Взрывчатые вещества, их классификация и свойства 5

Основные свойства взрывчатых веществ 6

2.МАРКИРОВКА И УПАКОВКА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ 7

Конвенция о маркировке 8

2.2. Требования к упаковке 9

ПЕРЕВОЗКА ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ И ИЗДЕЛИЙ 10

3.1. Порядок ввоза, вывоза взрывчатых материалов 11

3.2. Опасные грузы,запрещенные к перевозке при любых

обстоятелбствах 12

4.Заключение

5.Список использованных литератур

ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ОБОЗНАЧЕНИЯ,СОКРАЩЕНИЯ ВВЕДЕНИЕ

Груз- имущество, перевозимое или принятое к перевозке на воздушных судах, за исключением багажа и почты. Несопровождаемый багаж, оформленный авиагрузовой накладной, также считаетсы грузом.

Ценный груз- это груз которые имеет объявленную ценность для перевозки в размере 1000$ более за каждый кг.

Опасный груз -изделия или вещества, которые при перевозке на

воздушных судах способны создавать частичную угрозу жизни и здоровью пассажиров, безопасности полета и сохранности имущества и которые классифицируются как опасные грузы в Инструкциях по обращению с опасными грузами ИКАО.

Грузоотправитель- лицо или компания, которые передают грузы в ведение других лиц или компаний (экпедитора, перевозчика/оператора перевозки) для его доставки грузополучателю.

Грузовой манифест -перевозочный документ, где отмечаются грузовые отправки, которые будут перевозиться по маршруту следования данног о рейса. Оформляется ответственным перевозчиком или его обслуживающим агентом.

Экcпедитор- посредник, организующий перевозку грузов и или предоставление сопутсвующих услуг по поручению грузоотправителя.

Грузополучатель- лицо имеющий право получит доставленные грузы.

Авиакомпания (перевозчик)- авиационные предприятие, выполняющее комерческие перевозки пассажиров, багажа, груза и почты на собственных или арендованных воздушных судах.

Тара- вес интермодальной транспортной единицы или транспортного средства без груза.

Коммерческий склад - одно или несколько зданий грузового комплекса, предназначенного для проведения операций, связанных с полной обработкой отправляемого и прибывшего груза, а также для размещения средств механизации, внутри складского оборудования.

Введение

Актуальность иследования: Ведение взрывных работ является неотъемлемой частью современных технологических процессов во многих отраслях промышленности,особенно при перевозке на авиалиниях.

Наиболее применяемыми в настоящее время являются простейшие типа ВВ на основе конверсионных материалов, но обладают высокой чувствительностью к механическим воздействиям, токсичны и выделяют большое количество ядовитых газов (СО, NO х), поэтому представляют серьезную опасность для людей и окружающей среды, как при использовании,так и при перевозке.

Цель иследования: целью данной работы является узнать особенностиь организации перевозки взрывчатых веществ, правила транспортировки взрывчатых веществ, классификация и свойства взрывчатых веществ.

Обект иследования: перевозка опасных грузов воздушным транспортом осуществляются во всех развитых странах мира. Эти перевозки имеют более сложную, чем для обычных грузов, организацию и более трудоемкие технологические процедуры. Организация таких перевозок осуществляется строго по правилам перевозок опасных грузов каждого государства и требований ИКАО, изложенных в Технических инструкция по безопасной перевозке опасных грузов по воздуху.

Задачи иследования:

- Узнать правило перевозки взрывчатых веществ.

Укрепление знании по правилам перевозки взрывчатых веществ.

Методы иследования : Знание особенностей перевозки взрывчатых веществ воздушным транспортом.

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Взрывчатые вещества - это вещества или изделия, которые при перевозке по воздуху способны создавать значительную угрозу для здоровья, безопасности людей, имущества и которые классифицированы в соответствие с установленными правилами.

Проще говоря, взрыв сродни горению обычных горючих веществ (уголь, дрова), но отличается от простого горения тем, что этот процесс происходит очень быстро, в тысячные и десятитысячные доли секунды. Отсюда, по скорости превращения взрыв делят на два типа - горение и детонация.

При взрывчатом превращении типа горения, передача энергии от одного слоя вещества к другому происходит путем теплопроводности. Взрыв типа горения характерен для пороха. Процесс образования газов происходит достаточно медленно. Благодаря этому, при взрыве пороха в замкнутом пространстве (гильзе патрона, снаряда) происходит выбрасывание пули, снаряда из ствола, но не происходит разрушения гильзы, патронника оружия.

При взрыве же типа детонации процесс передачи энергии обуславливается прохождением ударной волны по ВВ со сверхзвуковой скоростью (6-7 тыс. м. в секунду). В этом случае газы образуются очень быстро, давление возрастает мгновенно до очень больших величин. Проще говоря, у газов нет времени уходить по пути наименьшего сопротивления и они в стремлении расшириться, разрушают все на своем пути. Этот тип взрыва характерен для тротила, гексогена, аммонита и т.п. веществ.

1.Механическое (удар, накал, трение).

2.Тепловое (искра, пламя, нагревание)

3. Химическое (хим.реакция взаимодействия какого-либо вещества с ВВ)

4. Детонационное (взрыв рядом с ВВ другого ВВ).

Различные ВВ по разному реагируют на внешние воздействия. Одни из них взрываются при любом воздействии, другие имеют избирательную чувствительность. Например черный дымный порох хорошо реагирует на тепловое воздействие, очень плохо на механическое и практически не реагирует на химическое. Тротил же в основном реагирует только на детонационное воздействие. Капсюльные составы (гремучая ртуть) реагируют практически на любое внешнее воздействие. Есть ВВ, которые взрываются вообще без видимого внешнего воздействия, но практическое применение таких ВВ вообще невозможно.

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются неустойчивые химические соединения или смеси, чрезвычайно быстро переходящие под воздействием определенного импульса в другие устойчивые вещества с выделением значительного количества тепла и большого объема газообразных продуктов, которые находятся под очень большим давлением и, расширяясь, выполняют ту или иную механическую работу. Первым взрывчатым веществом был дымный (черный) порох, появившийся в Европе в XIII веке. В течение 600 лет дымный порох был единственным ВВ. В XIX веке с развитием химии были получены другие ВВ, называемые в настоящее время бризантными. Они были безопасными при обращении с ними, обладали большой мощностью и стойкостью при хранении.

Взрывы пыли (пылевоздушных смесей - аэрозолей) представляют одну из основных опасностей химических производств и происходят в ограниченных пространствах (в помещениях зданий, внутри различного оборудования, штольнях шахт). Возможны взрывы пыли в мукомольном производстве, на зерновых элеваторах (мучная пыль) при ее взаимодействии с красителями, серой, сахаром с другими порошкообразными пищевыми продуктами, а также при производстве пластмасс, лекарственных препаратов, на установках дробления топлива (угольной пыли), в текстильном производстве.

Сжиженные углеводородные газы, аммиак, хлор, фреоны хранятся в технологических емкостях под сверхатмосферным давлением при температуре выше или равной температуре окружающей среды, и по этим причинам они являются взрывоопасными жидкостями.

Четвертую категорию - вещества, содержащиеся при повышенных температурах (водяной пар в котлах, циклогексан и другие жидкости под давлением и при температуре, превышающей точку кипения при атмосферном давлении).

Из физики известно, что энергия и тепло, выделяемые в процессе реакции, находятся в прямой зависимости между собой, поэтому количество энергии, выделяемое при взрыве, и теплота являются важной энергетической характеристикой ВВ, определяющей его работоспособность. Чем больше выделено теплоты, тем выше температура нагрева продуктов взрыва, тем больше давление, а следовательно, и воздействие продуктов взрыва на окружающую среду.

От скорости детонации ВВ зависит скорость взрывчатого превращения, а следовательно, и время, в течение которого выделяется вся энергия, заключенная в ВВ. А это вместе с количеством тепла, выделяющегося при взрыве, характеризует мощность, развиваемую взрывом, следовательно, дает возможность правильно выбрать ВВ для выполнения работы. Для перебивания металла целесообразнее получить максимум энергии в короткий промежуток времени, а для выброса грунта эту же энергию лучше получить за более длительный отрезок времени подобно тому, как при нанесении резкого удара по доске можно ее перебить, а приложив эту же энергию постепенно, только сдвинуть.

Стойкостью называется способность ВВ сохранять в нормальных условиях хранения и применения постоянство своих физико-химических и взрывчатых характеристик. Нестойкие ВВ могут в определенных условиях снижать и даже полностью утрачивать способность к взрыву или же, наоборот, настолько повышать свою чувствительность, что становятся опасными в обращении и подлежат уничтожению. Они способны к саморазложению, а при известных условиях и к самовозгоранию, что при больших количествах этих веществ может привести к взрыву. Следует различать физическую и химическую стойкость ВВ.

Требования к упаковке

Упаковка должна быть прочной, полностью исключать утечку или просыпание взрывчатых веществ или выпадение изделий, обеспечивать их сохранность и безопасность в процессе перевозки (транспортирования) всеми видами транспорта в любых климатических условиях, в том числе при погрузочно-разгрузочных работах, а также при хранении.

1. Требования безопасности при применении взрывчатых веществ и изделий на их основе:

1.1. Взрывчатые вещества и изделия на их основе должны подвергаться испытаниям потребителем в целях определения безопасности при хранении и применении в соответствии с показателями технической документации:

а) при поступлении от изготовителя (входной контроль);

б) при возникновении сомнений в доброкачественности (по внешнему осмотру или при неудовлетворительных результатах взрывных работ (неполные взрывы, отказы);

в) до истечения гарантийного срока хранения. Результаты испытаний должны быть оформлены актом с последующей записью в журнале учета испытаний;

1.2. Не допускается применять и хранить взрывчатые вещества и изделия на их основе с истекшим гарантийным сроком хранения без испытаний, предусмотренных технической документацией.

