Materiał wybuchowy
Materiał wybuchowy (lub materiał wybuchowy ) to substancja reaktywna, która zawiera dużą ilość energii potencjalnej, która może spowodować eksplozję , jeśli zostanie nagle uwolniona, zwykle towarzyszy jej wytwarzanie światła , ciepła , dźwięku i ciśnienia . Ładunek wybuchowy to odmierzona ilość materiału wybuchowego, która może składać się wyłącznie z jednego składnika lub stanowić mieszaninę zawierającą co najmniej dwie substancje.
Energia potencjalna zmagazynowana w materiale wybuchowym może być np
- energia chemiczna , taka jak nitrogliceryna lub pył zbożowy
- gaz pod ciśnieniem , taki jak butla z gazem , puszka z aerozolem lub BLEVE
- jądrowa , na przykład w rozszczepialnych izotopach uranu-235 i plutonu-239
Materiały wybuchowe można podzielić na kategorie według prędkości, z jaką się rozszerzają. Materiały, które ulegają detonacji (przód reakcji chemicznej porusza się w materiale szybciej niż prędkość dźwięku ) są określane jako „materiały wybuchowe”, a materiały, które ulegają deflagracji – jako „materiały wybuchowe”. Materiały wybuchowe można również podzielić na kategorie według ich wrażliwości . Wrażliwe materiały, które mogą zostać zainicjowane przez stosunkowo niewielką ilość ciepła lub ciśnienia, to pierwszorzędowe materiały wybuchowe , a materiały, które są względnie niewrażliwe, to wtórne lub trzeciorzędne materiały wybuchowe .
Szeroka gama chemikaliów może eksplodować; mniejsza liczba jest produkowana specjalnie w celu użycia jako materiał wybuchowy. Pozostałe są zbyt niebezpieczne, wrażliwe, toksyczne, drogie, niestabilne lub podatne na rozkład lub degradację w krótkich odstępach czasu.
W przeciwieństwie do tego, niektóre materiały są jedynie palne lub łatwopalne , jeśli palą się bez wybuchu.
Rozróżnienie nie jest jednak ostre jak brzytwa. Niektóre materiały — pyły, proszki, gazy lub lotne ciecze organiczne — mogą być po prostu palne lub łatwopalne w normalnych warunkach, ale stają się wybuchowe w określonych sytuacjach lub formach, takich jak rozproszone chmury unoszące się w powietrzu, uwięzienie lub nagłe uwolnienie .
Historia
Wczesna broń termiczna , taka jak ogień grecki , istniała od czasów starożytnych. Historia chemicznych materiałów wybuchowych leży u swoich korzeni w historii prochu strzelniczego . Podczas panowania dynastii Tang w IX wieku chińscy alchemicy taoistyczni z zapałem próbowali znaleźć eliksir nieśmiertelności. W trakcie tego procesu natknęli się na wybuchowy wynalazek czarnego prochu wykonanego z węgla, saletry i siarki w 1044 r. Proch strzelniczy był pierwszą formą chemicznych materiałów wybuchowych, a do 1161 r. Chińczycy po raz pierwszy użyli materiałów wybuchowych w działaniach wojennych. Chińczycy używali materiałów wybuchowych wystrzeliwanych z bambusowych lub brązowych rurek, zwanych bambusowymi petardami. Chińczycy włożyli także żywe szczury do bambusowych petard; wystrzelone w kierunku wroga, płonące szczury stworzyły wielkie konsekwencje psychologiczne - odstraszając żołnierzy wroga i powodując szaleństwo jednostek kawalerii.
Pierwszym użytecznym materiałem wybuchowym silniejszym od czarnego prochu była nitrogliceryna , opracowana w 1847 r. Ponieważ nitrogliceryna jest płynna i wysoce niestabilna, została zastąpiona przez nitrocelulozę , trinitrotoluen ( TNT ) w 1863 r. , Proch bezdymny , dynamit w 1867 r . wyrafinowane stabilizowane preparaty nitrogliceryny zamiast chemicznych alternatyw, oba wynalezione przez Alfreda Nobla ). I wojna światowa była świadkiem przyjęcia TNT w pociskach artyleryjskich. Podczas II wojny światowej na szeroką skalę stosowano nowe materiały wybuchowe (patrz Lista materiałów wybuchowych używanych podczas II wojny światowej ).
Te z kolei zostały w dużej mierze zastąpione potężniejszymi materiałami wybuchowymi, takimi jak C-4 i PETN . Jednak C-4 i PETN reagują z metalem i łatwo się zapalają, ale w przeciwieństwie do TNT, C-4 i PETN są wodoodporne i plastyczne.
Aplikacje
Handlowy
Największym komercyjnym zastosowaniem materiałów wybuchowych jest górnictwo . Niezależnie od tego, czy mina znajduje się na powierzchni, czy jest zakopana pod ziemią, detonacja lub deflagracja materiału wybuchowego odłamkowo-burzącego w ograniczonej przestrzeni może zostać wykorzystana do uwolnienia dość określonej objętości kruchego materiału w znacznie większej objętości tego samego materiału. lub podobny materiał. W przemyśle wydobywczym stosuje się zwykle materiały wybuchowe na bazie azotanów, takie jak emulsje oleju opałowego i roztworów azotanu amonu , mieszaniny bryłek azotanu amonu (granulki nawozowe) i oleju opałowego ( ANFO ) oraz galaretowate zawiesiny lub zawiesiny saletry amonowej i paliw palnych.
W materiałoznawstwie i inżynierii materiałów wybuchowych używa się do powlekania ( spawanie wybuchowe ). Cienka płyta z jakiegoś materiału jest umieszczana na grubej warstwie innego materiału, zwykle z metalu. Na wierzchu cienkiej warstwy umieszcza się materiał wybuchowy. Na jednym końcu warstwy materiału wybuchowego inicjowana jest eksplozja. Dwie metalowe warstwy są dociskane do siebie z dużą prędkością i z dużą siłą. Wybuch rozprzestrzenia się z miejsca inicjacji na cały materiał wybuchowy. W idealnym przypadku tworzy to wiązanie metalurgiczne między dwiema warstwami.
Ponieważ długość czasu, jaki fala uderzeniowa spędza w dowolnym punkcie, jest niewielka, możemy zaobserwować mieszanie się dwóch metali i chemii ich powierzchni na pewnym ułamku głębokości i mają one tendencję do mieszania się w jakiś sposób. Możliwe jest, że pewna część materiału powierzchniowego z którejkolwiek warstwy zostanie ostatecznie wyrzucona po osiągnięciu końca materiału. Stąd masa „zespawanej” dwuwarstwy może być mniejsza niż suma mas dwóch początkowych warstw.
Istnieją aplikacje [ które? ] , gdzie fala uderzeniowa i elektrostatyka mogą powodować pociski o dużej prędkości. [ potrzebne źródło ]
Wojskowy
Cywil
Bezpieczeństwo
typy
Chemiczny
Eksplozja jest rodzajem spontanicznej reakcji chemicznej, która po zainicjowaniu jest napędzana zarówno dużą zmianą egzotermiczną (duże wydzielanie ciepła), jak i dużą dodatnią zmianą entropii ( uwalniane są duże ilości gazów) podczas przechodzenia od reagentów do produktów, a tym samym stanowiąc termodynamicznie korzystny proces oprócz procesu, który propaguje się bardzo szybko. Zatem materiały wybuchowe to substancje, które zawierają dużą ilość energii zmagazynowanej w wiązaniach chemicznych . Stabilność energetyczna produktów gazowych, a co za tym idzie ich powstawanie, wynika z tworzenia silnie związanych związków, takich jak tlenek węgla, dwutlenek węgla i (di)azot, które zawierają silne wiązania podwójne i potrójne o sile wiązania prawie 1 MJ/mol. W konsekwencji większość komercyjnych materiałów wybuchowych to związki organiczne zawierające -NO 2 , -ONO 2 i -NHNO 2 , które podczas detonacji uwalniają gazy takie jak wyżej wymienione (np. nitrogliceryna , TNT , HMX , PETN , nitroceluloza ).
