Взрывчатые вещества: принцип действия и основные виды. · действием токсичных веществ, которые применялись в технологическом процессе или образовались в ходе пожара или других аварийных ситуациях

Классификация взрывчатых веществ

Взрывчатые вещества и взрывчатые системы в соответствии с основными областями их применения разбиваются на четыре группы:

1 - инициирующие ВВ;

2 - бризантные ВВ;

3 - метательные ВВ или пороха;

4 - пиротехнические составы.

Инициирующие взрывчатые вещества. Отличаются низкой работоспособностью, но высокой чувствительностью к тепловым и механическим воздействиям, под действием которых в них развивается детонация. Период нарастания скорости детонации до максимального значения у инициирующих взрывчатых веществ очень мал и поэтому даже малые заряды могут применяться в качестве инициаторов взрывных процессов для возбуждения детонации в основных зарядах взрывных герметичных патронов, капсюлей – детонаторов, устройств инициирования и других взрывных устройств.

Важнейшими представителями этой группы взрывчатых веществ являются:

1.Соли тяжёлых металлов гремучей кислоты. Из них наиболее широко применяемая – гремучая ртуть Hg(ONC) 2 .

2.Соли азотистоводородной кислоты или азиды. Наиболее широкое применение получил азид свинца – PbN 6.

3.Соли тяжёлых металлов стифниновой кислоты. Важнейшим представителем этого ряда является стифнат или тринитрорезорцинат свинца (ТНРС) - C 6 H(NO 2) 3 O 2 Pb . H 2 O.

4.Кабиды тяжёлых металлов или ацетилениды, из которых наиболее известный ацетиленид серебра Ag 2 C 2 .

Используются также инициирующие смеси, состоящие из гремучей ртути, хлората кальция и трехсернистой сурьмы.

Все инициирующие вещества относят к первичным взрывчатым веществам.

Бризантные взрывчатые вещества . Отличаются высокой работоспособностью и применяются в торпедах, кумулятивных зарядах, кумулятивных труборезах, сейсмических зарядах и других устройствах для использования в скважинах. Детонация их вызывается достаточно большими внешними воздействиями и, как правило, для этого используют инициирующие вещества. Поэтому бризантные вещества называют вторичными.

Основным видом их взрывчатого превращения является детонация, но при возбуждении взрыва период нарастания скорости процесса до максимума у них значительно больше чем у первичных.

Важнейшими представителями взрывчатых соединений этой группы являются:

1.Нитраты или сложные эфиры азотной кислоты. Среди них нитроглицерин (глицеринтринитрат) C 3 H 5 (ONO 2) 3, тэн (пентаэритриттетранитрат) – C(CH 2 ONO 2) 4 , нитраты целлюлозы С 24 H 29 O 9 (ONO 2) 11 .

2.Нитросоединения. Наиболее широкое применение получили нитросоединения ароматического ряда, преимущественно тринитропроизводные. К ним относятся:

Тротил (тринитротолуол) C 6 H 2 (NO 2) 3 CH 3

Пикриновая кислота (тринитрофенол) C 6 H 2 (NO 2) 3 OH,

Из неароматических нитросоединений необходимо отметить широко применяющийся во взрывных скважинных устройствах гексоген (триметилентринитрамин) C 3 H 6 O 6 N 6 , и тетранитрометан С(NO 2) 4

3.Взрывчатые смеси. К ним относятся аммониты, динамиты, сплавы тротила с гексогеном.

Метательные взрывчатые вещества или пороха . Основным видом взрывчатого превращения их является быстрое горение.

Они подразделяются на две группы:

1. пороха – механические смеси;

2. пороха бездымные или нитроцеллюлозные пороха.

К первой группе относится дымный порох, состоящий из калийной селитры(75%), древесного угля (15%) и серы (10%).

Пороха нитроцеллюлозные, в зависимости от природы растворителя, применяемого для желатинирования (застудневания) их основного компонента – нитроцеллюлозы, подразделяются на четыре группы.

1.Пороха на летучем растворителе или пироксилиновые пороха, содержащие в своём составе пироксилина до 98%, спирто-эфирный растворитель, дифениламин и влагу;

2.Пороха на труднолетучем растворителе или баллиститы, в которых растворителем пироксилина служит нитроглицерин, нитродигликоль и т.п. вещества. Баллиститы изготовляются на основе так называемого растворимого пироксилина, содержат 40 % нитроглицерина, в котором этот вид пироксилина полностью растворяется, до 15% других добавок.

3.Пороха на смешанном растворителе или кордиты изготовляются на основе так называемого нерастворимого пироксилина. Они содержат до 60 % нитроглицерина и в качестве добавочного растворителя до 1,5% ацетона, а также некоторые другие добавки.

4.Пороха на нелетучем растворителе в которых для желатинирования пироксилина служат такие ВВ, как тротил, динитротолуол и другие.

Кислородный баланс

У бризантных взрывчатых веществ в большинстве случаев окислителем является кислород. Речь идёт, конечно, о кислороде, входящем в состав взрывчатого вещества. Если при взрывном превращении весь кислород расходуется на полное окисление горючих компонентов, то такие вещества или смеси называются стехиометрическими . У реальных взрывчатых и горючих веществ имеет место избыток или недостаток кислорода. В случае избытка кислорода в продуктах взрыва не содержится опасных для здоровья человека соединений. Недостаток кислорода влечёт за собой реальную возможность образования ядовитых соединений (СО, и др.). Поэтому перед испытанием прострелочной и взрывной аппаратуры, вскрытием корпусов частично сработавших устройств, применением взрывных устройств в закрытых помещениях необходимо знать и уметь оценивать такую характеристику, как кислородный баланс. Кислородный баланс ВВ может быть положительным и отрицательным. Положительный кислородный баланс - избыток кислорода в граммах остающийся недоиспользованным при полном окислении 100 граммов вещества. Имеет обозначение: + 20 . Отрицательный кислородный баланс - недостаток кислорода в граммах, по сравнению с необходимым его количеством для полного окисления 100 граммов вещества. Обозначается как – 30.

