получат термические, механические, химические или радиационные поражения.

Для предотвращения взрывов на предприятиях принимается комплекс мер, зависящих от характера производства. Многие меры являются специфическим, характерными только для одного или нескольких видов производства. Однако существуют меры, соблюдать которые необходимо на любых производствах. К ним относятся:

1) размещение взрывоопасных производств, хранилищ, складов ВВ в незаселенных или малозаселенных районах;

2) если первое условие выполнить невозможно, то такие объекты допускается строить на безопасных расстояниях от населенных пунктов;

3) для надежного обеспечения взрывоопасных производств электроэнергией (при этом нарушается технологический режим) необходимо иметь автономные источники электроснабжения (генераторы, аккумуляторы);

4) на протяженных нефте- и газопроводах через каждые 100 км рекомендуется иметь аварийные бригады.

8.3. Характеристика и классификация конденсированных взрывчатых веществ

Под КВВ понимаются химические соединения , находящиеся в твердом или жидком состоянии , которые под влиянием внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые расширяясь производят механическую работу. Такое химпревращение ВВ называют взрывчатых превращением.

Взрывчатое превращение в зависимости от свойств взрывчатого вещества и вида воздействия на него может протекать в виде взрыва или горения. Взрыв распространяется по взрывчатому веществу с большой переменной скоростью, измеряемой сотнями или тысячами метров в секунду. Процесс взрывчатого превращения, обусловленный прохождением ударной волны по взрывчатому веществу и протекающий с постоянной (для данного вещества при данном его состоянии) сверхзвуковой скоростью, называется детонацией . В случае снижения качества ВВ (увлажнение, слёживание) или недостаточного начального импульса детонация может перейти в горение или совсем затухнуть.

Процесс горения КВВ протекает сравнительно медленно со скоростью несколько метров в секунду. Скорость горения зависит от давления в окружающем пространстве: с увеличением давления скорость горения возрастает и иногда горение может перейти во взрыв.

Возбуждение взрывчатого превращения ВВ называется инициированием . Оно происходит если сообщить ВВ необходимое количество энергии(начальный импульс). Он может быть передан одним из следующих способов:

Механическим (удар, накол, трение);

Тепловым (искра, пламя, нагревание);

Электрическим (нагревание, искровой разряд);

Химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);

Взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).

Все КВВ, применяемые в производстве, классифицируются на три группы:

- инициирующие (первичные), они обладают очень высокой чувствительностью к удару и тепловому воздействию и в основном используются в капсюлях- детонаторах для подрыва основного заряда ВВ (гремучая ртуть, нитроглицерин);

- вторичные ВВ. Взрыв их происходит при воздействии на них сильной ударной волны, которая может создаваться в процессе их горения или с помощью внешнего детонатора. ВВ этой группы относительно безопасны в обращении и могут долго храниться (тротил, динамит, гексоген, пластид);

- пороха . Чувствительность к удару очень мала, медленно горят. Загораются от пламени, искры или нагрева, быстрее горят на открытом воздухе. В закрытом сосуде взрываются. В состав пороха входят: древесный уголь, сера, азотнокислый калий.

В народном хозяйстве КВВ применяются при прокладке дорог, тоннелей в горах, разрушении заторов льда в период ледохода на реках, в карьерах при добыче полезных ископаемых, при сносе старых зданий и т.д.

Взрыв - весьма быстрый переход потенциальной энергии в механическую работу.

Взрывы: Электрический, Кинетический, Физический(взрыв баллонов) ,Атомный(выделение большого кол-ва тепла за счет цепной реакции), Химический взрыв(за счет помещенной внутрь энергии, которая преврщется в энергию сильносжатых газов за счет хим. реакций)

Энергия - способность тела совершать работу. Работа – Величина, измеряющая количество энергии превращения из одной формы в другую. Мощность – работа, проделанная за единицу времени.

Взрывчатые материалы – представляют собой относительно неустойчивую термодинамическими свойствами систему, способную, под влиянием внешних воздействий, производить протекание изотермических превращений с образованием большого количества разогретых материалов.

