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爆炸品的特性
時間:2018/1/2 來源:本站 點擊:12296次
本類危險化學品是指在外界作用下(如受熱、受壓、撞擊等),能發(fā)生劇烈的化學反應(yīng),瞬時產(chǎn)生大量的氣體和熱量,使周圍的壓力急劇上升,發(fā)生爆炸,對周圍環(huán)境造成破壞的物品,也包括無整體爆炸危險,但具有燃燒、拋射及較小爆炸危險的物品。
爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)通過物理的或化學的變化突然變成另一種狀態(tài),并放出巨大的能量而做機械功的過程。爆炸可分為核爆炸、物理爆炸、化學爆炸三種形式。
核爆炸是由核反應(yīng)引起的爆炸。例如:原子彈或氫彈的爆炸。
物理爆炸是由物理原因引起的爆炸,例如:蒸汽鍋爐因水快速汽化,壓力超過設(shè)備所能承受的強度而產(chǎn)生的鍋爐爆炸;裝有壓縮氣體的鋼瓶受熱爆炸等。
化學爆炸的物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)而引起的爆炸;瘜W爆炸可以是可燃氣體和助燃氣體的混合物遇明火或火源而引起(如煤礦的瓦斯爆炸);也可以是可燃粉末與空氣的混合物遇明火或火源而引起(粉塵爆炸);但更多的是炸藥及爆炸性物品所引起的爆炸。化學爆炸的主要特點是:反應(yīng)速度極快,放出大量的熱,產(chǎn)生大量的氣體,只有上述三者都同時具備的化學反應(yīng)才能發(fā)生爆炸。
爆炸品具有以下特性。
1.爆炸性強
爆炸品都具有化學不穩(wěn)定性,在一定的外界條件作用下,能以極快的速度發(fā)生猛烈的化學反應(yīng),產(chǎn)生大量的氣體和熱量,使周圍的溫度迅速升高并產(chǎn)生巨大的壓力而引起爆炸。例如,黑火藥的爆炸反應(yīng):
2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑+熱量
顯然,黑火藥的爆炸反應(yīng)就具備化學爆炸的三個特點:反應(yīng)速度極快,瞬間即進行完畢;產(chǎn)生大量氣體(280L/kg);放出大量的熱(3015kJ/kg),火焰溫度高達2100℃以上。
煤在空氣中點燃后,雖然也能放出大量的熱和氣體:
C+O2===CO2+熱量
但由于煤的燃燒速度比較慢,產(chǎn)生的熱量和氣體逐漸地擴散開去,不能在其周圍產(chǎn)生高溫和巨大壓力,所以只是燃燒而不是爆炸。
2.敏感度高
各種爆炸品的化學組成和性質(zhì)決定了它具有發(fā)生爆炸的可能性,但如果沒有必要的外界作用,爆炸是不會發(fā)生的。也就是說,任何一種爆炸品的爆炸都需要外界供給它一定的能量—起爆能。不同的炸藥所需的起爆能不同,某一炸藥所需的最小起爆能,即為該炸藥的敏感度(簡稱感度)。起爆能與敏感度成反比,起爆能越小,敏感度越高。從儲運的角度來講,希望敏感度低些,但實際上如炸藥的敏感度過低,則需要消耗較大的起爆能,造成使用不便,因而各使用部門對炸藥的敏感度都有一定的要求。
爆炸品的感度主要分熱感度(加熱、火花、火焰)、機械感度(沖擊、針刺、摩擦、撞擊)、靜電感度(靜電、電火花)、起爆感度(雷管、炸藥)等。不同的爆炸品的各種感度數(shù)據(jù)是不同的。