2. Требования безопасности при перевозке (транспортировании) взрывчатых веществ и изделий на их основе. Перевозка (транспортирование) взрывчатых вещества и изделий на их основе должна осуществляться в соответствии с нормами и правилами перевозки опасных грузов, действующими на единой таможенной территории государств – членов Таможенного союза.

3. Требования безопасности при хранении взрывчатых веществ и изделий на их основе:

3.1. Условия хранения должны исключать влияние окружающей среды на характеристики взрывчатых веществ и изделий на их основе и соответствовать требованиям нормативной и/или технической документации, в том числе руководству (инструкции) по применению;

3.2. Взрывчатые вещества и изделия на их основе на складах должны быть размещены с учетом их совместимости при хранении;

3.3. Временное хранение на складах, пришедших в негодность и бракованных взрывчатых веществ и изделий на их основе, должно осуществляться только в специально выделенном месте, обозначенном 12 предупредительной надписью «ВНИМАНИЕ БРАК». На упаковку с пришедшими в негодность и бракованными взрывчатыми веществами и изделиями на их основе крепится табличка с аналогичной надписью и (или) аналогичная надпись наносится на упаковку;

3.4. При несоответствии показателей, полученных в результате испытаний, показателям, указанным в технической документации, взрывчатые вещества и изделия на их основе не допускаются к применению и должны быть уничтожены в минимально возможные сроки.

Обстоятелбствах

В Перечне опасных грузов «Технических инструкций по безопасной перевозке опасных грузов по воздуху» такие ОГ приведены без присвоение им номера по списку ООН (вместо номера в колонках 2 и 3 Таблицы

написано слово «Запрещено»).
Необходимо иметь в виду, что не представляется возможным перечислить все ВВ, которые запрещены к перевозке на ВС при любых обстоятельствах. Поэтому необходимо следить, чтобы никакие отвечающие данному описанию грузы не предлагались для перевозки.

К ОГ, запрещенным к перевозке при любых обстоятельствах, относятся:
1. Взрывчатые вещества, которые воспламеняются или разлагаются под воздействием температуры 75Со в течение 48 часов;
2. Взрывчатые вещества, содержащие смеси хлоратов с фосфором;
3. Твердые взрывчатые вещества, которые классифицируются как вещества с чрезвычайно высокой чувствительностью механическому удару;
4. Взрывчатые вещества, содержащие как хлораты, так и соли аммония;
5. Жидкие взрывчатые вещества, которые классифицируются как вещества с умеренной чувствительностью к механическому удару;
6. Любое вещество или изделие, предложенное для перевозки, которое способно выделять опасное количество тепла или газа в обычных условиях перевозки по воздуху;
7. Легковоспламеняющиеся твердые вещества и органические перекиси, которые обладают способностью взрываться и которые упакованы таким образом, что в качестве знака дополнительного риска правилами классификации предусматривается использование знака опасности взрыва.

Эксплуатант не принимает опасные грузы для перевозки воздушными судами:

Если ВВ не сопровождаются декларацией грузоотправителя на опасный груз, за исключением случаев, указанных в технических инструкциях, о том, что наличие такого документа не требуется;

Без проверки грузового места, внешней упаковки или грузового контейнера с опасными грузами в соответствии с порядком, установленным в технических инструкциях;

Если упаковочные комплекты не защищены и не снабжены прокладками, предотвращающими повреждение упаковочных комплектов, утечку опасного груза и обеспечивающими осуществление контроля за его перемещением внутри внешней упаковки в обычных условиях перевозки опасных грузов воздушными судами.

Заключение

Одним из видов грузов, которые требуют аккуратной транспортировки с соблюдением всех норм и правил безопасности, являются взрывчатые вещества и изделия, способные в чрезвычайных ситуациях легко воспламеняться и провоцировать взрывы различной мощности. Их перевозка требует особо тщательной подготовки и опыта, поэтому выполнять эту работу, как правило, поручают высококвалифицированным водителям. Однако перед тем как принимать необходимые меры предосторожности, следует определить, к какому типу веществ по степени опасности транспортировки относится тот или иной груз.

Перевозка взрывчатых веществ воздушным транспортом осуществляется согласно федеральным авиационным правилам, ст. 113 Воздушного кодекса РК, а также регулируется, в частности Чикагской конвенцией и Технической инструкцией по перевозке опасных грузов воздушным транспортом ИКАО.
Федеральные авиационные правила устанавливают порядок перевозки воздушными судами гражданской авиации опасных грузов, в том числе ограничения при такой перевозке, правила упаковывания опасных грузов и нанесения маркировочных знаков опасности, обязанности грузоотправителя и эксплуатанта. Эти правила распространяются на полеты воздушных судов гражданской авиации в воздушном пространстве РК, зарегистрированных в Государственном реестре гражданских воздушных судов и (или) эксплуатируемых эксплуатантами, имеющими сертификат (свидетельство) эксплуатанта РК, а также на наземное обслуживание воздушных судов в гражданских аэропортах (аэродромах) РК. Правила не применяются в отношении опасных грузов, необходимых на борту воздушного судна в соответствии с требованиями летной годности и правилами эксплуатации, или для специальных целей, указанных в технических инструкциях.
Уполномоченный орган в области гражданской авиации может предоставить освобождение от выполнения утвержденных Правил. Однако при этом должен быть обеспечен равнозначный уровень безопасности перевозки опасного груза.
К перевозке принимаются только надлежащим образом классифицированные, идентифицированные, упакованные, маркированные, документально оформленные опасные грузы в соответствии с требованиями международных договоров и нормативных правовых актов РФ.

Список использованной литературы

1.Буллер М.Ф. Промышленные взрывчатые вещества / Буллер М.Ф. - Суммы: СумГУ. -2009г. - 225с.

2.Приказ Минтранса РК "Об утверждении авиационных правил "Правила перевозки опасных грузов воздушными судами гражданской авиации" от 05.09.2008 http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=80410

3. Шиман Л.Н. Безопасность процессов производства и применения взрывчатых веществ марки «ЕРА». / Шиман Л.Н. Диссертация на соискание ученой степени доктора наук. - Павлоград.-2010.-412с.

4.Гольбиндер А.И. Лабораторные работы по курсу теории взрывчатых веществ/ Гольбиндер А.И. - М.:Госвузиздат,1963.-142с.

5.Стрельникова И.А. Актуальные вопросы правового регулирования воздушного сообщения // Современное право. - 2012. - N 3. - С. 94 - 98.

Краткие сведения о взрывчатых веществах 4

Глава 2

Общие сведения о взрывчатых веществах и

термохимия взрывных процессов

В хозяйственной деятельности людей мы часто встречаемся с взрывными явлениями (взрывами).

В широком смысле слова «взрывом» называется процесс весьма быстрого физического и химического превращения системы, сопровождающийся переходом ее потенциальной энергии в механическую работу.

К примерам взрыва можно отнести:

• 
  взрыв сосуда, работающего под высоким давлением (паровой котел, химический сосуд, топливный бак);
• 
  взрыв проводника при коротком замыкании им мощного источника электроэнергии;
• 
  соударение тел, движущихся с большими скоростями;
• 
  искровой разряд (молния при грозе);
• 
  извержение вулкана;
• 
  ядерный взрыв;
• 
  взрыв различных веществ (газов, жидкостей, твердых веществ).

В приведенных примерах весьма быстрым превращениям подвергаются различные системы: перегретая вода (или другая жидкость), металлический проводник, токопроводящий слой воздуха, расплавленная масса недр земли, заряд радиоактивных веществ, химические вещества. Все эти системы к моменту взрыва имели определенный запас энергии различного вида: тепловой, электрической, химической, ядерной, кинетической (соударение движущихся тел). Выделение энергии или ее преобразование из одного вида в другой приводит к весьма быстрым изменениям состояния системы, в результате чего она совершает работу.

Мы будем изучать взрывы особых веществ, которые широко применяются в народно-хозяйственной деятельности. Точнее сказать, «взрыв» в процессе изучения мы будем рассматривать как основное свойство изучаемых нами веществ – промышленных взрывчатых веществ.

Применительно к ВВ (в частности к ПВВ) под взрывом следует понимать процесс чрезвычайно быстрого (мгновенного) химического превращения вещества, в результате которого его химическая энергия переходит в энергию сильно сжатых и нагревных газов, совершающих работу при своем расширении.

Приведенное определение дает три характерные особенности «взрыва»:

• 
  большая скорость химического превращения;
• 
  образование газообразных продуктов химического разложения вещества – сильно сжатых и нагретых газов, играющих роль «рабочего тела»;
• 
  экзотермичность реакции.

Все три перечисленные особенности играют роль главных факторов и являются обязательными условиями взрыва. Отсутствие хотя бы одного из них приводит к обычным химическим реакциям, в результате которых превращение веществ не носит характера взрывного процесса.

Рассмотрим факторы, определяющие взрыв более подробно.

Экзотермичность реакции является важнейшим условием взрыва. Это объясняется тем, что взрыв ПВВ возбуждается под действием внешнего источника, имеющего незначительный запас энергии. Этой энергии достаточно лишь для того, чтобы вызвать реакцию взрывчатого превращения небольшой массы ВВ, находящейся в точке, на линии или плоскости инициирования. В дальнейшем процесс взрыва распространяется по массе ВВ самопроизвольно от слоя к слою (послойно) и поддерживается за счет энергии, выделяющейся в предыдущем слое. Количество выделяющегося тепла, в конечном счете, определяет не только возможность самораспространения процесса взрыва, но и его полезное действие, то есть работоспособность продуктов взрыва, так как начальная энергия рабочего тела (газов) полностью определяется тепловым эффектом химической реакции «взрыва».

