Výbušniny (skrátene výbušniny) sú špeciálne chemické zlúčeniny, ako aj ich zmesi, ktoré môžu vplyvom vonkajších podmienok alebo prebiehajúcich vnútorných procesov explodovať, pričom vznikajú extrémne horúce plyny a uvoľňuje sa teplo. Existujú tri skupiny výbušnín s rôznou náchylnosťou na vonkajšie vplyvy a rôznymi typmi výbuchov. Patria sem: iniciačné, hnacie, ako aj trhacie látky. Tento článok poskytuje informácie o trhavinách a ich aplikáciách.
Všeobecné pojmy
Výbuch je rýchla premena výbušniny na značné množstvo extrémne stlačených a zahriatych plynov, ktoré pri expanzii vykonávajú nasledujúcu prácu: pohybujú sa, drvia, ničia, vymršťujú.
Výbušnina znamená mechanickú zmes alebo zlúčeniny chemických prvkov, ktoré sa môžu rýchlo zmeniť na plyny. Výbuch je podobný spaľovaniu uhlia alebo palivového dreva, ale líši sa vysokou rýchlosťou tohto procesu, ktorá je často desaťtisícin sekundy. ATv závislosti od rýchlosti transformácie sa výbuchy delia takto:
- Spaľovanie. Prenos energie z jednej vrstvy hmoty do druhej je spôsobený vedením tepla. Proces horenia a tvorby plynov prebieha pri nízkej rýchlosti. Takáto explózia je charakteristická pre pušný prach, pri ktorom je guľka vymrštená, ale rukáv nie je zničený.
- Detonácia. Energia sa prenáša z vrstvy na vrstvu takmer okamžite. Plyny sa tvoria nadzvukovou rýchlosťou, tlak sa rýchlo zvyšuje a dochádza k vážnej deštrukcii. Takáto explózia je vlastná RDX, amonitu, TNT.
Na spustenie procesu výbuchu je potrebný vonkajší náraz na výbušninu, ktorý môže byť nasledujúcich typov:
- detonácia – výbuch vedľa inej výbušniny;
- tepelný - ohrev, iskra, plameň;
- chemická – chemická reakcia;
- mechanické - trenie, pichnutie, náraz.
Látky výbušného typu reagujú odlišne na vonkajšie vplyvy:
- niektoré sú schopné rýchlo vybuchnúť;
- ostatné sú citlivé len na určité účinky;
- tretiny môžu explodovať aj bez toho, aby to na ne malo vplyv.
Základné vlastnosti BB
Ich hlavné vlastnosti sú:
- náchylnosť na vonkajšie vplyvy;
- brisance;
- charakteristický súhrnný stav;
- množstvo energie uvoľnenej pri výbuchu;
- chemická odolnosť;
- rýchla detonácia;
- hustota;
- výbušnosť;
- trvanie a okolnostizdravý stav.
Každá výbušnina môže byť podrobne opísaná pomocou všetkých jej charakteristík, ale vo väčšine prípadov sa používajú dve z nich:
- Brisance (rozbiť, rozdrviť, rozbiť). To znamená, že je to schopnosť výbušniny produkovať deštruktívne akcie. Čím vyššia je brizancia, tým rýchlejšie vznikajú plyny pri výbuchu a výbuch nastáva s väčšou silou. V dôsledku toho bude telo strely dobre rozdrvené, úlomky sa rozptýlia vysokou rýchlosťou a vznikne silná rázová vlna.
- Výbušnosť je miera účinnosti výbušniny, ktorá vykonáva deštruktívne, vrhacie a iné akcie. Hlavný vplyv na to má objem plynu uvoľneného pri výbuchu. Obrovské množstvo plynu dokáže urobiť veľa práce, napríklad vyhodiť betón, zeminu, tehly z oblasti výbuchu.
Výbušné trhaviny sú vhodné na trhacie práce v baniach, pri odstraňovaní ľadových zápch a pri výstavbe rôznych jám. Pri výrobe nábojov najskôr venujú pozornosť brizancii a výbušnosť ustupuje do pozadia.
Klasifikácia
Výbušniny majú niekoľko klasifikácií. Na základe ich vlastností sú klasifikované takto:
- Iniciačné – používajú sa na podkopanie iných výbušnín. Majú vysokú citlivosť na iniciačné faktory a majú vyššiu detonačnú rýchlosť. A tiež sa nazývajú primárne výbušniny, ktoré sú schopné explodovať pri slabom mechanickom náraze. Do skupinyobsahuje: diazodinitrofenol, ortuťový fulminát.
- Hromadné výbušniny – vyznačujúce sa vysokou brizanciou a používajú sa ako hlavná náplň väčšiny munície. Ide o sekundárne výbušniny, ktoré sú v porovnaní s primárnymi výbušninami menej citlivé na vonkajšie vplyvy. Vo svojom chemickom zložení obsahujú dusičnany a ich zlúčeniny, majú silný výbušný účinok. Na ich výbuch sa použije malé množstvo iniciačných látok.