Возможность химического взрыва определяется четырьмя условиями:

1) большой скоростью химического превращения;

2) экзотермичностью его;

3) наличием газов или паров в продуктах взрыва;

4) способностью реакции к самораспространению. Скорость химического превращения. Для небольших зарядов.

3. Классификация взрывчатых процессов

классификация взрывчатых процессов: а) Медленное химическое разложение;

б) взрыв (физический или/и химический быстропротекающий процесс с выделением значительной энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени, приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду и высокоскоростному расширению газов.)

в) детонация (режим горения, в котором по веществу распространяется ударная волна, инициирующая химические реакции горения, в свою очередь, поддерживающие движение ударной волны за счёт выделяющегося в экзотермических реакциях тепла.).

г) горение(сложный физико-химический процесс превращения исходных веществ в продукты сгорания в ходе экзотермических реакций, сопровождающийся интенсивным выделением тепла)

Процесс протекает со скоростью звука в этом веществе- до 1000 м/с, в то время, как взрыв и детонация больше скорости звука

Медленное термическое превращение, горение и детонация - связаны между собою как по сущности происходящих при них процессов, так и генетически. Медленное химическое превращение может в определенных условиях приводить к возникновению горения, горение может переходить в детонацию; возможен также и переход детонации в горение.

4.Классификация вм.

Все взрывчатые вещества, применяемые или применявшиеся в практике, разделяются на три группы:

I группа -метательные BB, или пороха;

II группа - бризантные, или дробящие взрывчатые вещества;

III группа - инициирующие взрывчатые вещества.

I группа. Метательные BB, или пороха. К этой группе относятся вещества, характеризующиеся быстрым горением и пригодные для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия или орудия. Со времени второй мировой войны пороха широко применяются для сообщения движения реактивным снарядам.

Метательные BB, или пороха, делятся на следующие классы:

1-й класс. Механические смеси. К механическим смесям относятся дымный, или черный порох и различные смеси типа черного пороха, например, смеси с натриевой селитрой.

В настоящее время дымный порох не применяется для стрельбы в артиллерии. Он применяется в военном деле для изготовления воспламенителей пороховых зарядов, в качестве вышиб-ного заряда шрапнелей, для запрессовки в дистанционные кольца, для изготовления огнепроводного шнура и других целен. Пороха на натриевой селитре в военном деле не применяются вследствие их физической нестойкости (сильной гигроскопичности). К классу смесей относятся также так называемые селтроугольные добавки, т. е. смеси аммиачной селитры с углем, служившие во время первой мировой войны для частичной замены бездымного пороха в пороховых зарядах. 2-й класс. Коллоидные, или бездымные пороха.

Бездымные

1 Изложенная здесь классификация обнимает лишь практически применяемые взрывчатые вещества. Поэтому в нее не входят такие взрывчатые вещества, как газообразные взрывчатые смеси, сверхчувствительные взрывчатые вещества и т. д.

2 Для большинства порохов этого класса название «бездымные», строго говоря, применяется неправильно: это - малодымные пороха. Вначале это название оправдывалось сравнением коллоидного пороха с черным; при современной технике даже небольшая дымность большинства коллоидных порохов нежелательна, так как демаскирует расположение орудий, и ее стремятся устранить.

В зависимости от природы растворителя коллоидные пороха делятся на две категории:

1. Пироксилиновые пороха, изготовляемые с участием летучего растворителя, в значительной мере удаляемого из пороха б последующих фазах его производства.

2. Пороха на труднолетучем или нелетучем растворителе, полностью остающемся в порохе.

II группа. Бризантные, или дробящие взрывчатые вещества. Для веществ этой группы преимущественным видом взрывчатого превращения является детонация; они применяются для снаряжения разрывных снарядов (предназначенных для разрушения целей или уничтожения осколками живой силы противника) и для подрывных или взрывных работ.

Бризантные BB делятся на следующие классы:

1-й класс. Азотнокислые эфиры углеводов или спиртов и взрывчатые вещества, приготовленные на их основе. (пироксилин, нитроглицерин, нитрогликоль, тетранитропентаэритрит, или тэн)

2-й класс. Нитросоединения. Они представляют собой важнейший класс бризантных BB и применяются для снаряжения артиллерийских снарядов, авиабомб, противотанковых и противопехотных мин, ручных гранат и других боеприпасов.

