Sprogstamosios medžiagos (sutrumpintai – sprogstamosios medžiagos) – tai ypatingi cheminiai junginiai, taip pat jų mišiniai, galintys sprogti veikiant išorinėms sąlygoms ar vykstantiems vidiniams procesams, kai susidaro itin karštos dujos ir išsiskiria šiluma. Yra trys sprogmenų grupės, kurių jautrumas išoriniam poveikiui ir skirtingi sprogimo tipai. Tai apima: inicijuojančias, varomąsias, taip pat sprogdinimo medžiagas. Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie sprogmenis ir jų pritaikymą.
Bendrosios sąvokos
Sprogimas – tai greitas sprogmens pavertimas dideliu kiekiu itin suspaustų ir įkaitintų dujų, kurios, besiplečiančios, atlieka tokį darbą: juda, sutraiško, naikina, išstumia.
Sprogus – tai mechaninis cheminių elementų mišinys arba junginiai, kurie gali greitai virsti dujomis. Sprogimas panašus į anglies ar malkų deginimą, tačiau skiriasi dideliu šio proceso greičiu, kuris dažnai siekia dešimt tūkstančių sekundės dalių. ATpriklausomai nuo transformacijos greičio, sprogimai skirstomi taip:
- Degimas. Energijos perdavimas iš vieno materijos sluoksnio į kitą vyksta dėl šilumos laidumo. Degimo ir dujų susidarymo procesas vyksta mažu greičiu. Toks sprogimas būdingas parakui, kai kulka išsviedžiama, bet rankovė nesunaikinama.
- Detonacija. Energija iš sluoksnio į sluoksnį perduodama beveik akimirksniu. Dujos susidaro viršgarsiniu greičiu, sparčiai didėja slėgis, įvyksta stiprus sunaikinimas. Toks sprogimas būdingas RDX, amonitui, TNT.
Kad prasidėtų sprogimo procesas, reikalingas išorinis poveikis sprogmeniui, kuris gali būti šių tipų:
- detonacija – sprogimas šalia kito sprogmens;
- šiluma - šildymas, kibirkštis, liepsna;
- cheminė – cheminė reakcija;
- mechaninis – trintis, dūris, smūgis.
Sprogiosios medžiagos skirtingai reaguoja į išorinį poveikį:
- kai kurie gali greitai sprogti;
- kiti jautrūs tik tam tikram poveikiui;
- trečdaliai gali sprogti net ir jiems nepaveikti.
Pagrindinės BB savybės
Jų pagrindinės savybės yra:
- atsparumas išoriniam poveikiui;
- brisance;
- būdinga bendra būsena;
- sprogimo išskiriamos energijos kiekis;
- cheminis atsparumas;
- greita detonacija;
- tankis;
- sprogiamumas;
- trukmė ir aplinkybėssveika būklė.
Kiekvieną sprogmenį galima išsamiai aprašyti naudojant visas jo savybes, tačiau dažniausiai naudojamos dvi iš jų:
- Brisance (sulaužyti, sutraiškyti, sudaužyti). Tai yra, tai yra sprogmens gebėjimas sukelti destruktyvius veiksmus. Kuo didesnis brisansas, tuo greičiau sprogimo metu susidaro dujos ir sprogimas vyksta su didesne jėga. Dėl to sviedinio korpusas bus gerai sutraiškytas, skeveldros išsisklaidys dideliu greičiu ir atsiras stipri smūginė banga.
- Sprogstamumas – tai sprogmens, atliekančio naikinamuosius, metimo ir kitus veiksmus, efektyvumo matas. Jam didžiausią įtaką daro sprogimo metu išsiskiriančių dujų tūris. Didelis dujų kiekis gali padaryti daug darbo, pavyzdžiui, išmesti betoną, gruntą, plytas iš sprogimo zonos.