Большая скорость распространения реакции взрывчатого превращения является его характерной особенностью. Процесс взрыва некоторых ВВ происходит настолько быстро, что создается впечатление, что реакция разложения происходит мгновенно. Однако это не так. Скорость распространения взрыва ВВ хотя и является большой, но имеет конечное значение (максимальная скорость распространения взрыва ПВВ не превышает 9000 м/с).

Наличие сильно сжатых и нагретых до высокой температуры газообразных продуктов также является одним из основных условий взрыва. Резко расширяясь, сжатые газы производят удар по окружающей среде, возбуждая в ней ударную волну, которая совершает запланированную работу. Таким образом, скачок (перепад) давлений на границе раздела взрывчатого вещества и окружающей среды, возникающий в начальный момент, является весьма характерным признаком взрыва. Если при реакции химического превращения газообразные продукты не образуются (т.е нет рабочего тела), процесс реакции не является взрывным, хотя продукты реакции могут иметь высокую температуру, не обладая другими свойствами, они не могут создать скачка давлений и, следовательно, не могут совершить работу.

Обязательность наличия всех трех рассмотренных факторов в явлении взрыва проиллюстрируем на некоторых примерах.

Пример 1 Горение угля:

С + О 2 = СО 2 + 420 (кДж).

При горении выделяется тепло (наличие экзотермичности) и образуются газы (есть рабочее тело). Однако реакция горения идет медленно. Поэтому процесс не является взрывчатым (нет большей скорости химического превращения).

Пример 2 Горение термита:

2 Al + Fe 2 O 3 = Al 2 O 3 + 2 Fe +830 (кДж).

Реакция протекает весьма интенсивно и сопровождается большим количеством выделившегося тепла (энергии). Однако, образовавшиеся продукты реакции (шлаки) не являются газообразными продуктами, хотя и имеют большую температуру (около 3000 о С). Реакция не является взрывом (нет рабочего тела).

Пример 3 Взрывчатое превращение тротила:

С 6 Н 2 (NO 2) 3 СН 3 =2СО+1,2СО 2 +3,8С+0,6Н 2 +1,6Н 2 О+

1,4N 2 +0,2 NH 3 +905 (кДж).

Пример 4 Взрывчатое разложение нитроглицерина:

С 3 Н 5 (NO 3) 3 = 3СО 2 +5 Н 2 О + 1,5N 2 + Q (кДж).

Эти реакции протекают весьма быстро, выделяется теплота (реакции экзотермичны), газообразные продукты взрыва, расширяясь, совершают работу. Реакции носит взрывной характер.

Необходимо иметь в виду, что приведенные основные факторы, определяющие взрыв, следует рассматривать не изолированно, а в тесной взаимосвязи как между собой и с условиями протекания процесса. В одних условиях реакция химического разложения может протекать спокойно, в других – носить взрывной характер. В качестве примера можно привести реакцию горения метана:

СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О + 892 (кДж).

Если горение метана происходит небольшими порциями и его взаимодействие с кислородом воздуха осуществляется по фиксированной контактной поверхности, реакция носит характер устойчивого горения (есть экзотермичность, есть газообразование, нет большой скорости процесса – нет взрыва). Если же метан предварительно смешать с кислородом в значительном объеме и возбудить горение, скорость реакции значительно увеличится и процесс может стать взрывным.

Следует заметить, что большая скорость и экзотермичность процесса создает впечатление о том, что ВВ обладают чрезвычайно большим запасом энергии. Однако, это не так. Как следует из данных, приведенных в таблице 2.1, по теплосодержанию (количество тепла, выделившееся при взрыве 1 кг вещества) некоторые горючие вещества намного превосходят ВВ.

Таблица 2.1- Теплосодержание некоторых веществ

Отличие процесса взрыва от обычных химических реакций заключается в большей объемной концентрации выделяющейся энергии. У некоторых ВВ процесс взрыва происходит настолько быстро, что вся выделившаяся энергия в первый момент сконцентрирована практически в начальном объеме, занимаемом ВВ. Достичь такой концентрации энергии при реакциях другого рода, например, от сжигания бензина в автомобильных двигателях, невозможно.

Создаваемые при взрыве большие объемные концентрации энергии приводят к образованию удельных потоков энергии (удельным потоком энергии называется количество энергии, передаваемое через единицу площади в единицу времени, размерность в Вт /м 2) большой интенсивности, что и предопределяет большую разрушающую способность взрыва.

2.1. Классификация взрывных процессов

На характер протекания взрывного процесса и его конечный результат определяющее влияние оказывают следующие факторы:

• 
  природа ВВ, т.е его физико-химические свойства;
• 
  условия возбуждения химической реакции;
• 
  условия, при которых реакция происходит.

Совместное влияние этих факторов предопределяет не только скорость распространения реакции по массе ВВ, но и сам механизм химической реакции разложения в каждом реагирующем слое. Если, например, поджечь кусочек тротила, то на открытом воздухе он будет медленно гореть «коптящим» пламенем, при этом скорость горения не превосходит нескольких долей сантиметра в секунду. Выделяющаяся энергия будет расходоваться на нагревание воздуха и других тел, находящихся рядом. Если реакцию разложения такого куска тротила возбудить действием капсюля-детонатора, то взрыв произойдет в течение нескольких десятков микросекунд, при этом продукты взрыва проведут резкий удар по воздуху и окружающим телам, возбуждая в них ударную волну и произведя работу. Энергия, выделяющаяся при взрыве, будет расходоваться на совершение работы формоизменения, разрушения и отбрасывания окружающей среды (камень, руда и т.д.).

Общим в обоих рассмотренных примерах является то, что химическое разложение по массе (объему) тротила происходит последовательно от одного слоя к другому. Однако, скорость распространения реагирующего слоя и сам механизм разложения частиц тротила в реагирующем слое в каждом случае будут совершенно различными. Характер протекания процессов, происходящих в реагирующем слое ВВ, определяет, в конечном счете, и скорость распространения реакции. Однако, справедливо и обратное утверждение: по скорости распространения химической реакции можно судить и о ее механизме. Это обстоятельство и позволило положить скорость реакции взрывчатого превращения в основу классификации взрывных процессов. По величине скорости распространения реакции и ее зависимости от условий взрывные процессы подразделяются на следующие основные виды: горение, взрыв (собственно взрыв) и детонацию .

Процессы горения протекают сравнительно медленно (от 10 -3 до 10 м/с), при этом скорость горения существенно зависит от внешнего давления. Чем больше давление в окружающей среде, тем больше скорость горения. На открытом воздухе горение протекает спокойно. В ограниченном объеме процесс горения ускоряется и становится более энергичным, что приводит к быстрому нарастанию давления газообразных продуктов. В таком случае газообразные продукты горения приобретают способность производить работу метания. Горение является характерным видом взрывчатого превращения порохов и ракетных топлив.

Собственно взрыв по сравнению с горением представляет собой качественно иную форму распространения процесса. Отличительными чертами взрыва являются: резкий скачок давления в месте взрыва, переменная скорость распространения процесса, измеряемая тысячами метрами в секунду и сравнительно мало зависящая от внешних условий. Характер действия взрыва – резкий удар газов по окружающей среде, вызывающий дробление и сильные деформации предметов, находящихся вблизи места взрыва. Процесс взрыва существенно отличается от горения по характеру своего распространения. Если при горении энергия от реагирующего слоя к соседнему невозбужденному слою ВВ передается путем теплопроводности, диффузии и излучения, то при взрыве энергия передается путем сжатия вещества ударной волной.

Детонация представляет собой стационарную форму процесса взрыва. Скорость детонации в процессе взрыва, происходящего в заданных условиях, не изменяется и является важнейшей константой данного ВВ. В условиях детонации достигается максимальное «разрушающее» действие взрыва. Механизм возбуждения реакции взрывчатого превращения при детонации такой же, как и при собственно взрыве, то есть передача энергии от слоя к слою осуществляется в виде ударной волны.

Взрыв занимает промежуточное положение между горением и детонацией. Хотя механизм передачи энергии при взрыве такой же, как и при детонации, все же пренебречь процессами передачи энергии в виде теплопроводности, излучения, диффузии, конвенции нельзя. Вот почему взрыв иногда рассматривают как нестационарный, объединяющий совокупность эффектов горения, детонации, расширения газообразных продуктов и других физических процессов. Для одного и того же ВВ в одних условиях реакцию взрывчатого превращения можно классифицировать как интенсивное горение (порох в стволе орудия). В других условиях процесс взрывчатого превращения этого же ВВ происходит в виде взрыва или даже детонации (например, взрыв того же пороха в шпуре). И хотя при взрыве или детонации присутствуют процессы, свойственные горению, их влияние на общий механизм взрывчатого разложения оказывается незначительным.

2.2. Классификация взрывчатых веществ

В настоящее время известно огромное число химических веществ, способных к реакциям взрывного разложения, их количество постоянно увеличивается. По своему составу, физико-химическим свойствам, по способности к возбуждению в них реакций взрыва и по ее распространению эти вещества существенно отличаются друг от друга. Для удобства изучения ВВ их объединяют в те или иные группы по различным признакам. Мы остановимся на трех основных признаках классификации:

• 
  по составу;
• 
  по назначению;
• 
  по восприимчивости к взрывному превращению (взрывоопасности).

По составу все ВВ подразделяются на однородные взрывчатые химические соединения и взрывчатые смеси.