Materiał wybuchowy jest klasyfikowany jako materiał wybuchowy o małej lub dużej sile wybuchu w zależności od szybkości jego spalania : materiały wybuchowe o niskim stopniu spalania palą się szybko (lub deflagrują ), podczas gdy materiały wybuchowe o dużej mocy wybuchają . Chociaż te definicje są różne, problem precyzyjnego pomiaru szybkiego rozkładu utrudnia praktyczną klasyfikację materiałów wybuchowych.
Tradycyjna mechanika materiałów wybuchowych opiera się na wrażliwym na wstrząsy szybkim utlenianiu węgla i wodoru do dwutlenku węgla, tlenku węgla i wody w postaci pary. Azotany zwykle dostarczają tlenu wymaganego do spalania paliwa węglowego i wodorowego. Materiały wybuchowe burzące zwykle zawierają tlen, węgiel i wodór zawarte w jednej cząsteczce organicznej, a mniej wrażliwe materiały wybuchowe, takie jak ANFO, to kombinacje paliwa (węgla i wodoru, oleju opałowego) i azotanu amonu . Do materiału wybuchowego można dodać uczulacz, taki jak sproszkowane aluminium, w celu zwiększenia energii detonacji. Po detonacji azotowa część preparatu wybuchowego pojawia się w postaci gazowego azotu i toksycznych tlenków azotu .
Rozkład
Rozkład chemiczny materiału wybuchowego może trwać latami, dniami, godzinami lub ułamkami sekundy. Wolniejsze procesy rozkładu zachodzą podczas przechowywania i są interesujące tylko z punktu widzenia stabilności. Bardziej interesujące są dwie inne szybkie formy oprócz rozkładu: deflagracja i detonacja.
Deflagracja
Podczas deflagracji rozkład materiału wybuchowego jest propagowany przez czoło płomienia, które porusza się powoli przez materiał wybuchowy z prędkością mniejszą niż prędkość dźwięku w substancji (zwykle poniżej 340 m/s lub 1240 km/h), w przeciwieństwie do detonacji, która występuje przy prędkościach większych od prędkości dźwięku. Deflagracja jest cechą wybuchowych .
Detonacja
Termin ten jest używany do opisania zjawiska wybuchowego, w którym rozkład jest propagowany przez falę uderzeniową przechodzącą przez materiał wybuchowy z prędkością większą niż prędkość dźwięku w substancji. Czoło uderzenia jest w stanie przejść przez materiał wybuchowy z prędkością ponaddźwiękową, zazwyczaj tysiące metrów na sekundę.
Egzotyczny
Oprócz chemicznych materiałów wybuchowych istnieje szereg bardziej egzotycznych materiałów wybuchowych i egzotycznych metod wywoływania eksplozji. Przykłady obejmują jądrowe materiały wybuchowe i nagłe podgrzanie substancji do stanu plazmy za pomocą lasera o dużej intensywności lub łuku elektrycznego .
Ogrzewanie laserowe i łukowe jest stosowane w detonatorach laserowych, detonatorach z drutem mostkowym eksplodującym i inicjatorach foliowych , w których fala uderzeniowa, a następnie detonacja w konwencjonalnym chemicznym materiale wybuchowym, jest wytwarzana przez ogrzewanie laserowe lub łukiem elektrycznym. Laser i energia elektryczna nie są obecnie w praktyce wykorzystywane do generowania większości wymaganej energii, a jedynie do inicjowania reakcji.
Nieruchomości
Aby określić przydatność materiału wybuchowego do określonego zastosowania, należy najpierw poznać jego właściwości fizyczne . Użyteczność materiału wybuchowego można docenić dopiero po pełnym zrozumieniu właściwości i czynników na nie wpływających. Niektóre z ważniejszych cech wymieniono poniżej:
Wrażliwość
Czułość odnosi się do łatwości, z jaką materiał wybuchowy może zostać zapalony lub zdetonowany, tj. ilości i intensywności wymaganego wstrząsu , tarcia lub ciepła . Kiedy używany jest termin „wrażliwość” , należy zwrócić uwagę na to, jaki rodzaj wrażliwości jest przedmiotem dyskusji. Względna wrażliwość danego materiału wybuchowego na uderzenie może się znacznie różnić od jego wrażliwości na tarcie lub ciepło. Niektóre metody badawcze stosowane do określenia czułości dotyczą:
- Uderzenie — czułość jest wyrażana w kategoriach odległości, z jakiej standardowy ciężarek musi zostać zrzucony na materiał, aby spowodować jego eksplozję.
- Tarcie – czułość jest wyrażana jako wielkość nacisku wywieranego na materiał w celu wytworzenia wystarczającego tarcia, aby wywołać reakcję.
- Ciepło – czułość wyrażana jest temperaturą, w której następuje rozkład materiału.
Specyficzne materiały wybuchowe (zwykle, ale nie zawsze, bardzo wrażliwe na jedną lub więcej z trzech powyższych osi) mogą być specyficznie wrażliwe na takie czynniki, jak spadek ciśnienia, przyspieszenie, obecność ostrych krawędzi lub szorstkich powierzchni, niekompatybilne materiały, a nawet - w rzadkich przypadkach — promieniowanie jądrowe lub elektromagnetyczne. Czynniki te stanowią szczególne zagrożenie, które może wykluczyć jakąkolwiek użyteczność praktyczną.
Czułość jest ważnym czynnikiem przy wyborze materiału wybuchowego do określonego celu. Materiał wybuchowy w pocisku przeciwpancernym musi być stosunkowo niewrażliwy, w przeciwnym razie wstrząs uderzeniowy spowodowałby jego detonację, zanim przebiłby się do pożądanego punktu. Wybuchowe soczewki wokół ładunków jądrowych są również zaprojektowane tak, aby były bardzo niewrażliwe, aby zminimalizować ryzyko przypadkowej detonacji.
Wrażliwość na inicjację
Wskaźnik zdolności materiału wybuchowego do zainicjowania detonacji w sposób trwały. Jest to określone przez moc detonatora, która z pewnością zainicjuje materiał wybuchowy do trwałej i ciągłej detonacji. Odwołuje się do Selliera-Bellota , która składa się z szeregu 10 detonatorów, od n. 1 do n. 10, z których każdy odpowiada rosnącej masie wsadu. W praktyce większość materiałów wybuchowych dostępnych obecnie na rynku jest wrażliwa na n. 8 detonator, którego ładunek odpowiada 2 gramom piorunianu rtęci .
Prędkość detonacji
Szybkość, z jaką przebiega proces reakcji w masie materiału wybuchowego. Większość komercyjnych górniczych materiałów wybuchowych ma prędkości detonacji w zakresie od 1800 m/s do 8000 m/s. Obecnie prędkość detonacji można zmierzyć z dużą dokładnością. Wraz z gęstością jest ważnym elementem wpływającym na wydajność przekazywanej energii zarówno dla nadciśnienia atmosferycznego, jak i przyspieszenia gruntu. Z definicji „niski materiał wybuchowy”, taki jak czarny proch lub bezdymny proch strzelniczy, ma szybkość spalania 171–631 m / s. W przeciwieństwie do tego „odłamkowo-burzący”, czy to pierwotny, taki jak lont detonujący , czy wtórny, taki jak TNT lub C-4, ma znacznie większą szybkość spalania, około 6900-8092 m/s.
Stabilność
Stabilność to zdolność materiału wybuchowego do przechowywania bez pogorszenia jakości .