決定爆炸品敏感度的內(nèi)在因素是它的化學組成和結(jié)構(gòu),影響敏感度的外來因素還有溫度、雜質(zhì)、結(jié)晶、密度等。
(1) 化學組成和化學結(jié)構(gòu)爆炸品的化學組成和化學結(jié)構(gòu)是決定其具有爆炸性質(zhì)的主要因素。具體地講是由于分子中含有某些“爆炸性基團”引起的。例如:疊氮化合物中的-N ==N-N基;雷汞、雷銀中的-O-N ==C基;硝基化合物中的-NO2基;重氮化合物中的-N ==N-基等。
另外,爆炸品分子中含有“爆炸性基團”的數(shù)目對敏感度也有明顯的影響,例如芳香族硝基化合物,隨著分子中硝基(-NO2)數(shù)目的增加,其敏感度亦增高。硝基苯只含有一個硝基,它在加熱時雖然分解,但不易爆炸,因其毒性突出定為毒害品;(鄰、間、對)二硝基苯雖然具有爆炸性,但不敏感,由于它的易燃性比爆炸性更突出,所以定為易燃固體;三硝基苯所含硝基的數(shù)目在三者中最多,其爆炸性突出,非常敏感,故定為爆炸品。
(2) 溫度不同爆炸品的溫度敏感度是不同的。例如:雷汞為165℃,黑火藥為270-300℃,苦味酸為300℃。
同一爆炸品隨著溫度升高,其機械感度也升高。原因在子其本身具有的內(nèi)能也隨溫度相應(yīng)的增高,對起爆所需外界供給的能量則相應(yīng)地減少。因此,爆炸品在儲存、運輸中絕對不允許受熱,必須遠離火種、熱源,避免日光照射,在夏季要注意通風降溫。
(3)雜質(zhì)雜質(zhì)對爆炸品的敏感度也有很大影響,而且不同的雜質(zhì)所起的影響也不同。在一般情況下,固體雜質(zhì),特別是硬度高、有尖棱的雜質(zhì)能增加爆炸品的敏感度。因為這些雜質(zhì)能使沖擊能量集中在尖棱上,產(chǎn)生許多高能中心,促使爆炸品爆炸。例如,梯恩梯炸藥中混進砂粒后,敏感度就顯著提高。因此,在儲存、運輸中,特別是在撒漏后收集:時,要防止砂粒、塵土混入;相反,松軟的或液態(tài)雜質(zhì)混入爆炸品后,往往會使敏感度降低。例如:雷汞含水大于10%時可在空氣中點燃而不爆炸;苦味酸含水量超過35%時就不會爆炸。因此,在儲存中,對加水降低敏感度的爆炸品如苦味酸等,要經(jīng)常檢查有無漏水情況,含水量少時應(yīng)立即添加,包裝破損時要及時修理。
(4)結(jié)晶有些爆炸品由于品型不同,它的敏感度也不同。例如:液體硝化甘油炸藥在凝固、半凝固時,結(jié)晶多呈三斜晶系,屬不安定型。不安定型結(jié)晶比液體的機械感度更高,對摩擦非常敏感,甚至微小的外力作用就足以引起爆炸。因此,硝化甘油炸藥在冷天要做防凍工作,儲存溫度不得低于15℃,以防止凍結(jié)。
(5)密度爆炸品隨著密度增大,通常敏感度均有所下降。粉碎、疏松的爆炸品敏感度高,是因為密度不僅直接影響沖擊力、熱量等外界作用在爆炸品中的傳播,而且對炸藥顆粒之間的相互摩擦也有很大影響。在儲運中應(yīng)注意包裝完好,防止破裂致使炸藥粉碎而導(dǎo)致危險。
爆炸品除具有以上所述的爆炸性強和敏感度高的特性外還有以下一些性質(zhì)。
(1)很多炸藥,例如梯恩梯、硝化甘油、雷汞等都具有一定的毒性。
