Lõhkeained (lühendatult lõhkeained) on spetsiaalsed keemilised ühendid, aga ka nende segud, mis võivad välistingimuste või toimuvate sisemiste protsesside mõjul plahvatada, kusjuures tekivad äärmiselt kuumad gaasid ja eraldub soojust. Eristatakse kolme rühma lõhkeaineid, millel on erinev vastuvõtlikkus välismõjudele ja erinevat tüüpi plahvatused. Nende hulka kuuluvad: initsieerivad, liikumapanevad ja ka lõhkeained. See artikkel sisaldab teavet lõhkeainete ja nende rakenduste kohta.
Üldmõisted
Plahvatus on lõhkeaine kiire muundumine suureks koguseks äärmiselt kokkusurutud ja kuumutatud gaasideks, mis paisudes teevad järgmist: liiguvad, purustavad, hävitavad, paiskuvad välja.
Plahvatusohtlik tähendab keemiliste elementide mehaanilist segu või ühendeid, mis võivad kiiresti muutuda gaasideks. Plahvatus sarnaneb söe või küttepuude põletamisega, kuid erineb selle protsessi suure kiiruse poolest, mis on sageli kümme tuhandikku sekundit. ATolenev alt transformatsiooni kiirusest jagunevad plahvatused järgmiselt:
- Põlemine. Energia ülekandmine ühelt ainekihilt teisele toimub soojusjuhtivuse tõttu. Põlemisprotsess ja gaaside moodustumine toimub väikese kiirusega. Selline plahvatus on omane püssirohule, mille puhul kuul paiskub välja, kuid hülss ei hävi.
- Detonatsioon. Energia kandub kihilt kihti peaaegu koheselt. Gaasid tekivad ülehelikiirusel, rõhk tõuseb kiiresti ja toimub tõsine hävimine. Selline plahvatus on omane RDX-le, ammoniidile, TNT-le.
Plahvatusprotsessi käivitamiseks on vajalik väline löök lõhkeainele, mis võib olla järgmist tüüpi:
- detonatsioon – plahvatus teise lõhkeaine kõrval;
- termiline - küte, säde, leek;
- keemiline - keemiline reaktsioon;
- mehaaniline – hõõrdumine, torkimine, löök.
Plahvatusohtlikud ained reageerivad välismõjudele erinev alt:
- mõned suudavad kiiresti plahvatada;
- teised on tundlikud ainult teatud mõjude suhtes;
- kolmandik võib plahvatada isegi ilma neile mingit mõju avaldamata.
BB põhiomadused
Nende peamised omadused on:
- vastuvõtlikkus välismõjudele;
- brisance;
- iseloomulik koondseisund;
- plahvatusest vabanenud energia hulk;
- keemiline vastupidavus;
- kiire detonatsioon;
- tihedus;
- plahvatuslikkus;
- kestus ja asjaoludtervislik seisund.
Iga lõhkeainet saab üksikasjalikult kirjeldada, kasutades kõiki selle omadusi, kuid enamasti kasutatakse neist kahte:
- Brisance (purusta, purusta, purusta). See tähendab, et see on lõhkeaine võime tekitada hävitavaid tegevusi. Mida kõrgem on brisants, seda kiiremini tekivad plahvatuse käigus gaasid ja plahvatus toimub suurema jõuga. Selle tulemusena purustatakse mürsu keha hästi, killud hajuvad suurel kiirusel ja tekib tugev lööklaine.
- Plahvatusohtlikkus on lõhkeaine efektiivsuse mõõt, mis sooritab hävitavaid, viske- ja muid toiminguid. Peamine mõju sellele on plahvatuse käigus eralduva gaasi maht. Suur kogus gaasi võib teha palju tööd, näiteks visata plahvatusalast välja betooni, pinnast, telliseid.
Plahvatusohtlikud lõhkeained sobivad lõhkamiseks kaevandustes, jääummikute likvideerimisel ja erinevate süvendite rajamisel. Kestade valmistamisel pööratakse esm alt tähelepanu brisantsile ja plahvatusohtlikkus taandub tagaplaanile.
Klassifikatsioon
Lõhkeainetel on mitu klassifikatsiooni. Oma omaduste põhjal liigitatakse need järgmiselt:
- Initsieerivad – kasutatakse teiste lõhkeainete kahjustamiseks. Neil on kõrge tundlikkus initsiatsioonitegurite suhtes ja suurem detonatsioonikiirus. Ja neid nimetatakse ka primaarseteks lõhkeaineteks, mis võivad nõrga mehaanilise löögi tõttu plahvatada. Rühma juurdesisaldab: diasodinitrofenooli, elavhõbeda fulminaati.
- Kõrglõhkeained – seda iseloomustab suur sära ja neid kasutatakse enamiku laskemoona peamise laenguna. Need on sekundaarsed lõhkeained, mis on esmaste lõhkeainetega võrreldes vähem tundlikud välismõjude suhtes. Oma keemilises koostises sisaldavad need nitraate ja nende ühendeid, neil on võimas plahvatusohtlik toime. Nende plahvatamiseks kasutatakse väikest kogust initsieerivaid aineid.