Następujące czynniki wpływają na stabilność materiału wybuchowego:
- Budowa chemiczna . W najściślejszym sensie technicznym słowo „stabilność” jest terminem termodynamicznym odnoszącym się do energii substancji względem stanu odniesienia lub innej substancji. Jednak w kontekście materiałów wybuchowych stabilność zwykle odnosi się do łatwości detonacji, która dotyczy kinetyki (tj. szybkości rozkładu). Być może najlepiej jest zatem rozróżnić terminy stabilny termodynamicznie i stabilny kinetycznie, odnosząc się do tego pierwszego jako „obojętny”. Przeciwnie, mówi się, że substancja niestabilna kinetycznie jest „nietrwała”. Powszechnie uznaje się, że pewne grupy, takie jak grupa nitrowa (–NO 2 ), azotanowa (–ONO 2 ) i azydkowa (–N 3 ), są samoistnie nietrwałe. Kinetycznie istnieje niska bariera aktywacji dla reakcji rozkładu. W konsekwencji związki te wykazują dużą wrażliwość na płomień lub wstrząsy mechaniczne. Wiązania chemiczne w tych związkach charakteryzują się głównie kowalencyjnością, a zatem nie są one stabilizowane termodynamicznie przez wysoką energię sieci jonowej. Co więcej, generalnie mają dodatnie entalpie tworzenia i istnieje niewiele mechanistycznych przeszkód dla wewnętrznego przegrupowania molekularnego w celu uzyskania bardziej stabilnych termodynamicznie (silniej związanych) produktów rozkładu. Na przykład w azydku ołowiu , Pb(N 3 ) 2 , atomy azotu są już połączone ze sobą, więc rozkład na Pb i N 2 [1] jest stosunkowo łatwy.
- Temperatura przechowywania. Szybkość rozkładu materiałów wybuchowych wzrasta w wyższych temperaturach. Można uznać, że wszystkie standardowe wojskowe materiały wybuchowe mają wysoki stopień stabilności w temperaturach od –10 do +35 °C, ale każdy ma wysoką temperaturę, w której jego tempo rozkładu gwałtownie przyspiesza, a stabilność maleje . Z reguły większość materiałów wybuchowych staje się niebezpiecznie niestabilna w temperaturach powyżej 70°C.
- Ekspozycja na światło słoneczne . Pod wpływem promieni ultrafioletowych światła słonecznego wiele związków wybuchowych zawierających grupy azotu szybko się rozkłada, wpływając na ich stabilność.
- Wyładowanie elektryczne . Elektrostatyczna lub iskrowrażliwość na inicjację jest powszechna w wielu materiałach wybuchowych. Wyładowanie statyczne lub inne wyładowanie elektryczne może w pewnych okolicznościach wystarczyć do wywołania reakcji, a nawet detonacji. W rezultacie bezpieczne obchodzenie się z materiałami wybuchowymi i pirotechnicznymi zwykle wymaga odpowiedniego uziemienia elektrycznego operatora.
Moc, wydajność i siła
Termin moc lub wydajność w odniesieniu do materiału wybuchowego odnosi się do jego zdolności do wykonania pracy. W praktyce jest ona definiowana jako zdolność materiału wybuchowego do osiągnięcia zamierzonego celu w zakresie dostarczania energii (tj. wyrzucania odłamków, podmuchu powietrza, strumienia o dużej prędkości, wstrząsu podwodnego i energii pęcherzyków itp.). Siła wybuchowa lub wydajność są oceniane za pomocą dostosowanej serii testów w celu oceny materiału pod kątem jego zamierzonego zastosowania. Spośród testów wymienionych poniżej, testy rozszerzania cylindra i przedmuchu powietrza są wspólne dla większości programów testowych, a inne obsługują określone aplikacje.
- Test rozprężania cylindra. Standardowa ilość materiału wybuchowego jest ładowana do długiego wydrążonego cylindra , zwykle miedzianego, i detonowana na jednym końcu. Gromadzone są dane dotyczące szybkości rozszerzania się promieniowego cylindra oraz maksymalnej prędkości ścianki cylindra. Ustanawia to również energię Gurneya lub 2 E .
- Fragmentacja cylindra. Standardowy stalowy cylinder jest ładowany materiałem wybuchowym i detonowany w zagłębieniu na trociny. Fragmenty zbiera się i analizuje rozkład wielkości .
- Ciśnienie detonacji ( warunek Chapmana-Jougueta ). Dane dotyczące ciśnienia detonacji pochodzące z pomiarów fal uderzeniowych przenoszonych do wody w wyniku detonacji cylindrycznych ładunków wybuchowych o standardowej wielkości.
- Wyznaczanie średnicy krytycznej. Ten test określa minimalny rozmiar fizyczny, jaki musi mieć ładunek określonego materiału wybuchowego, aby utrzymać własną falę detonacyjną. Procedura polega na detonacji serii ładunków o różnych średnicach, aż do zaobserwowania trudności w propagacji fali detonacyjnej.
- Prędkość detonacji o dużej średnicy. Prędkość detonacji zależy od gęstości ładunku (c), średnicy ładunku i wielkości ziarna. Hydrodynamiczna teoria detonacji stosowana do przewidywania zjawisk wybuchowych nie obejmuje średnicy ładunku, a tym samym prędkości detonacji dla masywnej średnicy. Ta procedura wymaga wystrzelenia serii ładunków o tej samej gęstości i strukturze fizycznej, ale o różnych średnicach oraz ekstrapolacji uzyskanych prędkości detonacji w celu przewidzenia prędkości detonacji ładunku o dużej średnicy.
- Ciśnienie a skalowana odległość. Ładunek o określonej wielkości jest detonowany, a jego wpływ na ciśnienie jest mierzony ze standardowej odległości. Otrzymane wartości porównuje się z wartościami dla TNT.
- Impuls a skalowana odległość. Ładunek o określonej wielkości jest detonowany, a jego impuls (powierzchnia pod krzywą ciśnienia w czasie) jest mierzony w funkcji odległości. Wyniki zestawiono w tabeli i wyrażono jako równoważniki TNT .
- Względna energia pęcherzyków (RBE). Ładunek o masie od 5 do 50 kg zostaje zdetonowany w wodzie, a mierniki piezoelektryczne mierzą ciśnienie szczytowe, stałą czasową, impuls i energię.
- RBE można zdefiniować jako K x 3
- RBE = Ks s
- , gdzie K = okres rozszerzania się pęcherzyków dla ładunku eksperymentalnego ( x ) lub standardowego ( ) .
Brisance
Oprócz siły, materiały wybuchowe wykazują drugą cechę, którą jest efekt rozbijania lub jaskrawość (od francuskiego oznaczającego „złamać”), która wyróżnia się i jest oddzielona od ich całkowitej zdolności do pracy. Ta cecha ma praktyczne znaczenie przy określaniu skuteczności wybuchu pocisków odłamkowych, łusek bombowych, granatów i tym podobnych. Szybkość, z jaką materiał wybuchowy osiąga szczytowe ciśnienie ( moc ), jest miarą jego blasku. Wartości Brisance są stosowane głównie we Francji i Rosji.
Test zgniatania piasku jest powszechnie stosowany w celu określenia względnej jasności w porównaniu z TNT. Żaden test nie jest w stanie bezpośrednio porównać właściwości wybuchowych dwóch lub więcej związków; ważne jest, aby przeanalizować dane z kilku takich testów (zgniatanie piaskiem, trauzl i tak dalej), aby ocenić względną jaskrawość. Prawdziwe wartości do porównania wymagają eksperymentów polowych.
Gęstość
Gęstość ładunku odnosi się do masy materiału wybuchowego na jednostkę objętości. Dostępnych jest kilka metod ładowania, w tym ładowanie śrutem, ładowanie odlewem i ładowanie prasą, przy czym wybór zależy od właściwości materiału wybuchowego. W zależności od zastosowanej metody można uzyskać średnią gęstość załadowanego ładunku mieszczącą się w granicach 80–99% teoretycznej maksymalnej gęstości materiału wybuchowego. Wysoka gęstość obciążenia może zmniejszyć czułość , czyniąc masę bardziej odporną na tarcie wewnętrzne . Jeśli jednak gęstość wzrośnie do tego stopnia, że poszczególne kryształy zostaną zmiażdżone, materiał wybuchowy może stać się bardziej wrażliwy. Zwiększona gęstość ładunku pozwala również na użycie bardziej wybuchowego, zwiększając tym samym moc głowicy . Możliwe jest sprężenie materiału wybuchowego poza punkt wrażliwości, znany również jako martwe naciśnięcie , w którym materiał nie jest już w stanie niezawodnie zainicjować, jeśli w ogóle.