Рассмотрим некоторые примеры определения кислородного баланса. Из самого определения кислородного баланса следует, что максимальный кислородный баланс имеет чистый кислород +100. Для определения кислородного баланса чистого водорода составим уравнение реакции 2H 2 + O 2 = 2 H 2 O , и пропорцию 4: 32=100: x , откуда x = 800 или кислородный баланс чистого водорода равен - (– 800). Это - максимальный отрицательный кислородный баланс.

Определим кислородный баланс для некоторых других веществ, считая, что азот не участвует в реакциях. Для четырёхокиси азота он равен +70 (N 2 O 4 ® N 2 + 2O 2) Пропорцию составляем исходя из следующих соображений: при распаде N 2 O 4 (92 г – мол.) выделяется 64 г-мол. кислорода, а при распаде 100г N 2 O 4 выделится x г кислорода. Для тетранитрометана С(NO 2) 4 кислородный баланс составляет +49 (СО 2 +4N+3O 2) 196: 96=100:x.

Гексоген имеет отрицательный кислородный баланс (C 3 H 6 O 6 N 6) равный - 21,6; у тротила он ещё больше (C 7 H 5 N 3 O 6) – (-74).

Терминология

Сложность и разнообразие химии и технологии ВВ, политические и военные противоречия в мире, стремление к засекречиванию любой информации в этой области привели к неустойчивым и разнообразным формулировкам терминов.

Промышленное применение

ВВ широко используются и в промышленности для производства различных взрывных работ . Ежегодный расход ВВ в странах с развитым промышленным производством даже в мирное время составляет сотни тысяч тонн. В военное время расход ВВ резко возрастает. Так, в период 1-й мировой войны в воюющих странах он составил около 5 миллионов тонн, а во 2-й мировой войне превысил 10 миллионов тонн. Ежегодное использование ВВ в США в 1990-х годах составляло около 2 миллионов тонн.

• метательные
  Метательные ВВ (пороха и ракетные топлива) служат источниками энергии для метания тел (снарядов, мин, пуль и т. д.) или движения ракет. Их отличительная особенность - способность к взрывчатому превращению в форме быстрого сгорания, но без детонации.
• пиротехнические
  Пиротехнические составы применяются для получения пиротехнических эффектов (светового, дымового, зажигательного, звукового и т. д.). Основной вид взрывчатых превращений пиротехнических составов - горение.

Метательные ВВ (пороха) применяются в основном в качестве метательных зарядов для различного рода оружия и предназначаются для придания снаряду (торпеде, пуле и т.д.) определенной начальной скорости. Преимущественным видом химического превращения их является быстрое сгорание, вызываемое лучом огня от средств воспламенения. Пороха делятся на две группы:

а) дымные;

б) бездымные.

Представителями первой группы могут служить черные пороха, представляющие собой смесь селитры, серы и угля, например артиллерийский и ружейный пороха, состоящие из 75% калиевой селитры, 10% серы и 15% угля. Температура вспышки дымных порохов равна 290 - 310° С.

Ко второй группе относятся пироксилиновые, нитроглицериновые, дигликолевые и другие пороха. Температура вспышки бездымных порохов равна 180 - 210° С.

Пиротехнические составы (зажигательные, осветительные, сигнальные и трассирующие), применяемые для снаряжения специальных боеприпасов, представляют собой механические смеси из окислителей и горючих веществ. При обычных условиях применения они, сгорая, дают соответствующий пиротехнический эффект (зажигательный, осветительный и т. д.). Многие из этих составов обладают также и взрывчатыми свойствами и при определенных условиях могут детонировать.

По методу приготовления зарядов

• прессованные
• литые (взрывчатые сплавы)
• патронированные

По направлениям применения

• военные
• промышленные

• для горного дела (добыча полезных ископаемых, производство стройматериалов, вскрышные работы)
  Промышленные ВВ для горных работ по условиям безопасного применения подразделяют на

• непредохранительные
• предохранительные

• для строительства (плотин, каналов, котлованов, дорожных выемок и насыпей)
• для сейсморазведки
• для разрушения строительных конструкций
• для обработки материалов (сварка взрывом, упрочнение взрывом, резание взрывом)

• специального назначения (например, средства расстыковки космических аппаратов)
• антисоциального применения (терроризм , хулиганство), при этом часто используются низкокачественные вещества и смеси кустарного изготовления.
• опытно-экспериментальные.

По степени опасности

Существуют различные системы классификации ВВ по степени опасности. Наиболее известны:

• Согласованная на глобальном уровне система классификации опасности и маркировки химической

• Классификация по степени опасности в горных работах;

Сама по себе энергия взрывчатого вещества невелика. При взрыве 1 кг тротила выделяется в 6-8 раз меньше энергии, чем при сгорании 1 кг угля, но эта энергия при взрыве выделяется в десятки миллионов раз быстрее, чем при обычных процессах горения. Кроме того, уголь не содержит окислителя.

См. также

Литература

1. Советская военная энциклопедия. М., 1978.
2. Поздняков З. Г., Росси Б. Д. Справочник по промышленным взрывчатым веществам и средствам взрывания. - М.: «Недра», 1977. - 253 c.
3. Fedoroff, Basil T. et al Enciclopedia of Explosives and Related Items, vol.1-7. - Dover, New Jersey: Picatinny Arsenal, 1960-1975.

Ссылки

• // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : В 86 томах (82 т. и 4 доп.). - СПб. , 1890-1907.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Цели:

формирование у обучающихся сознательного и ответственного отношения к личной безопасности и безопасности окружающих. (Презентация . Слайд № 2)
обучить правилам безопасного обращения с пиротехническими, взрывчатыми веществами.
изучить кратко, сведения о наиболее распространенных (ВВ), развивать сферу применения знаний в области химии, физики, ОБЖ.
Воспитать чувство уверенности в своих действиях при возникновении ЧС.

