Изготовление термита. Применение алюминотермитной технологии для сварки рельс на железной дороге

Занятие №1 «Классификация зажигательных веществ и их свойства».

    Понятия о зажигательном оружие. Классификация зажигательных средств (напалм, пирогели, электрон, термит, белый фосфор) и их свойства

2. Средства применения зажигательных веществ

Введение.

Огонь является одним из наиболее древних видов оружия. Более семи столетий вплоть до 15 века на полях сражений использовался «Греческий огонь», представляющий собой смесь горючих масел, смол, серы, селитры и других веществ, которыми снаряжались сосуды и перебрасывались в расположение противника метательными машинами. А с появлением огнестрельного оружия зажигательные вещества не утратили своего значения. В период первой мировой войны были разработаны конструкции термитносегментного снаряда и фугасного огнемета с пороховым генератором давления, которые и в настоящее время являются основой конструкции современных зажигательных боеприпасов и средств их применения. Перед второй мировой войной и в период ее ведения были созданы танковые, фугасные и ранцевые минометы. Известный скачок в развитии зажигательного оружия был сделан в 1942 году, когда была разработана предложена для военного использования горючая смесь на основе бензинов с загустителем, состоящим из алюминиевых солей нафтеновой и пальмитовой кислот. С тех пор зажигательные смеси на основе углеводородного горючего, содержащие загустители, принято называть НАПАЛМАМИ. Американская авиация широко применяла напалм в боевых действиях против Японии на острове в Тихом океане, а после второй мировой войны – в войне в Корее, южном Вьетнаме. В 1980 году в Женеве состоялась конференция Организации Объединенных Наций по ограничению применения зажигательного оружия по мирному гражданскому населению. Протоколом конференции запрещено применение зажигательного оружия по гражданскому населению и гражданским объектам. В настоящее время в капиталистических странах продолжают разрабатывать новые зажигательные составы и более эффектные средства их боевого применения.

    1. Понятия о зажигательном оружие. Классификация зажигательных средств (напалм, пирогели, электрон, термит, белый фосфор) и их свойства.

Зажигательное оружие (ЗЖО) – зажигательные вещества и средства их боевого применения. Зажигательное оружие применяется в целях поражения живой силы противника, уничтожения его вооружения, военной техники, запасов материальных средств и для создания пожаров в районах боевых действий.

Основными поражающими факторами ЗЖО являются: тепловая энергия и токсичные для человека продукты горения.

ЗЖО обладает поражающими факторами, которые действуют во времени и пространстве и могут быть разделены на первичные и вторичные.

К первичным факторам относятся: тепловая энергия, дым и токсичные для человека продукты горения зажигательных смесей непосредственно в момент применения ЗЖО. Время воздействия их на цель продолжается от нескольких секунд до нескольких минут.

Вторичными поражающими факторами являются: выделяемая тепловая энергия, дым и токсичные продукты, как следствие возникающих пожаров. Время воздействия их на цель может продолжаться от нескольких минут и часов до суток и недель.

Поражающие факторы ЗЖО обуславливают его поражающее действие, проявляющее в ожоговом действии по отношению к кожным покровам и дыхательным путям человека, в поджигающем действии по отношению к горючим материалам одежды, боевой и другой технике, местности, строениям и т.д.; в прожигающем действии по отношению к горючим и негорючим материалам, в обескислороживании атмосферы, нагревании и насыщении ее токсичными для человека газообразными продуктами сгорания.

Кроме того, ЗЖО обладает большим деморализующим морально-психологическим воздействием на живую силу, понижающим ее способность к активному сопротивлению.

Основу современного ЗЖО составляют зажигательные вещества , которыми снаряжаются зажигательные боеприпасы и огнеметные средства.

Зажигающее вещество или зажигающая смесь – вещество или смесь веществ, способных воспламеняться, устойчиво гореть с выделением большого количества тепловой энергии.

Зажигательные вещества и зажигательные смеси, стоящие на вооружении армий вероятного противника, делятся на следующие основные группы:

Зажигательные смеси на основе нефтепродуктов (напалмы);

Металлизированные зажигательные смеси (пирогели);

Термит и термитные составы.

Особую группу зажигательных веществ составляют обычный белый фосфор и пластифицированный фосфор, самовоспламеняющаяся смесь на основе триэтиленалюминия, щелочные металлы и сплав электрон.

По условиям горения зажигательные вещества и смеси можно разделить на две основные группы: - горящие в присутствии кислорода воздуха (напалмы, белый фосфор); - горящие без доступа кислорода воздуха (термит, термитные составы).