Zmienność
Lotność to gotowość, z jaką substancja odparowuje . Nadmierna lotność często prowadzi do powstania ciśnienia w nabojach i rozdzielenia mieszanin na składniki. Lotność wpływa na skład chemiczny materiału wybuchowego w taki sposób, że może wystąpić znaczne zmniejszenie stabilności, co skutkuje wzrostem niebezpieczeństwa posługiwania się nim.
Higroskopijność i wodoodporność
Wprowadzenie wody do materiału wybuchowego jest wysoce niepożądane, ponieważ zmniejsza czułość, siłę i prędkość detonacji materiału wybuchowego. Higroskopijność jest miarą tendencji materiału do pochłaniania wilgoci. Wilgoć wpływa niekorzystnie na materiały wybuchowe, działając jako materiał obojętny, który pochłania ciepło po odparowaniu, oraz działając jako ośrodek rozpuszczalnika, który może powodować niepożądane reakcje chemiczne. Czułość, siła i prędkość detonacji są zmniejszane przez materiały obojętne, które zmniejszają ciągłość masy wybuchowej. Gdy zawartość wilgoci odparuje podczas detonacji, następuje ochłodzenie, które obniża temperaturę reakcji. Na stabilność wpływa również obecność wilgoci, która sprzyja rozkładowi materiału wybuchowego, a ponadto powoduje korozję metalowego pojemnika z materiałem wybuchowym.
Materiały wybuchowe znacznie różnią się między sobą zachowaniem w obecności wody. Dynamity żelatynowe zawierające nitroglicerynę mają pewien stopień wodoodporności. Materiały wybuchowe na bazie azotanu amonu mają niewielką wodoodporność lub nie mają jej wcale, ponieważ azotan amonu jest dobrze rozpuszczalny w wodzie i higroskopijny.
Toksyczność
Wiele materiałów wybuchowych jest do pewnego stopnia toksycznych . Wsadami do produkcji mogą być również związki organiczne lub materiały niebezpieczne, które wymagają specjalnego traktowania ze względu na zagrożenia (takie jak czynniki rakotwórcze ). Produkty rozkładu, pozostałości substancji stałych lub gazów niektórych materiałów wybuchowych mogą być toksyczne, podczas gdy inne są nieszkodliwe, na przykład dwutlenek węgla i woda.
Przykładami szkodliwych produktów ubocznych są:
- Metale ciężkie, takie jak ołów, rtęć i bar ze spłonek (obserwowane na strzelnicach o dużej objętości)
- Tlenki azotu z TNT
- Nadchlorany stosowane w dużych ilościach
„Zielone materiały wybuchowe” mają na celu zmniejszenie wpływu na środowisko i zdrowie. Przykładem takiego jest bezołowiowy pierwotny materiał wybuchowy 5-nitrototetrazolan miedzi (I), alternatywa dla azydku ołowiu . Jedną z odmian zielonego materiału wybuchowego są materiały wybuchowe CDP, których synteza nie obejmuje żadnych toksycznych składników, zużywa dwutlenek węgla podczas detonacji i nie uwalnia tlenków azotu do atmosfery podczas użytkowania. [ potrzebne źródło ]
Wybuchowy pociąg
Materiał wybuchowy może być włączony do ciągu wybuchowego urządzenia lub systemu. Przykładem jest ołów pirotechniczny zapalający dopalacz, który powoduje detonację ładunku głównego.
Objętość produktów wybuchu
Najczęściej stosowanymi materiałami wybuchowymi są skondensowane ciecze lub ciała stałe przekształcone w produkty gazowe w wyniku wybuchowych reakcji chemicznych i energii uwolnionej w wyniku tych reakcji. Gazowymi produktami kompletnej reakcji są zwykle dwutlenek węgla , para wodna i azot . Objętości gazów obliczone za pomocą prawa gazu doskonałego są zwykle zbyt duże przy wysokich ciśnieniach charakterystycznych dla wybuchów. Ostateczną ekspansję objętości można oszacować na trzy rzędy wielkości, czyli jeden litr na gram materiału wybuchowego. Materiały wybuchowe z niedoborem tlenu wytwarzają sadzę lub gazy, takie jak tlenek węgla i wodór , które mogą reagować z otaczającymi materiałami, takimi jak tlen atmosferyczny . Próby uzyskania dokładniejszych szacunków objętości muszą uwzględniać możliwość takich reakcji ubocznych, kondensacji pary wodnej i rozpuszczalności w wodzie gazów, takich jak dwutlenek węgla.
Dla porównania, detonacja CDP opiera się na szybkiej redukcji dwutlenku węgla do węgla z obfitym uwolnieniem energii. Zamiast wytwarzać typowe gazy odlotowe, takie jak dwutlenek węgla, tlenek węgla, azot i tlenki azotu, CDP jest inny. Zamiast tego wysokoenergetyczna redukcja dwutlenku węgla do węgla odparowuje i zwiększa ciśnienie nadmiaru suchego lodu na czole fali, który jest jedynym gazem uwalnianym z detonacji. Szybkość detonacji dla preparatów CDP można zatem dostosować, dostosowując procent wagowy środka redukującego i suchego lodu. Detonacje CDP wytwarzają dużą ilość materiałów stałych, które mogą mieć dużą wartość handlową jako materiał ścierny:
Przykład – reakcja detonacji CDP z magnezem: XCO 2 + 2Mg → 2MgO + C + (X-1)CO 2
Produktami detonacji w tym przykładzie są tlenek magnezu, węgiel w różnych fazach, w tym diament i odparowany nadmiar dwutlenku węgla, który nie został zużyty przez ilość magnezu w preparacie wybuchowym.
Bilans tlenu (OB% lub Ω )
Równowaga tlenowa to wyrażenie używane do wskazania stopnia, w jakim materiał wybuchowy może zostać utleniony. Jeśli cząsteczka wybuchowa zawiera tylko tyle tlenu, aby przekształcić cały swój węgiel w dwutlenek węgla, cały wodór w wodę i cały metal w tlenek metalu bez nadmiaru, mówi się, że cząsteczka ma zerowy bilans tlenu. Mówi się, że cząsteczka ma dodatni bilans tlenowy, jeśli zawiera więcej tlenu niż jest to potrzebne, i ujemny bilans tlenowy, jeśli zawiera mniej tlenu niż jest potrzebne. Czułość, siła i jaskrawość materiału wybuchowego są w pewnym stopniu zależne od bilansu tlenu i mają tendencję do zbliżania się do swoich maksimów, gdy bilans tlenu zbliża się do zera.
Bilans tlenowy dotyczy tradycyjnej mechaniki materiałów wybuchowych przy założeniu, że podczas detonacji węgiel jest utleniany do tlenku i dwutlenku węgla. W czymś, co wydaje się być paradoksem dla eksperta od materiałów wybuchowych, fizyka zimnej detonacji wykorzystuje węgiel w jego najbardziej utlenionym stanie jako źródło tlenu w postaci dwutlenku węgla. Dlatego bilans tlenu albo nie ma zastosowania do preparatu CDP, albo musi być obliczony bez uwzględniania węgla w dwutlenku węgla.
Skład chemiczny
Chemiczny materiał wybuchowy może składać się z chemicznie czystego związku, takiego jak nitrogliceryna , lub mieszaniny paliwa i utleniacza , takiego jak proch czarny lub pył zbożowy i powietrze.
Czyste związki
Niektóre związki chemiczne są niestabilne, ponieważ w przypadku szoku reagują, prawdopodobnie aż do detonacji. Każda cząsteczka związku dysocjuje na dwie lub więcej nowych cząsteczek (zwykle gazów) z uwolnieniem energii.
