Výbušniny (zkráceně výbušniny) jsou speciální chemické sloučeniny a také jejich směsi, které mohou vlivem vnějších podmínek nebo probíhajících vnitřních procesů explodovat, přičemž vznikají extrémně horké plyny a uvolňuje se teplo. Existují tři skupiny výbušnin s různou náchylností k vnějším vlivům a různým typům výbuchu. Patří mezi ně: iniciační, hnací a trhací látky. Tento článek poskytuje informace o trhavinách a jejich aplikacích.
Obecné pojmy
Výbuch je rychlá přeměna výbušniny na značné množství extrémně stlačených a zahřátých plynů, které při expanzi konají následující práci: pohybují se, drtí, ničí, vymršťují.
Výbušnina znamená mechanickou směs nebo sloučeniny chemických prvků, které se mohou rychle změnit na plyny. Výbuch je podobný spalování uhlí nebo palivového dřeva, liší se však vysokou rychlostí tohoto procesu, která je často desetitisíciny sekundy. Vv závislosti na rychlosti transformace jsou výbuchy rozděleny následovně:
- Spalování. Přenos energie z jedné vrstvy hmoty do druhé je způsoben vedením tepla. Proces spalování a tvorby plynů probíhá nízkou rychlostí. Takový výbuch je charakteristický pro střelný prach, při kterém je kulka vymrštěna, ale rukáv není zničen.
- Detonace. Energie se přenáší z vrstvy do vrstvy téměř okamžitě. Plyny se tvoří nadzvukovou rychlostí, tlak se rychle zvyšuje a dochází k těžké destrukci. Taková exploze je vlastní RDX, amonitu, TNT.
Aby mohl proces exploze začít, je nutný vnější náraz na výbušninu, který může být následujících typů:
- detonace – výbuch vedle jiné výbušniny;
- tepelné - topení, jiskra, plamen;
- chemická – chemická reakce;
- mechanické - tření, píchání, náraz.
Látky výbušného typu reagují na vnější vlivy odlišně:
- někteří jsou schopni rychle explodovat;
- ostatní jsou citliví pouze na určité efekty;
- třetiny mohou explodovat, i když na ně nemá žádný vliv.
Základní vlastnosti BB
Jejich hlavní vlastnosti jsou:
- náchylnost k vnějším vlivům;
- brisance;
- charakteristický agregovaný stav;
- množství energie uvolněné výbuchem;
- chemická odolnost;
- rychlá detonace;
- hustota;
- výbušnost;
- trvání a okolnostizdravý stav.
Každou výbušninu lze podrobně popsat pomocí všech jejích charakteristik, ale ve většině případů se používají dvě z nich:
- Brisance (rozbít, rozdrtit, rozbít). To znamená, že je to schopnost výbušniny produkovat destruktivní akce. Čím vyšší je brisance, tím rychleji se při výbuchu tvoří plyny a k výbuchu dochází s větší silou. V důsledku toho bude tělo střely dobře rozdrceno, úlomky se rozptýlí vysokou rychlostí a vznikne silná rázová vlna.
- Výbušnost je měřítkem účinnosti výbušniny, která provádí destruktivní, vrhací a jiné akce. Hlavní vliv na to má objem plynu uvolněného při výbuchu. Obrovské množství plynu dokáže udělat spoustu práce, například vyhodit beton, zeminu, cihly z prostoru výbuchu.
Vysoce výbušné výbušniny jsou vhodné pro odstřely v dolech, při odstraňování ledových zácp a při stavbě různých jam. Při výrobě granátů nejprve věnují pozornost brizanci a výbušnost ustupuje do pozadí.
Klasifikace
Výbušniny mají několik klasifikací. Na základě svých vlastností jsou klasifikovány takto:
- Iniciační – používají se k podkopání jiných výbušnin. Mají vysokou citlivost na iniciační faktory a mají vyšší detonační rychlost. A také se jim říká primární výbušniny, které jsou schopny explodovat slabým mechanickým nárazem. Do skupinyobsahuje: diazodinitrofenol, fulminát rtuťnatý.
- Hromadné výbušniny – vyznačující se vysokou brizancí a používají se jako hlavní náplň většiny munice. Jedná se o sekundární výbušniny, které jsou ve vztahu k primárním výbušninám méně citlivé na vnější vlivy. Ve svém chemickém složení obsahují dusičnany a jejich sloučeniny, mají silný výbušný účinek. K jejich explozi se používá malé množství iniciačních látek.
