Физическая стабильность вв

Стабильность состава и взрывчатых свойств ВВ характеризуется расслаиванием, пылением, экссудацией, слеживаемостью, гигроскопичностью и водоустойчивостью.

Смесовые ВВ часто состоят из компонентов, сильно различающихся по удельному весу и величине частиц, но и по способности вследствие этого к расслаиванию при пересыпании и транспортировании.

Расслаиванием называют самопроизвольное или под влиянием внешних причин разделение ВВ на составные части или отдельные компоненты. Небольшое расслаивание иногда наблюдается при засыпке или пневматическом заряжании зерногранулитов, получаемых механическим смешением гранулированной селитры с гранулированным или чешуированным тротилом. При большой скорости потока в процессе пневмозаряжания может срываться и отслаиваться древесная мука у гранулита С-2, алюминиевая пудра у гранулитов АС-4 и АС-8, дизельное топливо у игданита. При хранении этих ВВ, в процессе которого возможно их увлажнение, под действием силы тяжести иногда происходит стекание в нижние слои жидкого компонента.

Наблюдается расслаивание водонаполненных акватолов, у которых при недостаточном загущении жидкой фазы и длительном хранении ВВ происходит постепенное оседание и скапливание в нижних слоях крупных твердых частиц компонентов.

Хорошо приготовленные ВВ в нормальных условиях хранения и применения расслаиваются незначительно, и это явление в большинстве случаев не оказывает существенного влияния на практические результаты взрывания.

Существенным недостатком некоторых ВВ, особенно содержащих в качестве компонента тонкодисперсный алюминий, является способность к пылению.

Пылением называют способность сыпучих ВВ при обращении с ними загрязнять окружающую атмосферу своими мелкодисперсными частицами или делать ее взрывоопасной. Пыление находится в прямой зависимости от степени дисперсности ВВ, состояния поверхности его частиц (степени увлажнения, ожирения) и скорости потоков, создаваемых в процессе пневмозаряжания. Обычно сильно пылят порошкообразные аммониты в сухом тонкоизмельченном состоянии. Практически мало пылят все гранулированные ВВ, а такие из них, как алюмотол, гранулотол, игданит и гранулит М, гранулы которых лишены пылеобразных фракций или сильно ожирены, при заряжании практически совсем не пылят.

Пыление наиболее часто наблюдается при заряжании пневматическим способом. Его можно существенно понизить или полностью устранить увлажнением или дополнительным ожирением ВВ маслом, подбором соответствующих пневмозарядчиков с пылеулавливающими устройствами и режимов заряжания.

Экссудацией называют способность некоторых ВВ при хранении выделять из своего состава жидкие компоненты (экссудаты). К таким ВВ относятся те, в которых значительно содержание нитроэфиров (динамиты), а также гранулиты, содержащие жидкие нефтепродукты. Экссудация происходит под влиянием капиллярных сил или силы тяжести, заставляющих мигрировать жидкость наружу.

Экссудация вызывает повышение опасности в обращении с нитроглицериновыми ВВ. Наличие на поверхности патронов капель высокочувствительного нитроглицерина может явиться причиной непредвиденных взрывов при заряжании или при неосторожном обращении с патронами ВВ. Экссудация жидких нефтепродуктов в составе гранулитов может нарушить однородность состава и явиться причиной некачественного взрыва. Кроме того, она увеличивает пожароопасность тары и стеллажей на складе и усложняет обращение с ВВ.

Слеживаемостью называют способность некоторых порошкообразных ВВ терять при хранении сыпучесть и превращаться в единую массу. Слежавшиеся ВВ неудобны в обращении и, как привило, хуже взрываются, чем неслежавшиеся.

Основной причиной слеживаемости аммиачно-селитренных ВВ является связывание частиц вещества вновь образующимися в процессе хранения кристаллами аммиачной селитры (при наличии влаги).

Перекристаллизация увлажненного продукта происходит особенно интенсивно при температуре модификационного превращения. Для аммиачной селитры и ВВ на ее основе при наличии влаги имеет существенное значение температура 30 – 32С. Чем выше влажность продукта, тем интенсивнее происходят процессы кристаллизации продукта и тем сильнее он слеживается.

Определенное влияние на слеживаемость оказывает гранулометрический состав или степень измельчения вещества. Как правило, с увеличением размера частиц склонность вещества к слеживанию при прочих ровных условиях снижается. Аммиачная селитра или ее смеси, подвергающиеся в процессе хранения сдавливанию, слеживаются значительно больше, чем находящиеся в свободном состоянии.