Зажигательные смеси на основе нефтепродуктов могут быть незагущенные (жидкие) и загущенные (вязкие). Это наиболее распространенный вид смесей, способный вызывать ожоги и поджигать горючие материалы. Незагущенные зажигательные смеси готовятся на основе бензина, дизельного топлива и смазочных масел. Они обладают легкой воспламеняемостью и применяются из ранцевых огнеметов в тех случаях, когда отсутствуют загущенные смеси или требуется большая дальность огнеметания. Загущенные зажигательные смеси (напалмы) представляют собой густую липкую студенистую массу розового или коричневого цвета, состоящую из бензина или другого жидкого углеводородного горючего (керосина, бензола и их смеси) смешанного в определенном соотношении с различными загустителями. Загустители – вещества. придающие при растворении в горючей основе определенную вязкость смесям. В качестве загустителей применяются в напалмах смесь алюминиевых солей нафтеновой, пальмитиновой, олеиновой кислот и кислот кокосового масла; каучук (напалм «В») или другие полимерные вещества. Обычно напалмы содержат 3-10% загустителя и 90-96% бензина.

Напалмы хорошо прилипают к различным поверхностям и удерживаются на них и трудно поддаются тушению. Для повышения вязкости и клейкости напалма к нему добавляют катализатор – тептизор, в состав которого входит крезол и спирт. Напалмы на основе бензина имеют плотность 0,8-0,9 г/см 3 (плавает в воде).Температура горения 1000-1200 0 С, продолжительность горения 5-10 мин.

Наибольшей эффективностью отличается напалм «В», принятый на вооружение армией США в 1966 году. Он отличается хорошей воспламеняемостью и повышенной прилипаемостью даже к влажным

поверхностям.Напалм горит большим коптящим пламенем, образует облако черного удушливого дыма, раздражающего дыхательные пути, что нередко приводит к отравлениям. Для увеличения температуры горения напалма к нему добавляют магний. Длительность горения одной капли – 30 мин. Напалм «В» при нагревании разжижается и приобретает способность проникать в укрытия и технику. В последнее время на вооружении армий вероятного противника принят самовоспламеняющийся напалм, который изготовлен из органических соединений. Этот напалм самовоспламеняется на воздухе, бурно реагирует с водой и снегом.

Напалмом снаряжаются термитные авиационные бомбы мгновенного или замедленного действия, а также баки. Оболочка такой бомбы изготовляется из металла или пластмассы. Емкость крупных резервуаров 100-600 л, мелких – 5-10 л. При падении напалмовая бомба разрывается (разбивается), напалм загорается от воспламенительного заряда, происходит разбрасывание зажигательных составов, прилипание их к окружающим предметам и воспламенение. Когда напалм вспыхивает, то пламя поднимается, как при взрыве, и имеет красный цвет.

Металлизированные зажигательные смеси (пирогели) получают путем добавления в напалмы в виде порошка или стружки магния, натрия, фосфора и алюминия, окислителей, угля, жидкого асфальта, селитры и тяжелых масел. Пирогели представляют собой тестообразную липкую массу темно-серого цвета, горят интенсивнее напалмов, образуя раскаленный шлак, который способен прожигать тонкий металл и обугливать древесину. Температура горения пирогелей достигает 1600 0 С. Пирогели тяжелее воды, горение их происходит всего лишь 1-3 мин.

Термит и термитные составы – общее название смесей, содержащих окись железа и запальные составы. На практике чаще других применяется железо – алюминиевый термит – он состоит из смеси спрессованного порошка окиси железа (Fe 2 O 3)- 75% и алюминиевой пудры- 25%. Кроме того в термитные составы могут входить бариевая селитра, сера и связывающие вещества (лаки, масла).

Термит имеет серый цвет, очень устойчив к механическим воздействиям: трению, удару, прострелу пулей. Он не огнеопасен, от горящей спички не возгорается.Термит и термитные составы воспламеняются от специальных запальных устройств и при горении развивают температуру до 2500-3000 0 С., что вызывает воспламенение окружающих материалов, расплавление и прожигание металлических покрытий, металлические части боевой техники. Горит без доступа кислорода не образуя пламени. Тушить горящий термит малым количеством воды нельзя, ибо вода при этом разлагается на кислород и водород, образуя гремучий газ, который взрывается и разбрасывает горящий термит, тем самым увеличивая радиус пожара. Горящий термит целесообразно засыпать сухой землей (песком) или обильно заливать водой. Горение термита не прекращается при таком способе тушения, однако предотвращается распространение огня на окружающие предметы. Термитом снаряжаются мины, авиабомбы, зажигательные и бронебойнозажигательные снаряды небольшого калибра (2-5 кг), ручные гранаты. Он применяется, когда надо поджечь трудновоспламеняемые предметы.

Белый фосфор – твердое полупрозрачное воскообразное ядовитое вещество, похожее на воск, является одновременно, как зажигательным так и дымообразователем. Он хорошо растворяется в жидких органических растворителях, хранится под слоем воды. Легко воспламеняется на воздухе и не требует каких либо запалов для зажигания. Горит с выделением большого количества едкого белого дыма (мелкие капли фосфорной кислоты), развивая температуру до 900-1200 0 С, что обеспечивает поджог лекговоспламеняющихся объектов. Температура воспламенения порошкообразного фосфора 34 0 С. Тушение горящего фосфора можно производить водой, засыпать землей (песком), а также 5-10% раствором медного купороса.

