ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Механизм возбуждения взрыва при ударе из "Безопасность работы с жидким кислородом" При изучении природы чувствительности ВВ к удару были выдвинуты две теории, объясняющие механизм возбуждения и развития взрыва при механических воздействиях тепловая и нетепловая. [c.147] Согласно нетепловой теории, при ударе химические реакции обусловлены деформацией молекул. При этом, по утверждению одних авторов [19], активация молекул происходит вследствие достижения критических напрял ений всестороннего сжатия по мнению других, разрушение химических связей наступает под действием сдвиговых напряжений [20]. [c.147] Исследования Бриджмена [21] показали, что ВВ выдерживают статические нагрузки, достигающие 10 МПа, но они взрываются в случае удара при значительно меньших давлениях. Кроме того, известно [22], что энергия внутримолекулярных связей ВВ значительно больше межмолекулярных. Поэтому разрушение самих молекул при деформации таких веществ практически исключается. Эти выводы показывают несостоятельность нетепловой теории возбуждения взрыва. [c.147] В основу тепловой теории, впервые сформулированной Бертло и развитой в работах [20, 23—27], положено возникновение взрыва, в локальных очагах разогрева. Возникновение локальных очагов разогрева в жидких ВВ, согласно опытам Боудена [20], связано с адиабатическим сжатием небольших газовых включений. Л. Г. Болховитинов [28] показал, что не всякое газовое включение может явиться локальным очагом разогрева при ударе. Время тепловой релаксации газовых пузырьков диаметром до 10 мкм меньше характерного времени удара ( 10 мс). Поэтому сжатие таких пузырьков должно происходить практически изотермически. [c.147] В опытах И. А. Холево [16, 26, 27] показано, что сжатие газовых включений при ударе не приводит к возбуждению взрыва твердых ВВ. Локальные очаги разогрева возникают при быстрой неупругой деформации (при течении заряда). [c.147] Холево [16] показал, что чувствительность к механическим воздействиям зависит не только от кинетических и термохимических характеристик ВВ, но и от его физико-механических свойств. [c.148] Механизм возбуждения взрыва при воздействии механического удара в жидком кислороде изучали на образцах твердых неметаллических материалов. В то же время при кипении жидкого кислорода в чашке с образцом исследуемого материала всегда имелось значительное количество пузырьков газа, которые могли быть адиабатически сжаты в момент удара и послужить источниками возникновения локальных разогревов. Поэтому без специальных исследований трудно было отдать предпочтение одной из гипотез, объясняющих причину возникновения локальных разогревов. [c.148] Для определения природы чувствительности материалов в жидком кислороде было изготовлено по две партии образцов из текстолита и оргстекла. Партии образцов различались только диаметром. Толщина всех образцов составляла 1 мм. Образцы большего диаметра (19 мм) запрессовывали в чашку, а меньшего (17 мм) устанавливали с зазором. [c.148] Если же локальные разогревы возникают при пластической деформации образца за счет трения частиц между собой, то НПЧ запрессованных образцов должен быть выше, чем для образцов, установленных с зазором, так как энергия удара, необходимая для разрушения запрессованного образца, должна быть больше. [c.149] Эксперименты показали, что НПЧ запрессованных образцов текстолита и оргстекла значительно выше, чем для образцов, установленных с зазором. На рис. 60 показаны зависимости частоты взрывов f = Л вз/Л/о (где Мвз — число взрывов, N0 — число опытов) от энергии поднятого груза для образцов текстолита и оргстекла обеих партий. Каждая точка на графике соответствует 10 опытам. [c.149] Осмотр чашек с образцами после опыта показал, что взрыв наблюдался только в тех чашках, где происходило механическое разрушение образцов (трещины, разломы, дробление). [c.149] Эксперименты по определению НПЧ материалов (асфальта, оргстекла) в жидком кислороде, переохлажденном жидким азотом (газовые пузырьки в чашке с образцом практически отсутствовали), показали, что чувствительность к механическому удару в переохлажденном и кипящем кислороде практически одинакова. [c.149] Исходя из изложенного, можно сделать вывод, что источником зажигания твердых неметаллических материалов при воздействии механического удара в жидком кислороде являются локальные разогревы, возникающие при трении частиц одна о другую разрушившегося образца (течение материала под ударником). [c.149] Таким образом, причина возникновения локальных разогревов при механических воздействиях для твердых взрывчатых веществ и неметаллических материалов в жидком кислороде одна и та же. [c.149] Из указанного следует, что по одной чувствительности нельзя установить степень опасности применения того или иного материала в жидком кислороде, как это делалось в работах [1—3]. Для этого требуется изучение параметров, характеризующих горение и детонацию материалов. [c.151] Если же материал не может гореть или детонировать при определенных параметрах кислорода, но чувствителен к механическому удару, то применение такого материала в данных условиях не представляет какой-либо опасности (воздействие механического удара не может привести к загоранию или детонации). Например, при изучении вопроса о допустимом содержании масла в минеральной вате, используемой для теплоизоляции блоков разделения воздуха [29], было показано, что при содержании в ней 0,457о масла П-28 по вате не может распространяться детонация или горение, т. е. она безопасна в жидком и газообразном кислороде при давлении 0,1 МПа. Эта цифра (0,45%) была принята в качестве предельно допустимой нормы безопасного содержания органических примесей в минеральной вате, используемой для изоляции воздухоразделительных установок, несмотря на то, что при такой концентрации масла минеральная вата чувствительна к механическому удару в жидком кислороде. [c.151] Вернуться к основной статье