1.2. Чувствительность взрывчатых веществ к внешним воздействиям
1.2.1 Начальный или инициирующий импульс
К используемым в промышленности зарядам взрывчатого вещества предъявляются требования полной безопасности при обращении с ними, с учётом возможного случайного падения, удара или другого воздействия, и, в то же время, абсолютно надёжного срабатывания при возбуждении взрыва существующими средствами взрывания. Чувствительность ВВ к внешним воздействиям характеризуется величиной того начального или инициирующего импульса, который при определённых условиях требуется для возбуждения в них взрыва. В качестве начального импульса могут быть использованы различные виды энергии: механическая, тепловая, электрическая, лучистая, а также энергия другого инициирующего ВВ.
Количество энергии, необходимое для возбуждения взрыва, даже для одного и того же ВВ, при заданном его состоянии не является величиной строго постоянной, но может заметно колебаться в зависимости от формы начального импульса и характера передачи воздействия ВВ.
Так, например, при медленном сжатии некоторых ВВ, взрыв может не возникать даже в том случае если в процессе сжатия будет произведена огромная работа и при этом достигнуты большие давления, в то время как в условиях ударной нагрузки взрыв может быть инициирован несоизмеримо меньшей энергией. Согласно данным Бриджмена, тротил в условиях медленного нагружения не взрывается даже при давлениях порядка 5000 МПа и выше. Кроме того, характер импульса может оказаться определяющим в развитии того или иного процесса во взрывчатом веществе. Из практики ведения работ известно, что под действием теплового импульса во многих ВВ может обеспечиваться лишь горение, в то время как при ударе – детонация.
Контакт взрывчатого вещества с поверхностью металлов и сплавов может повлиять не только на чувствительность их к внешнему воздействию, но и изменить сам характер процесса. Это связано с наличием на поверхности металлов оксидных плёнок, которые, выступая в роли катализаторов, способны модифицировать в прилегающих слоях исходную структуру взрывчатого вещества. В таких случаях наиболее опасным воздействием является сдвиг ВВ относительно твёрдой поверхности.
В процессе хранения взрывчатых веществ их чувствительность к внешним воздействиям может изменяться за счёт испарения отдельных компонентов или эксудации – выделения жидких веществ из ВВ. Особенно это опасно, если выделяющееся вещество взрывчатое и чувствительно к удару, например нитроглицерин. Эксудация капелек нитроглицерина из динамитов или нитроглицериновых порохов увеличивает опасность обращения с ними. Могут иметь место и обратные эффекты – потеря чувствительности к внешним воздействиям, в том числе к инициирующему импульсу, в результате поглощения влаги из воздуха. Ярким примером может служить чёрный порох и аммониты. Общим для них является вхождение в состав этих систем солей азотной кислоты – калийной или в аммиачной селитры. Обе селитры обладают высокой гигроскопичностью и поэтому требуют специальных условий хранения или нанесения на изделия из них водоотталкивающих покрытий.
Длительное нахождение изделий из взрывчатых веществ в нефтегазосодержащих флюидах высокого давления также может повлиять не только на чувствительность их к инициирующему импульсу, но и изменить сам характер процесса. Так через полиэтиленовые оболочки детонирующего шнура при высоком давлении в скважине происходит диффузия газов во взрывчатое вещество и шнур теряет способность полноценно детонировать. Существенно меняется чувствительность ВВ к инициирующему импульсу в условиях высоких температур, характерных для глубоких скважин. С одной стороны, с ростом температуры меняется температура вспышки и энергия активации, с другой – усиливается термическое разложение ВВ.
Следовательно, чувствительность ВВ к внешним воздействиям не является величиной строго постоянной, но зависит от предыстории обработки и хранения ВВ, термобарических условий, сред, ус которыми контактирует ВВ, формы и природы начального импульса. Поэтому к работе со штатными изделиями допускаются только квалифицированные специалисты, прошедшие специальную подготовку и неуклонно выполняющие технологическую дисциплину.