- Nitrogliceryna : Wysoce niestabilna i wrażliwa ciecz
- Nadtlenek acetonu : Bardzo niestabilny biały nadtlenek organiczny
- TNT : Żółte niewrażliwe kryształy, które można stopić i rzucić bez detonacji
- Azotan celulozy : nitrowany polimer, który może być materiałem wybuchowym o dużej lub małej sile wybuchu, w zależności od poziomu nitrowania i warunków
-
RDX , PETN , HMX : Bardzo silne materiały wybuchowe, które mogą być używane w postaci czystej lub w plastikowych materiałach wybuchowych
- C-4 (lub kompozycja C-4): Plastikowy materiał wybuchowy RDX plastyfikowany, aby był przyczepny i plastyczny
Powyższe składy mogą opisywać większość materiału wybuchowego, ale praktyczny materiał wybuchowy często będzie zawierał niewielki procent innych substancji. Na przykład dynamit to mieszanina bardzo wrażliwej nitrogliceryny z trocinami , sproszkowaną krzemionką lub najczęściej ziemią okrzemkową , które działają jako stabilizatory. Tworzywa sztuczne i polimery mogą być dodawane w celu związania proszków związków wybuchowych; woski mogą być włączone, aby były bezpieczniejsze w obsłudze; aluminiowy może być wprowadzony w celu zwiększenia całkowitej energii i efektów podmuchu. Związki wybuchowe są również często „stopowane”: proszki HMX lub RDX można mieszać (zwykle przez odlewanie ze stopu) z trotylem, tworząc oktol lub cyklotol .
Paliwo utlenione
Utleniacz to czysta substancja ( cząsteczka ), która w reakcji chemicznej może przyczynić się do powstania niektórych atomów jednego lub więcej pierwiastków utleniających, w których pali się składnik paliwowy materiału wybuchowego. Na najprostszym poziomie utleniacz może sam być pierwiastkiem utleniającym , takim jak gazowy lub ciekły tlen .
- Czarny proszek : azotan potasu , węgiel drzewny i siarka
- Błyskawiczny proszek : Drobny proszek metalowy (zwykle aluminium lub magnez ) i silny utleniacz (np. chloran lub nadchloran potasu )
- Amoniak : Azotan amonu i proszek aluminiowy
- Mieszanina Armstronga : chloran potasu i fosfor czerwony . To bardzo wrażliwa mieszanka. Jest to podstawowy materiał wybuchowy, w którym siarka zastępuje część lub całość fosforu, aby nieznacznie zmniejszyć czułość.
- Fizyka zimnej detonacji: Kombinacje dwutlenku węgla w postaci suchego lodu (nietradycyjne źródło tlenu) i sproszkowanych środków redukujących (paliwo), takich jak magnez i aluminium.
-
Materiały wybuchowe typu Sprengel : bardzo ogólna klasa obejmująca każdy silny utleniacz i wysoce reaktywne paliwo, chociaż w praktyce nazwa ta była najczęściej stosowana do mieszanin chloranów i nitroaromatycznych.
- ANFO : Azotan amonu i olej opałowy
- Cheddyty : Chlorany lub nadchlorany i olej
- Oxyliquits : Mieszaniny materiałów organicznych i ciekłego tlenu
- Panklastyty : Mieszaniny materiałów organicznych i tetratlenku diazotu
Dostępność i koszt
Dostępność i koszt materiałów wybuchowych zależą od dostępności surowców oraz kosztów, złożoności i bezpieczeństwa operacji produkcyjnych.
Klasyfikacja
Przez wrażliwość
Podstawowy
Pierwotny materiał wybuchowy to materiał wybuchowy, który jest niezwykle wrażliwy na bodźce, takie jak uderzenie , tarcie , ciepło , elektryczność statyczna lub promieniowanie elektromagnetyczne . Niektóre inicjujące materiały wybuchowe są również znane jako kontaktowe materiały wybuchowe . Do zainicjowania potrzebna jest stosunkowo niewielka ilość energii . Zasadniczo za materiały wybuchowe inicjujące uważa się te związki, które są bardziej wrażliwe niż PETN . Jako środek praktyczny, inicjujące materiały wybuchowe są wystarczająco czułe, aby można je było niezawodnie zainicjować uderzeniem młotka; jednak PETN można zwykle zainicjować w ten sposób, więc jest to tylko bardzo ogólna wytyczna. Ponadto kilka związków, takich jak trijodek azotu , jest tak wrażliwych, że nie można nawet obchodzić się z nimi bez detonacji. Trójjodek azotu jest tak czuły, że można go niezawodnie zdetonować pod wpływem promieniowania alfa ; jest to jedyny materiał wybuchowy, dla którego jest to prawdą. [ potrzebne źródło ]
Pierwotne materiały wybuchowe są często używane w detonatorach lub do wyzwalania większych ładunków mniej wrażliwych wtórnych materiałów wybuchowych . Pierwotne materiały wybuchowe są powszechnie stosowane w spłonkach i spłonkach do tłumaczenia sygnału wstrząsu fizycznego. W innych sytuacjach do zainicjowania akcji, czyli wybuchu, wykorzystywane są różne sygnały, takie jak porażenie prądem lub porażenie fizyczne, lub, w przypadku systemów detonacji laserowej, światło. Niewielka ilość, zwykle miligramów, wystarcza do zainicjowania większego ładunku materiału wybuchowego, który jest zwykle bezpieczniejszy w obsłudze.
Przykładami pierwotnych materiałów wybuchowych są:
- Nadtlenek acetonu
- Ozonki metali alkalicznych
- Nadmanganian amonu
- Chloran amonu
- Azydotetrazolany
- Azoklatraty
- Nadtlenek benzoilu
- benzwalen
- 3,5-bis(trinitrometylo)tetrazol
- Tlenki chloru
- Acetylenek miedzi(I).
- Azydek miedzi(II).
- Wodoronadtlenek kumenu
- CXP CycloProp(-2-)azotan enylu (lub CPN)
- Azydek cyjanu
- triazydek cyjanurowy
- Nadtlenek diacetylu
- 1-Diazidokarbamoilo-5-azydotetrazol
- Diazodinitrofenol
- Diazometan
- Nadtlenek eteru dietylowego
- 4-dimetyloaminofenylopentazol
- Diazotek disiarkowy
- azydek etylu
- Wybuchowy antymon
- Nadchloran fluoru
- Kwas piorunowy
- Azydki halogenowe:
- Diamina trinadtlenku heksametylenu
- kwas hydrazowy
- Kwas podfluorowy
- azydek ołowiu
- Styfonian ołowiu
- Pikrynian ołowiu
- Heptatlenek manganu
- Piorunian rtęci(II).
- Azotek rtęci
- Nadtlenek ketonu metylowo-etylowego
- Azotan niklu hydrazyny
- Nadchloran niklu-hydrazyny
- Trihalogenki azotu:
- Nitrogliceryna
- Nadchloran nitronu
- Nadchloran nitrozylu
- N -tlenki nitrotetrazolatu
- Heksafluoroarsenian pentazenu
- Kwasy nadtlenowe
- Kwas peroksymonosiarkowy
- tetraazydek selenu
- tetraazydek krzemu
- azydek srebra
- Acetylenek srebra
- Piorunian srebra
- Azotek srebra
- Tetraazydek telluru
- wodoronadtlenek tert -butylu
- Kompleksy tetraaminowo-miedziowe
- tetraazydometan
- Wybuch tetrazenu
- tetrazole
- tetraazydek tytanu
- triazydometan
- Tlenki ksenonu:
Wtórny
Wtórny materiał wybuchowy jest mniej wrażliwy niż inicjujący materiał wybuchowy i wymaga znacznie więcej energii do zainicjowania. Ponieważ są mniej wrażliwe, nadają się do szerszego zakresu zastosowań i są bezpieczniejsze w obsłudze i przechowywaniu. Wtórne materiały wybuchowe są używane w większych ilościach w pociągu wybuchowym i są zwykle inicjowane przez mniejszą ilość inicjującego materiału wybuchowego.
Przykłady wtórnych materiałów wybuchowych obejmują TNT i RDX .
Trzeciorzędowy
Trzeciorzędowe materiały wybuchowe , zwane również środkami wybuchowymi , są tak niewrażliwe na wstrząsy, że nie można ich niezawodnie zdetonować praktycznymi ilościami pierwotnego materiału wybuchowego i zamiast tego wymagają pośredniego środka wybuchowego wzmacniającego wtórny materiał wybuchowy . Są one często używane ze względu na bezpieczeństwo i zazwyczaj niższe koszty materiałów i obsługi. Największymi konsumentami są wydobywcze i budowlane na dużą skalę .
Większość trzeciorzędowych zawiera paliwo i utleniacz. ANFO może być trzeciorzędowym materiałem wybuchowym, jeśli jego szybkość reakcji jest niska.