- Viskamine – toimib energiaallikana kuulide, mürskude, granaatide viskamisel. Nende hulka kuuluvad erinevat tüüpi raketikütused ja püssirohi.
- Pürotehnilised koostised – kasutatakse spetsiaalse laskemoona jaoks. Põlevad, annavad iseloomuliku efekti – signaal, valgustus.
Lisaks on nad vastav alt oma füüsilisele seisundile:
- raske;
- vedelik;
- gaasiline;
- emulsioon;
- peatused;
- plast;
- želatiinne;
- elastne.
Joodisjootmine BB
Brisantained on saanud oma nime prantsuskeelsest sõnast briser, mis tõlkes vene keelde tähendab purustama, purustama. Sellised lõhkeained võivad olla kas eraldiseisvad keemilised ühendid – PETN, TNT, nitroglütseriin või segud – dünamiidid, dünamoonid, ammoniidid. Need ei plahvata lihtsatest impulssidest: leegikiirest või sädemest, millest piisab initsiatiivainete plahvatamiseks. Lõhkelõhkeainete madal vastuvõtlikkus kuumusele, hõõrdumisele ja löökidele tagab ohutusenendega töötades. Neid kasutatakse killu- ja lennupommide, mere- ja insenerimiinide valmistamiseks, kus on vaja võimsat plahvatust koos mürsu kesta killustamisega.
Võimude klassifikatsioon
Kõrgeid ja initsieerivaid aineid kasutatakse koos. Detonatsiooni sekundaarsetes lõhkeainetes ergastab esmase lõhkeaine plahvatus. Brisant-lõhkeainete võimsus on suurenenud, normaalne ja vähenenud.
Suurenenud võimsusega ained on välismõjude suhtes kõige tundlikumad, seetõttu kasutatakse neid sageli segudes tundlikkust vähendavate või normaalse võimsusega ainetega. Ja neid saab kasutada ka vahedetonaatorite jaoks.
Suure võimsusega lõhkamismaterjalid
Suurendatud võimsusega lõhkeainetel on suur detonatsioonikiirus ja need eraldavad plahvatuse ajal märkimisväärsel hulgal soojust. Nad on väga tundlikud väliste impulsside suhtes.
Plahvatus toimub igast detonaatorist, sealhulgas vintpüssikuuli löögist. Lahtise leegiga kokkupuutel põlevad nad tugev alt, ilma tahma ja suitsu eraldamata, ereda leegiga on võimalik plahvatus. Sellesse ainete rühma kuuluvad:
- Teng on valge pulber, mis koosneb kristallidest. See lõhkeaine ei reageeri metallide ja veega, lahjendatakse atsetoonis ja seda peetakse välismõjude suhtes kõige haavatavamaks. Seda kasutatakse detonatsiooninööride, abidetonaatorite ja detonaatorikorkide jaoks.
- Tetryl on soolase maitsega kollakas kristalne pulber. See on hästi lahjendatud atsetooni ja bensiiniga, halvasti alkoholiga, see ei lahustu metallidega.reageerib, annab hästi vajutamisele järele. Kasutatakse detonaatorite valmistamiseks.
- RDX on üks säravamaid aineid, mis koosneb väikestest valgetest kristallidest, lõhnatutest ja maitsetutest. See ei reageeri vee ja metallidega, on halvasti pressitud. Plahvatus toimub välismõjul, see põleb kahinal, erkvalge leegiga. Kasutatakse mõnede lõhkekübarate näidiste jaoks, segude valmistamiseks tööstuslike plahvatuste jaoks, meremiinide jaoks.
Tavalise võimsusega tugevlõhkeained
Nendel ainetel on pikk säilivusaeg (välja arvatud dünamiidid), välistegurid neid oluliselt ei mõjuta, praktilises kasutuses on need ohutud.
Sõrmuslõhkeainete hulka kuuluvad:
- TNT on kollakas või pruunikas mõru maitsega kristalne aine. Sulamistemperatuur on 81 °C ja leekpunkt 310 °C. Vabas õhus kaasneb trotüüli põlemisega plahvatuseta kollakas leek koos tugeva tahmaga ning siseruumides võib tekkida detonatsioon. Metallidega ainel ei ole keemilist aktiivsust, see on põrutus-, hõõrdumis- ja termiliste mõjude suhtes praktiliselt tundetu. See interakteerub vesinikkloriid- ja väävelhappe, bensiini, alkoholi ja atsetooniga. Näiteks vintpüssikuuliga läbilaskmisel, heitmisel ja vajutamisel TNT ei sütti ja plahvatust ei toimu. Laskemoona jaoks kasutatakse seda erinevates sulamites ja puhtal kujul. Ainet kasutatakse erineva suurusega pressitud kabe kujul.lammutustööde tegemisel.
- Pikriinhape on kollase värvuse ja mõru maitsega kristallide kujul lõhkamisaine. See on kuumusele, löökidele ja hõõrdumisele vastuvõtlikum kui TNT ning võib püssikuuli läbilaskmisel plahvatada. Leek suitseb põlemisel palju. Suure aine kogunemise korral toimub detonatsioon. Võrreldes TNT-ga on pikriinhape võimsam lõhkeaine.