Учебные вопросы: (Слайд № 3)

1.Основные понятия и определения.
2.Классификация (ВВ).
3.Правила техники безопасности при обращении с (ВВ).

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления нового материала.

Метод: рассказ, показ с объяснением.

Продолжительность урока: 40-45 минут.

Руководства и пособия:

ГОСТ В 20313-74. Боеприпасы. Основные понятия. Термины и определения. 1975.
Шапошников Д.А. Взрывоопасные предметы и вещества: Словарь-справочник. М., 1996.
Пиротехнические осветительные средства ближнего действия: Руководство службы. М., 1961.

Материальное обеспечение:

презентация «Краткие сведения о наиболее распространенных взрывчатых веществах (ВВ), их классификация, правила техники безопасности при обращении с ними».

мультимедийное обеспечение.

Ход урока.

1. Организационный момент (приветствие, проверка наличия учащихся и готовности к уроку).
2. Объяснение нового материала + первичное закрепление изученного.

В-1. Основные понятия и определения.

В комментариях к ст. 218 УК круг подобных объектов более конкретизируется: «Под боевыми припасами понимаются патроны, артиллерийские снаряды, бомбы, гранаты, боевые ракеты и тому подобные устройства, предназначенные для стрельбы из огнестрельного оружия или для производства взрыва. (Слайд № 4)

Таким образом, среди БП широко представлены образцы изделий, конструкция и действие которых основаны на принципах взрывных устройств. Взрывные устройства (ВУ) представляет собой изделие, специально подготовленное к взрыву в определённых условиях. При этом ВУ можно подразделить на ВУ промышленного и самодельного изготовления. (Слайд № 5)

В подавляющем большинстве случаев ВУ имеют в своем составе взрывчатое вещество (ВВ). К (ВВ ) относятся химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла с образованием газов. (Презентация. Слайд № 6)
Определенное по массе и объёму ВВ, подготовленное и способное к взрыву в конкретных условиях, называют зарядом ВВ. (Слайд № 7)

Если взрыв заряда ВВ или ВУ сопровождается разрушением (частичным или полным) предметов окружающее обстановки и нанесением попавшим в зону его действия людям телесных повреждений различной степени тяжести, то данное последствие взрыва называется его поражающим действием . (Слайд № 8)

Поражающее действие проявляется в различных формах за счёт поражающих факторов, которыми при взрыве являются высокоскоростные осколки, ударная волна и продукты взрыва.

Поражающее действие за счет ударной волны и продуктов взрыва называются фугасным действием , а за счет проникающего ударного действия разрушающихся частей ВУ и близко расположенных предметов окружающей обстановки - осколочным действием .

(Слайд № 9)

В-2. Классификация взрывчатых веществ (ВВ).

(Слайд № 10)

Существуют различные классификации ВВ.
Поскольку не всегда удаётся строго обозначить границы той или иной группы ВВ, их деление носит условный характер.

ВВ подразделяются по следующим признакам:

1. по мощности (способности совершать работу в процессе взрывчатого превращения)- на МОЩНЫЕ и СЛАБОМОЩНЫЕ ВВ;
2. по форме взрывчатого превращения (способности гореть или детонировать)- на МЕТАТЕЛЬНЫЕ, основной формой взрывчатого превращения которых является горение; БРИЗАНТНЫЕ и ИНИЦИИРУЮЩИЕ, основная форма взрывчатого превращения которых - детонация;
3. по чувствительности (способности взрываться от того или иного начального импульса) – на ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ и НЕЧУСТВИТЕЛЬНЫЕ. К группе чувствительных традиционно относятся инициирующие ВВ, а к группе нечувствительных – бризантные ВВ (или дробящие ВВ)
4. по назначению – ПРОМЫШЛЕННЫЕ, применяемые в народном хозяйстве, и ВОЕННЫЕ применяемые в военном деле
5. по способу изготовления – САМОДЕЛЬНЫЕ и ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫМ СПОСОБОМ в соответствии с нормативно-технической документацией;
6. по составу – ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ВВ, их СМЕСИ; смеси ВВ с инертным наполнителем; смеси веществ, приобретающих взрывчатые свойства в процессе смешения.

ИНИЦИИРУЮЩИЕ взрывчатые вещества (ВВ). (Слайд № 11)

Это класс ВВ применяется при изготовлении детонаторов, капсюлей-детонаторов, взрывателей. Их называют ещё «первичными», так как наиболее часто взрыв заряда в ВУ промышленного производства осуществляется посредством начального взрыва небольшой навески ИВВ. Эти вещества очень чувствительны к механическим воздействиям (наколу, удару, трению), начальному импульсу в виде луча огня, термическому воздействию. Взрыв ИВВ наступает практически сразу, и основной формой взрывного превращения является детонация. Наиболее распространенными представителями этого класса ВВ являются: гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца, которые изготавливаются промышленностью.

Взрывчатые вещества БРИЗАНТНОГО действия . (Слайд № 12)

Данный класс ВВ применяется в народном хозяйстве и в военном деле как в виде конструктивно оформленных зарядов (шашек, патронов, снаряжения артиллерийских снарядов, мин, гранат и тому подобных устройств), так и в порошкообразном (гранулированном) виде.
Основной формой взрывчатого превращения данных ВВ является детонация, которую обычно вызывают с помощью детонатора (или подобного устройства, включающего навеску ИВВ). Все бризантные ВВ могут гореть с различными скоростями (от нескольких мм/с до нескольких м/с) и горение их может переходить при определенных условиях в детонацию (со скоростями в несколько тысяч м/с), и наоборот, детонация некоторых БВВ может переходить в горение, например в зонах малой плотности. Горение БВВ в закрытой прочной оболочке часто переходит в детонацию. Основными представителями этого класса являются выпускаемые промышленностью тротил, тетрил, аммоналы.

