Общая характеристика взрывов и их повреждающих факторов. Понятие и виды взрывов и взрывчатых веществ Типы взрывов

Что такое взрыв? Это процесс мгновенного преобразования состояния при котором выделяется значительное количество тепловой энергии и газов, образующих ударную волну.

Взрывчатые вещества представляют собой соединения, обладающие способностью подвергаться изменениям в физическом и химическом состоянии в результате внешнего воздействия с образованием взрыва.

Классификация типов взрывов

1. Физический - энергия взрыва представляет собой потенциальную энергию сжатого газа или пара. В зависимости от величины внутреннего давления энергии получается взрыв различной мощности. Механическое воздействие взрыва обусловлено действием ударной волны. Обломки оболочки обуславливают дополнительное поражающее действие.

2. Химический - в этом случае взрыв обусловлен практически мгновенным химическим взаимодействием веществ, входящих в состав, с выделением большого количества тепла, а также газов и пара с высокой степенью сжатия. Взрывы подобных типов характерны, к примеру, для пороха. Возникающие в результате химической реакции вещества при нагреве приобретают большое давление. Взрыв пиротехники тоже относится к этому виду.

3. Атомные взрывы представляют собой молниеносные реакции ядерного расщепления или слияния, характеризующиеся огромной мощностью выделяемой энергии, в том числе тепловой. Колоссальная температура в эпицентре взрыва приводит к образованию зоны очень высокого давления. Расширение газа приводит к появлению ударной волны, являющейся причиной механических разрушений.

Понятие и классификация взрывов позволяют правильно действовать в чрезвычайной ситуации.

Тип действия

Отличительные особенности

Взрывы различаются в зависимости от протекающих химических реакций:

Разложение характерно для газообразной среды.
Окислительно-восстановительные процессы подразумевают наличие восстановителя, с которым прореагирует находящийся в воздухе кислород.
Реакция смесей.

К объемным взрывам относят пылевые взрывы, а также взрывы паровых облаков.

Пылевые взрывы

Характерны они для замкнутых запыленных сооружений, таких, как шахты. Опасная концентрация взрывоопасной пыли появляется при проведении механических работ с сыпучими материалами, дающими большое количество пыли. Работа с взрывоопасными веществами предполагает полное знание того, что такое взрыв.

Для каждого типа пыли существует так называемая предельная допустимая концентрация, при превышении которой возникает опасность самопроизвольного взрыва, и измеряется такое количество пыли в граммах на кубометр воздуха. Рассчитанные значения концентрации не являются постоянными величинами и должны корректироваться в зависимости от влажности, температуры и других условий внешней среды.

Особую опасность представляет собой наличие метана. В этом случае существует повышенная вероятность детонации пылевых смесей. Уже пятипроцентное содержание паров метана в воздухе грозит взрывом, за счет чего следует воспламенение пылевого облака и увеличение турбулентности. Возникает положительная обратная связь, приводящая к взрыву большой энергии. Ученых привлекают такие реакции, теория взрыва до сих пор не дает покоя многим.

Безопасность при работе в замкнутом пространстве

При работе в замкнутых помещениях с высоким содержанием пыли в воздухе следует в обязательном порядке придерживаться следующих правил безопасности:

Удаление пыли путем вентиляции;

Борьба с излишней сухостью воздуха;

Разбавление воздушной смеси для снижения концентрации взрывчатых веществ.

Пылевые взрывы характерны не только для шахт, но и для зданий, и зернохранилищ.

Взрывы паровых облаков

Представляют собой реакции молниеносной смены состояния, порождающие образование взрывной волны. Случаются на открытом воздухе, в ограниченном пространстве из-за воспламенения горючего парового облака. Как правило, подобное происходит при утечке

Отказ от работы с горючим газом или паром;

Отказ от источников зажигания, способных вызвать искру;

Избегание замкнутого пространства.

Нужно здраво понимать, что такое взрыв, какую опасность он несет. Несоблюдение правил безопасности и неграмотное использование некоторых предметов приводит к катастрофе.

Взрывы газа

Самые распространенные чрезвычайные происшествиями, при которых происходит взрыв газа, случаются в результате неправильного обращения с газовым оборудованием. Важно своевременное устранение и характерное определение. Что значит взрыв от газа? Происходит он из-за неправильной эксплуатации.