Некоторые добавки, вводимые в аммиачную селитру при ее изготовлении (например, фуксин), снижают прочность вновь выделяющихся кристаллов из жидкой фазы или ослабляют их связь с частицами, на поверхности которых они выделяются. Пониженной склонностью к слеживанию обладают аммониты, изготовленные на ожелезненной водоустойчивой аммиачной селитре (ЖВ), крупнодисперсные зерногранулиты и гранулиты.

Гигроскопичность вещества – это способность поглощать влагу из воздуха и увлажняться. Увлажнение начинается только в определенных значениях относительной влажности и температуры окружающего воздуха, характерных для каждого вещества и зависящих от его химического строения. Гигроскопичность вещества характеризуется гигроскопической точкой, представляющей собой отношение упругости паров над насыщенным раствором данного вещества к упругости водяных паров, насыщающих воздух при той же температуре. Гигроскопическая точка выражается в процентах относительной влажности и характеризует такое состояние вещества, при котором оно не подсыхает и не увлажняется. Чем выше гигроскопическая точка вещества, тем менее гигроскопично вещество. Величина гигроскопической точки с повышением температуры у большинства гигроскопичных ВВ снижается, а скорость поглощении влаги возрастает. К гигроскопичным относится аммиачная селитра, гигроскопическая точка которой при 25°С равна 62,7%. Все промышленные ВВ, в состав которых входит аммиачная селитра, в той или иной степени гигроскопичны.

Практически гигроскопическую точку находят, выдерживая навески вещества в эксикаторах над растворами, имеющими различную, но заведомо определенную упругость водяных паров. Взвешивая образцы вещества после их выдержки над этими растворами, находят упругость водяных паров, при которой вес образца не изменяется.

Водоустойчивыми называют такие ВВ, заряды которых способны при непосредственным соприкосновением с водой сохранять в течение некоторого времени неизменными свои взрывчатые свойства. Взрывчатые свойства ВВ при соприкосновении с водой могут измениться либо вследствие флегматизирующего действия воды, либо в результате частичного или полного растворения в воде отдельных компонентов ВВ.

Все нитросоединения практически нерастворимы в воде или растворимы в незначительной степени. Однако иногда нерастворимые в воде дисперсные ВВ, такие, например, как измельченный или чешуйчатый тротил, при засыпке в скважину, наполненную водой, могут оказаться недетационноспособными. В этом случае вода, обволакивающая каждую частицу ВВ, затрудняет распространение детонации по заряду.

Придание водоустойчивости аммиачно-селитровым ВВ основано на понижении смачиваемости их водой при введении в состав аммонитов гидрофобных добавок (стеарата кальция или цинка, асфальтита и т.п.).

Большинство гидрофобных добавок сильно флегматизируют ВВ (делают их маловосприимчивыми к детонации). Кроме того, гидрофобные добавки, представляющие собой обычно органические вещества с малым содержанием кислорода в молекуле, требуют для полного сгорания при взрыве дополнительного количества кислорода. Поэтому введение гидрофобных добавок в состав аммонита с сохранением требуемого кислородного баланса приводит к необходимости уменьшить содержание наиболее активного компонента смеси – тротила, что снижает детонационную способность ВВ. Во избежание этого содержание гидрофобных добавок в аммоните должно быть минимальным.

Хорошая водоустойчивость аммонитов при малом содержании гидрофобных добавок достигается в результате очень тщательного распределения тонкоизмельченной гидрофобной добавки в массе ВВ. Флегматизирующее действие гидрофобных добавок в значительной мере компенсируется тонким измельчением аммонита, при котором улучшается его детонационная способность.

Во взрывчатых веществах, содержащих жидкие нитроэфиры, действие гидрофобных добавок ослабляется тем, что они омачиваются нитроэфирами. Для уменьшения смачивания нитроэфиры желатинируют, вводя в них небольшие количества нитроклетчатки.

Применительно к водонаполненным гранулированным и льющимся ВВ водоустойчивость рассматривается как сопротивление выщелачиванию из заряда этих ВВ водорастворимых компонентов уменьшением диффузии их в окружающую заряд воду. В льющихся ВВ диффузия затрудняется наличием в их составе специальных загустителей.

Водоустойчивость ВВ при испытании в полигонных и лабораторных условиях принято характеризовать сохранением способности к передаче детонации на расстояние после выдержки патронов в воде в течение определенного времени. Стандартными считают условия испытания, при которых патроны диаметром 32 – 36 мм и массой 200 – 300 г помещают в вертикальном положении в бак с водой таким образом, чтобы над их верхним торцом находился столб воды высотой 1 м. В таком положении патроны выдерживают в течение одного часа. Извлеченные из воды патроны должны передавать детонацию по стандартной пробе на расстояние, незначительно отличающееся (на 1 – 2 см) от расстояния, установленного для сухих патронов.