Пластифицированный фосфор представляет собой смесь обычного белого фосфора с вязким раствором синтетического каучука. Он более устойчив при хранении. При применении дробится на крупные медленно горящие куски, способен прилипать к вертикальным поверхностям и прожигать их. Горящий фосфор причиняет тяжелые, болезненные долго не заживающие ожоги. Используется в артиллерийских снарядах и бомбах или в смесях.

Электрон – металлический сплав серебристого цвета, состоящий из 96% магния, 3% алюминия и 1% других элементов. Воспламеняется при температуре 600 0 С и горит ослепительно-белым или голубым пламенем, развивая температуру до 2800 0 С. Горение происходит только в присутствии кислорода воздуха. Электрон, несмотря на его способность развивать высокую температуру, при горении не обладает прожигающими действиями по отношению к железу. По этой причине его целесообразно применять совместно с термитом, а также для изготовления корпусов авиационных зажигательных бомб.

Самовоспламеняющаяся зажигательная смесь – представляет собой загущенный полиизобутеленом триэтилалюминий (металлорганическое соединение). По внешнему виду эта смесь напоминает обычный напалм, но обладает способностью самовоспламеняться на воздухе. Смесь также способна воспламеняться на влажных поверхностях и на снегу за счет добавок натрия, калия, магния или фосфора. Аналогичными свойствами обладают зажигательные составы на основе церия и нитрата бария.

Щелочные металлы, особенно калий и натрий, обладают свойством бурно реагировать с водой и воспламеняться. В связи с тем, что щелочные металлы опасны в обращении, они не нашли самостоятельного применения и используются, как правило, для воспламенения напалма.

Array ( => [~TAGS] => => 63344 [~ID] => 63344 => Применение и состав термитной смеси [~NAME] => Применение и состав термитной смеси => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 => 115 [~IBLOCK_SECTION_ID] => 115 =>

Общие сведения и состав

Применение


Традиционный состав

Пиротехнический состав

Медные смеси

оксид меди – 70%;

медный порошок – 12%;

алюминий – 10%;

Термитный карандаш

Термит своими руками

Рецепт литого термита

[~DETAIL_TEXT] =>

Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). Ингредиенты для термитной смеси в основном представлены металлическими элементами, но встречаются и другие химические компоненты. Точный состав определяется условиями применения смеси и эффектом, который требуется получить. Так или иначе, изготовление термитов производится и не специалистом в домашних условиях.

Общие сведения и состав

Химические термиты относятся к группе унитарного топлива, в равномерных пропорциях содержащего горючие компоненты и окислитель. Специфика такой смеси обуславливает ее способность возгораться даже без доступа к воздуху. Характеристики и свойства термитной смеси позволяют ставить ее в один ряд с бикфордовым шнуром и порохом. Однородные составы могут изготавливаться и в газообразном виде. Для этого используется комбинация подходящего газа и воздуха. Такие вещества предусматривают более высокие требования к условиям эксплуатации и содержанию, поскольку обладают значительной взрывоопасностью.

Применение

В зависимости от требуемого результата и условий использования термиты могут обеспечить такие функции, как тепловое воздействие и пиротехнический эффект. Пиротехнические составы могут применяться в качестве средств освещения и в изготовлении сигнальных огней. Но главное направление практического использования термитов – это сварка. Получаемые в результате воздействия тепловой энергии соединения отличаются прочностью и долговечностью.

Принцип работы термитной смеси при образовании швов заключается в плавке состава из металлических компонентов, которая и обеспечивает надежное антикоррозийное соединение. Но важно учитывать, что приварочная система, требуемая для осуществления термической сварки на трубопроводах, предусматривает не только медную термосмесь, но и тигельную форму с поджигом.

Традиционный состав

В классическом представлении химический термит – это смесь из тонкоизмельченных компонентов железной окалины и алюминия. Именно такие составы наиболее востребованы в строительных операциях (как правило, сварочных) и промышленности. Это обусловлено тем, что активация смеси путем поджигания сопровождается повышением температуры и активным выделением теплоты. Хотя смесь термитная железная более известна как феррумная, ключевую роль в ее действии играет алюминий. В частности, процесс алюмотермии определяет эффективность реакций, благодаря которым возможна сварка стальных конструкций.

Пиротехнический состав

Основой таких составов также является топливо и окислитель, но в усложненном виде. К используемым компонентам можно отнести хлорат калия (основная часть состава), карбонат стронция (примерно четверть) и серу, окрашивающую пламя. Функцию окислителя выполняет хлорат калия, а сера действует как горючий элемент. В процессе горения пиротехнической термитной смеси также активно выделяется тепло и повышается температура: дымовые составы обеспечивают сотни градусов, а осветительные достигают 3 000 °С. Как правило, пиротехнические смеси не используются для обеспечения теплового воздействия, их сгорание сопровождается довольно интенсивным формированием пламени.

Медные смеси

Термиты, в составе которых присутствует окись меди, обычно изготавливаются целенаправленно для обслуживания сварочных операций на стальных газопроводах. Высокая ответственность формируемых швов обусловила необходимость повышения объемов выделяемой тепловой энергии. По этой причине смесь термитная медная включает ферросилиций вместо ферромарганца, который обладает не столь высокой температурой плавления. В готовом виде состав такой смеси включает:

оксид меди – 70%;

медный порошок – 12%;

алюминий – 10%;

ферросилиций (или ферромарганец) – 8%.

