Оценка и снижение взрывоопасности металлотермических систем

• Автор: Аржевитов, Сергей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.26.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИХ СИСТЕМ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ. И ИХ ПОТЕНЦИАЛЬНАЯ ВЗРЫВООПАСНОСТЬ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Типы металлотермических систем, их назначение и характеристика

1.2. Теоретические представления о воспламенении и горении термитных составов

1.3. Основные условия протекания химической реакции в форме взрыва

1.4. Характеристики потенциальной пожаровзрывоопасности и параметры горения металлотермических систем
1.5. Методы обеспечения взрывобезопасности приготовления и использования металлотермических систем

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ОЦЕНКИ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНОСТИ ЭКЗОТЕРМИЧЕСКИХ СОСТАВОВ

2.1. Нормативные методики определения характеристик пожаровзрывоопасности металлотермических составов
2.2. Методика синхронного термогравиметрического и дифференциальнотермического анализа
ГЛАВА 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПОРОШКИ АЛЮМИНИЯ И АЛЮМОМАГНИЕВОГО СПЛАВА
3.1. Влияние соотношения компонентов на параметры взрыва смесей алюминия с оксидами железа
3.2. Влияние увлажнения и загрязнений на параметры взрыва
железоалюминиевых термитов
3.3. Влияние инертных добавок на параметры горения и взрыва железоалюминиевых термитов
3.4. Влияние вида окислителя и состава инертных добавок на параметры взрыва смесей алюминия с оксидами ряда металлов
3.5. Определение параметров горения и взрыва смесей алюминия с карбонатами металлов
ГЛАВА 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГОРЕНИЯ И ВЗРЫВА МЕТАЛЛОТЕРМИЧЕСКИХ СМЕСЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ПОРОШОКИ СИЛИ КОКАЛЪЦИЯ И КРЕМНИЯ
4.1. Влияние соотношения компонентов на параметры взрыва смесей силикокальция и кремния с оксидами железа
4.2. Определение параметров взрыва смесей кремнийсодержащих
материалов с оксидами хрома и кооальта
ГЛАВА 5. Расчет состава металлотермических смесей с заданным составом металлической и шлаковой фазы
ГЛАВА 6. Механизм и параметры взрыва при аварийном взаимодействии расплавов алюминия с кислородосодержащими материалами
6.1. Взрыв при взаимодействии расплавленного алюминия с железной окалиной
6.2. Взрыв при взаимодействии расплавленного алюминия с оксидами и сульфатами свинца
6.3. Взрыв при взаимодействии расплавленного алюминия с
нитратом натрия
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для сварки медных проводов предлагали использовать смесь СиОА1 с небольшой добавкой кремния, причем брать избыток окислителя . Для сварки никеля и медноникелевых сплавов разработаны сложные смеси на основе оксидов Си и 1 с алюминием . С целью повышения прочности и электропроводности швов при сварке медных изделий рекомендован состав СиО или Си бор . Термиты на основе оксидов марганца Мп или его смеси с МпО и алюминия сначала использовались в электрических предохранителях при достижении предельного напряжения возбуждалась реакция, и образовывался проводящий металл . МпСЬ, М3О4, М2О3 или их сочетаниями, а также с добавкой окалины были рекомендованы для сварки высокомарганцовистых сталей . Для сварки алюминия и его сплавов предложены такие термиты, как оксид олова алюминий и ВаБОАМСаРо . В работе упоминались сварочные составы с алюминием и оксидом Ре, Си или 1, в состав, предназначенный для работ при инерционных нагрузках, не образующий текучих продуктов смесь Юз и циркония. Термиты изредка используют также для различных видов работ в нефтяных и газовых скважинах. Особенностью таких работ является проведение их в условиях высоких давлений кгссм2 и температур 0С, жидкой среды вода или растворы, при малом диаметре скважины обычно менее 0 мм. Поэтому для предотвращения проникновения жидкости в заряд и снижения теплоотвода необходимо помещать заряд в герметичную оболочку, стойкую в данных условиях. Термиты можно использовать при высоких температурах С, т. Разрабатывались конструкции устройств для создания разобщающих мостов пакеров на основе термитов. При термитной реакции образовавшийся жидкий металл отделяется от шлака и приваривается к стенке трубы, образуя герметичную пробку. Для этой цели был применен стандартный железоалюмиииевый термит в дальнейшем для повышения текучести и плотности металла, прочности соединения предложили вводить в массу состава куски легкоплавкого припоя . Разработано также устройство, содержащее малогазовый состав А1Мп ИаИОз древесные опилки, который при сгорании расширяет и расплавляет оболочку из легкоплавкого металла, обеспечивая сварку со стенкой колонны . Термиты использовали также для извлечения металлических предметов из скважины, которые привариваются к корпусу ловителя и поднимаются вместе с ним на поверхность . Имеются и другие приспособления, в которые входят заряды из железоалюминиевого термита . Малогазовые составы в скважинах используют, главным образом, для резки труб разьединения заклинивших труб в буровых скважинах пробойник, имеющий сердцевину из А1СиО и окруженный шариками из АБеОз с газообразующим связующим тефлон прессованные заряды, содержащие металл А1, , Т или 6, оксид ИеО, Ре3, СиО или Си3 и тефлон состав металл А1, смесь А1 М, 2г, В, Ве или В оксид Ре3, Ре4, Сг3 или их смеси никель 5 тефлон . В настоящее время термитная сварка широко используется при прокладке и ремонте железнодорожных и трамвайных путей, для сварки арматуры железобетонных конструкций, а также при изготовлении крупногабаритных деталей коленвалы, прокатные валки, при восстановлении и ремонте крупных деталей цилиндров прессов, рельсов, технологического оборудования . В большинстве случаев свариваемые конструкции стальные, и применяются составы на основе железоалюминиевого термита. Реже осуществляют сварку изделий из цветных металлов для сварки меди используют медноалюминиевый термит, для алюминия состав оксид олова алюминий. Однако в перечисленных видах сварочных работ в нашей стране термиты практически не применяются за исключением сварки трамвайных рельсов, так как отсутствует промышленное производство оснастки, термитных материалов и форм, технологическая проработка для конкретных видов изделий недостаточна. Термитную сварку также применяют при сооружении линий электропередачи и связи, монтаже контактной сети в этих случаях чаще всего используют составы на основе железомагниевого термита. Для этих целей термиты широко применяют и в нашей стране, термитные шашки и патроны изготавливаются в промышленном масштабе .