Według prędkości
Niski
Niskie materiały wybuchowe (lub materiały wybuchowe niskiego rzędu) to związki, w których szybkość rozkładu przebiega przez materiał z prędkością mniejszą niż prędkość dźwięku . Rozkład jest propagowany przez front płomienia ( deflagrację ), który przemieszcza się przez materiał wybuchowy znacznie wolniej niż fala uderzeniowa materiału wybuchowego. W normalnych warunkach materiały wybuchowe ulegają deflagracji z szybkością wahającą się od kilku centymetrów na sekundę do około 0,4 km na sekundę (1300 stóp / s). Możliwe jest, że bardzo szybko ulegają deflagracji, dając efekt podobny do detonacji . Może się to zdarzyć pod wyższym ciśnieniem (na przykład, gdy proch strzelniczy ulega deflagracji w ograniczonej przestrzeni łuski pocisku, przyspieszając pocisk znacznie powyżej prędkości dźwięku) lub temperatury .
Nisko wybuchowy jest zwykle mieszaniną substancji palnej i utleniacza , która szybko się rozkłada (deflagracja); jednak palą się wolniej niż materiał wybuchowy, który ma niezwykle szybkie tempo spalania. [ potrzebne źródło ]
Materiały wybuchowe są zwykle stosowane jako propelenty . Do tej grupy należą produkty ropopochodne, takie jak propan i benzyna , proch strzelniczy (w tym proch bezdymny ) oraz lekkie materiały pirotechniczne , takie jak flary i fajerwerki , ale mogą one zastąpić materiały wybuchowe w niektórych zastosowaniach, w tym w wybuchach gazowych pod ciśnieniem.
Wysoki
Materiały wybuchowe odłamkowo-burzące (HE lub materiały wybuchowe wysokiego rzędu) to materiały wybuchowe, które detonują , co oznacza, że front uderzenia wybuchu przechodzi przez materiał z prędkością ponaddźwiękową . Materiały wybuchowe wybuchają z prędkością około 3–9 kilometrów na sekundę (9800–29 500 stóp / s). Na przykład TNT ma szybkość detonacji (spalania) około 6,9 km/s (22 600 stóp na sekundę), lont detonujący 6,7 km/s (22 000 stóp na sekundę), a C-4 około 8,0 km/s (26 000 stóp na sekundę). Zwykle są stosowane w górnictwie, rozbiórkach i zastosowaniach wojskowych. Termin silnie wybuchowy kontrastuje z terminem niski materiał wybuchowy , który eksploduje ( deflagruje ) z mniejszą szybkością.
Materiały wybuchowe odłamkowo-burzące można podzielić na dwie klasy materiałów wybuchowych różniące się czułością : materiał wybuchowy pierwotny i materiał wybuchowy wtórny . Chociaż trzeciorzędowe materiały wybuchowe (takie jak ANFO przy 3200 m / s) mogą technicznie spełniać definicję prędkości wybuchu, nie są one uważane za materiały wybuchowe w kontekście regulacyjnym.
Z chemicznego punktu widzenia możliwe są niezliczone związki wybuchowe, ale do ważnych komercyjnie i militarnie związków należą NG , TNT , TNP , TNX , RDX , HMX , PETN , TATP , TATB i HNS .
Według formy fizycznej
Materiały wybuchowe często charakteryzują się formą fizyczną, w której są produkowane lub używane. Te formy użycia są zwykle klasyfikowane jako:
- tłoczenia
- Odlewy
- Wiązanie z tworzywa sztucznego lub polimeru
- Plastikowe materiały wybuchowe , czyli kity
- Gumowane
- Wytłaczalny
- Dwójkowy
- Środki wybuchowe
- Zawiesiny i żele
- Dynamity
Klasyfikacje etykiet wysyłkowych
Etykiety i przywieszki wysyłkowe mogą zawierać zarówno oznaczenia Organizacji Narodów Zjednoczonych , jak i oznaczenia krajowe.
Oznaczenia Organizacji Narodów Zjednoczonych obejmują ponumerowane kody klasy i klasy zagrożenia (HC/D) oraz alfabetyczne kody grup zgodności. Chociaż oba są ze sobą powiązane, są odrębne i odrębne. Dowolny desygnator grupy zgodności można przypisać do dowolnej klasy i podklasy zagrożenia. Przykładem tego hybrydowego oznaczenia może być fajerwerk konsumencki , który jest oznaczony jako 1.4G lub 1.4S.
Przykłady oznaczeń krajowych obejmują kody Departamentu Transportu Stanów Zjednoczonych (US DOT).
Klasa i podział zagrożenia GHS Organizacji Narodów Zjednoczonych (ONZ).
GHS ONZ (HC/D) to oznaczenie numeryczne w ramach klasy zagrożenia wskazujące charakter, przewagę powiązanych zagrożeń oraz możliwość spowodowania ofiar wśród personelu i szkód majątkowych. Jest to międzynarodowo przyjęty system, który za pomocą minimalnej liczby oznaczeń informuje o podstawowym zagrożeniu związanym z substancją.
Poniżej wymienione są działy dla klasy 1 (materiały wybuchowe):
- 1.1 Zagrożenie detonacją masową. W przypadku HC/D 1.1 oczekuje się, że jeśli jeden przedmiot w pojemniku lub palecie przypadkowo zdetonuje, eksplozja spowoduje sympatyczną detonację otaczających przedmiotów. Eksplozja może rozprzestrzenić się na wszystkie lub większość przechowywanych razem przedmiotów, powodując masową detonację. W obszarze wybuchu będą też znajdować się fragmenty obudowy i/lub konstrukcji przedmiotu.
- 1.2 Eksplozja niemasowa powodująca powstawanie fragmentów. HC/D 1.2 jest dalej podzielony na trzy podpodziały, HC/D 1.2.1, 1.2.2 i 1.2.3, aby uwzględnić wielkość skutków wybuchu.
- 1.3 Zagrożenie pożarem masowym, niewielkim wybuchem lub odłamkami. Do tej kategorii należą materiały pędne i wiele artykułów pirotechnicznych. Jeśli jeden przedmiot w paczce lub stosie zostanie zainicjowany, zwykle rozprzestrzeni się na inne przedmioty, tworząc masowy pożar.
- 1.4 Umiarkowany ogień, bez wybuchu i odłamków. Pozycje HC/D 1.4 są wymienione w tabeli jako materiały wybuchowe bez znaczącego zagrożenia. Większość amunicji do broni strzeleckiej (w tym broni załadowanej) i niektóre artykuły pirotechniczne należą do tej kategorii. Jeśli materiał energetyczny w tych przedmiotach zostanie przypadkowo zainicjowany, większość energii i fragmentów będzie zawarta w strukturze przechowywania lub samych pojemnikach na przedmioty.
- 1,5 zagrożenie masową detonacją, bardzo niewrażliwe.
- 1.6 zagrożenie detonacją bez zagrożenia masową detonacją, wyjątkowo niewrażliwe.
Aby zobaczyć całą tabelę UNO, przejrzyj paragrafy 3-8 i 3-9 NAVSEA OP 5, tom. 1, rozdział 3.
Grupa zgodności klasy 1
Kody grup kompatybilności są używane do wskazania zgodności magazynowania materiałów HC/D klasy 1 (wybuchowych). Litery są używane do oznaczenia 13 grup zgodności w następujący sposób.
- A : Pierwotna substancja wybuchowa (1.1A).
- B : Przedmiot zawierający substancję wybuchową inicjującą i niezawierający dwóch lub więcej skutecznych urządzeń ochronnych. Niektóre artykuły, takie jak zespoły detonatorów do detonacji i spłonki, typu kołpakowego, są włączone. (1.1B, 1.2B, 1.4B).
- C : Materiał wybuchowy będący propelentem lub inny materiał wybuchowy deflagrujący lub przedmiot zawierający taki materiał wybuchowy (1.1C, 1.2C, 1.3C, 1.4C). Są to materiały miotające luzem , ładunki miotające oraz urządzenia zawierające materiały miotające ze środkami zapłonowymi lub bez. Przykłady obejmują paliwo jednoskładnikowe, paliwo podwójne, paliwo potrójne i paliwa kompozytowe , silniki rakietowe na paliwo stałe i amunicję z pociskami obojętnymi.