3-й класс. Взрывчатые смеси. Взрывчатые смеси относятся к так называемым суррогатным взрывчатым веществам. Сюда относятся аммиачноселитренные взрывчатые вещества, хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества (хлоратиты и перхлоратиты), оксиликвиты и другие смеси с жидкими окислителями.

Аммиачноселитренные взрывчатые вещества представляют собой важнейшую категорию класса взрывчатых смесей. (Аммотол, Шнейдерит, Маисит)

Только применение этих взрывчатых веществ позволило разрешить во время двух мировых войн задачу обеспечения армий взрывчатыми веществами в огромных количествах и по пониженной стоимости сравнительно с чистыми нитросоединениями.

III группа . Инициирующие взрывчатые вещества. Инициирующие BB характеризуются тем, что они либо взрываются от простых видов внешнего воздействия - луча пламени, накола, трения, причем способны вызвать взрыв (детонацию) бризантных взрывчатых веществ.

Характерным отличием инициирующих BB, применяемых для детонирования бризантных BB, является короткий период нарастания скорости детонации.

Бризантные взрывчатые вещества иногда называют вторичными в отличие от первичных - инициирующих взрывчатых веществ. Это отличие заключается в том, что вторичные BB в условиях их применения не могут быть надежно взорваны простым внешним воздействием (лучом пламени, наколом, трением и т. п.) -

Важнейшими представителями инициирующих веществ являются следующие:

1) гремучая ртуть и ртутная соль гремучей кислоты;

2) азид свинца PbN0 - свинцовая соль азотистоводородной кислоты HN,.;

3) тринитрорезорцпнат свинца

Прежде всего определим понятие «взрыв». Толко­вый словарь дает следующее определение взрыва: явление, со­провождающееся 1) резким грохотом, 2) быстрой химической или ядерной реакцией с выделением тепла и стремительным расширением газа, а также 3) разрушающим действием за счет повышенного -давления в области взрыва. Более строгое науч­ное определение взрыва приведено в работе :

«Под взрывом в атмосфере подразумевается выделение энергии за такой промежуток времени и в таком объеме, которые достаточно малы для возник­новения волны давления конечной амплитуды, распространяющейся от источ­ника взрыва. Энергия источника может быть ядерной, химической или элек­трической либо энергией давления. Однако выделение этой энергии не являет­ся взрывом, если оно недостаточно локализовано во времени и пространстве и не приводит к образованию воспринимаемой на слух волны давления. Хотя обычно взрывам сопутствуют разрушения, вовсе не обязательно, чтобы они имели место. Однако для взрыва необходимо, чтобы он сопровождался звуковым эффектом».

Это определение относится к взрывам в воздухе. Приводящие к разрушениям взрывы, разумеется, могут происходить и в дру­гих средах - воде и земле. Мы будем рассматривать лишь слу­чайные взрывы в воздушной среде при нормальных условиях, сознательно исключая взрывы подводные или подземные, по­скольку большинство подобных взрывов являются запланиро­ванными и используются в военных и мирных целях, например для проведения взрывных работ.

Существует много причин, приводящих к взрывам в атмо­сфере. Табл. 2.1 содержит перечень источников взрыва, включая природные, преднамеренные и случайные взрывы. Перечень составлен с учетом различных способов энерговыделения и пред­ставляется нам достаточно полным. В табл. 2.1 включен и пере­чень теоретических моделей, описывающих источники и исполь­зуемых для изучения взрывов. Конечно, подобные модели являются определенной идеализацией реальных процессов.

Таблица 2.1. Классификация взрывов 1 I

Что такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.

Взрывчатые вещества представляют собой соединения, обладающие способностью подвергаться изменениям в физическом и химическом состоянии в результате внешнего воздействия с образованием взрыва.

Классификация типов взрывов

1. Физический - энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.

2. Химический - в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.

3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений.

Понятие и классификация взрывов позволяют правильно действовать в чрезвычайной ситуации.