Взрывчатые химические соединения представляют собой неустойчивые химические системы, способные под влиянием внешних воздействий к быстрым экзотермическим превращениям, в результате которых происходит полный разрыв внутримолекулярных связей и последующая рекомбинация свободных атомов, ионов, группы атомов в термодинамически устойчивые продукты (газы). Большинство ВВ этой группы представляют собой кислородсодержащие органические соединения, а их химическая реакция разложения является реакцией полного и частичного внутримолекулярного окисления. Примерами таких ПВВ могут служить тротил и нитроглицерин (как составные части ПВВ). Однако есть и другие взрывчатые соединения (азид свинца, Рb(N 3 ) 2 ), не содержащие кислорода, способные к экзотермическим реакциям химического разложения при взрыве.

Взрывчатые смеси представляют собой системы, состоящие, по крайней мере, из двух химически не связанных между собой компонентов. Обычно один из компонентов смеси представляет собой вещество, относительно богатое кислородом (окислитель), а второй компонент – горючее вещество, совсем не содержащее кислорода, либо содержащее его в количествах, недостаточных для полного внутримолекулярного окисления. К первым – можно отнести дымный порох, эмульсионные ВВ, ко вторым – аммотол, гранулиты и др.

Необходимо отметить, что есть так называемая промежуточная группа взрывчатых смесей:

• 
  вещества одинаковой природы (взрывчатые химические соединения) с различным содержанием активного кислорода (тротил, гексоген).
• 
  взрывчатое химическое соединение в инертном наполнителе (динамит).

Взрывчатые смеси (как и взрывчатые химические соединения) могут находиться в газообразном, жидком и твердом состояниях.

По назначению взрывчатые вещества подразделяются на четыре основные группы:

• 
  инициирующие ВВ;
• 
  бризантные ВВ (в том числе класс промышленных ВВ);
• 
  метательные ВВ (пороха и топлива);
• 
  пиротехнические составы (в том числе и ПВВ, дымный порох и другие воспламенители).

Отличительной особенностью ИВВ является их высокая чувствительность к внешним воздействиям (удар, накол, электричество, луч огня), взрываться в ничтожно малых количествах и вызывать взрывчатое превращение других ВВ намного менее чувствительных.

Бризантные ВВ обладают большим запасом энергии, менее чувствительны к воздействию начальных импульсов.

Основным видом химического разложения ИВВ и БрВВ является детонация.

Характерным признаком (видом) химического разложения метательных ВВ является горение. Для пиротехнических составов – основным видом реакции взрывного превращения является также горение, хотя некоторые из них способны к реакции взрыва. Большинство пиротехнических составов представляют собой смеси (механические) горючих и окислителей с различными цементирующими и специальными добавками, создающими определенный эффект.

По восприимчивости к взрывчатому превращению взрывчатые вещества подразделяются на:

• 
  первичные;
• 
  вторичные;
• 
  третичные.

К категории первичных относятся инициирующие ВВ. К категории вторичных относятся бризантные ВВ. Их детонацию возбудить труднее, чем у ИВВ, они менее опасны в обращениях, хотя и являются более мощными. Детонация БВВ (вторичных) возбуждается взрывом инициирующих средств.

К категории третичных относятся ВВ со слабо выраженными взрывчатыми свойствами. Типичными представителями третичных ВВ можно считать аммиачную селитру и эмульсию окислителя в горючем (эмульсионные ВВ). Третичные ВВ практически безопасны в обращении, в них весьма трудно возбудить реакцию разложения. Часто эти вещества относятся к категории невзрывчатых. Однако полное пренебрежение к их взрывчатым свойствам может привести к трагическим последствиям. При смешении третичных ВВ с горючими или при добавке сенсибилизаторов их взрывоопасность повышается.

2.3. Общие сведения о детонации, особенности

детонации промышленных ВВ

Согласно гидродинамической теории детонацией считают перемещение по ВВ зоны химического превращения, ведомой ударной волной постоянной амплитуды. Амплитуда и скорость перемещения ударной волны постоянные, так как диссипативные потери, сопровождающие ударное сжатие вещества, компенсируются тепловой реакцией превращения ВВ. В этом одно из главных отличий волны детонации от ударной волны, распространение которой в химически неактивных материалах сопровождается спадом скорости и параметров волны (затухание).

Детонация различных твердых взрывчатых веществ протекает со скоростями от 1500 до 8500 м/с.

Основной характеристикой детонации ВВ является скорость детонации, т.е скорость распространения по ВВ детонационной волны. Благодаря очень быстрой скорости распространения детонационной волны по заряду ВВ изменения его параметров [давления (Р ), температуры (Т ), объема (V )] во фронте волны происходят скачкообразно, как и в ударной волне.

Схема изменения параметров (Р,Т,V ) при детонации твердого ВВ приведена на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Схема изменения параметров при детонации твердых ВВ

Давление (Р ) скачкообразно возрастает на фронте ударной волны, а затем в зоне химической реакции начинает постепенно падать. Температура Т так же скачкообразно возрастает. но в меньшей мере, чем Р , а затем по мере химического превращения ВВ несколько возрастает. Объем V , занимаемый ВВ, благодаря высокому давлению уменьшается и остается практически неизменным до конца превращения ВВ в продукты детонации.

Гидродинамическая теория детонации (русский ученый В.А. Михальсон (1890), англ. ученый физик Д. Чепмен, франц. ученый физик Э.Жуге), основанная на теории ударной волны (Ю.Б.Харитон, Я.Б.Зельдович, Л.Д.Ландау), дает возможность, пользуясь данными о теплоте превращения ВВ и о свойствах продуктов детонации (средняя молекулярная масса, теплоемкость и др.), установить математическую зависимость между скоростью детонации, скоростью движения продуктов взрыва, объемом и температурой продуктов детонации.

Для установления этих зависимостей используют общепринятые уравнения, выражающие законы сохранения вещества, количества движения и энергии при переходе от исходного ВВ к его продуктам детонации, а также так называемое уравнение Жуге и уравнение состояния продуктов детонации, выражающее зависимость между основными характеристиками продуктов взрыва. Согласно уравнению Жуге при установившемся процессе скорость детонации D равна сумме скорости движения продуктов детонации за фронтом  и скорости звука с в продуктах детонации:

D =  +с. (2.1)

Для продуктов детонации «газов», имеющих сравнительно небольшое давление, применяют общеизвестное уравнение состояния идеальных газов:

PV=RT , (2.2)

Где P – давление,

V – удельный объем,

R – газовая постоянная,

Т – температура.

Для продуктов детонации конденсированных ВВ Л.Д. Ландау и К.П. Станюковичем было выведено уравнение состояния:

PV n =const , (2.3)

Где P и V - давление и объем продуктов взрыва в момент их образования;

n = 3 - показатель степени в уравнении состояния для конденсированных ВВ (показатель политропы) при плотности ВВ >1.

Скорость детонации по гидродинамической теории

, (2.4)

Где - теплота взрывчатого превращения.

Однако получаемые по этому выражению значения
всегда завышены, даже с учетом переменного, зависящего от плотности ВВ, значения «n ». Тем не менее, для ряда оценок полезно пользоваться подобной зависимостью в общем виде:

D = ƒ (p о )
, (2.5)

Где p о – плотность ВВ.

Для приближенных оценок скорости детонации нового вещества (если нет возможности экспериментального определения ее) можно пользоваться следующим отношением:

, (2.6)

Где индекс «х » относится к неизвестному (новому веществу), а «ЭТ » - к эталонному с известной скоростью детонации при равных плотностях и предполагаемых близких значениях политропы (n ).

Таким образом, скорость детонации зависит от трех основных характеристик ВВ: теплоты его взрыва, плотности и состава продуктов взрыва (через «n » и «М * »).

Превращение ВВ в форме детонации является наиболее желательным, так как оно обеспечивает значительную скорость химического превращения и создает наибольшие давление и плотность продуктов взрыва. Данное положение может быть соблюдено при условии, сформулированном Ю.Б.Харитоном:

   , (2.7)

Где  - длительность химического превращения ВВ;

 - время разбрасывания исходного ВВ.

Ю.Б.Харитон ввел понятие критического диаметра, величина которого является одной из важнейших характеристик ВВ. Соотношение времени реакции и времени разброса позволяет дать правильное объяснение наличия для каждого ВВ критического или предельного диаметра.

Если принять скорость звука в продуктах взрыва через «с» , а диаметр заряда через «d», то время разбрасывания вещества приблизительно можно определить из выражения

. (2.8)

Учитывая, что условием возможности прохождения детонации  >, можно записать >, откуда критический диаметр, т.е. наименьший диаметр, при котором еще может протекать устойчивая детонация ВВ, будет равняться:

d кр =с. (2.9)

Из данного выражения следует, что любой фактор, увеличивающий время разбрасывания вещества, должен способствовать детонации (оболочка, увеличение диаметра). Также будут действовать факторы, ускоряющие процесс химического превращения ВВ в детонационной волне (введение высокоактивных ВВ – мощных и восприимчивых).

Экспериментальные измерения показывают асимптотический характер возрастания скорости детонации с увеличением диаметра заряда. Начиная с предельного диаметра заряда d пр , при дальнейшем его увеличении скорость практически не возрастает (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - Зависимость скорости детонации D от диаметра заряда d з :

D И -идеальная скорость детонации; d кр –критический диаметр; d пр – предельный диаметр.

Критические геометрические характеристики заряда зависят также от плотности ВВ и его однородности. Для индивидуальных ВВ с увеличением плотности уменьшается d кр , вплоть до области, близкой к плотности монокристалла, где, как показал А.Я.Апин, может наблюдаться некоторое увеличение d кр (например для тротила).