(2) 有些爆炸品與某些化學藥品如酸、堿、鹽發(fā)生化學反應(yīng)的生成物是更容易爆炸的化學品。例如:苦味酸遇某些碳酸鹽能反應(yīng)生成更易爆炸的苦味酸鹽;雷汞遇鹽酸或硝酸能分解,遇硫酸會爆炸。
(3)某些爆炸品與一些重金屬(鉛、銀、銅等)及其化合物的生成物,其敏感度更高。例如:苦味酸受銅、鐵等金屬撞擊,立即發(fā)生爆炸;雷汞與銅作用的生成物具有更大的敏感度等;為此苦味酸等不得用金屬容器包裝。
(4)某些爆炸品受光照易于分解,如疊氮銀、雷酸銀等。
(5) 某些爆炸品具有較強的吸濕性,受潮或遇濕后會降低爆炸能力,甚至無法使用,如硝錢炸藥等應(yīng)注意防止受潮失效。
3.著火危險性
凡是炸藥,百分之百的都是易燃物質(zhì),而且著火不需外界供給氧氣。因為許多炸藥本身就是含氧的化合物或者是可燃物與氧化劑的混合物,受激發(fā)能量作用即能發(fā)生氧化一還原反應(yīng)而形成分解式燃燒。此外,許多爆炸品本身具有毒害性[如梯恩梯(TNT)、雷汞、苦味酸等〕、靜電危險性等。
4.爆炸品舉例
(1)導(dǎo)火索
1) 理化性質(zhì):導(dǎo)火索以黑火藥為芯體,外層包有棉線,外形與棉繩相似,制成卷狀,每卷長50m;對火焰敏感,爆燃點290-300℃,爆溫2200-2380℃ ,燃速約lcm/s;能用明火或拉火管點燃。
2) 危險特性:接觸火焰、電火花或受到猛撞和摩擦,均能引起燃燒。
3) 滅火劑:大量水;禁用砂土壓蓋。
(2)三硝基甲苯(干的或含水小于30%)
1) 別名:梯恩梯;茶色炸藥。
2)分子式:CH3 C6 H2 (NO2)3。
3) 理化性質(zhì):白色或淡黃色針狀結(jié)晶。無嗅,有毒,幾乎不溶于水,微溶于乙醇,溶于苯、甲苯和丙酮。遇堿則生成不安定的爆炸物;撞擊敏感度14. 7N·m; 暴露在日光下顏色會變深;屬于猛性炸藥,亦是多種混合炸藥的組分。
4)危險特性:撞擊,摩擦,明火,高溫,均能引起燃燒爆炸。
5) 滅火劑:大量水;禁用砂土蓋壓。
爆炸是物質(zhì)從一種狀態(tài)通過物理的或化學的變化突然變成另一種狀態(tài),并放出巨大的能量而做機械功的過程。爆炸可分為核爆炸、物理爆炸、化學爆炸三種形式。
核爆炸是由核反應(yīng)引起的爆炸。例如:原子彈或氫彈的爆炸。
物理爆炸是由物理原因引起的爆炸,例如:蒸汽鍋爐因水快速汽化,壓力超過設(shè)備所能承受的強度而產(chǎn)生的鍋爐爆炸;裝有壓縮氣體的鋼瓶受熱爆炸等。
化學爆炸的物質(zhì)發(fā)生化學反應(yīng)而引起的爆炸;瘜W爆炸可以是可燃氣體和助燃氣體的混合物遇明火或火源而引起(如煤礦的瓦斯爆炸);也可以是可燃粉末與空氣的混合物遇明火或火源而引起(粉塵爆炸);但更多的是炸藥及爆炸性物品所引起的爆炸。化學爆炸的主要特點是:反應(yīng)速度極快,放出大量的熱,產(chǎn)生大量的氣體,只有上述三者都同時具備的化學反應(yīng)才能發(fā)生爆炸。
爆炸品具有以下特性。
1.爆炸性強
爆炸品都具有化學不穩(wěn)定性,在一定的外界條件作用下,能以極快的速度發(fā)生猛烈的化學反應(yīng),產(chǎn)生大量的氣體和熱量,使周圍的溫度迅速升高并產(chǎn)生巨大的壓力而引起爆炸。例如,黑火藥的爆炸反應(yīng):
2KNO3+S+3C===K2S+N2↑+3CO2↑+熱量