Для того чтобы не допустить подобных взрывов, все газовое оборудование должно проходить регулярный профилактический технический осмотр. Всем жителям частных домовладений, а также многоквартирных домов, рекомендован ежегодный ТО ВДГО.

Для снижения последствий взрыва конструкции помещений, в которых установлено газовое оборудование, делают не капитальными, а, наоборот, облегченными. В случае взрыва не возникает больших повреждений и завалов. Теперь вы представляете, что такое взрыв.

Для того чтобы утечку бытового газа было легче определить, в него добавляют ароматическую добавку этилмеркаптан, что обуславливает характерный запах. При наличии такого запаха в помещении необходимо открыть окна, обеспечив поступление свежего воздуха. После чего следует вызвать газовую службу. В это время лучше не пользоваться электрическими выключателями, способными вызвать искру. Строго запрещается курить!

Взрыв пиротехники тоже может стать угрозой. Склад таких предметов должен быть оборудован в соответствии с нормами. Некачественная продукция может нанести вред человеку, который ею пользуется. Все это стоит непременно учитывать.

Взрыв - быстропротекающий физический или физико-химический процесс, проходящий со значительным выделением энергии в небольшом объёме за короткий промежуток времени и приводящий к ударным, вибрационным и тепловым воздействиям на окружающую среду вследствие высокоскоростного расширения продуктов взрыва .

Дефлаграционный взрыв - энерговыделение в объёме облака горючих газообразных смесей и аэрозолей при распространении экзотермической химической реакции с дозвуковой скоростью .

Детонационный взрыв - взрыв, при котором воспламенение последующих слоев взрывчатого вещества происходит в результате сжатия и нагрева ударной волной, характеризующейся тем, что ударная волна и зона химической реакции следуют неразрывно друг за другом с постоянной сверхзвуковой скоростью .

Химический взрыв неконденсированных веществ от горения отличается тем, что горение происходит, когда горючая смесь образуется в процессе самого горения. :36

Продукты взрыва обычно являются газами с высокими давлением и температурой, которые, расширяясь, способны совершать механическую работу и вызывать разрушения других объектов. В продуктах взрыва помимо газов могут содержаться и твёрдые высокодисперсные частицы. Разрушительное действие взрыва вызвано высоким давлением и образованием ударной волны . Действие взрыва может быть усилено кумулятивными эффектами .

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

По происхождению выделившейся энергии различают следующие типы взрывов:

Химические взрывы взрывчатых веществ - за счёт энергии химических связей исходных веществ.
Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны , паровые котлы , трубопроводы) - за счет энергии сжатого газа или перегретой жидкости. К ним, в частности, относятся:
- Взрыв расширяющихся паров вскипающей жидкости (BLEVE) .
- Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.
- Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.
Ядерные взрывы - за счет энергии, высвобождающейся в ядерных реакциях.
Электрические взрывы (например, при грозе).
Вулканические взрывы.
Взрывы при столкновении космических тел, например, при падении метеоритов на поверхность планеты.
Взрывы, вызванные гравитационным коллапсом (взрывы сверхновых звёзд и др.).

Химические взрывы

Единого мнения о том, какие именно химические процессы следует считать взрывом, не существует. Это связано с тем, что высокоскоростные процессы могут протекать в виде детонации или дефлаграции (медленного горения). Детонация отличается от горения тем, что химические реакции и процесс выделения энергии идут с образованием ударной волны в реагирующем веществе, и вовлечение новых порций взрывчатого вещества в химическую реакцию происходит на фронте ударной волны, а не путём теплопроводности и диффузии , как при медленном горении. Различие механизмов передачи энергии и вещества влияют на скорость протекания процессов и на результаты их действия на окружающую среду, однако на практике наблюдаются самые различные сочетания этих процессов и переходы горения в детонацию и обратно. В связи с этим обычно к химическим взрывам относят различные быстропротекающие процессы без уточнения их характера.

Существует более жёсткий подход к определению химического взрыва как исключительно детонационному. Из этого условия с необходимостью следует, что при химическом взрыве, сопровождаемом окислительно-восстановительной реакцией (сгоранием), сгорающее вещество и окислитель должны быть перемешаны, иначе скорость реакции будет ограничена скоростью процесса доставки окислителя, а этот процесс, как правило, имеет диффузионный характер. Например, природный газ медленно горит в горелках домашних кухонных плит, поскольку кислород медленно попадает в область горения путём диффузии. Однако, если перемешать газ с воздухом, он взорвётся от небольшой искры - объёмный взрыв . Существуют очень немногие примеры химических взрывов, не имеющих своей причиной окисление/восстановление, например реакция мелкодисперсного оксида фосфора(V) с водой, но её можно рассматривать и как паровой взрыв .