Если диаметр заряда ВВ значительно выше критического, то повышение плотности ВВ приводит к увеличению скорости детонации, достигающей предела при максимально возможной плотности ВВ.

Для аммиачно-селитренных ВВ критические диаметры сравнительно велики. В обычно применяемых зарядах влияние плотности имеет двойственный характер –увеличение плотности вначале приводит к повышению скорости детонации (D ), а затем при дальнейшем увеличении плотности скорость детонации начинает падать и может наступить затухание детонации. Для каждого аммиачно-селитринного ВВ, в зависимости от условий его применения, существует своя «критическая» плотность. Критической называют ту максимальную плотность, при которой (в данных условиях) еще возможна устойчивая детонация ВВ. При небольшом повышении плотности «заряда» выше критической детонация затухает.

Критическая плотность (p кр ) (точки максимума на кривой D= ( о ) ) не является константой того или иного промышленного ВВ, определяемой его химическим составом. Она меняется с изменением физических характеристик ВВ (размеров частиц, равномерности распределения частиц компонентов в массе вещества), поперечных размеров зарядов, наличием и свойствами оболочки заряда.

Исходя из данных представлений, вторичные ВВ делятся на две большие группы. Для ВВ 1-го типа, к которым относятся в основном мощные мономолекулярные ВВ (тротил, гексоген и др.), критический диаметр стационарной детонации уменьшается с увеличением плотности ВВ. Для ВВ 2-го типа, наоборот, критический диаметр увеличивается при уменьшении пористости (увеличении плотности) ВВ. Представителями этой группы являются, например, аммиачная селитра, перхлорат аммония, и ряд смесевых промышленных ВВ: АСДТ (аммиачная селитра + +диз. топливо); эмульсионные ВВ и др.

Для ВВ 1-го типа скорость детонации D цилиндрического заряда диаметром d монотонно растет при увеличении плотности  о взрывчатого вещества. Для ВВ 2-го типа скорость детонации сначала растет при уменьшении пористости ВВ, достигает максимума, а затем уменьшается, вплоть до прекращения детонации при так называемой критической плотности. Немонотонное поведение зависимости D= ( о ) для смесевых (промышленных) ВВ связывается с затруднительной фильтрацией взрывных газов, поглощением энергии детонационной волны инертными добавками, многостадийностью взрывного превращения отдельных компонентов, неполным перемешиванием продуктов взрыва компонентов и рядом других факторов.

Считается, что при уменьшении пористости ВВ скорость детонации сначала растет за счет увеличения удельной энергии взрыва Q V , так как D ~
, а затем по указанным выше причинам уменьшается.

2.4. Основные характеристики ВВ.

Чувствительность ВВ

С момента появления ВВ установлена их высокая опасность при механических и тепловых воздействиях (удар, трение, вибрация, нагрев). Способность ВВ взрываться при механических воздействиях определяли как чувствительность к механическим воздействиям, а способность ВВ взрываться при тепловом воздействии определяли как чувствительность к тепловым воздействиям (тепловому импульсу). Интенсивность воздействия, или, как говорят, величина минимального начального импульса, необходимого для возбуждения реакции взрывчатого разложения, для различных ВВ может быть различной и зависит от их чувствительности к тому или иному виду импульса.

Для оценки безопасности производства, транспортирования и хранения промышленных ВВ большое значение приобретает их чувствительность к внешним воздействиям.

Существуют различные физические модели возникновения и развития взрыва при локальных внешних воздействиях (ударе, трении). В учении о чувствительности ВВ получили распространение две концепции о причинах возникновения взрыва при механических воздействиях – тепловая и нетепловая. О причинах возникновения взрыва при тепловом воздействии (нагреве) все однозначно и понятно.

Согласно нетепловой теории – к возбуждению взрыва приводит деформация молекул и разрушение внутримолекулярных связей вследствие приложения к веществу некоторых критических давлений всестороннего сжатия или сдвиговых напряжений. В соответствии с тепловой теорией возникновения взрыва энергия механического воздействия диссипирует (рассеивается) в виде тепла, приводящего к разогреву и воспламенению ВВ. В создании представлений о тепловой природе чувствительности ВВ большое влияние оказали идеи и методы теории теплового взрыва, разработанной академиками Н.Н.Семеновым, Ю.Б. Харитоном и Я.Б.Зельдовичем, Д.А.Франк-Каменецким, А.Г.Мержановым.

Поскольку скорость термического разложения ВВ, определяющая возможность протекания реакции по механизму теплового взрыва, является экспоненциальной функцией температуры (закон Аррениуса: k=k о e - Е/RT), то становится понятным, почему не общее количество диссипируемого тепла, а его распределение по объему ВВ должно играть решающую роль в процессах инициирования взрыва. В этой связи представляется закономерным то обстоятельство, что различные пути, по которым механическая энергия превращается в тепло, неравноценны между собой. Эти представления явились отправной точкой для создания локально-тепловой (очаговой) теории инициирования взрыва. (Н.А.Холево, К.К.Андреев, Ф.А.Баум и др.).

Согласно очаговой теории возбуждения взрываэнергия механического воздействия диссипирует не равномерно по всему объему ВВ, а локализируется в отдельных участках, являющихся, как правило, физическими и механическими неоднородностями взрывчатого вещества. Температура таких участков («горячих точек») намного превышает температуру окружающего однородного тела (вещества).

Каковы же причины появления очага разогрева при механическом воздействии на ВВ? Можно считать, что внутреннее трение является основным источником разогрева вязкопластичных тел, обладающих однородной физической структурой. Высокотемпературные очаги разогрева в жидких ВВ при ударно-механических воздействиях в основном связаны с адиабатическим сжатием и разогревом газа или паров ВВ в небольших пузырьках, рассеянных по объему жидкого ВВ.

Каков же размер горячих точек? Предельный размер горячих точек, способных привести к взрыву ВВ при механических воздействиях, составляет 10 -3 – 10 -5 см, необходимое повышение температуры в очагах достигается 400-600 К, а длительность разогрева колеблется от 10 -4 до 10 -6 с.

Л.Г.Болховитинов сделал вывод о наличии минимального размера пузырька, который способен схлопываться адиабатически (без теплообмена с окружающей средой). Для типичных условий механического удара его величина составляет порядка 10 -2 см. Кинокадры схлопывания воздушной полости представлены на рисунке 2.3

Рисунок 2.3 - Этапы схлопывания пузырьков при сжатии

Отчего зависит чувствительность ВВ и какие факторы влияют на ее величину?

К числу таких факторов можно отнести физическое состояние, температуру и плотность вещества, а так -же наличие примесей во взрывчатом веществе. С повышением температуры ВВ его чувствительность к удару (трению) возрастает. Однако столь очевидный постулат не всегда однозначен на практике. В качестве доказательства этого всегда приводится пример, когда заряды аммиачной селитры с добавлением мазута (3 %) и песка (5%), в середину которых помещали стальные пластины, взрывались от прострела пулей при обычной температуре, но не взрывались в этих же условиях при предварительном нагреве заряда до 60 0 С. С.М.Муратов указывал, что в данном примере не учтен фактор изменения физического состояния заряда при изменении температуры и, что особенно важно, – условия межграничного трения между движущимся предметом и зарядом ВВ. Влияние температуры часто нивелируется другими факторами, связанными с температурой.

Увеличение плотности ВВ обычно снижает чувствительность к удару (трению).

Чувствительность ВВ можно целенаправленно регулировать введением добавок. Для снижения чувствительности ВВ вводят флегматизаторы, для увеличения – сенсибилизаторы.

В практике работ часто можно встретиться с такими сенсибилизирующими добавками – песок, мелкие частицы породы, металлическая стружка, частицы стекла.

Тротил, дающий в чистом виде при испытании на чувствительность к удару 4-12 % взрывов, при введении в него 0,25 % песка дает 29 % взрывов, а при введении 5 % песка – 100 % взрывов. Сенсибилизирующее влияние примесей объясняется тем, что включение твердых веществ в ВВ способствует при ударе концентрации энергии на твердых частицах и их острых гранях и облегчает условия создания локальных «горячих очагов».

Вещества с твердостью, меньшей твердости частиц ВВ, смягчают удар, создают возможность свободного движения частиц ВВ и тем самым снижают вероятность концентрации энергии в отдельных «точках». В качестве флегматизаторов обычно используют легкоплавкие вещества, маслянистые жидкости, обладающие хорошей обволакивающей способностью, высокими теплоемкостями: парафин, церезин, вазелин, различные масла. Флегматизатором ВВ является также вода.

2.5. Практическая оценка чувствительности ВВ

Для практической оценки (определения) параметров чувствительности существуют различные методы.

2.5.1. Чувствительность ВВ к тепловому

воздействию (импульсу)

Минимальная температура, при которой в течение условно заданного отрезка времени теплоприход становится больше теплоотвода и химическая реакция вследствие самоускорения принимает характер взрывчатого превращения, называется температурой вспышки.

Температура вспышки зависит от условий испытания ВВ – величины навески, конструкции прибора и скорости нагрева, поэтому условия испытания должны быть строго регламентированы.

Промежуток времени от начала нагревания при заданной температуре до момента возникновения вспышки называют периодом задержки вспышки.

Задержка вспышки бывает тем меньше, чем выше температура, действию которой подвергается вещество.

Для определения температуры вспышки, характеризующей чувствительность ВВ к нагреву, используют прибор «для определения температуры вспышки» (навеска ВВ-0,05 г, минимальная температура, при которой вспышка происходит через 5 мин., после помещения ВВ в нагретую баню).

Температура вспышки составляет для

Более полно чувствительность ВВ к нагреву характеризует кривая, показывающая зависимость

Т всп = ƒ(τ зад).