Sprogiosios sprogstamosios medžiagos tinka sprogdinti kasyklose, šalinant ledo kamščius, statant įvairias duobes. Gamindami sviedinius, pirmiausia jie atkreipia dėmesį į blizgesį, o sprogumas pasitraukia į antrą planą.
Klasifikacija
Sprogmenys turi keletą klasifikacijų. Atsižvelgiant į jų savybes, jie klasifikuojami taip:
- Inicijuojantis – naudojami kitiems sprogmenims pakenkti. Jie turi didelį jautrumą inicijavimo veiksniams ir turi didesnį detonacijos greitį. Taip pat jie taip pat vadinami pirminiais sprogmenimis, kurie gali sprogti nuo silpno mechaninio poveikio. Į grupęapima: diazodinitrofenolį, gyvsidabrio fulminatą.
- Sprogstamosios medžiagos – pasižymi dideliu blizgesiu ir yra naudojamos kaip pagrindinis daugumos šaudmenų užtaisas. Tai yra antriniai sprogmenys, kurie yra mažiau jautrūs išoriniam poveikiui, palyginti su pirminiais sprogmenimis. Pagal savo cheminę sudėtį juose yra nitratų ir jų junginių, jie turi galingą sprogstamąjį poveikį. Jiems susprogdinti naudojamas nedidelis kiekis inicijuojančių medžiagų.
- Metimas – tarnauja kaip energijos š altinis svaidant kulkas, sviedinius, granatas. Tai įvairių tipų raketų kuras ir parakas.
- Pirotechninės kompozicijos – naudojamos specialiems šoviniams. Dega, jie suteikia būdingą efektą – signalą, apšvietimą.
Be to, pagal fizinę būklę jie yra:
- sunku;
- skystas;
- dujinis;
- emulsija;
- sustabdymai;
- plastikas;
- želatinos;
- elastinga.
Litavimas BB
Brisantinės medžiagos savo pavadinimą gavo iš prancūziško žodžio briser, kuris išvertus į rusų kalbą reiškia laužyti, sutraiškyti. Tokie sprogmenys gali būti arba atskiri cheminiai junginiai – PETN, TNT, nitroglicerinas, arba mišiniai – dinamitai, dinamonai, amonitai. Jie nesprogsta nuo paprastų impulsų: liepsnos pluošto ar kibirkšties, kurios užtenka inicijuojančioms medžiagoms susprogdinti. Mažas sprogstamųjų medžiagų jautrumas karščiui, trinčiai ir smūgiams užtikrina saugumądirbant su jais. Jie naudojami skeveldrų ir aviacinėms bomboms, jūrinėms ir inžinerinėms minoms gaminti, kai reikia galingo sprogimo, kai suskaidomas sviedinio apvalkalas.
Galios klasifikacija
Kartu naudojamos stiprios ir inicijuojančios medžiagos. Detonaciją antriniuose sprogmenyse sužadina pirminio sprogmens sprogimas. Brisanto sprogmenų galia padidėjo, normali ir sumažinta.
Padidintos galios medžiagos yra jautriausios išoriniam poveikiui, todėl jos dažnai naudojamos mišiniuose su jautrumą mažinančiomis arba normalios galios medžiagomis. Jie taip pat gali būti naudojami tarpiniams detonatoriams.
Didelės galios sprogdinimo medžiagos
Padidintos galios sprogmenys turi didelį detonacijos greitį ir sprogimo metu išskiria daug šilumos. Jie labai jautrūs išoriniams impulsams.
Sprogimas įvyksta nuo bet kurio detonatoriaus, įskaitant šautuvo kulkos smūgį. Veikiami atviros liepsnos jie dega stipriai, neišskirdami suodžių ir dūmų, esant ryškiai liepsnai, galimas sprogimas. Šiai medžiagų grupei priklauso:
- Teng yra b alti milteliai, sudaryti iš kristalų. Ši sprogdinimo medžiaga nereaguoja su metalais ir vandeniu, skiedžiama acetonu ir laikoma labiausiai pažeidžiama išorinių poveikių. Jis naudojamas detonavimo virvelėms, pagalbiniams detonatoriams ir detonatorių gaubteliams.