- D : Materiał wybuchowy wtórnie detonujący lub proch czarny lub przedmiot zawierający materiał wybuchowy wtórnie detonujący, w każdym przypadku bez środków inicjujących i bez ładunku napędowego, lub artykuł zawierający materiał wybuchowy inicjujący i zawierający dwa lub więcej skutecznych urządzeń ochronnych. (1.1D, 1.2D, 1.4D, 1.5D).
- E : Przedmiot zawierający materiał wybuchowy wtórnie detonujący bez środków inicjujących, z ładunkiem miotającym (inny niż zawierający łatwopalną ciecz, żel lub ciecz hipergoliczną ) (1.1E, 1.2E, 1.4E).
- F zawierające materiał wybuchowy wtórnie detonujący wraz ze środkami inicjującymi, z ładunkiem miotającym (innym niż zawierający płyn łatwopalny, żel lub ciecz hipergoliczną) lub bez ładunku miotającego (1.1F, 1.2F, 1.3F, 1.4F).
- G : Substancja lub wyrób pirotechniczny zawierający substancję pirotechniczną lub wyrób zawierający zarówno substancję wybuchową, jak i substancję oświetlającą, zapalającą, łzawiącą lub dymną (inny niż wyrób aktywowany wodą lub zawierający biały fosfor, fosforek lub płyn łatwopalny lub żel lub ciecz hipergoliczna) (1,1G, 1,2G, 1,3G, 1,4G). Przykłady obejmują flary, sygnały, amunicję zapalającą lub oświetlającą oraz inne urządzenia wytwarzające dym i łzy.
- H : Artykuł zawierający zarówno substancję wybuchową, jak i biały fosfor (1,2H, 1,3H). Artykuły te ulegają samozapłonowi pod wpływem atmosfery.
- J : Artykuł zawierający zarówno substancję wybuchową, jak i łatwopalną ciecz lub żel (1,1 J, 1,2 J, 1,3 J). Wyklucza to płyny lub żele, które są samozapalne w kontakcie z wodą lub atmosferą, które należą do grupy H. Przykłady obejmują amunicję zapalającą wypełnioną płynem lub żelem, urządzenia wybuchowe typu paliwo-powietrze (FAE) oraz łatwopalne pociski rakietowe na paliwo ciekłe.
- K : Artykuł zawierający zarówno substancję wybuchową, jak i toksyczny środek chemiczny (1,2 K, 1,3 K)
- L Substancja lub przedmiot wybuchowy zawierający substancję wybuchową i stwarzający szczególne zagrożenie (np. z powodu aktywacji wody lub obecności cieczy hipergolicznych, fosforków lub substancji samozapalnych ) wymagający izolacji każdego rodzaju (1,1 l, 1,2 l, 1,3 l). Uszkodzona lub podejrzana amunicja dowolnej grupy należy do tej grupy.
- N : Przedmioty zawierające wyłącznie wyjątkowo niewrażliwe substancje detonujące (1,6N).
- S : Substancja lub przedmiot tak zapakowany lub zaprojektowany, że wszelkie niebezpieczne skutki wynikające z przypadkowego działania są ograniczone do tego stopnia, że nie utrudniają one znacząco lub nie uniemożliwiają walki z ogniem lub innych akcji ratunkowych w bezpośrednim sąsiedztwie sztuki przesyłki (1.4S).
Rozporządzenie
Legalność posiadania lub używania materiałów wybuchowych różni się w zależności od jurysdykcji. Różne kraje na całym świecie uchwaliły przepisy dotyczące materiałów wybuchowych i wymagają licencji na produkcję, dystrybucję, przechowywanie, używanie, posiadanie materiałów wybuchowych lub składników.
Holandia
W Holandii cywilne i handlowe użycie materiałów wybuchowych jest objęte ustawą Wet explosieven voor civiel gebruik (ustawa o materiałach wybuchowych do użytku cywilnego), zgodnie z dyrektywą UE nr. 93/15/EEG (holenderski). Nielegalne użycie materiałów wybuchowych jest objęte ustawą Wet Wapens en Munitie (ustawa o broni i amunicji) (holenderska).
Wielka Brytania
Nowe przepisy dotyczące materiałów wybuchowych 2014 (ER 2014) weszły w życie 1 października 2014 r. i definiują „materiał wybuchowy” jako:
„a) każdy artykuł wybuchowy lub substancję wybuchową, które —
(i) jeśli są zapakowane do transportu, być sklasyfikowane zgodnie z zaleceniami Organizacji Narodów Zjednoczonych jako należące do klasy 1; Lub
(ii) zostać sklasyfikowane zgodnie z zaleceniami Organizacji Narodów Zjednoczonych jako:
(aa) są nadmiernie wrażliwe lub tak reaktywne, że ulegają spontanicznej reakcji, a zatem są zbyt niebezpieczne w transporcie, oraz
(bb) należące do klasy 1; Lub
(b) odczulony materiał wybuchowy,
ale nie obejmuje substancji wybuchowej wytworzonej w ramach procesu produkcyjnego, który następnie przetwarza ją ponownie w celu wytworzenia substancji lub preparatu, który nie jest substancją wybuchową”
„Każdy, kto chce nabyć i / lub zatrzymać odpowiednie materiały wybuchowe, musi skontaktować się z oficerem łącznikowym ds. materiałów wybuchowych lokalnej policji. Wszystkie materiały wybuchowe są odpowiednimi materiałami wybuchowymi oprócz tych wymienionych w załączniku 2 do przepisów dotyczących materiałów wybuchowych z 2014 r.”.
Stany Zjednoczone
Podczas I wojny światowej stworzono liczne prawa regulujące branże związane z wojną i zwiększające bezpieczeństwo w Stanach Zjednoczonych. W 1917 roku 65. Kongres Stanów Zjednoczonych uchwalił wiele praw , w tym ustawę o szpiegostwie z 1917 roku i ustawę o materiałach wybuchowych z 1917 roku .
Ustawa o materiałach wybuchowych z 1917 r. (sesja 1, rozdział 83, 40 Stat. 385 ) została podpisana 6 października 1917 r. i weszła w życie 16 listopada 1917 r. Podsumowanie prawne brzmi: „Ustawa zakazująca produkcji, dystrybucji, przechowywania, używania, i posiadania w czasie wojny materiałów wybuchowych, określając przepisy dotyczące bezpiecznego wytwarzania, dystrybucji, przechowywania, używania i posiadania tego samego oraz do innych celów”. Była to pierwsza federalna regulacja dotycząca licencjonowania zakupów materiałów wybuchowych. Ustawa została dezaktywowana po zakończeniu I wojny światowej.
Po przystąpieniu Stanów Zjednoczonych do II wojny światowej ustawa o materiałach wybuchowych z 1917 r. została reaktywowana. W 1947 ustawa została dezaktywowana przez prezydenta Trumana .
Ustawa o kontroli przestępczości zorganizowanej z 1970 r. ( Pub. L. 91–452 ) przekazała wiele przepisów dotyczących materiałów wybuchowych do Biura ds. Alkoholu, Tytoniu i Broni Palnej (ATF) Departamentu Skarbu . Ustawa weszła w życie w 1971 roku.
Obecnie przepisy regulują tytuł 18 Kodeksu Stanów Zjednoczonych i tytuł 27 Kodeksu przepisów federalnych :
- „Import, produkcja, dystrybucja i przechowywanie materiałów wybuchowych” (18 USC, rozdział 40).
- „Handel materiałami wybuchowymi” (27 CFR, rozdział II, część 555).
Wiele stanów ogranicza posiadanie, sprzedaż i używanie materiałów wybuchowych.
