第二章火炸药的不安全因素分析

爆炸性物质分类：
起爆器材和起爆药： 如雷管、雷汞Hg(ONC)2、叠氮化铅Pb(N3)2等。 硝基芳香类炸药： 如三硝基甲苯CH3C6H2(NO2)3即TNT等。 硝酸酯类炸药：如季戊四醇硝酸酯C(CH2ONO2)4即PETN等。
•
• • •
硝化甘油类混合炸药
硝酸铵类混合炸药 氯酸类混合炸药和过氯酸盐类混合炸药 液氧炸药
映了炸药的化学安定性。因为如果分解反应进行到一定条 件时，可以转化为燃烧。
• 燃烧：炸药中含有C、H 等可燃元素，还含有燃烧需要的 氧，在热源的作用下可以燃烧。炸药的快速燃烧也称爆燃 炸药的燃烧特点：不同于一般燃料的燃烧，它不需要外界 提供氧就可以燃烧。
• 应用：发射药和烟火剂就是靠燃烧发挥其特定的效应。爆 破工程中所用猛炸药如果发生燃烧则是一种严重的事故。 • 影响：燃烧受外界条件影响较大，如果外界条件有利（如 压力高，温度高、密闭），炸药的燃烧可能转化为爆炸， 若外界条件不利，燃烧也可能转化为分解反应。
• 火炸药燃烧转爆轰
• 研究燃烧转爆轰的意义？ • 燃烧转爆轰的条件 • （ 1）燃烧气体平衡的破坏，是燃烧转变为爆轰主要原因 。关键条件是燃烧压力的增加。 • （ 2）燃烧面的扩大，可以破坏燃烧的稳定性促使转变为 爆轰。 • （3）药量大时，易由燃烧转变为爆轰。
• （4）燃烧转变为爆轰更重要的因素是炸药的性质。
2.2 火炸药化学变化形式及相互关系
• 爆炸并不是炸药唯一的化学变化形式，由于化学反应的环境条件不同 ，可能发生热分解、燃烧、爆炸三种化学反应，而且这三种形式在一 定条件下可以互相转化，三种形式所产生的效果也不相同。
A
缓慢分解 反映炸药 的化学安 定性
B
燃烧与爆燃 对爆破材料的安 全生产,加工,运 输保管以及销毁 都很有必要
C
爆炸与爆轰 炸药以每秒数百 米至数千米的高 速进行爆炸反应
• 分解：是炸药化学变化的最低级的反应形式。
• 特点：是反应速度缓慢，在炸药中均匀地进行。分解反应 在不同的条件下可以是吸热反应，也可以是放热反应。硝 酸铵在低于 150 度时，为吸热反应；当温度为 200 度左右
时为放热反应。
• 危害：炸药的分解反应给炸药的储存、加工和使用带来许 多麻烦，同时也影响炸药的质量。炸药的分解反应性能反
• 炸药的热分解与燃烧和爆轰之间的主要区别在于，炸药的热分解反应 是在整个炸药中同时进行的，而燃烧和爆轰不是在整个炸药内同时发 生的，是在炸药的某一局部开始以化学波的形式在炸药中按一定的速 度，一层一层地自动传播。此外前者速度缓慢，后两者反应强烈。
燃烧与爆轰的特征比较
变 化 过 程 传 播 速 度 燃 烧 爆 轰 每秒几毫米至几米（低于炸 药中音速），受外界压力影 响大 每秒几百米至几千米（ 高于炸药中音速）受外 界压力影响小
程特定的炸药在特定的条件下的爆轰速度为常数。
爆轰作为炸药爆炸反应的最高形式。
• 炸药三种化学变化之间联系
• 热分解、燃烧、爆轰在性质上虽然各不相同，但他们之间却有着紧密 的内在联系。炸药的热分解在一定条件下可以转变为燃烧和爆轰，燃 烧在一定条件下又可以转变为爆轰。而这种转变的出现也正是许多爆 炸事故的根源。因此，研究它们之间的相互转变条件，对于火炸药的 贮存与使用安全有着极其重要的参考价值。 • 炸药三种化学变化之间区别
• 爆炸：爆炸是炸药反应的最高形式。
• 特点：是反应的速度和传播的速度极高，可达每秒数千米 。爆炸的传播靠冲击波，在爆炸点附近，发生压力、温度
的急剧升高，从而导致爆炸点附近介质的碎裂或变形。
• 爆炸过程中若遇到不利因素也可能导致爆轰中断，转化为 燃烧或热分解。 • 爆轰：爆炸速度增长到稳定爆速的最大值时转化为爆轰。 • 爆轰是指炸药以每秒数千米的最大稳定速度进行的反应过
传播的性质
对外界的作用
热传导、扩散、辐射
燃烧点压力升高不大，在一 定条件下才对周围介质产生 爆破作用 受环境影响大，特别是压力 与波阵面的运动方向相反
冲击波
爆炸点有剧烈的压力突 跃，无须封闭系统便能 对周围介质产生强烈的 爆破作用 几乎不受环境影响 与波阵面运动方向一致
环境影响 产物运动方向
• 火炸药的热分解转燃爆与燃烧转爆轰
二、火炸药安全性基本原理
2.1 火炸药不安பைடு நூலகம்因素分析
•
• • •
炸药的分类：
应用分：起爆药、猛炸药、火药、烟火药 组分分：单质炸药、混合炸药 爆炸性物质：指在一定的温度、震动或受其他物质激发的条件下，能够在极短的时间 内发生剧烈化学反应，释放出大量的气体和热量，并伴有巨大声响而爆炸的物质。
•
• • •
• 凝聚炸药稳定燃烧规律
• （1）压力对燃烧速度的影响 • ① 起爆药燃烧时，燃速与压力的关系。100 kPa 分界。 • ② 猛炸药的燃速与压力关系。稍高于大气压为界。 • ③ 火药燃烧速度与压力的关系。
• ④ 某些无气体药剂的燃烧
• ⑤ 稳定燃烧的压力界限。稳定燃烧的压力上限为炸药能 保持稳定燃烧 (不转为爆轰)的最高压力，当超过此压力时 ，炸药就不能稳定燃烧，将由燃烧转变为爆轰。稳定燃烧 的压力下限为炸药能保持稳定燃烧(不熄灭)的最低压力。
• 火炸药热分解转燃爆 • （1）温度对分解速度的影响 • （2）环境散热条件对热分解速度的影响 • （3）堆积尺寸对分解速度的影响
• 由上可见，炸药在热分解过程中，若环境温度过高，或环 境散热条件不好，或炸药量太大，都会使炸药的热分解反 应加速，而转变为燃烧或爆轰。因此贮存炸药及其制品时 ，必须保证一定的温度、一定的尺寸及良好的通风条件， 以保证炸药及其制品的贮存安全和质量。
•
黑色火药
• 爆炸性物质为什么危险？不稳定结构、爆炸性功能基团
• N-O 结合物：如硝酸酯 (-ONO2) 类化合物、硝基 (-NO2) 化合物、亚硝 基(-NO)化合物、以及氨基硝酸盐等。 • N-N结合物：如重氮基盐、金属叠氮化合物、叠氮氢酸以及联氨衍生 物等。 • N-X结合物：如卤机氮、硫化氮等。 • N-C结合物：如氰化物等。 • O-O结合物：如有机过氧化物、臭氧化物等。 • 氯酸类或高氯酸盐类化合物：如氯酸酯、高氯酸酯、重金属高氯酸盐 、氨基高氯酸等。 • 乙炔及乙炔重金属盐。