Взрывчатые вещества: их виды и свойства. Технические средства выявления и идентификационного экспресс-анализа взрывчатых веществ

Министерство образования  и науки Российской Федерации 

 Федеральное государственное  бюджетное образовательное 

  учреждение высшего  профессионального образования 

 «Южно-Уральский государственный университет» 

  (национальный исследовательский  университет) 

 Факультет «Экономика  и управления

 Кафедра «Экономическая  теория и мировая экономика»

 

 

 

 

              Реферат

на тему «Взрывчатые вещества: их виды и свойства. Технические средства

выявления и

идентификационного экспресс-анализа  взрывчатых веществ»

 

 

 

 

 

 

Работу выполнил:

Студент гр. ЭиУ 469

Мусс А.О.

 

Руководитель:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    Челябинск 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение…………………………………………………………………..………3

1. Взрывчатые вещества: классификация и свойства ………………..………..4

1.1 Краткие сведения о взрывчатых веществах ………………...………...…...4

1.2 Классификация твердых взрывчатых веществ ……………………............7

1.3 Причины взрывов………..……………………………………………...…..10

1.4 Основные поражающие факторы и зоны действия взрыва………………12

2. Технические средства выявления и идентификационного экспресс-анализа взрывчатых веществ …………………………………………………………....16

2.1 Современные методы обнаружения СВВ …………………………......…..16

2.2 Классификация средств обнаружения ………………………….......….….19

Заключение………………………………………………………………………23

Библиографический список…………………………………………………….24

 

 

Введение

 

В большинстве случаев  техногенные аварии связанны с неконтролируемым, самопроизвольным выходом в окружающее пространство вещества и/или энергии. Самопроизвольное высвобождение энергии  приводит к промышленным взрывам, а  вещества - к взрывам, пожарам и  химическому загрязнению окружающей среды. Расширение разогретых пламенем газов и ускорение их движения способствуют формированию скорости распространения  пламени до нескольких сот метров в секунду, что при возрастании  турбулентности воздушных масс вызывает взрывы.

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. Газообразные продукты взрыва, соприкасаясь с воздухом, нередко воспламеняются, что может вызывать пожар.

Механическая работа, совершаемая  при взрыве, обусловлена быстрым  расширением газов или паров. В основании взрывного процесса могут лежать как физические так  и химические превращения.

При химических взрывах вещества могут быть твёрдыми, жидкими, газообразными, а также аэровзвесями горючих веществ (жидких и твёрдых) в окислительной среде (чаще в воздухе).

Физический взрыв чаще всего связан с неконтролируемым высвобождением потенциальной энергии  сжатых газов из замкнутых объёмов  машин и аппаратов, сила взрыва сжатого  или сжиженного газа зависит от внутреннего  давления этого резервуара.

В производственных условиях возможны следующие основные виды взрывов: свободный воздушный, наземный, взрыв  в непосредственной близости от объекта, а также взрыв внутри объекта (производственного сооружения).

1. Взрывчатые вещества: классификация  и свойства

1.1 Краткие сведения о взрывчатых веществах

 

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие  под воздействием определенного  импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под  очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу. Первым взрывчатым веществом  был дымный (черный) порох, появившийся  в Европе в XIII веке. В течение 600 лет  дымный порох был единственным ВВ. В XIX веке с развитием химии были получены другие ВВ, называемые в настоящее  время бризантными. Они были безопасными  при обращении с ними, обладали большой мощностью и стойкостью при хранении.

Во второй половине XIX века были получены пикриновая кислота, тротил, аммиачно-селитренные вещества, а  в XX веке более мощные ВВ, такие, как  гексоген, тэн, азид свинца.

Современные ВВ представляют собой или химические соединения (гексоген, тротил и др.), или механические смеси (аммиачно-селитренные и нитроглицериновые).

Современные взрывчатые вещества могут пребывать в газообразном, жидком, пластичном и твердом состоянии.

Газопаровоздушные (ГПВС) и пылевоздушные смеси образуют класс объемных взрывов.

Взрывы ГПВС могут происходить  в:

· помещениях вследствие утечки газов из бытовых приборов;

· емкостях их хранения и транспортировки (спецрезервуарах, газгольдерах, цистернах, танках - грузовых отсеках танкеров);

· глубинных штреках горных выработок;

· природной среде вследствие повреждений трубопроводов, труб буровых  скважин, при интенсивных утечках  сжиженных и горючих газов.

Взрывы пыли (пылевоздушных  смесей - аэрозолей) представляют одну из основных опасностей химических производств  и происходят в ограниченных пространствах (в помещениях зданий, внутри различного оборудования, штольнях шахт). Возможны взрывы пыли в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль) при  ее взаимодействии с красителями, серой, сахаром с другими порошкообразными пищевыми продуктами, а также при  производстве пластмасс, лекарственных  препаратов, на установках дробления  топлива (угольной пыли), в текстильном  производстве.

Сжиженные углеводородные газы, аммиак, хлор, фреоны хранятся в технологических  емкостях под сверхатмосферным давлением при температуре выше или равной температуре окружающей среды, и по этим причинам они являются взрывоопасными жидкостями.

В теплоизолированных сосудах  и резервуарах при отрицательных  температурах хранятся сжиженные газы метан, азот, кислород, которые называют криогенными веществами.

Вещества другой характерной  группы пропан, бутан, аммиак, хлор хранят в жидком состоянии под давлением  в однослойных сосудах и резервуарах  при температуре окружающей среды.

В соответствии с нормативами  ГОСТа разработана классификация, объединяющая вещества в четыре основные категории.

К первой категории отнесены вещества с критической температурой ниже температуры среды (криогенные вещества - сжиженный природный газ, содержащий в основном метан, азот, кислород).