顯然,黑火藥的爆炸反應(yīng)就具備化學爆炸的三個特點:反應(yīng)速度極快,瞬間即進行完畢;產(chǎn)生大量氣體(280L/kg);放出大量的熱(3015kJ/kg),火焰溫度高達2100℃以上。
煤在空氣中點燃后,雖然也能放出大量的熱和氣體:
C+O2===CO2+熱量
但由于煤的燃燒速度比較慢,產(chǎn)生的熱量和氣體逐漸地擴散開去,不能在其周圍產(chǎn)生高溫和巨大壓力,所以只是燃燒而不是爆炸。
2.敏感度高
各種爆炸品的化學組成和性質(zhì)決定了它具有發(fā)生爆炸的可能性,但如果沒有必要的外界作用,爆炸是不會發(fā)生的。也就是說,任何一種爆炸品的爆炸都需要外界供給它一定的能量—起爆能。不同的炸藥所需的起爆能不同,某一炸藥所需的最小起爆能,即為該炸藥的敏感度(簡稱感度)。起爆能與敏感度成反比,起爆能越小,敏感度越高。從儲運的角度來講,希望敏感度低些,但實際上如炸藥的敏感度過低,則需要消耗較大的起爆能,造成使用不便,因而各使用部門對炸藥的敏感度都有一定的要求。
爆炸品的感度主要分熱感度(加熱、火花、火焰)、機械感度(沖擊、針刺、摩擦、撞擊)、靜電感度(靜電、電火花)、起爆感度(雷管、炸藥)等。不同的爆炸品的各種感度數(shù)據(jù)是不同的。
決定爆炸品敏感度的內(nèi)在因素是它的化學組成和結(jié)構(gòu),影響敏感度的外來因素還有溫度、雜質(zhì)、結(jié)晶、密度等。
(1) 化學組成和化學結(jié)構(gòu)爆炸品的化學組成和化學結(jié)構(gòu)是決定其具有爆炸性質(zhì)的主要因素。具體地講是由于分子中含有某些“爆炸性基團”引起的。例如:疊氮化合物中的-N ==N-N基;雷汞、雷銀中的-O-N ==C基;硝基化合物中的-NO2基;重氮化合物中的-N ==N-基等。
另外,爆炸品分子中含有“爆炸性基團”的數(shù)目對敏感度也有明顯的影響,例如芳香族硝基化合物,隨著分子中硝基(-NO2)數(shù)目的增加,其敏感度亦增高。硝基苯只含有一個硝基,它在加熱時雖然分解,但不易爆炸,因其毒性突出定為毒害品;(鄰、間、對)二硝基苯雖然具有爆炸性,但不敏感,由于它的易燃性比爆炸性更突出,所以定為易燃固體;三硝基苯所含硝基的數(shù)目在三者中最多,其爆炸性突出,非常敏感,故定為爆炸品。
(2) 溫度不同爆炸品的溫度敏感度是不同的。例如:雷汞為165℃,黑火藥為270-300℃,苦味酸為300℃。
同一爆炸品隨著溫度升高,其機械感度也升高。原因在子其本身具有的內(nèi)能也隨溫度相應(yīng)的增高,對起爆所需外界供給的能量則相應(yīng)地減少。因此,爆炸品在儲存、運輸中絕對不允許受熱,必須遠離火種、熱源,避免日光照射,在夏季要注意通風降溫。
(3)雜質(zhì)雜質(zhì)對爆炸品的敏感度也有很大影響,而且不同的雜質(zhì)所起的影響也不同。在一般情況下,固體雜質(zhì),特別是硬度高、有尖棱的雜質(zhì)能增加爆炸品的敏感度。因為這些雜質(zhì)能使沖擊能量集中在尖棱上,產(chǎn)生許多高能中心,促使爆炸品爆炸。例如,梯恩梯炸藥中混進砂粒后,敏感度就顯著提高。因此,在儲存、運輸中,特別是在撒漏后收集:時,要防止砂粒、塵土混入;相反,松軟的或液態(tài)雜質(zhì)混入爆炸品后,往往會使敏感度降低。例如:雷汞含水大于10%時可在空氣中點燃而不爆炸;苦味酸含水量超過35%時就不會爆炸。因此,在儲存中,對加水降低敏感度的爆炸品如苦味酸等,要經(jīng)常檢查有無漏水情況,含水量少時應(yīng)立即添加,包裝破損時要及時修理。