- Házení – slouží jako zdroj energie pro házení kulek, granátů, granátů. Patří mezi ně různé typy raketových paliv a střelný prach.
- Pyrotechnické směsi – používají se pro speciální střelivo. Hořením dávají charakteristický efekt - signál, osvětlení.
Kromě toho jsou podle fyzické kondice:
- hard;
- liquid;
- plynný;
- emulze;
- suspensions;
- plast;
- želatinový;
- elastické.
Brazing BB
Brisantové látky dostaly svůj název podle francouzského slova briser, což v překladu do ruštiny znamená rozbít, drtit. Takovými výbušninami mohou být buď samostatné chemické sloučeniny - PETN, TNT, nitroglycerin, nebo směsi - dynamity, dynamony, amonity. Nedetonují z jednoduchých impulsů: paprsku plamene nebo jiskry, která stačí k výbuchu iniciačních látek. Nízká náchylnost trhavin k teplu, tření a nárazu zajišťuje bezpečnost připráci s nimi. Používají se k výrobě tříštivých a leteckých bomb, námořních a inženýrských min, kde je zapotřebí silné exploze s roztříštěním nábojnice.
Klasifikace výkonu
Vysoké a iniciační látky se používají společně. Detonace v sekundární výbušnině je vybuzena výbuchem primární výbušniny. Výbušniny Brisant mají zvýšenou, normální a sníženou sílu.
Látky se zvýšenou silou jsou nejcitlivější na vnější vlivy, proto se často používají ve směsích s těmi, které citlivost snižují nebo mají normální sílu. A mohou být také použity pro střední rozbušky.
Výkonné tryskací materiály
Výbušniny se zvýšeným výkonem mají vysokou detonační rychlost a při výbuchu uvolňují značné množství tepla. Jsou velmi citlivé na vnější impulsy.
Výbuch nastane z jakékoli rozbušky, včetně dopadu kulky z pušky. Při vystavení otevřenému plameni silně hoří, aniž by uvolňovaly saze a kouř, s jasným plamenem je možný výbuch. Do této skupiny látek patří:
- Teng je bílý prášek skládající se z krystalů. Tato tryskací látka nereaguje s kovy a vodou, je zředěna acetonem a je považována za nejcitlivější vůči vnějším vlivům. Používá se pro detonační šňůry, pomocné rozbušky a uzávěry rozbušek.
- Tetryl je nažloutlý krystalický prášek se slanou chutí. Dobře se ředí acetonem a benzínem, špatně lihem, nerozpouští se s kovy.reaguje, dobře podléhá tlaku. Používá se k výrobě rozbušek.
- RDX je jedna z nejskvělejších látek, která se skládá z malých bílých krystalů, bez zápachu a chuti. Nereaguje s vodou a kovy, špatně se lisuje. Vnějším vlivem dochází k výbuchu, hoří syčením, plamenem jasně bílé barvy. Používá se pro některé vzorky rozbušek, výrobu směsí pro průmyslové výbuchy, námořní miny.
Výbušniny s normální silou
Tyto látky mají dlouhou trvanlivost (s výjimkou dynamitů), nejsou výrazně ovlivněny vnějšími faktory, při praktickém použití jsou bezpečné.
Hromadné výbušniny zahrnují:
- TNT je nažloutlá nebo nahnědlá krystalická látka s hořkou chutí. Bod tání je 81 °C a bod vzplanutí je 310 °C. Na volném prostranství je hoření TNT doprovázeno nažloutlým plamenem se silnými sazemi bez výbuchu a v interiéru může dojít k detonaci. Látka s kovy nevykazuje chemickou aktivitu, je prakticky necitlivá na nárazy, tření a tepelné účinky. Interaguje s kyselinou chlorovodíkovou a sírovou, benzínem, alkoholem a acetonem. Například při prostřelení, nahození a stlačení kulkou z pušky se TNT nevznítí a nedojde k explozi. Pro střelivo se používá v různých slitinách a v čisté formě. Hmota se používá ve formě lisovaných kostek různých velikostí.při provádění demoličních prací.
- Kyselina pikrová je trhací látka ve formě krystalů, které mají žlutou barvu a hořkou chuť. Je citlivější na teplo, náraz a tření než TNT a může explodovat při prostřelení kulkou z pušky. Plamen při hoření hodně kouří. Při velkém nahromadění hmoty dochází k detonaci. Ve srovnání s TNT je kyselina pikrová silnější výbušnina.