Индивидуальные взрывчатые вещества , как правило, содержат кислород в составе своих собственных молекул. Это метастабильные вещества, которые способны храниться более или менее долгое время при нормальных условиях. Однако при инициировании взрыва веществу передаётся достаточная энергия для самопроизвольного распространения волны горения или детонации, захватывающей всю массу вещества. Подобными свойствами обладают нитроглицерин , тринитротолуол и другие вещества.

Материал из Википедии - свободной энциклопедии

В физике и технике термин "взрыв" используется в разных смыслах: в физике необходимым условием для взрыва является наличие ударной волны , в технике для отнесения процесса к взрыву наличие ударной волны не обязательно, но существует угроза разрушения оборудования и зданий. В технике в значительной части термин "взрыв" связан с процессами, происходящими внутри замкнутых сосудов и помещений, которые при чрезмерном повышении давления могут разрушится и при отсутствии ударных волн. В технике для внешних взрывов без образования ударных волн рассматриваются волны сжатия и воздействие огненного шара. :9 При отсутствии ударных волн, признаком определяющим взрыв является звуковой эффект волны давления. :104 В технике дополнительно к взрывам и детонации также выделяют хлопки. :5

В юридической литературе широко используется термин "криминальный взрыв" - взрыв, причиняющий материальный ущерб, вред здоровью и жизни людей, интересам общества, а также взрыв, который может вызвать смерть человека.

Действие взрыва

Последствия взрыва паровоза, 1911 год

Действие ударной волны на предметы зависит от их характеристик. Разрушение капитальных строений зависит от импульса взрыва. Например, при действии ударной волны на кирпичную стену она начнет наклонятся. За время действия ударной волны наклон будет незначительным. Однако, если и после действия ударной волны стена будет наклонятся по инерции, то она рухнет. Если предмет жесткий, прочно укреплен и имеет небольшую массу, то он успеет изменить свою форму под действием импульса взрыва и будет сопротивляться действию ударной волны, как силе, приложенной постоянно. В этом случае разрушение будет зависеть не от импульса, а от давления, вызываемого ударной волной. :37

Источники энергии

По происхождению выделившейся энергии различают следующие типы взрывов:

Химические взрывы взрывчатых веществ - за счёт энергии химических связей исходных веществ.
Взрывы ёмкостей под давлением (газовые баллоны , паровые котлы , трубопроводы) - за счет энергии сжатого газа или перегретой жидкости. К ним, в частности, относятся:
- Взрывы при сбросе давления в перегретых жидкостях.
- Взрывы при смешивании двух жидкостей, температура одной из которых намного превышает температуру кипения другой.
Ядерные взрывы - за счет энергии, высвобождающейся в ядерных реакциях.
Электрические взрывы (например, при грозе).
Вулканические взрывы.
Взрывы при столкновении космических тел, например, при падении метеоритов на поверхность планеты.
Взрывы, вызванные гравитационным коллапсом (взрывы сверхновых звёзд и др.).

Химические 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.

Взрывчатыми веществами (ВВ) – особые группы веществ, способные к взрывчатым превращениям в результате внешних воздействий.
Различают взрывы :

1.Физический – высвобождающаяся энергия является внутренней энергией сжатого или сжиженного газа (сжиженного пара). Сила взрыва зависит от внутреннего давления. Возникающие разрушения могут вызываться ударной волной от расширяющегося газа или осколками разорвавшегося резервуара (Пример: разрушение резервуаров со сжатым газом, паровых котлов, а также мощные электрические разряды)

2.Химический – взрыв, вызванный быстрой экзотермической химической реакцией, протекающей с образованием сильно сжатых газообразных или парообразных продуктов. Примером может служить взрыв дымного пороха, при котором происходит быстрая химическая реакция между селитрой, углем и серой, сопровождающаяся выделением, значительного количества теплоты. Образовавшиеся газообразные продукты, нагретые за счет теплоты реакции до высокой температуры, обладают высоким давлением и, расширяясь, производят механическую работу.

