9.2.3. Применение взрывчатых веществ в других областях

При действии ударной волны на поверхности металла происхо­дит переструктурирование, возникновение новых кристаллических форм, что приводит к упрочению, получению более износоустой­чивых, твердых поверхностей. Изучая упрочение поверхности де­талей путем метания на их поверхность металлической пластинки взрывом со скоростью до 2 км/с, ученые Сибирского отделения АН М.А.Лаврентьев и А.А.Дерибас наблюдали «приваривание» метае­мой пластинки к поверхности детали. Более глубокое изучение этого явления привело к открытию метода сварки металлов взрывом. Суть метода заключается в импульсном воздействии на свариваемые ме­таллы энергии ударной волны взрыва.

На рис. 9.11 показана схема расположения свариваемых листов металла и взрывчатого вещества. Плоский заряд ВВ накладывается на лист свариваемого металла. Между ВВ и листом металла по­мещается изолирующий материал, предохраняющий поверхность листа от разрушения взрывом. Нижний лист свариваемого ме­талла находится на некотором расстоянии от верхнего.

После возбуждения взрыва верхняя пла­стина прижимается к нижней с такой силой, что происходит диффузия молекул металлов друг в друга. В результате даже: не поддающиеся никаким иным ме­тодам сварки металлы прочно со­единяются, образуя биметалличе­скую пластину. Для сварки взры­вом применяются ВВ со скоростя­ми детонации не более 2000 м/с. При больших скоростях происхо­дит разрушение верхнего свари­ваемого листа.

Таким образом, взрыв открыл возможности получения би- и

триметаллических листов, равномерно сваренных по всей пло­щади, что невозможно сделать никакими иными методами.

Сварка взрывом находит широкое практическое использование. Например, этим методом облицованы специальной сталью лопасти турбины Красноярской ГЭС, что исключило их разрушение от кави-тационной коррозии.

Не менее эффективно применение ВВ при штамповке. Принципи­альная схема установки штамповки взрывом показана на рис. 9.12.

Из пространства между заготовкой и матрицей удаляется воздух по вакуумной ли­нии. При взрыве заряда об­разовавшиеся газы сжима­ют воду до 10 тыс. МПа, в результате создается мощ­ный гидропоток, который работает как пресс, продав­ливая заготовку по форме матрицы. Взрывом с успе­хом проводят штамповку автомобильных кузовов, секций топливных баков, сосудов с днищами особой конструкции (например, эллиптических) и различ­ных фигурных деталей.

Взрыв уверенно вошел в область синтеза минераль­ных органических ве­ществ. Так, начатое в 1965 г. изучение возможности синтеза в зоне взрыва сверхтвердых ма­териалов (боразонов) из нитрида бора завершилось созданием производства абразивных материалов с твердостью, превышаю­щей твердость алмаза.

Примерно в этот же период начались работы по синтезу ал­маза взрывным методом. Графит помещался под заряд ВВ, вся эта сборка - над поверхностью воды. Производился взрыв. Под действием высокой температуры и давления графит преобразо­вывался в мелкие кристаллы алмаза (величиной до 40 мкм), ко­торые затем извлекались из воды. На этом принципе основа­но производство технических алмазов для абразивных мате­риалов.

Взрыв буквально революционировал процессы полимери­зации мономеров, вулканизации каучуков в резины. Под влиянием ударной волны кристаллический мономер, например, акриламид, за миллионные доли секунды образует полимер. По-лимеризуются не поддающиеся в обычных условиях полимери­зации мономеры (например, дифенилацетилен). Сырой каучук без серы вулканизуется до резины.

Под влиянием взрыва в сотни раз увеличивается скорость от­верждения бетона.

Взрыв тушит газовые и нефтяные пожары, «сдувая» пламя взрывной волной. С помощью ВВ отсекают площади леса, охва­ченные пожаром, созданием траншей, образующихся при взрыве шланговых зарядов ВВ (капроновые шланги, заполненные ВВ).

Взрыв предотвращает снежные катастрофические лавины, разрушает ледовые заторы на реках, прокладывает путь ко­раблям во льдах.

В промышленности взрыв находит применение при очистке мартеновских печей от образовавшихся твердых монолитов, ус­коряя в 7-10 раз процесс их ликвидации; оказывает помощь при снятии футеровки при капитальных ремонтах электролизеров (снятие отбойными молотками занимает 10-12 суток, детони­рующими шнурами - 2 смены); производит кумулятивными уд­линенными зарядами резку труб любого диаметра; обеспечивает футеровку внутренней поверхности труб и т.д. и т.п.

Для всех перечисленных работ используются вещества в виде индивидуальных или смесевых ВВ. Подбор ВВ производится с учетом специфических требований, выдвигаемых условиями проведения той или иной операции. Например, при проведении перфорационных работ в скважине кумулятивными зарядами используются вещества высокой мощности, тогда как при сварке взрывом допустимо применение ВВ с малыми (до 2 км/с) скоро­стями детонации.