Метательные взрывчатые вещества - пороха и смесевые твердые ракетные топлива (СТРТ). (Слайд № 13)

Указанный класс ВВ достаточно широк. Это объясняется разнообразием решаемых задач и конструкций технических средств, в которых они применяются. Пороха и СТРТ могут представлять собой много компонентные системы, включающие в себя до нескольких десятков различных веществ (особенно СТРТ). В зависимости от состава пороха подразделяются на дымные и бездымные.

Традиционным представителем дымных порохов является черный порох, состоящий из механической смеси: 75% калиевой селитры, 15% древесного угля и 10% серы. Он неспособен детонировать. Основной формой его взрывчатого превращения является горение. В замкнутом объёме с достаточным коэфициэнтом заполнения оно происходит с постоянной скоростью (около 400 м/с), что обеспечивает эффект взрыва.

Бездымные пороха делятся на пироксилиновые (на легколетучем растворителе) и баллисты (на труднолетучем растворителе). Кроме того бывают пороха, изготовленные с применением смешанного растворителя, - кордиты.
При изготовлении бездымных порохов употребляют бризантные ВВ: пироксилин, нитроглицерин, динитрогликоль, динитробензол, тротил, гексоген и т.п. Пироксилин - основная составная часть как пироксилиновых порохов так и баллиститов. Нитроглицерин и другие нитроэфиры применяются для изготовления баллиститов. Тротил, гексоген, динитробензол могут употреблятся как технологические добавки.
Основной формой взрывчатого превращения СТРТ и порохов является горение, что обеспечивается соотношением компонентов, составляющих их основу.
Так как ВВ входят в состав бездымных порохов и СТРТ, они могут детонировать в зависимости от условий и способов инициирования (подрыва). А их горение при определённых условиях может протекать в форме взрыва (например, в плотно закрытой прочной оболочке).

Взрывчатые вещества - системы горючее плюс окислитель. (Слайд № 14)

Для встречающихся в практике экспертных исследований ВУ характерно использование конденсированных систем данного класс ВВ - пиротехнический состав (ПТС), которые применяются для подачи световых, дымовых, звуковых сигналов, освещения местности, в различного рода ракетных патронах, артиллерийских снарядах, пулях специального назначения, замедлителях и тому подобных устройствах. ПТС, как правило, состоят из горючего, окислителя и связующего. Горючее - любое вещество, способное гореть. Окислитель - вещество, способное при нагревании разлагаться с выделением кислорода. Связующее необходимо для придания системе какой- нибудь формы. Окислитель и горючее выбираются в зависимости от решаемых задач.
Основной формой взрывчатого превращения многих промышленных ПТС является горение. Оно (как и для всех систем горючее плюс окислитель) может происходить с различными скоростями (от нескольких мм/с до сотен м/с), что также определяется областью применения ПТС, а также конструктивными особенностями ВУ. Горение ПТС может протекать в спокойном виде (послойное горение) либо носить характер взрыва (например, в плотно закрытом корпусе).

Закрепление учебного вопроса. (Слайд № 15)

В-3. Правила техники безопасности при обращении с ВВ.

1. Не знаешь что за ВВ или ВУ - отойди на безопасное расстояние.
   Безопасным расстоянием: - для гранаты РГД – 5 считают 25 метров; для гранаты Ф-1 безопасным считают расстояние- 200 метров.
2. Если ВВ или ВУ обнаружены в помещении – не медленно эвакуироваться самому и рекомендовать это сделать окружающим.
3. Категорически запрещено пользоваться радиотелефоном вблизи предмета напоминающего ВУ. (Слайд № 16)
4. Недопустимо ВВ: заливать жидкостями, засыпать порошками, накрывать каким либо материалом. (Слайд № 17)
5. Оказывать на ВВ или ВУ температурное, звуковое, механическое и электромагнитное воздействие. (Слайд №18)
6. НЕМЕДЛЕННО сообщить – учителям, организаторам мероприятия, на котором вы находитесь, правоохранительным органам о возможном ВВ или ВУ.
7. Принять меры к недопущению в зону возможного поражения посторонних лиц.

Отдельно хочу напомнить правила безопасного обращения с ПТС (пиротехническими средствами).

1. Почти все ПТС рассчитаны на применение вне помещения, только на свободном от деревьев, просторном дворе, лучше на пустыре или стадионе, так как высота подъёма – достигает 10 м.
2. Запускать ПТС следует не с руки, а поставив или положив их на дощечку или воткнув в рыхлый снег (пустую стеклянную бутылку), отойдя на несколько метров в сторону.
3. Не следует сразу же подходить к остаткам использованной пиротехники. Если по какой - либо причине она не догорела, велика вероятность получить ожог.
4. Практически никакую пиротехнику, кроме бенгальских огней и хлопушек, нельзя держать в руках и использовать в помещении.
5. Если ПТС не сработало, то подходить к ней можно не раньше чем через 15-20 мин, предварительно полив водой или забросав снегом.
6. Опасно приобретать ПТС на рынках, лотках: они поставляются из Польши, Прибалтики, Китая и не имеют сертификата качества.
7. Покупая ПТС, обращайте внимание на то, чтобы инструкция была написана на русском языке. В ней должно сообщаться, какой эффект производит изделие. (Слайд № 19)
8. Петарда по принципу действия – не что иное, как фугасная граната. Применив петарду слишком близко или выбрав слишком большую по мощности, можно получить настоящую контузию. (Слайд № 20)

Закрепление учебного вопроса с использованием дидактического материала - карточек- заданий.

Карточки-задания:

Ученик 1. Перечислите основные критерии по правилам приобретения ПТС.

Ученик 2. Разработать «обращение руководителя мероприятия» о обнаруженном ВУ внутри здания с детьми.