- Tetrilas yra gelsvi kristaliniai sūraus skonio milteliai. Jis gerai skiedžiamas acetonu ir benzinu, blogai su alkoholiu, netirpsta metaluose.reaguoja, gerai pasiduoda spaudimui. Naudojamas detonatoriams gaminti.
- RDX yra viena ryškiausių medžiagų, susidedanti iš mažų b altų kristalų, bekvapių ir beskonių. Nereaguoja su vandeniu ir metalais, blogai presuojamas. Sprogimas įvyksta nuo išorinio poveikio, jis dega šnypščiu, ryškiai b altos spalvos liepsna. Naudojamas kai kuriems sprogdinimo gaubtų pavyzdžiams, mišiniams, skirtiems pramoniniams sprogimams gaminti, karinėms minoms.
Įprastos galios stiprūs sprogmenys
Šios medžiagos turi ilgą galiojimo laiką (išskyrus dinamitą), joms nedaro didelės įtakos išoriniai veiksniai, praktiškai naudojant jos yra saugios.
Smarkios sprogstamosios medžiagos yra:
- TNT yra gelsva arba rusva kristalinė kartaus skonio medžiaga. Lydymosi temperatūra yra 81 °C, o pliūpsnio temperatūra yra 310 °C. Po atviru dangumi TNT degimą lydi gelsva liepsna su stipriais suodžiais be sprogimo, o patalpose gali įvykti detonacija. Medžiaga su metalais nepasižymi cheminiu aktyvumu, ji praktiškai nejautri smūgiams, trinčiai ir šiluminiam poveikiui. Jis sąveikauja su druskos ir sieros rūgštimi, benzinu, alkoholiu ir acetonu. Pavyzdžiui, peršaunant, užmetant ir paspaudžiant šautuvo kulka TNT neužsidega ir neįvyksta sprogimas. Amunicijai jis naudojamas įvairiuose lydiniuose ir gryna forma. Medžiaga naudojama įvairių dydžių presuotų šaškių pavidalu.kai atliekami griovimo darbai.
- Pikrino rūgštis yra sprogstamoji medžiaga kristalų pavidalu, kurie yra geltonos spalvos ir kartaus skonio. Jis yra jautresnis karščiui, smūgiams ir trinčiai nei TNT ir gali sprogti, kai šaunama per šautuvo kulką. Degdama liepsna labai rūksta. Esant dideliam medžiagos kaupimuisi, įvyksta detonacija. Palyginti su TNT, pikrino rūgštis yra galingesnis sprogmuo.
- Dinamitai – skirtingų formulių, juose yra nitroglicerino, nitroesterių, salietros, medienos miltų ir stabilizatorių. Pagrindinis pritaikymas yra nacionalinė ekonomika. Pagrindinė dinamito savybė yra atsparumas vandeniui ir didelė galia. Jų trūkumas laikomas padidėjusiu jautrumu šiluminiam ir mechaniniam poveikiui. Tai reikalauja atsargumo transportuojant ir sprogdinant. Po šešių mėnesių dinamitai praranda gebėjimą detonuoti. Be to, jie užšąla esant neigiamai maždaug 20 °C temperatūrai ir tampa pavojingi veikimo metu.
Sumažinta BB galia
Mažos galios brisantinių medžiagų našumas sumažėjo dėl mažo detonacijos greičio ir mažo karščio. Pagal blizgesio savybes jie yra prastesni už tas medžiagas, kurios turi normalią galią, bet turi tokį patį sprogstamumą. Dažniausiai naudojami šios grupės sprogmenys gaminami amonio nitrato pagrindu. Tai apima:
- Amonio nitratas yra b alta arba gelsva kristalinė medžiaga, kuri yra mineralinė trąša, puikiai tirpi vandenyje. Ji priklauso nejautriemsmažai sprogstamųjų medžiagų. Jis neužsidega nuo ugnies ir kibirkščių, degimo procesas prasideda tik esant stipriam liepsnos židiniui. Dėl mažos amonio nitrato kainos iš jo galima gaminti nebrangius sprogmenis, pridedant į jį sprogmenų ar degiųjų medžiagų.