- Dynamity – mají různá složení a obsahují nitroglycerin, nitroestery, ledek, dřevitou moučku a stabilizátory. Hlavní aplikací je národní hospodářství. Hlavní vlastností dynamitů je voděodolnost a výrazná síla. Za jejich nevýhodu je považována zvýšená náchylnost k tepelným a mechanickým vlivům. To vyžaduje opatrnost při přepravě a tryskání. Po šesti měsících ztrácejí dynamity schopnost detonace. Navíc zamrzají při negativní teplotě asi 20 °C a během provozu se stávají nebezpečnými.
Snížený výkon BB
Nízkoenergetické brisantové materiály mají snížený výkon v důsledku nízké detonační rychlosti a malého tepla. Jsou horší, pokud jde o brizanční vlastnosti, než ty látky, které mají normální sílu, ale mají stejnou výbušnost. Nejčastěji používané trhaviny z této skupiny jsou vyráběny na bázi dusičnanu amonného. Patří mezi ně:
- Dusičnan amonný je bílá nebo nažloutlá krystalická látka, která je minerálním hnojivem, dokonale rozpustným ve vodě. Patří k necitlivýmnízké výbušniny. Nevznítí se ohněm a jiskrami, spalovací proces začíná až v silném ohnisku plamene. Nízká cena dusičnanu amonného umožňuje vyrábět z něj levné výbušniny přidáním výbušnin nebo hořlavých látek.
- Dynamony jsou směsí dusičnanu amonného s hořlavými, ale nevýbušnými látkami, jako je dřevěné uhlí, rašelina nebo piliny.
- Amonáky jsou směsi pro výbuchy obsahující ledek s přídavkem hořlavých a výbušných přísad a hliníkového prášku pro zvýšení výbušného tepla.
Použití všech typů trhavin na bázi dusičnanu amonného je bezpečné. Při tření, zásahu, výstřelu kulkou z pušky nevyletí do vzduchu. Zapálené na vzduchu hoří tiše, bez výbuchu, se žlutým plamenem se sazemi. Pro skladování jsou skladovány v dobře větraných prostorách. Někdy se do ledku přidávají mastné kyseliny a sulfid železa, což přispívá k dlouhému pobytu výbušnin ve vodě bez ztráty vlastností.
Používání trhavin
Horľavé výbušniny jsou sekundární výbušniny, u kterých je detonace hlavním typem přeměny výbušniny, vybuzená v důsledku malé nálože počáteční výbušniny. Jsou obdařeni schopností drtit a štěpit. Používají se k plnění min, různé prostředky k poddolování, torpéda a granáty. Látky s výbušnými vlastnostmi jsou koncentrovaným a ekonomickým zdrojem mechanické energie. Jsou široce používány v národním hospodářství. Většina neželezné rudy, stejně jako téměř celý objem železných kovů, se těží pomocí výbuchů.
Trasavé výbušniny našly uplatnění v následujících oblastech:
- rozvoj uhelných slojí a ložisek nerostů;
- nábřeží pro železnice a silnice;
- stavba přehrady;
- kopání vodních kanálů;
- pokládka plynovodů a ropovodů;
- vývoj důlních šachet.
Kde jinde se používají trhací látky? Kromě výše uvedeného se používají:
- při zhutňování půdy;
- provádění zavlažovacích systémů;
- hašení lesních požárů;
- vyrovnání a vyčištění oblasti.
Probíhá také výzkum a vývoj s cílem rozšířit využití této silné výbušné energie – urychlení chemických procesů pomocí vysokého tlaku, umělých srážek a trhacích vrtů.
Chemie a technologie trhavin
Molekuly chemických sloučenin nebo jejich směsí, obsahující určité množství chemické energie, se nazývají energeticky nasycené látky. Energie se v důsledku přeměny, ke které dochází pod vlivem vnějších faktorů, mění ve světlo, mechanické nebo tepelné.
Pyrotechnické směsi, střelný prach a další výbušniny patří mezi nejznámější druhy energeticky nasycených látek. Chemická energie se v nich přeměňuje v důsledku rychlého proudění výbuchu na jiné formy. Významná částkateplo emitované v důsledku exploze je hlavním kritériem pro jeho výkon. Jako kompaktní a výkonné zdroje mechanické energie se trhaviny široce používají v různých průmyslových odvětvích.