3.Заключительная часть.

3.1. Подведение итогов урока.

3.2. Д/з работа с конспектом .

Разработать правила безопасного обращения с «бенгальскими огнями».

Взрывчатые вещества весьма разнообразны по своему химическому составу, физическим свойствам и агрегатному состоянию. Известно много BB, представляющих собой твердые тела, менее распространены жидкие, есть и газообразные, например смесь метана с воздухом.

В принципе взрывчатым веществом может быть любая смесь горючего с окислителем. Самое древнее BB - дымный порох - представляет собой смесь двух горючих (уголь и сера) с окислителем (калиевая селитра). Другой вид подобных смесей - оксиликвиты - представляет собой смесь тонкодисперсного горючего (сажа, мох, опилки и т. д.) с жидким кислородом.

Необходимым условием получения BB из горючего и окислителя является их тщательное смешение. Однако, как бы тщательно ни были перемешаны составные части взрывчатой смеси, невозможно добиться такой равномерности состава, при которой с каждой молекулой горючего соседствовала бы молекула окислителя. Поэтому в механических смесях скорость химической реакции при взрывном превращении никогда не достигает максимального значения. Такого недостатка не имеют взрывчатые химические соединения, в молекулу которых входят атомы горючего (углерода, водорода) и атомы окислителя (кислорода).

К взрывчатым химическим соединениям, молекула которых содержит атомы горючих элементов и кислорода, относятся сложные азотнокислые эфиры многоатомных спиртов, так называемые нитроэфиры, и нитросоединения ароматических углеводородов.

Наиболее широкое применение нашли следующие нитроэфиры: гли- церинтринитрат (нитроглицерин) - C 3 H 3 (ONO 2)3, пентаэритриттетранитрат (тэн) - C(CH 2 0N0 2) 4 , нитраты целлюлозы (нитроцеллюлоза) - [СбНѵ0 2 (ОН) 3 - п (ОШ 2) n]x.

Из нитросоединений в первую очередь следует назвать тринитротолуол (тротил) - C 6 H 2 (N0 2) 3 CH 3 и тринитрофенол (пикриновая кислота) - СбЩ№02)зОН.

Кроме указанных нитросоединений широко применяются нитроамины: тринитрофенилметилнитроамин (тетрил) - C 6 H 2 (N0 2) 3 NCH 3 N0 2 , цик- лотриметилентри-нитроамин (гексоген) - C3H 6 N 6 0 6 и циклотетраметилентетранитроамин (октоген) - C 4 H 8 N 8 0 8 . У нитросоединений и нитроэфиров все, тепло или основная часть тепла при взрыве выделяется в результате окисления горючих элементов кислородом.

Применяют также BB, выделяющие тепло при распаде молекул, на образование которых было затрачено большое количество энергии. Примером подобных BB является азид свинца - Pb(N 3) 2 .

Взрывчатые вещества, относящиеся по своей химической структуре к определенному классу соединений, обладают некоторыми общими свойствами.

Однако в пределах одного класса химических соединений различия в свойствах BB могут быть значительными, так как BB во многом определяются физическими свойствами и структурой вещества. Поэтому классифицировать BB по их принадлежности к определенному классу химических соединений довольно трудно.

Известно большое количество ВВ, отличающихся составом, природой, взрывчато-энергетическими характеристиками и физикомеханическими свойствами. Взрывчатые вещества классифицируются по следующим признакам:

По практическому применению;

По агрегатному состоянию;

По составу и др.

По практическому применению ВВ делят на три группы:

Инициирующие ВВ (ИВВ);

Бризантные ВВ (БВВ);

Метательные ВВ (МВБ).

ИВВ (лат. injtcere - возбуждать) применяются для инициирования (возбуждения) взрыва разрывных зарядов из БВВ или процесса горения метательных зарядов.

ИВВ характеризуется высокой чувствительностью к простым видам начального импульса (удар, трение, наклон, нагрев) и способностью взрываться в очень малых количествах (сотые, а иногда и тысячные доли грамма).

ИВВ называются первичными ВВ, так как они взрываются от простых начальных импульсов и используются для возбуждения максимально возможной скорости взрывчатого превращения (скорости детонации) вторичных зарядов ВВ.

БВВ (фр. brisant - разбивающий) применяются для совершения разрушительного действия разрывными зарядами боеприпасов и подрывных средств.

Возбуждение детонации БВВ осуществляется, как правило, от первичного заряда ИВВ, а поэтому БВВ называют вторичными ВВ.

БВВ характеризуются сравнительно невысокой чувствительностью к простым начальным импульсам, но достаточной восприимчивостью к взрывному импульсу, имеют высокие взрывчато-энергетические характеристики и способны детонировать при значительно большей массе и размерах заряда ВВ, чем ИВВ.

МВБ - пороха, твердые ракетные топлива. Рассматриваются отдельно.

По агрегатному состоянию ВВ разделяются на три группы:

Твердые (тротил, гексоген, тэн и др.);

Жидкие (нитроглицирин, нитродигликоль и др.);

Газообразные (смеси водорода и кислорода и др.)

Практическое применение для снаряжения боеприпасов нашли лишь

твердые ВВ. Жидкие ВВ используются в качестве компонентов порохов и РТТ, а также для смесевых ВВ, имеющих промышленное значение.

По составу как БВВ, так и ИВВ делятся на 2 группы:

Индивидуальные ВВ, представляющие собой отдельные химические соединения, например гремучая ртуть Hg (ONC) 2 , тротил С 6 Н 2 (Ш 2)зСНз и др.;

Смесевые ВВ, представляющие собой смеси и сплавы взрывчатых и невзрывчатых в отдельности веществ, например, тротил - гексоген; гегсоген - парафин; азид свинца - ТНРС и др.