Такое сочетание элементов повышает качество и надежность сварочных работ благодаря увеличению выделяемых тепловых объемов энергии в процессе расплава.

Термитный карандаш

По своему составу термокарандаш может повторять любой из рецептов смеси, но его главной особенностью является цилиндрическая форма, в которой находится активная начинка: шнур горения и воспламеняющиеся элементы. Он помещается в тигельную форму, изготовленную из жаростойкого графита. Окончание шнура выводится в специальное отверстие крышки, связывая состав термитной смеси цилиндра и средство поджигания в виде спички.

В процессе сгорания при сварке по воспламеняющемуся элементу будет происходить активация термической смеси, запрессованной в карандаш. Таким образом, выгорание термосмеси приведет к тому, что нагретая металлическая начинка оплавится с поверхностью трубы и образует прочное соединение. К достоинствам термокарандашей относятся два момента. Во-первых, отпадает необходимость готовить специальную термоспичку. Во-вторых, сама формовка смеси в готовых пропорциях обеспечивает удобство ее хранения и перевозки.

Термит своими руками

Для изготовления простой рецептуры термита в домашних условиях потребуется два ингредиента – железная окалина и металлический алюминий. Их следует брать в пирофорном (мелкодисперсном) виде – в этом состоянии вещества напоминают мелкую пыль. В зависимости от того, в каких объемах должна быть получена термитная смесь своими руками, готовится и специальная посуда – после всех операций приготовления можно использовать сосуд из алюминия или стали.

По массе пропорции ингредиентов будут следующими: 4 части алюминия к 3-м долям окалины. Компоненты тщательно перемешиваются. Далее будет не лишним добавление в смесь магнезии (жженая марганцовка), которая выполнит функцию катализатора. Ее можно внести в объеме, составляющем не более 20 % от общей массы из металлических веществ. Затем состав вновь перемешивается.

Как видно, ответ на вопрос о том, как сделать термитную смесь, довольно простой. Но важно предусмотреть и способ ее применения. Готовый состав можно поместить в сосуд. В нем смесь подвергается тщательной прессовке, уплотняется и закупоривается с целью исключения проникновения влаги. После этого следует проделать продолговатое отверстие для магниевой ленты, которая войдет в емкость на несколько сантиметров. Для активации состава достаточно поджечь ленту спичкой.

Рецепт литого термита

Это один из самых удобных в приготовлении составов. Его можно изготовить и сформовать в любой таре. К отличиям литой смеси относится минимальное выделение, но взамен этого на выходе остается шлак, длительное время выдерживающий влагу. Литая термитная смесь своими руками изготавливается из следующих компонентов: оксид железа (3 доли), гипс (2 доли), алюминиевый порошок в виде смеси из грубого и тонкого металлов. Все составляющие перемешиваются, а затем для размягчения гипса добавляется вода. Полученная масса формуется, и в таком виде ее необходимо оставить на полчаса. Далее смесь вновь заливается водой и хранится для сушки в течение недели. Когда это время пройдет, желательно на солнце еще раз просушить состав, а затем просверлить отверстие для активирующего заряда.

