Физико-химические свойства ВВ

Постоянство технологических свойств ВВ зависит от физико-химических свойств входящих в него компонентов:

1. Пластичность – способность ВВ высоковязкой мягкой структуры легко деформироваться при незначительных нагрузках и сохранять принятую форму заряда. Особенности пластичных ВВ: повышенная плотность, способность заполнять всю зарядную камеру. Пластичность обеспечивается содержанием в ВВ жидкой фазы и загущающего компонента, придающего ему необходимую вязкость.

2. Текучесть – способность ВВ низковязкой структуры за счет жидких компонентом литься, их можно транспортировать по шлангам.

3. Сыпучесть – способность ВВ свободно высыпаться из калиброванных отверстий, легко транспортироваться по трубам и шлангам, характеризуется углом естественного откоса или углом воронки высыпания ВВ.

4. Пыление – способность сыпучих ВВ при обращении с ними выделять в окружающую среду мелкодисперсные частицы, зависит от влажности и дисперсности ВВ, скорости движения частиц ВВ в процессе пневматического транспортирования по шлангам.

5. Гигроскопичность – способность ВВ поглощать влагу из воздуха, определяется величиной его гигроскопической точки, выражаемой в процентах относительной влажности ВВ и характеризующей такое его состояние, при котором оно не подсыхает и не увлажняется.

6. Водоустойчивость – способность ВВ сохранять свои взрывчатые свойства при погружении в воду, характеризуется временем пребывания заряда ВВ в воде, в течение которого взрывчатые характеристики ВВ не снизились относительно установленных норм. Водоустойчивость достигается следующими путями:

- формированием внешней гидроизоляции ВВ за счет покрытий из гидрофобных материалов (парафин, петролатум, гудрон и т. п.) или пластиковых оболочек (полиэтилен) зарядов;

- введением в состав ВВ гидрофобных добавок (окислы железа, соли жирных кислот, смешанные с парафином до 0,5% по объему) и покрытия каждой частички гидроизоляционным слоем;

- за счет структурирования ВВ – создания мало- или беспористой структуры, проникновение воды, в которую затруднено;

- введением в состав смесевого ВВ только водостойких компонентов (тротил, нитроэфиры, гексоген, ТЭН, алюминиевая пудра, ферросилиций и др.).

7. Электризация – способность ВВ накапливать заряды статического электричества за счет трения частиц при их пересыпании. Степень электризации зависит от относительной влажности воздуха и ВВ, его дисперсности (при частицах менее 1 мм – повышается), скорости движения частиц ВВ при механизированном пневматическом заряжании (более 18 м/с – может привести к вспышкам ВВ).

8. Слеживаемость – способность порошкообразных ВВ терять при хранении свою сыпучесть и превращаться в плотную массу, что затрудняет заряжание, снижает детонационную способность.

Причины слеживаемости:

- рекристаллизация водо-растворимых компонентов ВВ (аммиачная селитра при нагреве более +32⁰ С);

- увеличение степени измельчения частиц ВВ;

- "прессование" ВВ при хранении в мягкой упаковке в штабелях под весом верхних слоев.

Способы устранения или ослабления слеживаемости:

- хранение ВВ в условиях, исключающих внешние сдавливающие нагрузки и резкие колебания температуры;

- введение в состав ВВ добавок, снижающих их слеживаемость (пористые вещества, поверхностно-активные добавки);

- укрупнение частиц ВВ или отдельных его компонентов путем зернения или гранулирования.

9. Расслаиваемость – способность смесевых ВВ самопроизвольно или под действием внешних сил разделяться на компоненты, различающиеся по плотности, агрегатному состоянию, форме и размерам частиц (твердая и жидкая фаза).

10. Эксудация ВВ (от лат. exsudo – выделять; англ. exudation of explosives) – перемещение жидких компонентов, входящих в состав ВВ, к поверхности заряда за счет действия капиллярных сил.

Эксудация обычно наблюда­ется у патронированных ВВ, содержащих свободные или загущённые полимера­ми жидкие компоненты (водные и нит­роглицериновые). Эксудация у нитроэфирсодержащих ВВ происходит при содер­жании нитроэфиров более 10%. Ей способствуют увлажнение и попере­менное нагревание и охлаждение ВВ. Особенно опасна эксудация для пластичных динамитов, т. к. появление жидких нит­роглицерина или нитрогликоля на бу­мажной обёртке патронов повышает опасность в обращении с ВВ.

Эксудацию оценивают визуально по масля­нистым следам на оболочке или упа­ковке ВВ либо определяют взвешива­нием эксудата. Для предупреждения эксудации ВВ усиливают желатинизацию жид­ких компонентов или вводят в ВВ до­бавки-поглотители.

11. Летучесть – способность некоторых компонентов ВВ частично или полностью выделяться из его состава в процессе хранения, подготовки и применения (нитроэфиры, дизельное топливо, вода), что может привести к изменению характеристик ВВ и ухудшению санитарно-гигиенических условий труда персонала. Повышается при возрастании температуры.

12. Уплотняемость – способность сыпучих ВВ уплотняться под воздействием нагрузок. Имеет положительное значение для заряда гранулированного ВВ, и отрицательное – для порошкообразных ВВ может привести к снижению или полной потере детонационной способности. С увеличением влажности уплотняемость повышается.

13. Старение – необратимое ухудшение взрывчатых свойств ВВ при хранении, связанное с химическими или физическими изменениями в веществе, происходящими в результате внутренних процессов или взаимодействия с внешней средой. Интенсивность старения определяется условиями и длительностью хранения, качеством упаковки и составом ВВ. Для предотвращения физического старения (слеживаемость) и химического старения (окисление алюминия, обменная химическая реакция компонентов ВВ) в состав ВВ вводят разрыхлители или взрывчатые сенсибилизаторы, нерастворимые в жидкой фазе вещества.

14. Химическая стойкость – способность ВВ сохранять свой химический состав и соответствующие ему физико-механические и взрывчатые свойства в процессе длительного хранения и использования, оценивается скоростью разложения ВВ при повышенных температурах. Зависит от наличия в ВВ химически нестойких веществ, условий хранения и присутствия несовместимых или реагирующих друг с другом компонентов.

15. Технологическая стойкость – способность ВВ сохранять свои первоначальные свойства и качества в процессе выполнения различных технологических операций по его подготовке, транспортированию и заряжанию. Обеспечивается физической и химической стабильностью веществ, входящих в состав ВВ.

16. Кислородный баланс – это отношение избыточного или недостаточного количества кислорода в составе ВВ к количеству кислорода, необходимого для полного окисления всех горючих элементов ВВ.

При окислении водород Н превращается в воду Н₂О, углерод С – в углекислый гас СО₂, выделяется свободный молекулярный азот, а при избытке кислорода – и свободный молекулярный кислород.

Число атомов кислорода, необходимых для полного окисления горючих элементов ВВ

О = 2С + 0,5Н, (3.1)

 

где С, Н – число атомов кислорода, углерода и водорода в составе ВВ, соответственно.

Кислородный баланс индивидуального ВВ равен, %

 

КБ = {16 [О – (2С + 0,5Н)] _* 100} / М, (3.2)

 

где 16 – относительная атомная масса кислорода; М – относительная молекулярная масса ВВ.

Кислородный коэффициент ВВ

 

α_к = О / (2С + 0,5Н) (3.3)

 

При избытке кислорода кислородный баланс (КБ) считается положительным, при недостатке – отрицательным, а при полностью сбалансированном соотношении горючих элементов и окислителя – нулевым (КБ = 0, α_к = 1).