Взрывчатые вещества - индивидуальные химические соединения или механические смеси разных по своей природе веществ, способные под влиянием внешнего воздействия (инициирующего импульса) к самораспространяющемуся химическому превращению с образованием газообразных продуктов и выделением большого количества тепла, нагревающего их до высокой температуры.

Основные химические компоненты ВВ:

Окислитель;

Горючее;

Добавки.

Окислитель - химические соединения богатые кислородом (нитраты аммония, натрия, калия и др., так называемые селитры - аммиачная, натриевая, калиевая и т.д.).

Горючее - химические соединения богатые водородом и углеродом (моторные масла, дизельное топливо, дерево, уголь и т.д.).

Добавки - химические соединения, обеспечивающие изменение каких-либо параметров взрывчатых веществ (сенсибилизаторы, флегматиза- торы, ингибиторы).

Сенсибилизаторы - вещества, обеспечивающие большую чувствительность ВВ (абразивные вещества - песок, кусочки породы, металлическая стружка; другие, более чувствительные ВВ и т.д.).

Флегматизаторы - вещества обеспечивающие понижение чувствительности ВВ (масла, парафины и т.д.) за счет теплопоглащающей способности.

Ингибиторы - вещества, обеспечивающие понижение пламени при взрыве ВВ (некоторые соли щелочных металлов и др.).

Еще по теме Основные типы взрывчатых веществ по составу и классификация их по применению:

1. Условия безопасного применения взрывчатых веществ промышленного назначения
2. Совершение преступления с использованием оружия, боевых припасов взрывчатых веществ, взрывных или имитирующих их устройств, специально изготовленных технических средств, ядовитых и радиоактивных веществ, лекарственных или иных химико-фармакологических аппаратов, а также с применением физического или психического принуждения.
3. Долбенкин И.Н. и др.. Взрывчатые вещества промышленного изготовления: общие характеристики и способы применения [Текст] : учебно-практическое пособие / Долбенкин И.Н., Ипатов А.Л., Иваницкий Б.В., Ишутин А.В. - Домодедово: ВИПК МВД России,2015. - 79 с., 2015

Большую часть истории человек использовал для уничтожения себе подобных всевозможные виды холодного оружия, начиная от незамысловатого каменного топора, и заканчивая весьма продвинутыми и сложными в изготовлении металлическими орудиями. Примерно в XI–XII столетии в Европы начали применять пушки, и тем самым человечество познакомилось с важнейшим взрывчатым веществом – черным порохом.

Это был поворотный момент в военной истории, хотя понадобилось еще примерно восемь столетий, чтобы огнестрельное оружие полностью вытеснило с полей сражений остро наточенную сталь. Параллельно прогрессу пушек и мортир развивались взрывчатые вещества — причем не только порох, но и всевозможных составов для снаряжения артиллерийских снарядов или изготовления фугасов. Разработка новых взрывчатых веществ и взрывных устройств активно продолжается и в наши дни.

Сегодня известны десятки взрывчатых веществ. Помимо военных нужд, взрывчатка активно применяется в горном деле, при строительстве дорог и туннелей. Однако прежде чем говорить об основных группах взрывчатых веществ, следует несколько подробнее упомянуть о процессах, происходящих во время взрыва и понять принцип действия взрывчатых веществ (ВВ).

Взрывчатка: что это такое?

Взрывчатые вещества – это большая группа химических соединений или смесей, которые под воздействием внешних факторов способны к быстрой, самоподдерживающейся и неуправляемой реакции с выделением большого количества энергии. Проще говоря, химический взрыв – это процесс преобразования энергии молекулярных связей в тепловую энергию. Обычно его результатом является большое количество раскаленных газов, которые и выполняют механическую работу (дробление, разрушение, перемещение и др.).

Классификация взрывчатых веществ довольно сложна и запутанна. К ВВ относятся вещества, которые распадаются не только в процессе взрыва (детонации), но и медленного или быстрого горения. К последней группе относятся пороха и различные виды пиротехнических смесей.

Вообще, понятия «детонация» и «дефлаграция» (горение) являются ключевыми для понимания процессов химического взрыва.

Детонацией называют стремительное (сверхзвуковое) распространение фронта сжатия с сопутствующей ему экзотермической реакцией во взрывчатом веществе. В этом случае химические превращения идут настолько бурно и выделяется такое количество тепловой энергии и газообразных продуктов, что в веществе образуется ударная волна. Детонация – это процесс максимально быстрого, можно сказать, лавинообразного вовлечения вещества в реакцию химического взрыва.

Дефлаграция, или горение – это тип окислительно-восстановительной химической реакции, во время которой ее фронт перемещается в веществе за счет обычной теплоотдачи. Подобные реакции хорошо всем известны и часто встречаются в повседневной жизни.

Любопытно, что энергия, выделяемая при взрыве, не так уж и велика. Например, при детонации 1 кг тротила ее выделяется в несколько раз меньше, чем при сгорании 1 кг каменного угля. Однако при взрыве это происходит в миллионы раз быстрее, вся энергия выделяется практически мгновенно.

Следует отметить, что скорость распространения детонации – это важнейшая характеристика взрывчатых веществ. Чем она выше, тем более эффективен заряд взрывчатки.

Чтобы запустить процесс химического взрыва необходимо воздействие внешнего фактора, он может быть нескольких видов:

• механический (накол, удар, трение);
• химический (реакция какого-либо вещества с зарядом взрывчатки);
• внешняя детонация (взрыв в непосредственной близости от ВВ);
• тепловой (пламя, нагревание, искра).

Следует отметить, что разные виды ВВ имеют различную чувствительность к внешним воздействиям.

Некоторые из них (например, черный порох) прекрасно реагируют на тепловое воздействие, но при этом практически не откликается на механическое и химическое. А для подрыва тротила нужно только детонационное воздействие. Гремучая ртуть бурно реагирует на любой внешний раздражитель, а есть некоторые ВВ, которые детонируют вообще безо всякого внешнего воздействия. Практическое использование таких «взрывоопасных» ВВ попросту невозможно.