- Dinamonai yra amonio nitrato mišinys su degiomis, bet nesprogiomis medžiagomis, tokiomis kaip medžio anglis, durpės ar pjuvenos.
- Amonalai yra sprogimams skirti mišiniai, kurių sudėtyje yra salietros, į kuriuos pridėta degių ir sprogių priedų bei aliuminio miltelių, siekiant padidinti sprogimo šilumą.
Visų tipų sprogstamąsias medžiagas, kurių pagrindą sudaro amonio nitratas, naudoti saugu. Trinami, pataikyti, šaudomi kulka iš šautuvo jie neskrenda į orą. Apšviesti ore, jie dega tyliai, nesprogdami, geltona liepsna su suodžiais. Sandėliavimui jie laikomi gerai vėdinamose patalpose. Kartais į salietrą pridedama riebalų rūgščių ir geležies sulfido, todėl sprogmenys ilgą laiką išlieka vandenyje neprarandant savybių.
Sprogiųjų medžiagų naudojimas
Stiprūs sprogmenys yra antriniai sprogmenys, kuriems detonacija yra pagrindinė sprogmenų transformacijos rūšis, sužadinama dėl nedidelio pradinio sprogmens užtaiso. Jiems suteikta galimybė sutraiškyti ir suskaldyti. Jie naudojami minų užpildymui, įvairioms ardinimo priemonėms, torpedoms ir sviediniams. Sprogstamųjų savybių turinčios medžiagos yra koncentruotas ir ekonomiškas mechaninės energijos š altinis. Jie plačiai naudojami šalies ekonomikoje. Didžioji dalis spalvotųjų metalų rūdos, taip pat beveik visas juodųjų metalų kiekis, išgaunama naudojant sprogimus.
Smarkūs sprogmenys buvo pritaikyti šiose srityse:
- išplėtimo anglies sluoksnių ir naudingųjų iškasenų telkiniams;
- geležinkelių ir kelių pylimai;
- užtvankos statyba;
- vandens kanalų kasimas;
- dujotiekių ir naftotiekių tiesimas;
- kasyklų šachtų plėtra.
Kur dar naudojamos sprogdinimo medžiagos? Be pirmiau minėtų, jie naudojami:
- tankinant dirvą;
- laistymo sistemų įrengimas;
- gesinantis miškų gaisrus;
- išlyginti ir išvalyti plotą.
Taip pat vykdomi tyrimai ir plėtra, siekiant išplėsti šios galingos sprogstamosios energijos panaudojimą – greitinant cheminius procesus naudojant aukštą slėgį, dirbtinį kritulį ir sprogdinimo gręžimą.
Stambių sprogmenų chemija ir technologija
Cheminių junginių arba jų mišinių molekulės, turinčios tam tikrą cheminės energijos kiekį, vadinamos energijos prisotintomis medžiagomis. Energija dėl virsmo, vykstančio veikiant išoriniams veiksniams, virsta šviesa, mechanine arba termine.
Pirotechninės kompozicijos, parakas ir kitos sprogstamosios medžiagos yra vienos žinomiausių energijos prisotintų medžiagų rūšių. Cheminė energija juose dėl greito sprogimo srauto paverčiama kitomis formomis. Reikšminga sumadėl sprogimo išsiskirianti šiluma yra pagrindinis jos veikimo kriterijus. Kadangi sprogmenys yra kompaktiški ir galingi mechaninės energijos š altiniai, jie plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose.