- Kodeks stanu Alabama Tytuł 8 Rozdział 17 Artykuł 9
- Kod stanu Alaska Rozdział 11.61.240 i 11.61.250 zarchiwizowano 13 grudnia 2014 r. W Wayback Machine
- Kodeks stanu Arizona, tytuł 13, rozdział 31, artykuły od 01 do 19, zarchiwizowane 15 grudnia 2014 r. W Wayback Machine
- Kodeks stanu Arkansas Tytuł 5 Rozdział 73 Artykuł 108
- Kodeks karny stanu Kalifornia, tytuł 2, dział 5
- Kolorado (statuty stanu Kolorado są chronione prawem autorskim i wymagają zakupu przed przeczytaniem).
- Statuty Connecticut, tom 9, tytuł 29, rozdziały 343-355
- Delaware Code Tytuł 16 Część VI Rozdziały 70 i 71
- Statut Florydy Tytuł XXXIII Rozdział 552
- Georgia Code Tytuł 16 Rozdział 7 Artykuły 64-97 (uchylony przez Ga. L. 1996)
- Przepisy administracyjne Hawajów Tytuł 12 Podtytuł 8 Część 1 Rozdział 58 ORAZ Zmienione statuty Hawajów
- Ustawa o materiałach wybuchowych stanu Illinois 225 ILCS 210
- Kodeks karny stanu Michigan, rozdział XXXIII, sekcja 750.200 – 750.212a
- Minnesota
- Kodeks Mississippi Tytuł 45 Rozdział 13 Artykuł 3 Sekcja 101–109
- Nowy Jork: Przepisy BHP ograniczają ilość czarnego prochu, którą można przechowywać i transportować.
- Wisconsin Rozdział 941 Podrozdział 4-31
Lista
związki
Acetylidy
piorunuje
nitro
- MonoNitro: NGA , NE , NM , NP , NS , NU
- DiNitro : DDNP , DNB , DNEU, DNN, DNP , DNPA , DNPH , DNR, DNPD, DNPA, DNC, DPS, DPA , EDNP, KDNBF, BEAF
- TriNitro: RDX , DATB, TATB, PBS , PBP , TNAL , TNAS , TNB , TNBA, TNC , MC, TNEF, TNOC, TNOF , TNP , TNT , TNN, TNPG, TNR , BTNEN, BTNEC, SA, API , TNS
- TetraNitro : Tetryl
- OctaNitro: ONC
azotany
- Monoazotany: AN , BAN , CAN , MAN , NAN , UN
- Diazotany: DEGDN , EDDN, EDNA, EGDN , HDN, TEGDN , TAOM
- Trójazotany: BTTN , TMOTN , NG
- Czteroazotany: ETN , PETN , TNOC
- Pentanazotany: XPN
- Sześcioazotany: CHN, MHN
Aminy
- Aminy trzeciorzędowe: NTBR , NTCL , NTI , NTS, SEN, AGN
- Diaminy: DSDN
- Azydki : CNA , CYA , CLA , CUA , EA , FA , HA, PBA , AGA , NAA , RBA , SEA, SIA , TEA, TAM , TIA
- Tetraminy: TZE , TZO , AA
- Pentaminy: PZ
- Oktaminy: OAC , ATA
Nadtlenki
tlenki
Nieposortowany
- Ozonki metali alkalicznych
- Chloran amonu
- Nadchloran amonu
- Nadmanganian amonu
- Azydotetrazolany
- Azoklatraty
- benzwalen
- Tlenki chloru
- DMAPP
- Nadchloran fluoru
- Piorunujące złoto
- Piorunujące srebro (kilka substancji)
- heksafluoroarsenian
- Kwas podfluorowy
- Heptatlenek manganu
- Azotek rtęci
- Nadchloran nitronu
- N-tlenki nitrotetrazolatu
- Kwasy nadtlenowe
- Kwas peroksymonosiarkowy
- Kompleksy tetraminowo-miedziowe
- Tetraazotek tetrasiarki
Mieszanki
- Orforyt glinu, Amatex , Amatol , Amonal , mieszanka Armstronga , ANFO , ANNMAL, Astrolite
- Baranol, Baratol , Ballistite , Butyl tetryl
- Karbonit , Kompozycja A, Kompozycja B , Kompozycja C , Kompozycja 1, Kompozycja 2, Kompozycja 3, Kompozycja 4 , Kompozycja 5, Kompozycja B , Kompozycja H6 , Cordtex , Cyclotol
- Preparaty CDP
- Danubit , Detasheet , Lont detonujący , Dualin , Dunnite , Dynamit
- Ecrasyt , Ednatol
- Proszek błyskowy
- Gelignit , proch strzelniczy
- heksanit , hydromit 600
- kinetyt
- Minol
- Octol , Oxyliquit
- Panklastyt , Pentolit , Pikratol , PNNM, Pyrotol
- Schneiderite, Semtex , Shellite
- Tannerit po prostu, Tannerite , Titadine , Tovex , Torpex , Tritonal
Pierwiastki i izotopy
Zobacz też
- Uraz od wybuchu
- Pies do wykrywania
- Szybkość płomienia
- Improwizowane urządzenie wybuchowe
- Niewrażliwa amunicja
- Największe sztuczne eksplozje niejądrowe
- Broń nuklearna
- Orica ; największym dostawcą komercyjnych materiałów wybuchowych
- Podręcznik improwizowanej amunicji TM 31-210
- Całkowite rozbicie ciała
Dalsza lektura
Rząd Stanów Zjednoczonych
- Materiały wybuchowe i wyburzeniowe FM 5–250; Departament Armii Stanów Zjednoczonych; 274 s.; 1992.
- Wojskowe materiały wybuchowe TM 9-1300-214; Departament Armii Stanów Zjednoczonych; 355 s.; 1984.
- Podręcznik procedur dotyczących materiałów wybuchowych i strzałów ; Departament Spraw Wewnętrznych USA; 128 s.; 1982.
- Badania bezpieczeństwa i działania do kwalifikacji materiałów wybuchowych ; Dowódca Dowództwa Systemów Uzbrojenia Marynarki Wojennej; NAVORD OD 44811. Waszyngton, DC: GPO, 1972.
- Podstawy systemów broni ; Dowódca Dowództwa Systemów Uzbrojenia Marynarki Wojennej. NAVORD OP 3000, cz. 2, 1 rew. Waszyngton, DC: GPO, 1971.
- Elementy inżynierii uzbrojenia – część pierwsza ; Biuro Badań Armii. Waszyngton, DC: dowództwo materiałów armii amerykańskiej , 1964.
- Tabliczki transportowe materiałów niebezpiecznych; USDOT.
Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych
- Bezpieczeństwo obchodzenia się i używania materiałów wybuchowych SLP 17; Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych; 66 s.; 1932 / 1935 / 1940.
- Historia przemysłu materiałów wybuchowych w Ameryce ; Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych; 37 s.; 1927.
- Oczyszczanie Krainy Pniaków ; Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych; 92 s.; 1917.
- Użycie materiałów wybuchowych do celów rolniczych i innych ; Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych; 190 s.; 1917.
- Użycie materiałów wybuchowych przy wykonywaniu rowów ; Instytut Twórców Materiałów Wybuchowych; 80 str.; 1917.
Inne historyczne
- Podręcznik rolników Księga materiałów wybuchowych ; duPont; 113 s.; 1920.
- Krótka relacja o materiałach wybuchowych ; Artura Marshalla; 119 s.; 1917.
- Dokumenty historyczne na temat nowoczesnych materiałów wybuchowych ; George'a MacDonalda; 216 s.; 1912.
- Powstanie i postęp brytyjskiego przemysłu materiałów wybuchowych ; Międzynarodowy Kongres Chemii Czystej i Stosowanej; 450 s.; 1909.
- Materiały wybuchowe i ich siła ; p. Berthelot; 592 s.; 1892.
Linki zewnętrzne
Wymienione w porządku alfabetycznym:
- Blaster Exchange — portal branży materiałów wybuchowych
- Tabliczki Hazmat klasy 1
- Akademia materiałów wybuchowych
- Informacje o materiałach wybuchowych
- Dziennik materiałów energetycznych
- Wojskowe materiały wybuchowe
- Forum materiałów wybuchowych i broni
- Dlaczego wysoka gęstość azotu w materiałach wybuchowych? Zarchiwizowane 26 maja 2013 r. W Wayback Machine
- Film na YouTube przedstawiający falę uderzeniową w zwolnionym tempie