=> html [~DETAIL_TEXT_TYPE] => html => Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). [~PREVIEW_TEXT] => Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). => text [~PREVIEW_TEXT_TYPE] => text => [~DETAIL_PICTURE] => => 12.04.2019 12:55:31 [~TIMESTAMP_X] => 12.04.2019 12:55:31 => 28.07.2017 [~ACTIVE_FROM] => 28.07.2017 => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ => /news/115/63344/ [~DETAIL_PAGE_URL] => /news/115/63344/ => / [~LANG_DIR] => / => primenenie_i_sostav_termitnoy_smesi [~CODE] => primenenie_i_sostav_termitnoy_smesi => 63344 [~EXTERNAL_ID] => 63344 => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news => news [~IBLOCK_CODE] => news => clothes_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 => s1 [~LID] => s1 => => 28.07.2017 => Array ( => Применение и состав термитной смеси => применение и состав термитной смеси => Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => применение и состав термитной смеси => Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси => Применение и состав термитной смеси) => Array ( =>) => Array () => Array ( => 1 [~ID] => 1 => 15.02.2016 17:09:48 [~TIMESTAMP_X] => 15.02.2016 17:09:48 => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news => s1 [~LID] => s1 => news [~CODE] => news => Пресс-центр [~NAME] => Пресс-центр => Y [~ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/#ELEMENT_ID#/ [~DETAIL_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/#ELEMENT_ID#/ => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/ [~SECTION_PAGE_URL] => #SITE_DIR#/news/#SECTION_ID#/ => [~PICTURE] => => [~DESCRIPTION] => => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text => 24 [~RSS_TTL] => 24 => Y [~RSS_ACTIVE] => Y => N [~RSS_FILE_ACTIVE] => N => 0 [~RSS_FILE_LIMIT] => 0 => 0 [~RSS_FILE_DAYS] => 0 => N [~RSS_YANDEX_ACTIVE] => N => clothes_news_s1 [~XML_ID] => clothes_news_s1 => [~TMP_ID] => => Y [~INDEX_ELEMENT] => Y => Y [~INDEX_SECTION] => Y => N [~WORKFLOW] => N => N [~BIZPROC] => N => L [~SECTION_CHOOSER] => L => [~LIST_MODE] => => S [~RIGHTS_MODE] => S => N [~SECTION_PROPERTY] => N => N [~PROPERTY_INDEX] => N => 1 [~VERSION] => 1 => 0 [~LAST_CONV_ELEMENT] => 0 => [~SOCNET_GROUP_ID] => => [~EDIT_FILE_BEFORE] => => [~EDIT_FILE_AFTER] => => Разделы [~SECTIONS_NAME] => Разделы => Раздел [~SECTION_NAME] => Раздел => Новости [~ELEMENTS_NAME] => Новости => Новость [~ELEMENT_NAME] => Новость => [~CANONICAL_PAGE_URL] => => clothes_news_s1 [~EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 => / [~LANG_DIR] => / => www.alfa-industry.ru [~SERVER_NAME] => www.alfa-industry.ru) => Array ( => Array ( => Array ( => 115 [~ID] => 115 => 2015-11-25 18:37:33 [~TIMESTAMP_X] => 2015-11-25 18:37:33 => 2 [~MODIFIED_BY] => 2 => 2015-09-29 20:10:16 [~DATE_CREATE] => 2015-09-29 20:10:16 => 1 [~CREATED_BY] => 1 => 1 [~IBLOCK_ID] => 1 => [~IBLOCK_SECTION_ID] => => Y [~ACTIVE] => Y => Y [~GLOBAL_ACTIVE] => Y => 500 [~SORT] => 500 => Технические статьи [~NAME] => Технические статьи => [~PICTURE] => => 21 [~LEFT_MARGIN] => 21 => 22 [~RIGHT_MARGIN] => 22 => 1 [~DEPTH_LEVEL] => 1 => [~DESCRIPTION] => => text [~DESCRIPTION_TYPE] => text => ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАТЬИ [~SEARCHABLE_CONTENT] => ТЕХНИЧЕСКИЕ СТАТЬИ => [~CODE] => => 115 [~XML_ID] => 115 => [~TMP_ID] => => [~DETAIL_PICTURE] => => [~SOCNET_GROUP_ID] => => /news/ [~LIST_PAGE_URL] => /news/ => /news/115/ [~SECTION_PAGE_URL] => /news/115/ => news [~IBLOCK_TYPE_ID] => news => news [~IBLOCK_CODE] => news => clothes_news_s1 [~IBLOCK_EXTERNAL_ID] => clothes_news_s1 => 115 [~EXTERNAL_ID] => 115 => Array ( => Технические статьи => технические статьи => => Технические статьи => Технические статьи => технические статьи => => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи => Технические статьи)))) => /news/115/)

Применение и состав термитной смеси

Вспомогательные средства для обеспечения технологических процессов в строительстве и производстве нередко предусматривают использование химических составов. К таким относятся и термитные смеси, которые имеют множество рецептур. В результате использования подобных составов пользователь получает или повышенное тепловое воздействие (в сварочных работах), или эффект детонационного механизма (в зажигательных системах пиротехники). Ингредиенты для термитной смеси в основном представлены металлическими элементами, но встречаются и другие химические компоненты. Точный состав определяется условиями применения смеси и эффектом, который требуется получить. Так или иначе, изготовление термитов производится и не специалистом в домашних условиях.

Общие сведения и состав

Химические термиты относятся к группе унитарного топлива, в равномерных пропорциях содержащего горючие компоненты и окислитель. Специфика такой смеси обуславливает ее способность возгораться даже без доступа к воздуху. Характеристики и свойства термитной смеси позволяют ставить ее в один ряд с бикфордовым шнуром и порохом. Однородные составы могут изготавливаться и в газообразном виде. Для этого используется комбинация подходящего газа и воздуха. Такие вещества предусматривают более высокие требования к условиям эксплуатации и содержанию, поскольку обладают значительной взрывоопасностью.

Применение

В зависимости от требуемого результата и условий использования термиты могут обеспечить такие функции, как тепловое воздействие и пиротехнический эффект. Пиротехнические составы могут применяться в качестве средств освещения и в изготовлении сигнальных огней. Но главное направление практического использования термитов – это сварка. Получаемые в результате воздействия тепловой энергии соединения отличаются прочностью и долговечностью.

Принцип работы термитной смеси при образовании швов заключается в плавке состава из металлических компонентов, которая и обеспечивает надежное антикоррозийное соединение. Но важно учитывать, что приварочная система, требуемая для осуществления термической сварки на трубопроводах, предусматривает не только медную термосмесь, но и тигельную форму с поджигом.