Тип действия

Отличительные особенности

Взрывы различаются в зависимости от протекающих химических реакций:

1. Разложение характерно для газообразной среды.
2. Окислительно-восстановительные процессы подразумевают наличие восстановителя, с которым прореагирует находящийся в воздухе кислород.
3. Реакция смесей.

К объемным взрывам относят пылевые взрывы, а также взрывы паровых облаков.

Пылевые взрывы

Характерны они для замкнутых запыленных сооружений, таких, как шахты. Опасная концентрация взрывоопасной пыли появляется при проведении механических работ с сыпучими материалами, дающими большое количество пыли. Работа с взрывоопасными веществами предполагает полное знание того, что такое взрыв.

Для каждого типа пыли существует так называемая предельная допустимая концентрация, при превышении которой возникает опасность самопроизвольного взрыва, и измеряется такое количество пыли в граммах на кубометр воздуха. Рассчитанные значения концентрации не являются постоянными величинами и должны корректироваться в зависимости от влажности, температуры и других условий внешней среды.

Особую опасность представляет собой наличие метана. В этом случае существует повышенная вероятность детонации пылевых смесей. Уже пятипроцентное содержание паров метана в воздухе грозит взрывом, за счет чего следует воспламенение пылевого облака и увеличение турбулентности. Возникает положительная обратная связь, приводящая к взрыву большой энергии. Ученых привлекают такие реакции, теория взрыва до сих пор не дает покоя многим.

Безопасность при работе в замкнутом пространстве

При работе в замкнутых помещениях с высоким содержанием пыли в воздухе следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил безопасности:

Удаление пыли путем вентиляции;

Борьба с излишней сухостью воздуха;

Разбавление воздушной смеси для снижения концентрации взрывчатых веществ.

Пылевые взрывы характерны не только для шахт, но и для зданий, и зернохранилищ.

Взрывы паровых облаков

Представляют собой реакции молниеносной смены состояния, порождающие образование взрывной волны. Случаются на открытом воздухе, в ограниченном пространстве из-за воспламенения горючего парового облака. Как правило, подобное происходит при утечке

Отказ от работы с горючим газом или паром;

Отказ от источников зажигания, способных вызвать искру;

Избегание замкнутого пространства.

Нужно здраво понимать, что такое взрыв, какую опасность он несет. Несоблюдение правил безопасности и неграмотное использование некоторых предметов приводит к катастрофе.

Взрывы газа

Самые распространенные чрезвычайные происшествиями, при которых происходит взрыв газа, случаются в результате неправильного обращения с газовым оборудованием. Важно своевременное устранение и характерное определение. Что значит взрыв от газа? Происходит он из-за неправильной эксплуатации.

Для того чтобы не допустить подобных взрывов, все газовое оборудование должно проходить регулярный профилактический технический осмотр. Всем жителям частных домовладений, а также многоквартирных домов, рекомендован ежегодный ТО ВДГО.

Для снижения последствий взрыва конструкции помещений, в которых установлено газовое оборудование, делают не капитальными, а, наоборот, облегченными. В случае взрыва не возникает больших повреждений и завалов. Теперь вы представляете, что такое взрыв.

Для того чтобы утечку бытового газа было легче определить, в него добавляют ароматическую добавку этилмеркаптан, что обуславливает характерный запах. При наличии такого запаха в помещении необходимо открыть окна, обеспечив поступление свежего воздуха. После чего следует вызвать газовую службу. В это время лучше не пользоваться электрическими выключателями, способными вызвать искру. Строго запрещается курить!

Взрыв пиротехники тоже может стать угрозой. Склад таких предметов должен быть оборудован в соответствии с нормами. Некачественная продукция может нанести вред человеку, который ею пользуется. Все это стоит непременно учитывать.

Взрыв – это весьма быстрое изменение химического (физического) состояния взрывчатого вещества, сопровождающееся выделением большого количества тепла и образованием большого количества газов, создающих ударную волну, способную своим давлением вызывать разрушения.