- Dünamiidid – on erineva koostisega ja sisaldavad nitroglütseriini, nitroestreid, salpeetrit, puidujahu ja stabilisaatoreid. Peamine rakendus on rahvamajandus. Dünamiitide peamine omadus on veekindlus ja märkimisväärne võimsus. Nende puuduseks peetakse suurenenud vastuvõtlikkust termiliste ja mehaaniliste mõjude suhtes. See nõuab transportimisel ja lõhkamisel ettevaatlikkust. Kuue kuu pärast kaotavad dünamiidid oma plahvatusvõime. Lisaks külmuvad need umbes 20 °C negatiivsel temperatuuril ja muutuvad töötamise ajal ohtlikuks.
Vähendatud BB-võimsus
Madala võimsusega brisantmaterjalidel on madala detonatsioonikiiruse ja vähese kuumuse tõttu vähenenud jõudlus. Need on säraomaduste poolest halvemad kui need ained, millel on normaalne võimsus, kuid millel on sama plahvatusohtlikkus. Selle rühma kõige sagedamini kasutatavad lõhkeained on valmistatud ammooniumnitraadi baasil. Nende hulka kuuluvad:
- Ammooniumnitraat on valge või kollakas kristalne aine, mis on vees suurepäraselt lahustuv mineraalväetis. Ta kuulub tundetute hulkamadalad lõhkeained. See ei sütti tulest ja sädemetest, põlemisprotsess algab ainult tugevas leegi fookuses. Ammooniumnitraadi madal hind võimaldab toota sellest odavaid lõhkeaineid, lisades sellele lõhkeaineid või põlevaid aineid.
- Dünamoonid on ammooniumnitraadi segu põlevate, kuid mitteplahvatusohtlike ainetega, nagu puusüsi, turvas või saepuru.
- Ammonaalid on soolpeetrit sisaldavad segud plahvatuste jaoks, millele on lisatud põlevaid ja plahvatusohtlikke lisandeid ning alumiiniumipulbrit, et suurendada plahvatussoojust.
Iga tüüpi ammooniumnitraadil põhinevaid brisantlõhkeaineid on ohutu kasutada. Nad ei lenda õhku, kui neid hõõruda, lüüa, püssist kuuliga tulistada. Õhus süttides põlevad nad vaikselt, plahvatuseta, tahmaga kollase leegiga. Ladustamiseks hoitakse neid hästi ventileeritavates kohtades. Mõnikord lisatakse soolasoolale rasvhappeid ja raudsulfiidi, mis aitab kaasa lõhkeainete pikale püsimisele vees ilma omadusi kaotamata.
Lõhkeainete kasutamine
Bussilised lõhkeained on sekundaarsed lõhkeained, mille puhul on lõhkeaine muundumise peamine liik detonatsioon, mis on erutatud esialgse lõhkeaine väikese laengu tõttu. Neile on antud võime purustada ja lõhestada. Neid kasutatakse miinide täitmiseks, mitmesuguste õõnestusvahendite, torpeedode ja mürskude täitmiseks. Plahvatusohtlike omadustega ained on kontsentreeritud ja ökonoomne mehaanilise energia allikas. Neid kasutatakse laialdaselt rahvamajanduses. Suurem osa värvilisest maagist, aga ka peaaegu kogu mustmetallide maht, kaevandatakse plahvatustega.
Süsslõhkeained on leidnud kasutust järgmistes valdkondades:
- söekihtide ja maavaramaardlate arendamiseks;
- raudtee ja maantee muldkehad;
- tammi ehitus;
- veekanalite kaevamine;
- gaasi- ja naftajuhtmete paigaldamine;
- kaevanduste šahtide arendamine.
Kus veel kasutatakse lõhkeaineid? Lisaks ül altoodule kasutatakse neid:
- pinnase tihendamisel;
- niisutussüsteemide teostamine;
- metsatulekahjudega võitlemine;
- ala tasandamine ja puhastamine.
Käimas on ka uurimis- ja arendustegevus, et laiendada selle võimsa plahvatusohtliku energia kasutamist – kiirendades keemilisi protsesse kõrge rõhu, kunstsademete ja lõhkepuurimise abil.
Sirmslõhkeainete keemia ja tehnoloogia
Keemiliste ühendite või nende segude molekule, mis sisaldavad teatud keemilist energiat, nimetatakse energiaga küllastunud aineteks. Energia muutub välistegurite mõjul toimuva muundumise tulemusena valguseks, mehaaniliseks või termiliseks.
Pürotehnilised koostised, püssirohi ja muud lõhkeained on energiaga küllastunud ainete ühed tuntuimad. Nendes sisalduv keemiline energia muundub plahvatuse kiire voolu tõttu muudeks vormideks. Märkimisväärne summaplahvatusest eralduv soojus on selle toimimise peamine kriteerium. Kuna lõhkeained on kompaktsed ja võimsad mehaanilise energia allikad, kasutatakse neid laialdaselt erinevates tööstusharudes.