- Hádzanie - slúži ako zdroj energie na hádzanie nábojov, nábojov, granátov. Patria sem rôzne typy raketových palív a pušný prach.
- Pyrotechnické zmesi – používajú sa na špeciálne strelivo. Horenie dáva charakteristický efekt - signál, osvetlenie.
Okrem toho sú podľa fyzického stavu:
- hard;
- liquid;
- plynný;
- emulzia;
- suspensions;
- plastic;
- želatínové;
- elastické.
Brazing BB
Brisantové látky dostali svoj názov podľa francúzskeho slova briser, čo v preklade do ruštiny znamená lámať, drviť. Takýmito výbušninami môžu byť buď samostatné chemické zlúčeniny - PETN, TNT, nitroglycerín, alebo zmesi - dynamity, dynamóny, amonity. Nedetonujú z jednoduchých impulzov: lúč plameňa alebo iskra, ktorá stačí na výbuch iniciačných látok. Nízka náchylnosť trhavín na teplo, trenie a náraz zaisťuje bezpečnosť priprácu s nimi. Používajú sa na výrobu trieštivých a leteckých bômb, námorných a inžinierskych mín, kde je potrebná silná explózia s fragmentáciou nábojnice.
Klasifikácia výkonu
Vysoké a iniciačné látky sa používajú spolu. Detonácia v sekundárnych výbušninách je vybudená výbuchom primárnej výbušniny. Výbušniny Brisant majú zvýšenú, normálnu a zníženú silu.
Látky so zvýšenou silou sú najcitlivejšie na vonkajšie vplyvy, preto sa často používajú v zmesiach s tými, ktoré citlivosť znižujú alebo majú normálnu silu. A dajú sa použiť aj pre stredné rozbušky.
Výkonné tryskacie materiály
Výbušniny so zvýšenou silou majú vysokú detonačnú rýchlosť a pri výbuchu uvoľňujú značné množstvo tepla. Sú veľmi citlivé na vonkajšie impulzy.
Výbuch nastane pri akejkoľvek rozbuške vrátane zásahu guľky z pušky. Keď sú vystavené otvorenému plameňu, horia silne, bez emisií sadzí a dymu, s jasným plameňom je možný výbuch. Do tejto skupiny látok patrí:
- Teng je biely prášok pozostávajúci z kryštálov. Táto tryskacia látka nereaguje s kovmi a vodou, je zriedená v acetóne a je považovaná za najzraniteľnejšiu voči vonkajším vplyvom. Používa sa na detonačné šnúry, pomocné rozbušky a uzávery rozbušiek.
- Tetryl je žltkastý kryštalický prášok so slanou chuťou. Dobre sa riedi acetónom a benzínom, zle liehom, nerozpúšťa sa s kovmi.reaguje, dobre podlieha tlaku. Používa sa na výrobu rozbušiek.
- RDX je jedna z najbrilantnejších látok, ktorá pozostáva z malých bielych kryštálikov, bez zápachu a chuti. Nereaguje s vodou a kovmi, zle sa lisuje. Z vonkajšieho vplyvu dochádza k výbuchu, horí syčaním, plameňom jasne bielej farby. Používa sa na niektoré vzorky trhacích uzáverov, na výrobu zmesí pre priemyselné výbuchy, námorné míny.
Výbušniny s normálnou silou
Tieto látky majú dlhú trvanlivosť (s výnimkou dynamitov), nie sú výrazne ovplyvnené vonkajšími faktormi, pri praktickom použití sú bezpečné.
Výbušniny zahŕňajú:
- TNT je žltkastá alebo hnedastá kryštalická látka s horkou chuťou. Teplota topenia je 81 °C a teplota vzplanutia je 310 °C. Na čerstvom vzduchu je horenie TNT sprevádzané žltkastým plameňom so silnými sadzami bez výbuchu a v interiéri môže dôjsť k výbuchu. Látka s kovmi nevykazuje chemickú aktivitu, je prakticky necitlivá na nárazy, trenie a tepelné účinky. Interaguje s kyselinou chlorovodíkovou a sírovou, benzínom, alkoholom a acetónom. Napríklad pri prestrelení, vrhnutí a stlačení guľkou z pušky sa TNT nezapáli a nedôjde k výbuchu. Pre strelivo sa používa v rôznych zliatinách a vo svojej čistej forme. Hmota sa používa vo forme lisovaných kociek rôznych veľkostí.pri vykonávaní demolačných prác.