Во вторую категорию входят вещества с критической температурой выше, а точкой кипения ниже, чем  в окружающей среде (сжиженный нефтяной газ, пропан, бутан, аммиак, хлор). Их особенностью является "мгновенное" (очень быстрое) испарение части жидкости при  разгерметизации и охлаждение оставшейся доли до точки кипения при атмосферном  давлении,

Третью категорию составляют жидкости, у которых критическое  давление выше атмосферного и точка  кипения выше температуры окружающей среды (вещества, находящиеся в обычных  условиях в жидком состоянии). К этой группе относятся некоторые вещества из предыдущей категории, например, бутан  в холодную погоду и этиленоксид при теплых природных условиях.

Четвертую категорию - вещества, содержащиеся при повышенных температурах (водяной пар в котлах, циклогексан  и другие жидкости под давлением  и при температуре, превышающей  точку кипения при атмосферном  давлении).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Классификация твердых взрывчатых веществ

 

Инициирующие ВВ обладают наибольшей чувствительностью к  внешним воздействиям. Развитие процесса детонации в них происходит за очень малый промежуток времени, почти мгновенно, и поэтому они  способны детонировать в очень малых  количествах от таких простых  начальных импульсов, как искра  и луч пламени, возбуждая взрывчатое превращение в других менее чувствительных веществах.

Весьма большая чувствительность и слабые взрывчатые характеристики не позволяют использовать их в качестве основных ВВ для получения от них  механической работы.

Бризантные ВВ получили свое название от французского слова "briser", что значит дробить, разламывать. Они не детонируют от таких простых начальных импульсов, как искра и луч пламени. Для возбуждения в них детонации необходим начальный импульс в виде взрыва небольшого количества инициирующего ВВ.

Бризантные ВВ являются основными  веществами, применяемыми для снаряжения боеприпасов (снарядов, мин, бомб) и  производства взрывных работ как  для военных, так и для народнохозяйственных целей.

Метательные ВВ характеризуются  тем, что их дробящее действие проявляется  в незначительной степени по сравнению  с действием в виде отбрасывания и разбрасывания окружающей среды. Они легко воспламеняются от удара, трения, искры, прострела пулей.

Основные свойства ВВ определяются взрывчатыми и физико-химическими  характеристиками.

Взрывчатыми характеристиками являются:

· теплота взрыва и температура  продуктов взрыва;

· скорость детонации;

· бризантность (способность  дробить прилегающую к нему среду);

· работоспособность (фугасность).

Из физики известно, что  энергия и тепло, выделяемые в  процессе реакции, находятся в прямой зависимости между собой, поэтому  количество энергии , выделяемое при  взрыве , и теплота являются важной энергетической характеристикой ВВ, определяющей его работоспособность. Чем больше выделено теплоты, тем  выше температура нагрева продуктов  взрыва, тем больше давление, а следовательно, и воздействие продуктов взрыва на окружающую среду.

От скорости детонации  ВВ зависит скорость взрывчатого  превращения, а следовательно, и  время, в течение которого выделяется вся энергия, заключенная в ВВ. А это вместе с количеством  тепла, выделяющегося при взрыве, характеризует мощность, развиваемую  взрывом, следовательно, дает возможность  правильно выбрать ВВ для выполнения работы. Для перебивания металла  целесообразнее получить максимум энергии  в короткий промежуток времени, а  для выброса грунта эту же энергию  лучше получить за более длительный отрезок времени подобно тому , как при нанесении резкого  удара по доске можно ее перебить, а приложив эту же энергию постепенно, только сдвинуть.

Бризантность ВВ характеризуется  мгновенным скачком давления до весьма высоких величин и быстрым  его падением до атмосферного и ниже.

Работоспособность ВВ (фугасность) проявляется в форме выброса грунта из воронок и выемок, образованием полостей в грунтах и скальных породах и рыхлением их.

Физико-химическими характеристиками являются:

· чувствительность к механическим и тепловым воздействиям;

· физическая и химическая стойкость;

· плотность.

Чувствительность взрывчатых веществ является одной из важнейших  характеристик ВВ. Она определяет область и возможность практического  использования данного вещества.

Слишком большая чувствительность делает ВВ опасным и не удобным  в обращении. Например, йодистый азот взрывается от прикосновения к нему. Существенно влияют на чувствительность к механическому внешнему импульсу различные примеси.

Стойкостью называется способность  ВВ сохранять в нормальных условиях хранения и применения постоянство  своих физико-химических и взрывчатых характеристик. Нестойкие ВВ могут  в определенных условиях снижать  и даже полностью утрачивать способность  к взрыву или же, наоборот, настолько  повышать свою чувствительность, что  становятся опасными в обращении  и подлежат уничтожению. Они способны к саморазложению, а при известных  условиях и к самовозгоранию, что  при больших количествах этих веществ может привести к взрыву. Следует различать физическую и  химическую стойкость ВВ.

Физическая стойкость  рассматривает такие свойства ВВ, как гигроскопичность, растворимость, старение, затвердевание, слеживаемость.

Химическая стойкость  ВВ определяется подогреванием небольшого количества вещества в течение определенного  времени с одновременным контролем  за скоростью разложения.

Под плотностью понимается вес вещества в единице объема. От плотности зависит чувствительность ВВ к начальному импульсу, скорость детонации и бризантность.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3 Причины взрывов

 

На взрывоопасных предприятиях чаще всего к причинам взрывов  относят: разрушения и повреждения  производственных емкостей, аппаратуры и трубопроводов; отступление от установленного технологического режима (превышение давления и температуры  внутри производственной аппаратуры и  др.); отсутствие постоянного контроля за исправностью производственной аппаратуры и оборудования и своевременностью проведения плановых ремонтных работ.