2018.09.19 02:12

Вибухи: вибухові речовини та пристрої, заходи попередження



Вибухи: вибухові речовини та пристрої, заходи попередження

Вибухи найчастіше відбуваються на пожежо-вибухонебезпечних об'єктах, де можуть виникнути умови для утворення газопароповітряних сумішей, пилоповітряних сумішей, де у великих кількостях застосовуються вуглеводневі гази (метан, етан, пропан). Можливі вибухи котлів в котельнях, газової апаратури, продукції і напівфабрикатів хімічних заводів, парів бензину та інших компонентів, борошна на млинах, пилу на елеваторах, цукрової пудри на цукрових заводах, деревного пилу на деревообробних підприємствах.
Можуть бути вибухи в житлових приміщеннях, коли люди забувають вимкнути газ. Вибухи відбуваються на газопроводах при поганому контролі за їх станом і недотриманні вимог техніки безпеки при їх експлуатації. До важких наслідків призводять вибухи рудникового газу в шахтах.
Характеристика взивчатих речовин і вибухових пристроїв

Сучасні вибухові речовини можуть перебувати в газоподібному, рідкому, пластичному і твердому стані.
Газопароповітряних (ГПВС) і пилоповітряні суміші утворюють клас об'ємних вибухів.
Вибухи ГПВС можуть відбуватися в:

  • приміщеннях внаслідок витоку газів з побутових приладів;
  • ємностях їх зберігання і транспортування (спецрезервуарів, газгольдерах, цистернах, танках - вантажних відсіках танкерів);
  • глибинних штреках гірських виробок;
  • природному середовищу внаслідок пошкоджень трубопроводів, труб бурових свердловин, при інтенсивних витоках зріджених і горючих газів.
  • Зріджені вуглеводневі гази, аміак, хлор, фреони зберігаються у технологічних ємностях під сверхатмосферним тиском при температурі вище або дорівнює температурі навколишнього середовища, і з цих причин вони є вибухонебезпечними рідинами.
    У теплоізольованих ("ізотермічних") посудинах і резервуарах при негативних температурах зберігаються зріджені гази метан, азот, кисень, які називають кріогенними речовинами.
    Речовини інший характерною групи пропан, бутан, аміак, хлор зберігають у рідкому стані під тиском в одношарових посудинах і резервуарах при температурі навколишнього середовища.
    Відповідно до нормативів ГОСТу розроблена класифікація, що об'єднує речовини в чотири основні категорії.
    До першої категорії віднесені речовини з критичною температурою нижче температури середовища (кріогенні речовини - скраплений природний газ, що містить в основному метан, азот, кисень).
    У другу категорію входять речовини з критичної температурою вище, а точкою кипіння нижче, ніж у навколишньому середовищі (зріджений нафтовий газ, пропан, бутан, аміак, хлор). Їх особливістю є "миттєве" (дуже швидке) випаровування частини рідини при розгерметизації і охолодження частки, що залишилася до точки кипіння при атмосферному тиску.
    Третю категорію складають рідини, у яких критичний тиск вище атмосферного і точка кипіння вище температури навколишнього середовища (речовини, що знаходяться в звичайних умовах в рідкому стані). До цієї групи відносяться деякі речовини з попередньої категорії, наприклад, бутан в холодну погоду і етиленоксид при теплих природних умовах.
    Четверту категорію - речовини, що містяться при підвищених температурах (водяна пара в котлах, циклогексан та інші рідини під тиском і при температурі, що перевищує точку кипіння при атмосферному тиску).
    При значних руйнуваннях ємностей з кріогенними рідинами і речовинами другої категорії відбувається їх скипання з швидким випаровуванням і утворенням хмар газопароповітряних сумішей.
    Аварійне відкриття ємностей з негорючими або горючими перегрітими рідинами супроводжується вибухами і небезпечними осколковими ушкодженнями.
    Вогненна куля детонації виникає в результаті горіння газопароповітряних сумішей, переобогащенная вуглеводневими сполуками. Переходу до детонації сприяють перешкоди: стіни будівель, предмети, пересічена місцевість на шляху поширення полум'я, викликають явище турбулентності.
    Статистика 150 аварій у Росії і в країнах СНД в 1970-1989 рр.. показує, що в 42,5% випадків вибухів хмар газопароповітряних сумішей брали участь вуглеводневі гази (аміак, хлор, фреони), в 15,5% - пари легкозаймистих рідин, в 18% - водень, в 5,3% випадків - пил органічних продуктів .
    З 150 великих вибухів 84 відбулося в технологічній апаратурі, 66 - в атмосфері. У 73 випадках при вибухах були серйозні руйнування будівель, споруд та різного устаткування промислових підприємств.
    Вибухи пилу (пилоповітряних сумішей - аерозолів) представляють одну з основних небезпек хімічних виробництв і відбуваються в обмежених просторах (в приміщеннях будинків, всередині різного устаткування, штольнях шахт). Можливі вибухи пилу в мукомольном виробництві, на зернових елеваторах (борошняний пил) при її взаємодії з барвниками, сіркою, цукром з іншими порошкоподібними харчовими продуктами, а також при виробництві пластмас, лікарських препаратів, на установках роздрібнення палива (вугільного пилу), у текстильному виробництві .
    За даними зарубіжних джерел, з 1120 вибухів пилоповітряних сумішей на виробництвах, 540 сталися при роботах з зерном, борошном, цукром і іншими харчовими продуктами, 80 - з металами, 63-з вугільним пилом на установках роздрібнення палива, 33 - із сіркою, 61 - у хімічній та нафтопереробної промисловості.
    Тверді вибухові речовини
    Вибуховими речовинами називаються нестійкі хімічні сполуки або суміші, надзвичайно швидко переходять під впливом певного імпульсу в інші стійкі речовини з виділенням значної кількості тепла і великого обсягу газоподібних продуктів, які знаходяться під дуже великим тиском і, розширюючись, виконують ту чи іншу механічну роботу. Першим вибуховою речовиною був димний (чорний) порох, що з'явився в Європі в XIII столітті. Протягом 600 років димний порох був єдиним ВВ. У XIX столітті з розвитком хімії були отримані інші ВВ, звані нині бризантними. Вони були безпечними при поводженні з ними, володіли великою потужністю і стійкістю при зберіганні.
    У 1832 р. піроксилін було отримано з деревини, а в 1846 р. - з вати. У 1847 р. винайшли рідкий нітрогліцерин, на основі якого російський академік М.М. Зінін спільно з В.Ф. Петрушевским розробили динаміти, що застосовуються в різних рецептурах і в наш час.
    У другій половині XIX століття були отримані пікринової кислота, тротил, аміачно-селітрених речовини, а в XX столітті більш потужні ВВ, такі, як гексоген, тен, азид свинцю.
    Розвиток ВВ йшло в напрямку отримання речовин, що володіють меншою чутливістю і більшою стійкістю. Однак бри-зантние вибухові речовини не вибухали від іскри і пучка (променя) полум'я, достатнього для димного пороху, а тому застосовувати їх стали лише тоді, коли шведський промисловець А.Нобель запропонував в 1867 р. використовувати для цього гримучу ртуть, т.е . по суті справи створив сучасний капсуль-детонатор.
    Сучасні ВВ являють собою або хімічні сполуки (гексоген, тротил та ін), або механічні суміші (аміачно-селітрених і нітрогліцеринові).
    Инициирующие ВВ володіють найбільшою чутливістю до зовнішніх впливів. Розвиток процесу детонації в них відбувається за дуже малий проміжок часу, майже миттєво, і тому вони здатні детонувати в дуже малих кількостях від таких простих початкових імпульсів, як іскра і промінь полум'я, збуджуючи вибухове перетворення в інших менш чутливих речовинах.
    Вельми велика чутливість і слабкі вибухові характеристики не дозволяють використовувати їх в якості основних ВВ для отримання від них механічної роботи.
    Инициирующие ВР застосовуються для спорядження капсулів детонаторів і електродетонаторів.
    Бризантні ВВ отримали свою назву від французького слова "briser", що означає дробити, розламувати.
    Вони не детонують від таких простих початкових імпульсів, як іскра і промінь полум'я. Для порушення в них детонації необхідний початковий імпульс у вигляді вибуху невеликої кількості ініціюючого ВВ.
    Бризантні ВВ є основними речовинами, що застосовуються для спорядження боєприпасів (снарядів, мін, бомб) і виробництва вибухових робіт як для військових, так і для народногосподарських цілей.
    Метальні ВВ характеризуються тим, що їх дроблять дію проявляється в незначній мірі в порівнянні з дією у вигляді відкидання і розкидання довкілля. Вони легко спалахують від удару, тертя, іскри, прострілу кулею. На підривних роботах застосовуються дуже рідко, знаходять застосування в різних боєприпасах і в вогнепровідні шнурах.
    Основні властивості ВВ визначаються вибуховими і фізико-хімічними характеристиками.
    Вибуховими характеристиками є:

  • теплота вибуху і температура продуктів вибуху;
  • швидкість детонації;
  • бризантність (здатність дробити прилеглу до нього середовище);
  • працездатність (фугасна).
  • Теплота вибуху і температура продуктів вибуху
    З фізики відомо, що енергія і тепло, що виділяються в процесі реакції, знаходяться в прямій залежності між собою, тому кількість енергії, що виділяється при вибуху, і теплота є важливою енергетичної характеристикою ВВ, визначальною його працездатність. Чим більше виділено теплоти, тим вище температура нагріву продуктів вибуху, тим більше тиск, а отже, і вплив продуктів вибуху на довкілля.
    Швидкість детонації
    Від швидкості детонації ВР залежить швидкість вибухової перетворення, а отже, і час, протягом якого виділяється вся енергія, укладена в ВВ. А це разом з кількістю тепла, що виділяється при вибуху, характеризує потужність, що розвивається вибухом, отже, дає можливість правильно вибрати ВВ для виконання роботи. Для перебивання металу доцільніше отримати максимум енергії в короткий проміжок часу, а для викиду грунту цю ж енергію краще отримати за більш тривалий відрізок часу подібно до того, як при нанесенні різкого удару по дошці можна її перебити, а приклавши цю ж енергію поступово, тільки зрушити.
    Бризантність ВВ характеризується миттєвим стрибком тиску до дуже високих величин і швидким його падінням до атмосферного і нижче.
    Працездатність ВВ (фугасна) проявляється у формі викиду грунту з воронок і виїмок, утворенням порожнин в грунтах і скельних породах і розпушуванням їх. Фізико-хімічними характеристиками є: - чутливість до механічних і теплових впливів;
    - Фізична і хімічна стійкість;
    - Щільність.
    Чутливість вибухових речовин є однією з найважливіших характеристик ВВ. Вона визначає область і можливість практичного використання даної речовини.
    Занадто велика чутливість робить ВВ небезпечним і не зручним в зверненні. Наприклад, йодистий азот вибухає від дотику до нього. Суттєво впливають на чутливість до механічного зовнішньому імпульсу різні домішки. Пісок, скло, корунд, металеві тирса підвищують чутливість, а віск, парафін, вода і масло знижують її.
    Фізична і хімічна стійкість
    Стійкість ВВ визначає можливість, тривалість і терміни зберігання, а також умови зберігання та використання ВВ на вибухових роботах.
    Стійкістю називається здатність ВР зберігати в нормальних умовах зберігання та застосування сталість своїх фізико-хімічних і вибухових характеристик. Нестійкі ВВ можуть у певних умов знижувати і навіть повністю втрачати здатність до вибуху або ж, навпаки, настільки підвищувати свою чутливість, що стають небезпечними в обігу і підлягають знищенню. Вони здатні до саморазложению, а при відомих умовах і до самозаймання, що при великих кількостях цих речовин може призвести до вибуху. Слід розрізняти фізичну і хімічну стійкість ВВ.
    Фізична стійкість розглядає такі властивості ВР, як гігроскопічність, розчинність, старіння, затвердіння, злежуваність.
    Хімічна стійкість ВР визначається підігріванням невеликої кількості речовини протягом певного часу з одночасним контролем за швидкістю розкладання.
    Щільність ВВ
    Під щільністю розуміється вагу речовини в одиниці об'єму. Від щільності залежить чутливість ВВ до початкового імпульсу, швидкість детонації і бризантність.
    Здатність до детонації у ВВ зберігається при щільності в межах 0,8-1,7 г / см ^.
    З вибухових речовин виготовляються заряди. Для отримання різної механічної роботи потрібно різне їх кількість. Наприклад, для перебивання дерева потрібно менша кількість ВВ, ніж для перебивання металу за рівних їх розмірах.
    Для порушення детонації зарядів ВР застосовуються вогневої, електричний чи радіо способи підривання.
    Вогневої спосіб застосовують для висадження одиночних зарядів і рідше - кількох. Переваги вогневого способу підривання: простота, відсутність складних і дорогих пристосувань.
    Недоліки: відносна небезпека, неповна надійність висадження, неможливо досягти одночасності підриву кількох зарядів.
    Електричний спосіб підривання здійснюється за допомогою 25
    вибухових машинок, електричної мережі та електродетонаторів. Цим способом можна здійснювати підрив зарядів ВР з безпечної відстані або укриття: контролювати справність мережі та її елементів: виробляти підрив в певний час, підривати будь-яке число зарядів, в будь-якій послідовності.
    Останній спосіб застосовують для висадження зарядів за допомогою радіосигналів в строго визначений час та на значній відстані від них.
    Тверді вибухові речовини служать для наповнення вибухових пристроїв. Це гранати, міни, снаряди, саморобні вибухові пристрої.
    Розмінуванням вибухових пристроїв займаються фахівці - піротехніки. Окремі вибухові пристрої можуть знищуватися спеціальними апаратами, наявними на озброєнні груп розмінування.
    Вибух у будинку, на вулиці, у транспорті, метро
    Причинами вибухів в будинку можуть бути: вибух телевізора, газу, легкогорючих і легкозаймистих речовин, що зберігаються в будинку або на балконі.
    Так, наприклад, в червні 1997 р. в г.Химки на 8 поверсі курив чоловік. Кинутий ним недопалок вітер відніс на 6 поверх, де господар іншої квартири зберігав каністри з бензином. Того дня стояла спека, пари бензину вибухнули, унаслідок чого вигоріло кілька квартир на трьох поверхах.
    Причинами вибуху на вулиці може бути зіткнення транспортних засобів, коли спочатку відбувається пожежа, а потім вибух бензобаків. Причиною вибуху на транспорті і метро може бути: вибух вибухових пристроїв у ході або при підготовці терористичних актів. Нещодавно засоби масової інформації повідомили про вибух на Каширському шосе в автомобілі "Ока" саморобного вибухового пристрою, що спрацював від дзвінка телефону стільникового зв'язку.
    Ознаки, що свідчать про небезпеку вибуху