- Kyselina pikrová je trhavá látka vo forme kryštálov, ktoré majú žltú farbu a horkastú chuť. Je náchylnejší na teplo, náraz a trenie ako TNT a môže explodovať pri prestrelení guľkou z pušky. Plameň pri horení veľmi dymí. Pri veľkom nahromadení hmoty dochádza k detonácii. V porovnaní s TNT je kyselina pikrová silnejšou výbušninou.
- Dynamity – majú rôzne zloženie a obsahujú nitroglycerín, nitroestery, salad, drevnú múčku a stabilizátory. Hlavnou aplikáciou je národné hospodárstvo. Hlavnou vlastnosťou dynamitov je vodeodolnosť a výrazná sila. Za ich nevýhodu sa považuje zvýšená náchylnosť na tepelné a mechanické vplyvy. To si vyžaduje opatrnosť pri preprave a tryskaní. Po šiestich mesiacoch strácajú dynamity schopnosť detonácie. Okrem toho zamŕzajú pri negatívnej teplote okolo 20 °C a počas prevádzky sa stávajú nebezpečnými.
Znížený výkon BB
Brisantové materiály s nízkym výkonom majú znížený výkon v dôsledku nízkej detonačnej rýchlosti a malého tepla. Z hľadiska brizančných vlastností sú nižšie ako tie látky, ktoré majú normálnu silu, ale majú rovnakú výbušnosť. Najčastejšie používané trhaviny z tejto skupiny sú vyrobené na báze dusičnanu amónneho. Patria sem:
- Dusičnan amónny je biela alebo žltkastá kryštalická látka, ktorá je minerálnym hnojivom, dokonale rozpustným vo vode. Patrí k necitlivýmnízke výbušniny. Nevznieti sa od ohňa a iskier, proces horenia začína až v silnom ohnisku plameňa. Nízka cena dusičnanu amónneho umožňuje vyrábať z neho lacné výbušniny pridaním výbušnín alebo horľavých látok.
- Dynamony sú zmesou dusičnanu amónneho s horľavými, no nevýbušnými látkami, ako sú drevené uhlie, rašelina alebo piliny.
- Amonáky sú zmesi určené na výbuchy obsahujúce ľadok s pridaním horľavých a výbušných prísad a hliníkového prášku na zvýšenie výbušného tepla.
Používanie všetkých typov trhavín na báze dusičnanu amónneho je bezpečné. Pri trení, údere, výstrele guľkou z pušky nevyletia do vzduchu. Zapálené na vzduchu horia ticho, bez výbuchu, žltým plameňom so sadzami. Na uskladnenie sa skladujú v dobre vetraných priestoroch. Niekedy sa do ľadku pridávajú mastné kyseliny a sulfid železa, čo prispieva k dlhému pobytu výbušnín vo vode bez straty vlastností.
Používanie trhavín
Horľavé výbušniny sú sekundárne výbušniny, pre ktoré je hlavným typom transformácie výbušniny detonácia, ktorá je vybudená malou náložou počiatočnej výbušniny. Sú obdarení schopnosťou drviť a štiepiť. Používajú sa na plnenie mín, rôzne prostriedky na podkopávanie, torpéda a granáty. Látky s výbušnými vlastnosťami sú koncentrovaným a ekonomickým zdrojom mechanickej energie. Sú široko používané v národnom hospodárstve. Väčšina neželeznej rudy, ako aj takmer celý objem železných kovov, sa ťaží pomocou výbuchov.
Výbušniny našli svoje uplatnenie v nasledujúcich oblastiach:
- rozvoj uhoľných slojov a ložísk nerastov;
- nábrežia pre železnice a cesty;
- stavba priehrady;
- kopanie vodných kanálov;
- pokladanie plynovodov a ropovodov;
- vývoj banských šácht.
Kde inde sa používajú trhacie látky? Okrem vyššie uvedeného sa používajú:
- pri zhutňovaní pôdy;
- realizácia zavlažovacích systémov;
- boj proti lesným požiarom;
- vyrovnanie a vyčistenie oblasti.
Prebieha aj výskum a vývoj na rozšírenie využitia tejto silnej výbušnej energie – urýchlenie chemických procesov pomocou vysokého tlaku, umelých zrážok a trhacích vrtov.
Chémia a technológia trhavín
Molekuly chemických zlúčenín alebo ich zmesí, ktoré obsahujú určité množstvo chemickej energie, sa nazývajú energeticky nasýtené látky. Energia sa v dôsledku premeny, ku ktorej dochádza pod vplyvom vonkajších faktorov, mení na svetelnú, mechanickú alebo tepelnú.
Pyrotechnické zmesi, pušný prach a iné výbušniny patria medzi najznámejšie druhy energeticky nasýtených látok. Chemická energia sa v nich premieňa v dôsledku rýchleho prúdenia výbuchu na iné formy. Značné množstvoteplo emitované v dôsledku výbuchu je hlavným kritériom jeho výkonu. Trhaviny sú kompaktné a výkonné zdroje mechanickej energie a sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach.
