|
|
пвр. ПВР. 1. 3 Взрывчатые вещества, применяемые при пвр, и их свойства
1.3 Взрывчатые вещества, применяемые при ПВР,
и их свойства
Взрыв – это очень быстрое выделение большого количества энергии и большого объема газов. Химические взрывчатые вещества, способные вызывать взрыв, содержат в скрытой потенциальной форме энергию на молекулярном уровне. При взрыве происходит химическое преобразование взрывчатых веществ в раскаленные газы, имеющие очень высокое давление. При расширении газы интенсивно охлаждаются, их давление резко падает, и энергия передается окружающей среде с очень большим коэффициентом полезного действия. Газы действуют на окружающую среду с такой силой, что эта среда начинает сжиматься и перемещаться.
Взрывы вызываются не только быстрым превращением химических веществ, они могут быть атомными, электрическими, перегретых паровых котлов, газовых баллонов и т.д. В каждом случае быстро высвобождается большое количество энергии и совершается работа в окружающей среде.
По характеру и скорости распространения взрывные процессы разделяют на горение, взрыв и детонацию.
Горение – протекает со скоростью от миллиметров до сотен метров в секунду, при этом скорость зависит от внешнего давления (пороха). В замкнутом пространстве при быстром нарастании давления и увеличением скорости горения способны выполнять работу метания (фугасное действие). Горение передается за счет теплопроводности, конвекции и излучения.
Взрывом (взрывным превращением вещества) называют распространяющееся со скоростью в тысячи метров в секунду химическое превращение вещества с выделением большого количества тепловой энергии и сильно сжатых газов. Взрыв распространяется путем сжатия вещества ударной волной. Резкий удар газов вызывает деформации и дробление окружающей среды и предметов вблизи взрыва (бризантное действие).
Детонация – взрыв, распространяющийся с максимально возможной для данного вещества и условий скоростью. Определяющее значение имеет волна детонации, распространяющаяся через заряд. Реакция взрывного разложения происходит в зоне, непосредственно примыкающей к фронту детонационной волны. Реакция взрыва протекает в небольшом слое ВВ сразу за фронтом волны и при этом температура, и давление резко скачкообразно повышаются.
Скорость детонации определяется энергией и плотностью ВВ и мало зависит от внешнего давления.
Ударная волна – область сжатия среды с резким скачком давления, плотности и температуры на переднем фронте, перемещающейся со сверхзвуковой скоростью.
Детонационная волна – это ударная волна, проходящая по взрывчатому веществу, сопровождаемая быстрой химической реакцией.
Удельная теплота взрыва – количество теплоты, которое выделяется при взрыве 1 кг ВВ, измеряется в МДж/кг.
Температура взрыва – максимальна температура, которой достигают газообразные продукты взрыва (2000 - 40000 С).
Чувствительность ВВ - способность загораться или взрываться под воздействием внешнего начального импульса механического, теплового или взрыва другого ВВ. Чувствительность определяется величиной начального импульса, необходимого для возбуждения взрывного превращения.
Чувствительность ВВ определяется по величине вероятности, с которой происходит взрыв при соответствующем уровне воздействия. Например, по силе удара груза фиксированной массы (10 кг), падающего с определенной высоты (0,25 м). Различают безопасное воздействие – максимальное, при котором взрывы не происходят, и безотказный уровень воздействия – минимальный, при котором происходит 100% взрывов.
Чувствительность ВВ к начальному механическому импульсу может быть понижена введением в состав веществ, называемых флегматизаторами или повышена с добавкой веществ - сенсебилизаторов.
Стойкость ВВ – это способность сохранять свои физические, химические и взрывные свойства в течение длительного времени. Физическая стойкость ВВ связана с процессами испарения компонентов, выделения жидких составляющих (эксудацией), слеживанием, рекристаллизацией, повышением влажности и др. При этом ВВ теряют свои основные качества и становятся опасными при обращении. Химическая стойкость связана с процессами медленного разложения и зависит от химической природы компонентов и условий хранения.
На свойства ВВ большое влияние оказывает плотность – отношение массы вещества к его объему. Различают действительную (истинную) плотность самого вещества ВВ (изменяется в пределах 1,55 – 1,95 г/см3), гравиметрическую (насыпную) плотность, включая воздушные промежутки (0,5 – 1,0 г/см3), плотность прессования (1,3 – 1,7 г/см3) и плотность заряжания – отношение массы ВВ к объему каморы, занимаемой зарядом.
Взрывчатые вещества, применяемы при ПВР можно условно разделить на пороха, инициирующие и бризантные.
Пороха применяются для метания пуль перфораторов, бойков грунтоносов, создания давления во взрывных пакерах и в генераторах (аккумуляторах) при термогазохимическом воздействии на продуктивные пласты-коллектора.
Дымный порох (ДРП)– механическая смесь угля, селитры и серы черного цвета. Физически и химически стоек. Чувствителен к трению, удару и огню, легко впитывает влагу и при влажности более 2% трудно воспламеним.
Таблица 1.4
Свойства порохов
Показатель
|
Дымный порох (ДРП)
|
Бездымные
|
Термостойкие
|
Пироксилиновые (ПП)
|
Баллиститный (НБпл)
|
Температура вспышки, оС
|
290-310
|
180-200
|
180-200
|
220-380
|
Порог термостойкости, оС
|
100-120
|
100-110
|
100-110
|
160-290
|
Температура горения, оС
|
2500-2600
|
2400-2700
|
2500-3400
|
3400-4500
|
Плотность, г/см3, зерен
прессованного заряда
|
1,60-1,93
1,50-180
|
1,56-1,64
-
|
1,40-1,62
1,24-140
|
1,60-1,65
1,78-1,95
|
Чувствительность, %
|
20
|
50-60
|
60-90
|
50-80
|
Удельная теплота сгорания, МДж/кг
|
2,8
|
2,9-3,8
|
4,4-5,4
|
3,3-5,8
|
Сила пороха, МДж/кг
|
0,2-0,3
|
0,9-1,0
|
0,8-1,2
|
0,7-1,2
|
Удельный объем газов, л/кг
|
280
|
900-970
|
840-860
|
540-750
|
Бездымный порох в основе своей содержит нитроклетчатку или нитроглицерин, выпускается в разных формах: зерна, таблетки, пластины, трубки и др. При ПВР применяют пироксилиновый порох (ПП), баллиститный (НБпл), термостойкий. Химическая стойкость невысокая, при разложении выделяют токсичные газы и становятся опасными в обращении.
Энергетические (баллистические) характеристики порохов
Удельная теплота сгорания – количество тепла, выделяющегося при сгорании 1 кг пороха в постоянном объеме, измеряется в а мегаджоулях на килограмм (МДж/кг).
Температура горения в замкнутом объеме, определяемая теплотой сгорания.
Удельный объем газообразных продуктов горения – объем газов, образующихся при сгорании 1 кг пороха, при температуре 0о и атмосферном давлении. Измеряется в литрах на килограмм (л/кг).
Сила пороха – работа расширения продуктов сгорания 1 кг пороха, нагреваемых при атмосферном давлении от 0 до температуры горения. Измеряется МДж/кг |
|
|
Скачать 60 Kb.