    На небезпека вибуху в будинку може вказувати запах газу і що виник задимлення. Близько квартири - сліди ремонтних робіт, ділянки стіни з порушеною забарвленням, що відрізняється від загального фону.
    У транспорті і метро ознаками, що свідчать про небезпеку вибуху, можуть бути непрямі ознаки використання само-
    слушних або промислових вибухових пристроїв, нетипових для даного місця: невідомий згорток, залишки різних матеріалів (проводів, ізоляційної стрічки). У громадських місцях і транспорті повинні звертати на себе увагу залишені сумка, портфель, коробка.
    Іноді терористи використовують поштовий канал. Для листів з пластикової міною характерна невелика товщина (не більше 3 мм), пружність, схожа з гумою, вагу не менше 50 г і ретельна упаковка. На конверті можуть бути плями, проколи, можливий специфічний запах.
    Основні вражаючі фактори вибуху
    Пожежо-вибухові явища характеризуються такими факторами:

  • повітряної ударної хвилею, що виникає при різного роду вибухах газо-повітряних сумішей, резервуарів з перегрітої рідиною і резервуарів під тиском;
  • тепловим випромінюванням і розлітаються осколками;
  • дією токсичних речовин, які застосовувалися в технологічному процесі чи утворилися в ході пожежі або інших аварійних ситуаціях.
  • Вторинні наслідки від вибухів
    Дія повітряної ударної хвилі може викликати вторинні наслідки, так як при вибуху вибухової речовини в атмосфері виникають ударні хвилі, що поширюються з великою швидкістю у вигляді областей сжатія.Ударная хвиля досягає земної поверхні і відбивається від неї на деякій відстані від епіцентру вибуху, фронт відбитої хвилі зливається з фронтом падаючої хвилі, внаслідок чого утворюється так звана головна хвиля з вертикальним фронтом.
    При наземному вибуху повітряна ударна хвиля, як і при повітряному вибуху, поширюється від епіцентру з вертикальним фронтом.
    При підземному вибуху повітряна ударна хвиля послаблюється грунтової середовищем.

    Читайте також: Байкальський омуль

     


    Цікавий факт

    Сіль згадується в Біблії більше тридцяти разів.