Взрывчатыми веществами (ВВ) – особые группы веществ, способные к взрывчатым превращениям в результате внешних воздействий.
Различают взрывы :

1.Физический – высвобождающаяся энергия является внутренней энергией сжатого или сжиженного газа (сжиженного пара). Сила взрыва зависит от внутреннего давления. Возникающие разрушения могут вызываться ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара (Пример: разрушение резервуаров со сжатым газом, паровых котлов, а также мощные электрические разряды)

2.Химический – взрыв, вызванный быстрой экзотермической химической реакцией, протекающей с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов. Примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.

3.Атомные взрывы . Быстропротекающие ядерные и ли термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается очень большое количество теплоты. Продукты реакции, оболочка атомной или водородной бомбы и некоторое количество окружающей бомбу среды мгновенно превращается в нагретые до очень высокой температуры газы, обладающие соответственно высоким давлением. Явление сопровождается колоссальной механической работой.

Химические взрывы подразделяются на конденсированные и объемные взрывы.

А) Под конденсированными взрывчатыми веществами понимаются химические соединения и смеси, находящиеся в твердом или жидком состоянии, которые под влиянием определенных внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, производят механическую работу. Такое химическое превращение ВВ принято называть взрывчатым превращением.

Возбуждением взрывчатого превращения ВВ называется инициированием. Для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:
- механическим (удар, накол, трение);
- тепловым (искра, пламя, нагревание);
- электрическим (нагревание, искровой разряд);
- химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);
- взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).

Конденсированные ВВ подразделяются на группы :

Классификацию взрывов можно произвести и по типам химических реакций:

1. Реакция разложения – процесс разложения, который дают газообразные продукты
2. Окислительно-восстановительная реакция – реакция, в которой воздух или кислород реагирует с восстановителем
3. Реакция смесей – пример такой смеси – порох.

Б) Объемные взрывы бывают двух типов:

• Взрывы облака пыли (пылевые взрывы) рассматриваются как взрывы пыли в штольнях шахт и в оборудовании или внутри здания. Такие взрывоопасные смеси возникают при дроблении, просеве, насыпке, перемещении пылящих материалов. Взрывоопасные пылевые смеси имеют нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ) , определяемый содержанием (в граммах на кубический метр) пыли в воздухе. Так для порошка серы НКПВ составляет 2,3 г/м3. Концентрационные пределы пыли не являются постоянными и зависят от влажности, степени измельчения, содержания горючих веществ.

В основе механизма пылевых взрывов на шахтах лежат относительно слабые взрывы газовоздушной смеси воздуха и метана. Такие смеси считаются уже взрывоопасными при 5%-ной концентрации метана в смеси. Взрывы газовоздушной смеси вызывают турбулентность воздушных потоков, достаточных для того, чтобы образовать пылевое облако. Воспламенение пыли порождает ударную волну, поднимающую еще большее количество пыли, и тогда может произойти мощный разрушительный взрыв.

Меры, применяемые для предупреждения пылевых взрывов:

1. вентиляция помещений, объектов
2. увлажнение поверхностей
3. разбавление инертными газам (СО 2, N2) или порошками силикатными

Пылевые взрывы внутри зданий, оборудования чаще всего происходят на элеваторах, где из-за трения зернышек при их перемещении образуется большое количество мелкой пыли.

• Взрывы паровых облаков – процессы быстрого превращения, сопровождающиеся возникновением взрывной волны, происходящие на открытом воздушном пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горючий пар.

Такие явления возникают при утечке сжиженного газа, как правило, в ограниченных пространствах (помещениях), где быстро растет та предельная концентрация горючих элементов, при которой происходит воспламенение облака.
Меры, применяемые для предупреждения взрывов паровых облаков:

1. сведение к минимуму использования горючего газа или пара
2. отсутствие источников зажигания
3. расположение установок на открытом, хорошо проветриваемой местности

Наиболее часто ЧС, связанные с взрывами газа , возникают при эксплуатации коммунального газового оборудования.

Для предупреждения таких взрывов ежегодно проводят профилактику газового оборудования. Здания взрывоопасных цехов, сооружений, часть панелей в стенах делают легкоразрушаемыми, а крыши – легкосбрасываемыми.