Основные свойства ВВ

Главными из них являются:

• температура продуктов взрыва;
• теплота взрыва;
• скорость детонации;
• бризантность;
• фугасность.

На последних двух пунктах следует остановиться отдельно. Бризантность ВВ – это его способность разрушать прилегающую к нему среду (горную породу, металл, дерево). Данная характеристика во многом зависит от физического состояния, в котором находится взрывчатка (степень измельчения, плотность, однородность). Бризантность напрямую зависит от скорости детонации взрывчатого вещества — чем она выше, тем лучше ВВ может дробить и разрушать окружающие предметы.

Бризантные взрывчатые вещества обычно используют для снаряжения артиллерийских снарядов, авиабомб, мин, торпед, гранат и других боеприпасов. Этот тип ВВ менее чувствителен к внешним факторам, чтобы подорвать такой заряд взрывчатого вещества необходима внешняя детонация. В зависимости от своей разрушительной силы бризантные взрывчатые вещества делятся на:

• Повышенной мощности: гексоген, тетрил, оксоген;
• Средней мощности: тротил, мелинит, пластид;
• Пониженной мощности: ВВ на основе аммиачной селитры.

Чем выше бризантность ВВ, тем лучше оно разрушит корпус бомбы или снаряда, придаст осколкам большую энергию и создаст более мощную ударную волну.

Не менее важным свойством взрывчатых веществ является его фугасность. Это самая общая характеристика любого ВВ, она показывает насколько та или иная взрывчатка обладает разрушающей способностью. Фугасность напрямую зависит от количества газов, которые образовываются при взрыве. Следует отметить, что бризантность и фугасность, как правило, не связаны между собой.

Фугасность и бризантность определяют то, что мы называем мощностью или силой взрыва. Однако для различных целей необходимо подбирать соответствующие виды ВВ. Бризантность очень важна для снарядов, мин и авиабомб, а вот для горных работ больше подойдет взрывчатка со значительным уровнем фугасности. На практике подбор ВВ гораздо более сложен, и чтобы правильно выбрать взрывчатку, следует учитывать все ее характеристики.

Существует общепринятый способ определения мощности различных взрывчатых веществ. Это так называемый тротиловый эквивалент, когда мощность тротила условно принимается за единицу. Используя этот способ можно высчитать, что мощность 125 гр тротила равна 100 гр гексогена и 150 гр аммонита.

Еще одной важной характеристикой взрывчатых веществ является их чувствительность. Она определяется вероятностью взрыва ВВ при воздействии на него того или иного фактора. От этого параметра зависит безопасность производства и хранение взрывчатых веществ.

Чтобы лучше показать, насколько важна эта характеристика взрывчатого вещества, можно сказать, что американцы разработали специальный стандарт (STANAG 4439) для чувствительности взрывчатых веществ. И на это им пришлось пойти не от хорошей жизни, а после череды тяжелейших несчастных случаев: при подрыве на американской базе ВВС «Бьен-Хо» во Вьетнаме погибли 33 человека, вследствие взрывов на авианосце «Форрестол» были повреждены около 80 самолетов, а также после детонации авиаракет на авианосце «Орискани» (1966 год). Так что хороша не просто мощная взрывчатка, а детонирующая именно в нужный момент — и никогда больше.

Все современные ВВ – это либо химические соединения, либо механические смеси. К первой группе относятся гексоген, тротил, нитроглицерин, пикриновая кислота. Химические взрывчатые вещества, как правило, получают нитрованием различных видов углеводородов, что приводит к введению в их молекулы азота и кислорода. Ко второй группе – аммиачно-селитренные ВВ. В состав взрывчатых веществ подобного типа обычно входят вещества, богатые кислородом и углеродом. Для повышения температуры взрыва в смеси часто добавляют порошки металлов: алюминия, бериллия, магния.

Кроме всех вышеперечисленных свойств, любое взрывчатое вещество должно быть химически стойким и пригодным для длительного хранения. В 80-х годах прошлого века китайцы сумели синтезировать мощнейшую взрывчатку – трициклическую мочевину. Ее мощность превосходила тротил в двадцать раз. Проблема была в том, что через несколько дней после изготовления вещество разлагалось и превращалось в слизь, непригодную для дальнейшего использования.

Классификация взрывчатых веществ

По своим взрывчатым свойствам ВВ делятся на:

1. Инициирующие. Они используются для подрыва (детонации) других взрывчатых веществ. Основными отличиями ВВ этой группы является высокая чувствительность к инициирующим факторам и высокая скорость детонации. К этой группе относятся: гремучая ртуть, диазодинитрофенол, тринитрорезорцинат свинца и другие. Как правило, эти соединения используются в капсюлях-воспламенителях, запальных трубках, капсюлях-детонаторах, пиропатронах, самоликвидаторах;
2. Бризантные взрывчатые вещества. Этот тип ВВ обладает значительным уровнем бризантности и используется в качестве основного заряда для подавляющего большинства боеприпасов. Эти мощные взрывчатые вещества отличаются по своему химическому составу (N-нитрамины, нитраты, другие нитросоединения). Иногда их используют в виде различных смесей. Бризантные взрывчатые вещества также активно используют в горном деле, при прокладке туннелей, проведении других инженерных работ;
3. Метательные взрывчатые вещества. Являются источником энергии для метания снарядов, мин, пуль, гранат, а также для движения ракет. К этому классу взрывчатых веществ относятся пороха и различные виды ракетного топлива;
4. Пиротехнические составы. Используются для снаряжения специальных боеприпасов. При сгорании производят специфический эффект: осветительный, сигнальный, зажигательный.