3.Атомные взрывы . Быстропротекающие ядерные и ли термоядерные реакции (реакции деления или соединения атомных ядер), при которых освобождается очень большое количество теплоты. Продукты реакции, оболочка атомной или водородной бомбы и некоторое количество окружающей бомбу среды мгновенно превращается в нагретые до очень высокой температуры газы, обладающие соответственно высоким давлением. Явление сопровождается колоссальной механической работой.

Химические взрывы подразделяются на конденсированные и объемные взрывы.

А) Под конденсированными взрывчатыми веществами понимаются химические соединения и смеси, находящиеся в твердом или жидком состоянии, которые под влиянием определенных внешних условий способны к быстрому самораспространяющемуся химическому превращению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, производят механическую работу. Такое химическое превращение ВВ принято называть взрывчатым превращением.

Возбуждением взрывчатого превращения ВВ называется инициированием. Для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:
- механическим (удар, накол, трение);
- тепловым (искра, пламя, нагревание);
- электрическим (нагревание, искровой разряд);
- химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);
- взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).

Конденсированные ВВ подразделяются на группы :

	Характеристика. Примеры вещества.
	Чрезвычайно опасные вещества Нестабильны. Взрываются даже в самых малых количествах. Трихлорид азота; некоторые органические перекисные соединения; ацетиленид меди, образующийся при контакте ацетилена с медью или медесодержащим сплавом
	Первичные ВВ Менее опасные вещества. Инициирующие соединения. Обладают очень высокой чувствительность к удару и тепловому воздействию. Используются в основном в капсулях-детонаторах для возбуждения детонации в зарядах ВВ. Азид свинца, гремучая ртуть.
	Вторичные ВВ (бризантные ВВ) Возбуждение детонации в них происходит при воздействии сильной ударной волны. Последняя может создаваться в процессе их горения или с помощью детонатора. Как правило, ВВ этой группы сравнительно безопасны в обращении и могут храниться в течение длительных промежутков времени. Динамиты, тротил, гексоген, октоген, централит.
	Метательные ВВ, пороха Чувствительность к удару очень мала, относительно медленно горят. Баллиститные пороха – смесь нитроцеллюлозы, нитроглицерина и других технологических добавок. Загораются от пламени, искры или нагрева. На открытом воздухе быстро горят. В замкнутом сосуде взрываются. На месте взрыва черного пороха, содержащего азотнокислый калий, серу и древесный уголь в отношениях 75:15:10, остается остаток, содержащий углерод.

Классификацию взрывов можно произвести и по типам химических реакций:

Реакция разложения – процесс разложения, который дают газообразные продукты
Окислительно-восстановительная реакция – реакция, в которой воздух или кислород реагирует с восстановителем
Реакция смесей – пример такой смеси – порох.

Б) Объемные взрывы бывают двух типов:

Взрывы облака пыли (пылевые взрывы) рассматриваются как взрывы пыли в штольнях шахт и в оборудовании или внутри здания. Такие взрывоопасные смеси возникают при дроблении, просеве, насыпке, перемещении пылящих материалов. Взрывоопасные пылевые смеси имеют нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ) , определяемый содержанием (в граммах на кубический метр) пыли в воздухе. Так для порошка серы НКПВ составляет 2,3 г/м3. Концентрационные пределы пыли не являются постоянными и зависят от влажности, степени измельчения, содержания горючих веществ.

В основе механизма пылевых взрывов на шахтах лежат относительно слабые взрывы газовоздушной смеси воздуха и метана. Такие смеси считаются уже взрывоопасными при 5%-ной концентрации метана в смеси. Взрывы газовоздушной смеси вызывают турбулентность воздушных потоков, достаточных для того, чтобы образовать пылевое облако. Воспламенение пыли порождает ударную волну, поднимающую еще большее количество пыли, и тогда может произойти мощный разрушительный взрыв.

Меры, применяемые для предупреждения пылевых взрывов:

вентиляция помещений, объектов
увлажнение поверхностей
разбавление инертными газам (СО 2, N2) или порошками силикатными

Пылевые взрывы внутри зданий, оборудования чаще всего происходят на элеваторах, где из-за трения зернышек при их перемещении образуется большое количество мелкой пыли.

Взрывы паровых облаков – процессы быстрого превращения, сопровождающиеся возникновением взрывной волны, происходящие на открытом воздушном пространстве в результате воспламенения облака, содержащего горючий пар.