а в

Рисунок 2.4 - Зависимость времени задержки вспышки (τ зад) от температуры нагрева (о С ) – график «а », и также зависимость в логарифмической форме (координатах Аррениуса) lgτ зад - ƒ(1/Т, К) – график «в ».

2.5.2. Чувствительность к огню

(воспламеняемость)

Промышленные ВВ испытывают на восприимчивость от луча огня огнепроводного шнура. Для этого 1 г ПВВ помещают в пробирку, укрепленную на штативе. В пробирку вводят конец ОША, чтобы он находился на расстоянии 1 см от ВВ. При сгорании шнура луч пламени, воздействуя на ВВ, может вызвать его воспламенение. На взрывных работах применяются только те ВВ, которые в 6 параллельных определениях не дают ни одной вспышки или взрыва. Не выдерживающие такое испытание ВВ, например порох, используют на взрывных работах только в исключительных случаях.

В другом варианте испытания определяют максимальное расстояние, при котором еще воспламеняется ВВ.

Классификация ВВ и их основные свойства

ВВ и стандартные заряды ВС РФ.

Общие понятия о ВВ.

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются хи­мические соединения или смеси, которые под влиянием определенных внешних воздействий способны к бы­строму само распространяющемуся химическому превра­щению с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые, расширяясь, произ­водят механическую работу. Такое химическое превра­щение ВВ принято называтьвзрывчатым превра­щением.

Взрывчатое превращение в зависимости от свойств взрывчатого вещества и вида воздействия на него может протекать в форме взрыва или горения.

Взрыв распространяется по взрывчатому веществу с большой переменной скоростью, измеряемой сотнями или тысячами метров в секунду. Процесс взрывчатого превращения, обусловленный прохождением ударной волны по взрывчатому веществу и протекающий с по­стоянной (для данного вещества при данном его состоя­нии) сверхзвуковой скоростью, называетсядетона­цией .

В случае снижения качеств ВВ (увлажнение, слеживание) или недостаточного начального импульса дето­нация может перейти в горение или совсем затухнуть. Такая детонация заряда ВВ называется неполной. Горение - процесс взрывчатого превращения, обус­ловленный передачей энергии от одного слоя взрывчатого вещества к другому путем теплопроводности и из­лучения тепла газообразными продуктами,

Процесс горения ВВ (за исключением инициируюших веществ) протекает сравнительно медленно, со скоростями, не превышающими нескольких метров в секунду.

Скорость горения в значительной степени зависит от внешних условий и в первую очередь от давления в окружающем пространстве. С увеличением давления скорость горения возрастает; при этом горение может в некоторых случаях переходить во взрыв или в детона­цию. Горение бризантных ВВ в замкнутом объеме, как правило, переходит в детонацию.

Возбуждение взрывчатого превращения ВВ на­зывается инициированием. Для возбуждения взрывчатого превращения ВВ требуется сообщить ему с определенной интенсивностью необходимое количество энергии (начальный импульс), которая может быть передана одним из следующих способов:

Механическим (удар, накол, трение);

Тепловым (искра, пламя, нагревание);

Электрическим (нагревание, искровой разряд);

Химическим (реакции с интенсивным выделением тепла);

Взрывом другого заряда ВВ (взрыв капсюля-детонатора или соседнего заряда).

Классификация ВВ и их основные свойства

Все ВВ, применяемые при производстве подрыв­ных работ и снаряжении различных боеприпасов, де­лятся на три основные группы: - инициирующие ВВ; - бризантные ВВ; - метательные ВВ (пороха).

ВВ в зависимости от их природы и состояния об­ладают определенными взрывчатыми характе­ристиками. Наиболее важными из них являются: - чувствительность к внешним воздействиям; - энергия (теплота) взрывчатого превращения; - скорость детонации; - бризантность; - фугасность (работоспособность). Количественные значения основных характеристик некоторых ВВ и способы их определения приведены в приложении 1.

ИНИЦИИРУЮЩИЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Инициирующие ВВ обладают высокой чувстви­тельностью к внешним воздействиям (удару, трению и воздействию огня). Взрыв сравнительно небольших количеств инициирующих ВВ в непосредственном кон­такте с бризантными ВВ вызывает детонацию по­следних.

Вследствие указанных свойств инициирующие ВВ применяются исключительно для снаряжения средств инициирования (капсюлей-детонаторов, капсюлей-вос­пламенителей и др.).

К инициирующим ВВ относятся: гремучая ртуть, азид свинца, тенерес (ТНРС). К ним могут быть отне­сены и так называемые капсюльные составы, взрыв ко­торых может использоваться для возбуждения детона­ции инициирующих ВВ или для воспламенения порохов и изделий из них.

Гремучая ртуть (фульминат ртути) представляет собой мелкокристаллическое сыпучее вещество белого или серого цвета. Она ядовита, плохо растворяется в холодной и горячей воде.

К удару, трению и тепловому воздействию гремучая ртуть наиболее чувствительна по сравнению с другими инициирующими ВВ, применяемыми на практике. При увлажнении гремучей ртути ее взрывчатые свойства и восприимчивость к начальному импульсу понижаются (например, при 10% влажности гремучая ртуть только горит, не детонируя, а при 30% влажности не горит и не детонирует). Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов и капсюлей-воспламенителей.

Гремучая ртуть при отсутствии влаги не взаимодей­ствует химически с медью и ее сплавами. С алюминием же она взаимодействует энергично с выделением тепла и образованием невзрывчатых соединений (происходит разъедание алюминия). Поэтому гильзы гремуче-ртутных капсюлей изготовляются из меди или мельхиора, а не из алюминия.

Азид свинца (азотистоводороднокислый свинец) представляет собой мелкокристаллическое вещество бе­лого цвета, слабо растворяющееся в воде. К удару, трению и действию огня азид свинца менее чувствителен, чем гремучая ртуть. Для обеспечения на­дежности возбуждения детонации азида свинца дей­ствием пламени его покрывают слоем тенереса. Для воз­буждения детонации в азиде свинца посредством накола его покрывают слоем специального накольного состава.

Азид свинца не теряет способности к детонации при увлажнении и низких температурах; инициирующая спо­собность его значительно выше, чем инициирующая спо­собность гремучей ртути. Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов.

Азид свинца химически не взаимодействует с алюми­нием, но активно взаимодействует с медью и ее спла­вами, поэтому гильзы капсюлей, снаряжае­мых азидом свинца, изготовляются из алюминия, а не из меди.

Тенерес (тринитрорезорцинат свинца, ТНРС) представляет собой мелкокристаллическое несыпучее ве­щество темно-желтого цвета; растворимость его в воде незначительна.

Чувствительность тенереса к удару ниже чувстви­тельности гремучей ртути и азида свинца; по чувстви­тельности к трению он занимает среднее место между гремучей ртутью и азидом свинца. Тенерес достаточно чувствителен к тепловому воздействию; под влиянием прямого солнечного света он темнеет и разлагается. С металлами тенерес химически не взаи­модействует.

Ввиду низкой инициирующей способности тенерес не имеет самостоятельного применения, а используется в некоторых типах капсюлей-детонаторов с целью обеспечения безотказности инициирования азида свинца.

Капсюльные составы, используемые для снаря­жения капсюлей-воспламенителей, представляют собой механические смеси ряда веществ, наиболее распростра­ненными из которых являются гремучая ртуть, хлорат калия (бертолетова соль) и трехсернистая сурьма (антимоний).

Под действием удара или накола капсюля-воспламе­нителя происходит воспламенение капсюльного состава с образованием луча огня, способного воспламенить по­рох или вызвать детонацию инициирующего ВВ.

БРИЗАНТНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Бризантные ВВ более мощны и значительно ме­нее чувствительны к различного рода внешним воздей­ствиям, чем инициирующие ВВ. Возбуждение детонации в бризантных ВВ обычно производится взрывом заряда того или иного инициирующего ВВ, входящего в состав капсюлей-детонаторов, или заряда другого бризантного ВВ (промежуточного детонатора).

Сравнительно невысокая чувствительность бризант­ных ВВ к удару, трению и тепловому воздействию, а следовательно, и достаточная безопасность обусловли­вают удобство их практического применения. Бризантные ВВ применяются в чистом виде, а также в виде сплавов и смесей друг с другом. По мощности бризантные ВВ делятся на три группы: - ВВ повышенной мощности; - ВВ нормальной мощности; - ВВ пониженной мощности.

Взрывчатые вещества повышенной мощности

Тэн (тетранитропентаэритрит, пентрит) представ­ляет собой белое кристаллическое вещество, негигроско­пичное и нерастворимое в воде, хорошо прессуемое до плотности 1,6.

По чувствительности к механическим воздействиям тэн относится к числу наиболее чувствительных из всех практически применяемых бризантных ВВ. От удара ру­жейной пули (при простреле) он взрывается,

Тэн горит энергично белым пламенем без копоти. При сжигании тэна горение может перейти в детонацию. С металлами тэн химически не взаимо­действует.

Тэн применяется для изготовления детонирующих шнуров и снаряжения капсюлей-детонаторов, а во флегматизированном состоянии может использоваться для изготовления промежуточных детонаторов и снаряжения некоторых боеприпасов. Флегматизированный тэн под­крашивается в розовый или в оранжевый цвет.

Гексоген (триметилентринитроамин) представ­ляет собой мелкокристаллическое вещество белого цвета; он не имеет ни вкуса, ни запаха, негигроскопи­чен, в воде не растворяется.

Гексоген в чистом виде прессуется плохо, поэтому его часто применяют с добавкой небольшого количества флегматизатора (сплав парафина с церезином), кото­рый улучшает прессуемость гексогена и в то же время понижает его чувствительность к механическим воз­действиям. Флегматизированный гексоген обычно под­крашивается в оранжевый цвет (путем добавки неболь­шого количества Судана) и прессуется до плотности 1,66.