Традиционный состав

В классическом представлении химический термит – это смесь из тонкоизмельченных компонентов железной окалины и алюминия. Именно такие составы наиболее востребованы в строительных операциях (как правило, сварочных) и промышленности. Это обусловлено тем, что активация смеси путем поджигания сопровождается повышением температуры и активным выделением теплоты. Хотя смесь термитная железная более известна как феррумная, ключевую роль в ее действии играет алюминий. В частности, процесс алюмотермии определяет эффективность реакций, благодаря которым возможна сварка стальных конструкций.

Пиротехнический состав

Основой таких составов также является топливо и окислитель, но в усложненном виде. К используемым компонентам можно отнести хлорат калия (основная часть состава), карбонат стронция (примерно четверть) и серу, окрашивающую пламя. Функцию окислителя выполняет хлорат калия, а сера действует как горючий элемент. В процессе горения пиротехнической термитной смеси также активно выделяется тепло и повышается температура: дымовые составы обеспечивают сотни градусов, а осветительные достигают 3 000 °С. Как правило, пиротехнические смеси не используются для обеспечения теплового воздействия, их сгорание сопровождается довольно интенсивным формированием пламени.

Медные смеси

Термиты, в составе которых присутствует окись меди, обычно изготавливаются целенаправленно для обслуживания сварочных операций на стальных газопроводах. Высокая ответственность формируемых швов обусловила необходимость повышения объемов выделяемой тепловой энергии. По этой причине смесь термитная медная включает ферросилиций вместо ферромарганца, который обладает не столь высокой температурой плавления. В готовом виде состав такой смеси включает:

оксид меди – 70%;

медный порошок – 12%;

алюминий – 10%;

ферросилиций (или ферромарганец) – 8%.

Такое сочетание элементов повышает качество и надежность сварочных работ благодаря увеличению выделяемых тепловых объемов энергии в процессе расплава.

Термитный карандаш

По своему составу термокарандаш может повторять любой из рецептов смеси, но его главной особенностью является цилиндрическая форма, в которой находится активная начинка: шнур горения и воспламеняющиеся элементы. Он помещается в тигельную форму, изготовленную из жаростойкого графита. Окончание шнура выводится в специальное отверстие крышки, связывая состав термитной смеси цилиндра и средство поджигания в виде спички.

В процессе сгорания при сварке по воспламеняющемуся элементу будет происходить активация термической смеси, запрессованной в карандаш. Таким образом, выгорание термосмеси приведет к тому, что нагретая металлическая начинка оплавится с поверхностью трубы и образует прочное соединение. К достоинствам термокарандашей относятся два момента. Во-первых, отпадает необходимость готовить специальную термоспичку. Во-вторых, сама формовка смеси в готовых пропорциях обеспечивает удобство ее хранения и перевозки.

Термит своими руками

Для изготовления простой рецептуры термита в домашних условиях потребуется два ингредиента – железная окалина и металлический алюминий. Их следует брать в пирофорном (мелкодисперсном) виде – в этом состоянии вещества напоминают мелкую пыль. В зависимости от того, в каких объемах должна быть получена термитная смесь своими руками, готовится и специальная посуда – после всех операций приготовления можно использовать сосуд из алюминия или стали.

По массе пропорции ингредиентов будут следующими: 4 части алюминия к 3-м долям окалины. Компоненты тщательно перемешиваются. Далее будет не лишним добавление в смесь магнезии (жженая марганцовка), которая выполнит функцию катализатора. Ее можно внести в объеме, составляющем не более 20 % от общей массы из металлических веществ. Затем состав вновь перемешивается.

Как видно, ответ на вопрос о том, как сделать термитную смесь, довольно простой. Но важно предусмотреть и способ ее применения. Готовый состав можно поместить в сосуд. В нем смесь подвергается тщательной прессовке, уплотняется и закупоривается с целью исключения проникновения влаги. После этого следует проделать продолговатое отверстие для магниевой ленты, которая войдет в емкость на несколько сантиметров. Для активации состава достаточно поджечь ленту спичкой.

Рецепт литого термита

Это один из самых удобных в приготовлении составов. Его можно изготовить и сформовать в любой таре. К отличиям литой смеси относится минимальное выделение, но взамен этого на выходе остается шлак, длительное время выдерживающий влагу. Литая термитная смесь своими руками изготавливается из следующих компонентов: оксид железа (3 доли), гипс (2 доли), алюминиевый порошок в виде смеси из грубого и тонкого металлов. Все составляющие перемешиваются, а затем для размягчения гипса добавляется вода. Полученная масса формуется, и в таком виде ее необходимо оставить на полчаса. Далее смесь вновь заливается водой и хранится для сушки в течение недели. Когда это время пройдет, желательно на солнце еще раз просушить состав, а затем просверлить отверстие для активирующего заряда.

Термитной сваркой называют такой способ сварки, когда для подогрева металла используется термитная смесь. Технология сварки состоит из следующих процессов:

  • «заформовывание» деталей, которые будут соединяться, огнеупорным материалом;
  • подогрев соединяемых деталей;
  • процесс расплавки термита;
  • залив расплавленного термита на место сварки.

Таким образом, металл из расплавленных деталей соединяется с термитом в жидком состоянии. Подобное соединение будет гарантировать прочность и надежность. В основном, данный вид сварки, в отличии от дуговой применяется для сплавки чугуна, стали, реставрации трещин, стыковки рельсов, а также труб.