Взрывчатые вещества разделяют и по их физическому состоянию на:

1. Жидкие. Например, нитрогликоль, нитроглицерин, этилнитрат. Существуют и разнообразные жидкостные смеси ВВ (панкластит, взрывчатые вещества Шпренгеля);
2. Газообразные;
3. Гелеобразные. Если растворить нитроцеллюлозу в нитроглицерине, то получится так называемый гремучий студень. Это крайне нестабильное, но довольно мощное взрывчатое гелеобразное вещество. Его любили использовать российские революционеры-террористы в конце XIX века;
4. Суспензии. Довольно обширная группа взрывчатых веществ, которые в наши дни применяются для промышленных целей. Существуют различные виды взрывчатых суспензий, в которых ВВ либо окислитель является жидкой средой;
5. Эмульсионные взрывчатые вещества. Весьма популярный в наши дни вид ВВ. Часто используется в строительных или шахтных работах;
6. Твердые. Наиболее распространенная группа ВВ. К ней относятся практически все взрывчатые вещества, используемые в военном деле. Могут быть монолитными (тротил), гранулированными или порошкообразными (гексоген);
7. Пластичные. Эта группа взрывчатых веществ обладает пластичностью. Такая взрывчатка стоит дороже обычной, поэтому ее редко применяют для снаряжения боеприпасов. Типичным представителем этой группы является пластид (или пластит). Его часто используют при проведении диверсий для подрыва конструкций. По своему составу пластид – это смесь гексогена и какого-либо пластификатора;
8. Эластичные.

Немного истории ВВ

Первым взрывчатым веществом, которое было придумано человечеством, стал черный порох. Считается, что он был изобретен в Китае еще в VII веке нашей эры. Однако надежных подтверждений этому до сих пор так и не обнаружено. Вообще вокруг пороха и первых попыток его применения создано немало мифов и явно фантастических историй.

Существуют древнекитайские тексты, в которых описаны смеси, похожие по составу на черный дымный порох. Их использовали в качестве лекарств, а также для пиротехнических шоу. Кроме того, есть многочисленные источники, утверждающие, что в следующих столетиях китайцы активно использовали порох для производства ракет, мин, гранат и даже огнеметов. Правда, иллюстрации некоторых видов этого древнего огнестрельного оружия заставляют усомниться в возможности его практического применения.

Еще до пороха в Европе стали применять «греческий огонь» - горючее взрывчатое вещество, рецепт которого, к сожалению, не дошел до наших дней. «Греческий огонь» представлял собой легковоспламеняющуюся смесь, которая не только не тушилась водой, но даже становилась в контакте с ней еще более огнеопасной. Этот ВВ был придуман византийцами, они активно использовали «греческий огонь» как на суше, так и в морских баталиях, и хранили его рецептуру в строжайшем секрете. Современные эксперты считают, что в состав этой смеси входили нефть, смола, сера и негашёная известь.

Порох впервые появился в Европе примерно в середине XIII века и до сих пор неизвестно, как именно он попал на континент. Среди европейских изобретателей пороха часто упоминают имена монаха Бертольда Шварца и английского ученого Роджера Бэкона, хотя единого мнения у историков нет. По одной из версий порох, изобретенный в Китае, через Индию и Ближний Восток попал в Европу. Так или иначе, уже в XIII столетии европейцы знали о порохе и даже пытались использовать это кристаллическое взрывчатое вещество для мин и примитивного огнестрельного оружия.

Долгие столетия порох оставался единственным видом ВВ, которое знал и применял человек. Только на рубеже XVIII–XIX веков, благодаря развитию химии и других естественных наук, развитие взрывчатых веществ достигло новых высот.

В конце XVIII века благодаря французским химикам Лавуазье и Бертолле появился так называемые хлоратный порох. В это же время было изобретено «гремучее серебро», а также пикриновая кислота, которая в будущем стала использоваться для снаряжения артиллерийских снарядов.

В 1799 году английским химиком Говардом была найдена «гремучая ртуть», которая до сих пор используется в капсюлях в качестве инициирующего взрывчатого вещества. В начале XIX века был получен пироксилин – взрывчатое вещество, которым можно было не только снаряжать снаряды, но и изготавливать из него бездымный порох.динамит . Это мощное взрывчатое вещество, однако оно отличается повышенной чувствительностью. Во время Первой Мировой войны динамитом пытались снаряжать снаряды, но от этой идеи довольно быстро отказались. Динамит еще долго использовали в горных работах, но в наши дни эта взрывчатка давно не производится.

В 1863 году немецкие ученые открыли тротил, а в 1891 году в Германии началось промышленное производство этого взрывчатого вещества. В 1897 году немецкий химик Ленце синтезировал гексоген – одно из самых мощных и распространенных взрывчатых веществ в наши дни.

Разработка новых взрывчатых веществ и взрывных устройств продолжалась все прошлое столетие, исследования в этом направлении идут и сегодня.

Пентагону новую взрывчатку на основе гидразина, которая якобы была в 20 раз мощнее тротила. Однако был у этого ВВ и один ощутимый минус – абсолютно мерзкий запах заброшенного привокзального туалета. Проверка показала, что по мощности новое вещество превосходит тротил всего лишь в 2-3 раза, и от использования решили отказаться. После этого EXCOA предложила другой способ применения взрывчатого вещества: делать с его помощью окопы.

Вещество тонкой струйкой поливалось на землю, а затем подрывалось. Тем самым в считанные секунды можно было получить окоп полного профиля без лишних усилий. Несколько комплектов взрывчатки отправили во Вьетнам для испытания в боевых условиях. Конец этой истории был забавным: окопы, полученные с помощью взрыва, имели такой отвратительный запах, что солдаты отказывались находиться в них.

В конце 80-х американцы разработали новую взрывчатку – CL-20. По информации некоторых СМИ, ее мощность едва ли не в двадцать раз превышает тротил. Однако из-за своей высокой цены (1300 долларов за 1 кг) широкомасштабное производство нового ВВ так и не было начато.