Чувствительность гексогена к удару ниже, чем чув­ствительность тэна, но от удара ружейной пули (при простреле) он может взрываться. Гексоген горит энер­гично белым пламенем; горение его может перейти в детонацию. Химически гексоген более стоек, чем тэн; с металлами химически не взаимодей­ствует.

В чистом виде гексоген применяется только для сна­ряжения капсюлей-детонаторов. Для снаряжения неко­торых специальных боеприпасов применяется флегматизированный гексоген.

В сплаве с тротилом, например в соотношении 50:50 (ТГ-50), гексоген применяют для снаряжения кумулятивных зарядов. Для приготовления указанного сплава тротил расплавляется и в него вводится и тща­тельно размешивается порошкообразный гексоген. В сплаве с тротилом гексоген менее чувствителен к внешним воздействиям и более удобен для снаряжения боеприпасов путем заливки.

Для повышения энергии взрывчатого превращения в сплавы гексогена с тротилом добавляется алюминий в порошке. Примерами таких сплавов являются морская смесь (МС) и сплав ТГА.

Тетрил (тринитрофенилметилнитроамин) пред­ставляет собой кристаллическое вещество ярко-желтого цвета без запаха, солоноватое на вкус. Тетрил негигро­скопичен и нерастворим в воде, достаточно легко прес­суется до плотности 1,60-1,65.

Чувствительность тетрила к механическому воздей­ствию несколько ниже, чем чувствительность тэна и гек­согена, но все же от прострела ружейной пулей он так­же может взрываться.

Тетрил горит энергично голубоватым пламенем без копоти; горение его может перейти в детонацию. С металлами тетрил химически не взаи­модействует. Применяется он для изготовления промежуточных детонаторов в различных боеприпасах и для снаряжения некоторых типов капсюлей-детона­торов.

Взрывчатые вещества нормальной мощности

Тротил (тринитротолуол, тол, ТНТ) - основное бризантное ВВ, применяемое для подрывных работ и снаряжения большинства боеприпасов; он представляет собой кристаллическое вещество от светложелтого до светло-коричневого цвета, горьковатое на вкус. Тротил негигроскопичен и практически нерастворим в воде; в производстве он получается в виде порошка (порошкообразный тротил), мелких чешуек (чешуированный тротил) или гранул (гранулированный тротил). Чешуированный тротил хорошо прессуется до плотности 1,6.

Тротил плавится без разложения при температуре около 81°; плотность затвердевшего после плавления (литого) тротила 1,55-1,60; температура вспышки около 310°; на открытом воздухе тротил горит желтым, сильно коптящим пламенем без взрыва. Горение тротила в замкнутом пространстве может переходить в детонацию.

К удару, трению и тепловому воздействию тротил малочувствителен. Прессованный и литой тротил от прострела обычной ружейной пулей не взрывается и не загорается, с металлами химически не взаимодействует.

Восприимчивость тротила к детонации зависит от его состояния. Прессованный и порошкообразный тротил безотказно детонирует от капсюля-детонатора № 8, литой же, чешуированный и гранулированный тротил детонирует только от промежуточного детонатора из прессованного тротила или другого бризантного ВВ.

Химическая стойкость тротила весьма высока; дли тельное нагревание при температуре до 130° мало изменяет его взрывчатые свойства, он не теряет этих свойств и после длительного пребывания в воде. Под влиянием солнечного света тротил претерпевает физико-химиче­ские превращения, сопровождающиеся изменением его цвета и некоторым повышением чувствительности к внешним воздействиям.

Тротил получается в результате обработки толуола (жидкий продукт коксохимической и нефтеперерабаты­вающей промышленности) смесью азотной и серной кислот. Прессованием или заливкой из него изготовляются различные заряды и подрывные шашки.

Рис. 1.1. Подрывные тротиловые шашки

а - большая; б - малая; в - буровая; 1 - запальное гнездо

Для снаряжения боеприпасов тротил применяется не только в чистом виде, но и в сплавах с другими ВВ (гексогеном, тетрилом и др.). Порошкообразный тротил входит в состав некоторых ВВ пониженной мощности (например, аммонитов).

Для производства подрывных работ тротил, как пра­вило, применяется в виде прессованных подрывных ша­шек (рис. 1):

Больших - размерами 50´50´100 мм и весом 400 г;

Малых - размерами 25´50´100 мм и весом 200 г;

Буровых (цилиндрических) - длиной 70 мм, диа­метром 30 мм и весом 75 г.

Все подрывные шашки имеют запальные гнезда для капсюля-детонатора ¹ 8. Для более надежного сочленения со средствами взрывания запальные гнезда некоторых шашек делаются с резьбой. К над­писи на бумажной обертке таких шашек добавлено: «С резьбой 1М10Х1Н» или «С фольговой обкладкой резьбы».

Для защиты шашек от внешних воздействий их по­крывают слоем парафина и обертывают бумагой, на которую затем наносится еще один слой парафина. Ме­сто расположения запального гнезда шашки обозна­чается черным кружком.

В целях обеспечения удобств хранения, перевозки и применения подрывные шашки упаковываются в дере­вянные ящики. В каждый ящик уло­жено 30 больших и 65 малых или 250 буровых шашек. Ящик, содержащий большие и малые шашки, может применяться в качестве сосредоточенного заряда весом 25 кг без снятия крышки. Для этого в крышке имеется отверстие, закрытое съемной планкой, против которой уложена большая шашка с резьбой.

Пикриновая кислота (тринитрофенол, мелинит) представляет собой кристаллическое вещество желтого цвета, горькое на вкус. Пыль пикриновой кислоты сильно раздражает дыхательные пути.

Пикриновая кислота в холодной воде растворяется слабо, в горячей-несколько лучше; растворы ее сильно окрашивают кожу и ткани в желтый цвет. Плотность прессованной и литой пикриновой кислоты составляет приблизительно 1,6.

Чувствительность пикриновой кислоты к удару, тре­нию и тепловому воздействию несколько выше чувстви­тельности тротила; от прострела ружейной пулей она может взрываться. Пикриновая кислота горит сильно коптящим пламенем, но несколько энергичнее, чем тро­тил. Горение ее может переходить в детонацию.

Пикриновая кислота по сравнению с тротилом обла­дает несколько лучшей восприимчивостью к детонации. Порошкообразная и прессованная пикриновая кислота взрывается от капсюля-детонатора ¹ 8. Литая пикри­новая кислота от капсюля-детонатора ¹ 8 детонирует не всегда; поэтому для взрыва ее требуется про­межуточный детонатор.

Пикриновая кислота - вещество химически стойкое, но весьма активное; она химически взаимодей­ствует с металлами (за исключением олова), образуя соли, называемые пикратами.

Пикраты представляют собой взрывчатые вещества, в большинстве случаев более чувствительные к механи­ческим воздействиям, чем сама пикриновая кислота. Особенно чувствительными являются пик­раты железа и свинца.

Пикриновая кислота применяется как в чистом виде, так и в виде различных сплавов с динитронафталином для снаряжения некоторых боеприпасов.

Пластичное ВВ (пластит-4) представляет собой однородную тестообразную массу светло-кремового цве­та плотностью 1,4. Пластит изготовляется из порошко­образного гексогена (80%) и специального пластифика­тора (20%) путем тщательного их перемешивания.

Пластит-4 негигроскопичен и нерастворим в воде; легко деформируется усилием рук. Легкая деформируемость позволяет использовать пластит для изготовления зарядов требуемой формы.

Пластические свойства пластита-4 сохраняются при температуре от -30° до +50°. При отрицательных тем­пературах пластичность его несколько снижается; при температурах выше +25° он размягчается и прочность изготовленных из него зарядов уменьшается.

К удару, трению и тепловым воздействиям пластит-4 малочувствителен (его чувствительность лишь немного выше чувствительности тротила). При простреле ружей­ной пулей, как правило, не взрывается и не загорается; при зажигании горит; горение его в количестве до 50 кг протекает энергично, но без взрыва. С металлами пластит-4 химически не взаимодействует. Детонирует он от капсюля-детонатора, погружен­ного в массу заряда на глубину не менее 10 мм.

Пластит-4 не обладает свойствами липкого вещества, поэтому при производстве подрывных работ для надеж­ного крепления к объекту заряды из пластита-4 необхо­димо применять в тканевых или пластикатовых обо­лочках. Пластит-4 поставляется в войска в виде брикетов размером 70х70х145 мм, весом 1 кг, обернутых бума­гой. Брикеты по 32 шт. упаковываются в деревянные ящики.

Взрывчатые вещества пониженной мощности

Из ВВ пониженной мощности наиболее широко применяютсяаммиачноселитренные взрывчатые веще­ства. Они представляют собой механические взрыв­чатые смеси, основной частью которых является аммиачная (аммонийная) селитра; кроме селитры, в эти смеси входят взрывчатые или горючие добавки.

Аммиачная селитра представляет собой кристал­лическое вещество белого или бледно-желтого цвета. Она существует в нескольких кристалличе­ских формах, устойчивых лишь в определенных температурных пределах. Температурами перехода из одной кристаллической формы в другую, имеющими практическое значение, являются -16° и +32°. Переход одной кристаллической формы в другую происходит только после достаточно длительного влияния указан­ных температур (особенно при значительной влажности селитры) и сопровождается изменением объема; это изменение приводит к деформации прессованных изде­лий, содержащих аммиачную селитру.

Для того чтобы устранить указанное изменение объема изделий, применяют стабилизированную аммиач­ную селитру, которая получается путем совместной кристаллизации ее из раствора с хлористым калием (92% аммиачной селитры и 8% хлористого калия).