Чаще всего используется железоалюминиевая термитная сварка: Fe2O3 = 75 %; Al = 25 % (такая смесь содержит в себе или прокаленную окалину, или железную руду). Такой состав используется, в основном, для сварки рельсов и много габаритных деталей. Воспламеняется данная смесь при температуре приблизительно 1300 °C, а шлак и железо, которые образуются, нагреваются до 2400 °C. Достаточно часто в железоалюминиевую смесь добавляют железную обсечку, легирующие присадки и флюсы. Данный процесс происходит в магнезитовом тигеле.

Алюминий – не единственный металл, который применяют. Также используются следующие комбинации:

  • Mg (31 %) + Fe2O3 (69 %)
  • Ca (43 %) + Fe2O3 (57 %)
  • Ti (31 %) + Fe2O3 (69 %)
  • Si (21 %) + Fe2O3 (79 %)

Термитно-зажигательные составы:

  • Ba(NO3)2 (26 %) + Fe3O4 (50 %) + Al (24 %)
  • Ba(NO3)2 (37.5 %) + Al (26.5 %) + уголь (3 %) + связующие вещества типа шеллака (23 %)
  • Fe2O3 (21 %) + Al (13 %) + Ba(NO3)2 (44 %) + Ba(NO3)2 (6 %) + Mg или Fe (12 %) + связующие вещества (4 %)

Термическая сварка применяется для различных целей и для каждой из них подбирается определенный состав смеси. Наиболее распространенными среди них являются следующие виды:

  1. Элементарная смесь: железная окалина соединенная с порошком из алюминия в строгой химической пропорциональности;
  2. Смесь термита для соединения стыков в рельсах: такая процедура является более сложной. Алюминотермитная сварка рельсов заключается во введении в шихту наполнителя из стали. Такой наполнитель состоит из ферромарганца, графита (в виде стружки) и маленьких частей малоуглеродистого прутика или стружки такого же материала;
  3. Состав для соединения легированных сталей. Такая смесь отличается использованием присадки в виде ферротитана, феррованадия и других подобных материалов;
  4. Сварка термит, используемая для сварки чугунных деталей: в качестве присадки, как правило, используется кремний в большом количестве. С помощью данного раствора можно получить очень качественное соединение (при соблюдении правил процессов), это обосновывается выделением графита, как в сварочных, так и в переходных зонах. Такая реакция происходит из-за высокого содержания кремния в металле термита. Главное требование – полное исключение использования марганца;
  5. Состав для соединения высокомарганцовистых сталей: содержание данной смеси достаточно простое. Необходимо вводить ферромарганец (углерод и большое количество марганца), а также стружка чугуна в стехиометрическом соотношении;
  6. Специальные (особые) термиты – используются для всех других нужд (повторного дробления минералов), такие смеси называют пиротехническими.

Процесс алюминотермитной сварки

Данная технология сварки состоит из нескольких последовательных и взаимосвязанных процессов.

Для начала следует убедиться в том, что термитная шахта рассчитана досконально и в процессе сможет выделиться нужное тепло. Это необходимо для расплавки и прогрева своими руками всех конечных продуктов реакции. В состав термитной шихты входят небольшие частицы порошка из алюминия и окислы железа.

Помимо состава из очень мелкого размера, все компоненты должны быть тщательно перемешанными. Для запуска химической реакции своими руками следует лишь дать толчок температурой в 1350 С. Подачи такой температуры достаточно в одной точке, а после тепловая реакция распространится на всю термитную шихту. Для образования полноценного металла достаточно 20-30 секунд. При чем, вес полученного металла будет меньше на 50% от всей термитной шихты, так как помимо металла образовывается шлак.

Тепло, при реакции будет затрачиваться не только на представленные реагенты, но и на другие расходные материалы (например, стенки тигля). Несмотря на это, тепла, которое будет выделяться, хватит для получения необходимого результата. При правильном соблюдении всех указанных рекомендаций, чистый металл опуститься на низ, а шлак всплывет. Это объясняется разницей в удельном весе представленных материалов.

Соединение рельс с помощью алюминотермитной сварки

Для сварки рельсов ванным способом, достаточно сложного процесса, может использоваться большое количество техник и методов, однако не все они подходят в условиях полевых работ.

Сварка рельсовых стыков алюминотемитом – предельно хорошо подходит для такого вида работ из-за эффективности и удобства. В данном процессе используют воспламенитель, который однопорционным зарядом поднимает температуру. Такой механизм не требует дополнительной электрической энергии, что является важным в полевых условиях. Результат реакции уже видно через 20 секунд: получение чистого металла и шлака своими руками.

Пошаговая технология сварки стыков рельс состоит из следующих этапов:

1. Подготовка торцов. Плотное прилегание стыков для данного вида сварки недопустимо. Между рельсами необходимо выдержать зазор в 2-3 см.

