Устойчивост на експлозиви - Използване на експлозиви
Важен критерий за безопасността на експлозивите по време на съхранение еустойчивосттана експлозивите. Експлозивите са способни не само да експлодират от действието на първоначалните импулси, но и спонтанно да се разлагат и да претърпяват различни физически и химични трансформации по време на дългосрочно съхранение. Следователно, когато се определя експлоатационният живот на експлозивите, е необходимо да се вземе предвид такова свойство като издръжливост (стабилност). Като се има предвид това свойство, се определят условията за използване и безопасно боравене с взривни вещества след изтичане на определени срокове на съхранение. Има химическа и физическа устойчивост на експлозиви.
Химическата устойчивосте способността на експлозивите да запазят химичния състав и химичните свойства непроменени по време на дългосрочно съхранение. Това зависи от естеството на експлозивите, наличието на примеси от други вещества в тях и условията на съхранение. Експлозивите, използвани в момента за оборудване, се разлагат изключително бавно. Имат голяма химическа устойчивост. Това означава, че експлозивите могат да се съхраняват в продължение на десетилетия, без да се променя техният химичен състав и химични свойства.
Физическата устойчивостхарактеризира склонността на експлозивите към физически промени (физическо състояние, структура, механична якост, форма и размери) спонтанно или под въздействието на външни причини.
Характерът и механизмът на тези промени за различните експлозиви могат да бъдат различни. Така например, по време на дългосрочно съхранение в горещ климат (t> +40 o C) на недостатъчно пречистен TNT, получен чрез ускорена технология, от него се отделя маслинено-жълтеникава мазна течност, наречена TNT масло. Тротиловото масло е нискотопима евтектична смес от динитротолуени и тротил. Изолирането на тротиловото масло води додо разхлабване на експлозивите и загуба на здравина от заряда, което води до промяна в неговите експлозивни характеристики.
Амониево-нитратните експлозиви, които се характеризират с висока хигроскопичност и високо съдържание на влага, имат ограничена физическа стабилност. Тенденцията към влага е основен недостатък на експлозивите от амониев нитрат, което ограничава употребата им и затруднява производството и оборудването на продуктите.
Основната причина за свиването на продуктите от амотол е спонтанното слепване и уголемяване на кристалите на амониев нитрат, придружено от намаляване на обема на продукта. Увеличаването на кристалите се улеснява от повишената влажност на амотола и прехода на амониевия нитрат от една модификация в друга. Амониевият нитрат, притежаващ свойството на полиморфизъм (модифициране на кристални форми), съществува в пет кристални модификации, всяка от които е стабилна при определени температурни условия. Преходът от една модификация към друга (рекристализация) се извършва при температури под 18, 32, 85 и 125 ° C. Този преход е придружен от промяна в плътността и съответно обема на веществото. Ако по време на съхранение на продукти или боеприпаси температурата на околната среда се повиши над 32 ° C, тогава се наблюдава „увеличаване“ на зарядите, тъй като преходът през посочената температура води до модификационни трансформации на амониев нитрат, свързани с увеличаване на обема. Следователно съхранението на продукти, оборудвани с амотоли, при различни климатични условия е придружено от множество полиморфни трансформации, които могат да доведат до разрушаване на продуктите. Повишената влажност на зарядите с амотол намалява тяхната чувствителност към детонация, намалява скоростта на детонация и може да доведе до непълни, както и до затихнали експлозии, превръщащи се в изгаряне.
Промяната в обема или така нареченото "растеж" на експлозиви,възниква при някои пресовани заряди поради остатъчна деформация.
В резултат на този "растеж" е невъзможно да се завие предпазителят в боеприпаса без предварителна обработка, което води до допълнителни мерки за сигурност. Ето защо е много важно навременното откриване на "растеж" на експлозиви.
Химическата стабилност (устойчивост) на експлозив характеризира скоростта на разлагане на експлозива по време на съхранение и определя способността му да поддържа своя химичен състав и свързаните с него физични, химични и експлозивни свойства по време на гарантирания период на съхранение. Това зависи от химическата природа на експлозивите, наличието или отсъствието на нестабилни примеси или несъвместими помежду си компоненти, както и от условията на съхранение. При ниска устойчивост на експлозиви, съхранението на големи количества може да доведе до самоускоряващо се разлагане и експлозия.
За отделните експлозиви процесът на бавно термично разлагане на разлагането като правило се основава на реакцията на мономолекулно разлагане, протичаща в съответствие с уравнението на Арениус. Константата на скоростта на реакциятаKе експоненциално зависима от температуратаT:
къдетоB- предекспоненциална (константа на уравнението на Арениус);
E- енергия на активиране на реакцията на разпад;
R- универсална газова константа.
Характеристика на разлагането на експлозиви в сравнение с конвенционалните химични реакции е необичайно високата стойност както на предекспоненциалната, така и на енергията на активиране.
При нормални условия, т.е. при ниски температури химически чистите експлозиви са доста стабилни. Така че, ако вземем за константа на скоростта на първичната реакция на мономолекулно разлагане, например нитроглицерин, стойноститеB=10 -18.64 иE=183540 J / mol, тогава полуживотът, изчислен по формулатаZ1.2=ln2/К, в зависимост
върху температурата може да се представи под формата на следната таблица (таблица 3.2).
Таблица 3.2 - Време на полуразпад като функция от температурата