Такие явления возникают при утечке сжиженного газа, как правило, в ограниченных пространствах (помещениях), где быстро растет та предельная концентрация горючих элементов, при которой происходит воспламенение облака.
Меры, применяемые для предупреждения взрывов паровых облаков:

сведение к минимуму использования горючего газа или пара
отсутствие источников зажигания
расположение установок на открытом, хорошо проветриваемой местности

Наиболее часто ЧС, связанные с взрывами газа , возникают при эксплуатации коммунального газового оборудования.

Для предупреждения таких взрывов ежегодно проводят профилактику газового оборудования. Здания взрывоопасных цехов, сооружений, часть панелей в стенах делают легкоразрушаемыми, а крыши – легкосбрасываемыми.

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВНУТРЕННЕЙ И ВНЕШНЕЙ БАЛЛИСТИКЕ.

Наука, изучающая движение пули (снаряда), называется баллистикой (баллистика от греческого слова БАЛЛО - бросаю). По характеру сил действующих на пулю, баллистика делится на внутреннюю и внешнюю.

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые смеси и химические соединения, способные под влиянием незначительных внешних воздействий (удар, трение, укол, нагревание и т.д.) совершать быстрое превращение в газообразное состояние.

Взрывом называется явление чрезвычайно быстрого физического или химического изменения вещества, сопровождающегося таким же быстрым превращением его потенциальной (скрытой) энергии в механическую работу.

Химическая реакция, сопровождающаяся взрывом, называется взрывчатым превращением.

Характерные признаки взрыва следующие: кратковременность процесса - быстрота перехода ВВ из твердого или жидкого состояния в газообразное, т.е. в конечную систему продуктов превращения. В зависимости от химического состава и условий, при которых происходит взрыв, взрывчатые превращения протекают с различными скоростями - от сотых до миллионных долей секунды. Так, заряд бездымного пороха сгорает в винтовке за 0,0012 сек., 1 кг. динамита взрывается в течение 0,00002 сек.; образование газов - наличие большого количества газообразных продуктов взрыва, способных к расширению. Количество выделяющихся при взрыве газообразных продуктов выражается приблизительно следующими цифрами: 1 л. пироксилина дает 994 л. газообразных продуктов взрыва; 1 л. нитроглицерина дает 1121 л. газообразных продуктов взрыва; выделение тепла при реакции взрывчатого превращения, что увеличивает упругость газовых продуктов.

Виды взрывчатых превращений

В зависимости от химического состава ВВ и условий взрыва взрывчатые превращения протекают с различными скоростями, при которых может происходить: быстрое сгорание, собственно взрыв, детонация.

Быстрым сгоранием ВВ называется процесс взрывчатого превращения, распространяющийся по всей массе ВВ со скоростью не более НЕСКОЛЬКИХ метров в секунду. Пример - сгорание на открытом воздухе зерен дымного пороха, протекающее со скоростью 10-12 мм/сек.

В закрытом объеме сгорание ВВ протекает более энергично, чем на воздухе, причем горение сопровождается резким звуком. Пример - горение боевого заряда бездымного пороха в канале ствола (скорость примерно до 10 м/с). Последовательное быстрое сгорание ВВ сопровождается более или менее быстрым нарастанием давления газов в канале ствола, которое по мере образования распространяется в сторону наименьшего сопротивления, выполняя при этом работу по перемещению, выталкиванию из канала ствола пули или снаряда.

Собственно взрыв - процесс разложения ВВ, который протекает с огромной скоростью, измеряемой сотнями метров в секунду. Такой взрыв сопровождается резким нарастанием давления газов в месте взрыва, ударом газов по окружающей среде, что влечет раскалывание и дробление предметов, находящихся в непосредственной близости от места взрыва.

Детонацией называют процесс, распространяющийся по ВВ с максимально возможной для него скоростью взрывчатого превращения, измеряемой обычно тысячами метров в секунду (скорость детонации пироксилина - до 6800 м/с, нитроглицерина - 8200 м/с). К концу взрыва, т.е. к моменту, когда разложится весь заряд, газы еще не успевают расшириться и занимают первоначальный объем ВВ, в связи с чем сразу же развивается громадное давление газов во все стороны. Такой резкий скачок давления и удар газов приводят к дроблению преграды на мельчайшие куски.