2. Выравнивание. Для формирование качественного шва соединяемые детали требуется выровнять

3. Установка формы из огнеупорного материала

Важно! Следует внимательно следит на правильностью установки формы и не допускать ее перекоса

Термитная сварка рельс на железной дороге достаточно сложный процесс. Желанным результатом каждого мастера является получение долговечного, прочного и качественного соединения. Для этого необходимо следовать таким совета

  • важным является точный расчет необходимых материалов, в отличие от электродуговой сварки. Следует подобрать такое количество порошка, которое нужно для заполнения формы около рельса;
  • смесь термической шихты следует измельчить и перемешать как можно тщательней;
  • подавать стоит температуру не менее 1400 С, в противном случае реакция не произойдет.

Как приготовить термитную самостоятельно

Для приготовления термитной смеси своими руками вам понадобится ржавчина и алюминиевая пудра. Ржавчину можно раздобыть в домашних условиях, если она влажная, то стоит высушить её с помощью плиты. Затем следует превратить свою ржавчину в пудру и подогреть в металлическом сосуде. Изготовление термита своими руками требует небольших усилий и затрат. Алюминиевую пудру (можно купить или добыть с помощью напильника из целого куска алюминия своими руками) необходимо добавить в железную окись. Пропорция ржавчины к алюминию будет 8 к 3.

ТЕРМИТ

(от греч. therme-тепло, жар), порошкообразная смесь стехиометрич. кол-в металлов или сплавов (т. наз. горючее) с оксидами менее активных металлов (окислитель), сгорающая при воспламенении с выделением большого кол-ва теплоты. Осн. горючее-Аl, Mg, Ca-Si, Сu-Аl, Fe-Mn, окислители- Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , CuO, NiO, Pb 3 O 4 , MnO 2 . При экзотермич. окислит.-восстановит. р-ции идет металла оксида; продукты р-ции (преим. жидкие шлаки) нагреваются до т-ры ~ 2000 °С. Т-ра горения Т. 2000-2800 °С, т. воспл. > 800 °С (для наиб. распространенного Т.-смеси А1 с Fe 3 O 4 -1300°C). Кол-во теплоты, выделяющееся при горении, зависит от состава Т., напр, в случае железоалюминиевого Т.: 8Аl + 3Fe 3 O 4: : 4А1 2 О 3 +9 Fe + 3478 кДж.

Производят Т. в виде порошка или шашек. Для поджигания используют смесь ВаО 2 и Mg или особые термитные спички.

Применяют Т. в качестве зажигательных составов, для термитной сварки, в металлотермии для произ-ва Мn, Сr, V, W, ферросплавов и разл. лигатур цветных и редких металлов, для дробления руды. Для сварочных работ (термитно-муфельная проводов, сварка и стыковка рельсов, приварка заземляющих проводников к металлич. конструкциям, сварка труб и др.) широко используют след. термитные составы-CuO, ферромарганец, сплав Cu-Al; Fe 3 О 4 , Аl, Mg, ферромарганец; Fe 3 O 4 , Mg, Al и др. Для получения феррованадия, феррохрома и др. применяют Т., содержащие Fe 3 O 4 и оксиды этих металлов.

Лит.: Шевченко Г. Д., Сварка, пайка и термическая резка металлов, М., 1966; Боровинская И. П., Мержанов А. Г., в сб.: Металлотермические процессы в химии и металлургии, Новосиб., 1971; Шидловский А. А., Основы пиротехники, 4 изд., М., 1973; Brauer К. О., Handbook of pyrotechnics, N. Y., 1974; Barbour R.T., Pyrotechnics in industry, N.Y., 1981. H. А. Силин.


Химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . Под ред. И. Л. Кнунянца . 1988 .

Синонимы :

Смотреть что такое "ТЕРМИТ" в других словарях:

    1. ТЕРМИТ см. Термиты. 2. ТЕРМИТ, а; м. [от греч. thermē жар, тепло] Порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с окислами некоторых металлов, при воспламенении которой образуется очень высокая температура (используется в технике при сварке,… … Энциклопедический словарь

    Термит: Термиты отряд насекомых. Термитная смесь горючая смесь алюминия или магния с оксидами различных металлов. П 15 «Термит» противокорабельная ракета … Википедия

    - (термитная смесь) (от греч. therme жар тепло), порошкообразная смесь алюминия (реже магния) с оксидами различных металлов (обычно железа), интенсивно сгорающая при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Применяется в производстве … Большой Энциклопедический словарь

    Толковый словарь Ушакова

    1. ТЕРМИТ1, термита, муж. (от лат. termes) (зоол.). Насекомое жарких стран, живущее сообществами в разнообразных по форме и часто очень больших гнездах и приносящее громадный вред человеку. Укусы термитов чрезвычайно болезненны. 2. ТЕРМИТ2,… … Толковый словарь Ушакова

    ТЕРМИТ 1, а, м. (спец.). Порошкообразная смесь, дающая при горении очень высокую температуру. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

    ТЕРМИТ 2, а, м. Общественное насекомое жарких стран, живущее большими колониями, вредитель древесины, кожи, бумаги, сельскохозяйственных продуктов. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

© 2024 sun-breeze.ru
Новые идеи бизнеса - Животные и растения. Заработок в интернете. Автобизнес