(4)結(jié)晶有些爆炸品由于品型不同,它的敏感度也不同。例如:液體硝化甘油炸藥在凝固、半凝固時,結(jié)晶多呈三斜晶系,屬不安定型。不安定型結(jié)晶比液體的機械感度更高,對摩擦非常敏感,甚至微小的外力作用就足以引起爆炸。因此,硝化甘油炸藥在冷天要做防凍工作,儲存溫度不得低于15℃,以防止凍結(jié)。
(5)密度爆炸品隨著密度增大,通常敏感度均有所下降。粉碎、疏松的爆炸品敏感度高,是因為密度不僅直接影響沖擊力、熱量等外界作用在爆炸品中的傳播,而且對炸藥顆粒之間的相互摩擦也有很大影響。在儲運中應(yīng)注意包裝完好,防止破裂致使炸藥粉碎而導(dǎo)致危險。
爆炸品除具有以上所述的爆炸性強和敏感度高的特性外還有以下一些性質(zhì)。
(1)很多炸藥,例如梯恩梯、硝化甘油、雷汞等都具有一定的毒性。
(2) 有些爆炸品與某些化學藥品如酸、堿、鹽發(fā)生化學反應(yīng)的生成物是更容易爆炸的化學品。例如:苦味酸遇某些碳酸鹽能反應(yīng)生成更易爆炸的苦味酸鹽;雷汞遇鹽酸或硝酸能分解,遇硫酸會爆炸。
(3)某些爆炸品與一些重金屬(鉛、銀、銅等)及其化合物的生成物,其敏感度更高。例如:苦味酸受銅、鐵等金屬撞擊,立即發(fā)生爆炸;雷汞與銅作用的生成物具有更大的敏感度等;為此苦味酸等不得用金屬容器包裝。
(4)某些爆炸品受光照易于分解,如疊氮銀、雷酸銀等。
(5) 某些爆炸品具有較強的吸濕性,受潮或遇濕后會降低爆炸能力,甚至無法使用,如硝錢炸藥等應(yīng)注意防止受潮失效。
3.著火危險性
凡是炸藥,百分之百的都是易燃物質(zhì),而且著火不需外界供給氧氣。因為許多炸藥本身就是含氧的化合物或者是可燃物與氧化劑的混合物,受激發(fā)能量作用即能發(fā)生氧化一還原反應(yīng)而形成分解式燃燒。此外,許多爆炸品本身具有毒害性[如梯恩梯(TNT)、雷汞、苦味酸等〕、靜電危險性等。
4.爆炸品舉例
(1)導(dǎo)火索
1) 理化性質(zhì):導(dǎo)火索以黑火藥為芯體,外層包有棉線,外形與棉繩相似,制成卷狀,每卷長50m;對火焰敏感,爆燃點290-300℃,爆溫2200-2380℃ ,燃速約lcm/s;能用明火或拉火管點燃。
2) 危險特性:接觸火焰、電火花或受到猛撞和摩擦,均能引起燃燒。
3) 滅火劑:大量水;禁用砂土壓蓋。
(2)三硝基甲苯(干的或含水小于30%)
1) 別名:梯恩梯;茶色炸藥。
2)分子式:CH3 C6 H2 (NO2)3。
3) 理化性質(zhì):白色或淡黃色針狀結(jié)晶。無嗅,有毒,幾乎不溶于水,微溶于乙醇,溶于苯、甲苯和丙酮。遇堿則生成不安定的爆炸物;撞擊敏感度14. 7N·m; 暴露在日光下顏色會變深;屬于猛性炸藥,亦是多種混合炸藥的組分。
4)危險特性:撞擊,摩擦,明火,高溫,均能引起燃燒爆炸。
5) 滅火劑:大量水;禁用砂土蓋壓。
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