Техногенный взрыв

Взрыв – это практически мгновенное высвобождение сконцентрированной во взрывной системе энергии, вызванное изменением физико-химического состояния вещества, сопровождающееся образованием ударной волны с избыточным давлением сжимаемой среды на фронте волны выше порогового значения.

Взрывы в промышленной зоне индустриально‑селитебного комплекса (ИСК) имеют стохастический характер. Они происходят:

а) при разрушении сосудов под высоким давлением находящихся в них веществ;

б) соприкосновении расплавленных металлов с водой;

в) дефлаграции и детонации газовоздушных смесей, образующихся при утечках горючих газов;

в) дефлаграции и детонации паровоздушных смесей, возникающих при испарении разлитых жидкостей;

г) дефлаграции пылевоздушных смесей, способных возникать при обработке пылеобразующих веществ;

д) химическом разложении промышленных взрывчатых веществ в случае нарушения правил их безопасного изготовления, хранения, транспортирования.

Техногенные взрывы по характеру изменения состояния вещества подразделяются на химические и физические. Химический взрыв связан с химическими превращениями вещества. Физический взрыв вызывается изменением состояния вещества, характеризующегося высокими значениями давлений или температур. К физическим взрывам относятся взрывы сосудов под давлением и паровые взрывы.

Взрыв сосуда под давлением происходит в результате следующих обстоятельств:

· снижения прочности стенок ёмкости;

· заполнения ёмкости веществом сверх допустимого предела;

· нагрева вещества до температуры, соответствующей внутреннему давлению, превышающему предельно допустимую для ёмкости величину;

· химических превращений вещества, приводящих к увеличению внутреннего давления выше предельного.

Паровой взрыв возникает при смешении двух жидких веществ с разными температурами, при условии, что температура одного из них значительно превышает температуру кипения другого. При паровом взрыве в состав взрывной системы входят высокотемпературная жидкость, холодная жидкость с низкой температурой кипения и окружающая среда. Паровой взрыв может, например, произойти при соприкосновении расплавленного чугуна с водой.

Химические взрывы вызываются быстрыми химическими превращениями, происходящими в результате следующих реакций:

· реакций взрывчатого разложения вещества;

· окислительных реакций;

· реакций полимеризации, изомеризации и конденсации в сложных химических соединениях;

· реакций в сложных смесях.

Примером реакции разложения может служить реакция взрывчатого превращения тротила:

Тротил или тринитротолуол (ТНТ) – это взрывчатое вещество для снаряжения боеприпасов. Из тротила готовят заряды (патроны и шашки), используемые для взрывных работ в промышленности. Удельная энергия взрыва тринитротолуола составляет

кДж/кг.

При взрыве тротила в состав взрывной системы входит заряд тротила, оболочка заряда и окружающая среда. Газообразные продукты взрыва тротила сжимают и оттесняют окружающий воздух в направлении меньшего давления. Расширяющаяся поверхность зоны продуктов взрыва оказывается окружённой слоем сжатого воздуха. При размере радиуса зоны продуктов взрыва в 10-15 радиусов заряда зона сжатого воздуха отрывается от зоны продуктов взрыва и самостоятельно перемещается в окружающей среде в составе воздушной ударной волны.

По характеру развития взрывного процесса в пространстве все химические взрывы подразделяются на точечные и объёмные. Точечный взрыв – это взрыв твёрдого или жидкого вещества, занимающего малый относительно зоны воздействия объём. Объёмный взрыв есть дефлаграционный или детонационный взрыв газовоздушного, паровоздушного или пылевоздушного облака, занимающего значительный относительно зоны воздействия объём. Под облаком понимают область локального рассеяния в атмосфере какого-либо вещества в твёрдом, жидком или газообразном состоянии.

Химические взрывы классифицируют по плотности взрывчатого вещества – различают взрывы конденсированного вещества и взрывы неконденсированного вещества. Взрывы конденсированных веществ вызываются превращениями твёрдых и жидких веществ, таких как тринитротолуол C₆H₂CH₃(NO₂)₃ и нитроглицерин C₃H₅ (ОNO₃)₃. Взрывы неконденсированных веществ возникают в смесях воздуха с горючими газами, парами или пылью.