Аммиачная селитра сильно гигроскопична и очень хорошо растворяется в воде; пла­вится с частичным разложением при температуре 169,6°.

Аммиачная селитра активно взаимодейст­вует с окислами металлов, при этом образу­ются аммиак и вода. Аммиак может вступать в хими­ческое взаимодействие с некоторыми взрывчатыми веще­ствами (тротил, тетрил, пикриновая кислота), образуя чувствительные к внешним воздействиям соединения; наличие свободного аммиака способствует разви­тию процесса коррозии металлических из­делий.

Аммиачноселитренные ВВ в зависимости от ха­рактера примешиваемых к селитре добавок делятся на следующие виды:

Аммониты- ВВ, в состав которых, кроме аммиачной селитры, входят взрывчатые добавки (обыч­но тротил);

Динамоны-ВВ, состоящие из аммиачной се­литры и горючих добавок (сосновая кора, торф и т.п.);

Аммоналы- аммониты и динамоны с при­месью порошкообразного алюминия.

Из всех видов аммиачноселитренных ВВ на снаб­жении войск состоят только аммониты, содержащие 20-50% тротила (аммониты А-80 и А-50).

Физико-химические свойства аммонитов в основном определяются свойствами аммиачной селитры. Они также гигроскопичны и обладают способностью слеживаться, а изделия из них при длительном хране­нии вследствие многократной перекристаллизации сели­тры могут увеличиваться в объеме.

Увлажненные и слежавшиеся аммониты обладают пониженной восприимчивостью к детонации и при влажности 3% и выше могут давать отказы. Увлажненные аммониты перед употреблением должны просушиваться в тени, а слежавшиеся-предварительно размельчаться (разминаться руками или разбиваться при помощи де­ревянных или медных колотушек).

Отдельные виды аммонитов, изготовленные из аммиачной селитры, обработанной специальными веще­ствами, являются относительно водоустойчивыми. Они сохраняют взрывчатые свойства при пребывании в воде от 2 до 5 часов.

При зажигании аммониты (в том числе и сухие) за­гораются с трудом; при удалении источника огня горе­ние аммонита продолжается с шипением и копотью. К трению и удару аммониты несколько чувствительней тротила, но в обращении практически безопасны.

Основным видом аммонита, поступающего в войска, является аммонит А-80 в виде прессованных брикетов размерами 125õ125õ60 мм и весом 1,35 кг. Плотность брикетированного аммонита около 1,4; бри­кеты покрываются гидроизоляционной оболочкой, предо­храняющей их от действия влаги.

Брикеты аммонита могут находиться в воде в тече­ние нескольких часов, не теряя взрывчатых свойств и восприимчивости к детонации. Брикеты взрыва­ются промежуточным детонатором в виде шашки тротила весом 200-400 г или заряда другого бризантного ВВ. Поэтому брикеты не имеют запальных гнезд.

Несмотря на наличие гидроизоляционной оболочки, брикеты аммонитов необходимо тщательно обере­гать от сырости; целость гидроизоляционных обо­лочек должна периодически проверяться. Появление бе­лого налета селитры на оболочках брикетов не опасно.

Аммониты применяются главным образом при про­изводстве подрывных работ в грунтах, а также для сна­ряжения противотанковых мин и для устройства раз­личных фугасов.

Аммонитовые брикеты хранятся и перевозятся в де­ревянных ящиках, в каждый из кото­рых укладывается 24 брикета, связанных в пачки, обер­нутые бумагой (по 6 брикетов в пачке).

МЕТАТЕЛЬНЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (ПОРОХА)

Метательными ВВ (порохами) называются та­кие вещества, основной формой взрывчатого превраще­ния которых является горение. Пороха делятся на дым­ные и бездымные.

Дымный порох применяется для изготовления вышибных зарядов в осколочных (выпрыгивающих) и в сигнальных минах, а также для изготовления огнепроводного шнура и воспламенителей реактивных зарядов. Он представляет собой механическую смесь калиевой селитры (75%), древесного угля (15%) и серы (10%). В зависимости от величины зерен порох делится на мел­козернистый и крупнозернистый.

Дымный порох сильно гигроскопичен, под действием влаги отсыревает и при влажности свыше 2% стано­вится непригодным для применения. Высушенный (пос­ле отсыреваяия) порох имеет пониженные качества. При хранении и применении дымного пороха в.следствие вы­сокой способности его к воспламенению необходимо соблюдать особые меры предосторожности.

Бездымные пороха применяются для изготовления зарядов, используемых в различных реактивно-мета­тельных установках, а также в артиллерийских и стрел­ковых боеприпасах.

При отсутствии бризантных ВВ пороха могут приме­няться (в виде внутренних зарядов) и для производства подрывных работ. Детонация пороховых зарядов проте­кает нормально только в том случае, если инициирова­ние их осуществляется достаточным промежуточным детонатором, а промежутки между зернами пороха за­полнены жидкостью (вода, раствор поваренной или дру­гой соли).

Подводные взрывные работы.

Учебные вопросы:

1.Основные понятия о взрывах и взрывчатых веществах.

2. Подводные взрывы. Характеристики ВВ, используемые при проведении подводных

взрывных работ.

3. Способы взрывания и средства инициирования промышленных ВВ.

Основные виды подводных взрывных работ и особенности их проведения.

1. Подводные взрывные работы;

Подводные земляные работы;

Строительство подводных инженерных сооружений;

Ремонт подводных сооружений;

Укладка и ремонт подводных кабелей;

Прокладка и ремонт подводных трубопроводов;

Подводная резка и сварка металлов;

Литература:

1. К.А.Забела, Ю.Г.Кушнирюк. Пособие по подводно-техническим работам в строительстве/ К. Будивельник. – 1975 г. – стр. 26-25.

Основные понятия о взрывах и взрывчатых веществах.

Взрыв - это процесс очень быстрого превращения взрывчатого вещества в большое количество сильно сжатых и нагретых газов, которые, расширяясь, производят механическую работу (разрушение, перемещение, дробление, выбрасывание).

Взрывчатое вещество (ВВ) - химические соединения или смеси таких соединений, которые под воздействием определенных внешних воздействий способны к быстрому, саморазвивающемуся химическому превращению в большое количество газов.

По химическому процессу взрыв представляет горение ВВ, но отличается от простого горения быстротой процесса, происходящего в тысячные и десятитысячные доли секунды. Отсюда, по скорости превращения взрыв делят на два типа - горение и детонация.

При горении передача энергии от одного слоя вещества к другому происходит путем теплопроводности. Взрыв типа горения характерен для пороха. Процесс образования газов происходит достаточно медленно. Благодаря этому, при взрыве пороха в замкнутом пространстве (гильзе патрона, снаряда) происходит выбрасывание пули, снаряда из ствола, но не происходит разрушения гильзы, патронника оружия.

При детонации процесс передачи энергии обуславливается прохождением ударной волны по ВВ со сверхзвуковой скоростью (6-7 тыс. м. в секунду). В этом случае газы образуются очень быстро, давление возрастает мгновенно до очень больших величин. Проще говоря, у газов нет времени уходить по пути наименьшего сопротивления и они в стремлении расшириться, разрушают все на своем пути. Этот тип взрыва характерен для тротила, гексогена, аммонита и т.п. веществ.

1. Механическое (удар, накол, трение)
2. Тепловое (искра, пламя, нагревание)
3. Химическое (хим. реакция взаимодействия какого-либо вещества с ВВ)
4. Детонационное (взрыв рядом с ВВ другого ВВ)

В зависимости от типа взрыва и чувствительности к внешним воздействиям все ВВ делят на три основные группы:

1. Инициирующие ВВ.
2. Метательные ВВ.
3. Бризантные ВВ.

Инициирующие ВВ. Обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям и их взрыв, (детонация) оказывает детонационное воздействие на бризантные и метательные ВВ, которые обычно к остальным типам внешнего воздействия не чувствительны вовсе или же обладают неудовлетворительной чувствительностью. Поэтому, инициирующие вещества и применяют только для возбуждения взрыва бризантных или метательных ВВ. Для обеспечения безопасности применения инициирующих ВВ, их упаковывают в защитные приспособления (капсюль, капсюльная втулка, капсюль - детонатор, электродетонатор, взрыватель). Типичные представители инициирующих ВВ: гремучая ртуть, азид свинца, тенерес (ТНРС).

Метательные ВВ. Метательными ВВ (порохами) называются такие вещества, основной формой взрывчатого превращения которых является горение. При взрыве пороха дробящее действие проявляется в незначительной степени по сравнению с действием в виде отбрасывания, разбрасывания окружающей среды, поэтому их после появления бризантных ВВ стали называть метательными ВВ. Пороха делятся на дымные и бездымные.

Бризантные ВВ. Бризантные ВВ свое название получили от французского briser, что значит дробить, разламывать. Бризантные ВВ в отличие от инициирующих не детонируют от таких простых начальных импульсов, как искра и луч пламени. Для возбуждения в них детонации необходим начальный импульс в виде взрыва небольшого количества инициирующего ВВ, а иногда и взрыва так называемого промежуточного детонатора из другого, более чувствительного вещества, взрывающегося, в свою очередь, от инициирующего ВВ. Бризантные ВВ - основные вещества, применяющиеся в огромных количествах для снаряжения боеприпасов (артиллерийских снарядов, минометных мин, авиационных бомб, морских и инженерных мин) и для производства взрывных работ как для военных.

Бризантные ВВ подразделяются на:

- ВВ повышенной мощности, обладающие повышенной скоростью детонации (7500 - 8500 м/с) и выделяющие большое количество тепла при взрыве (Тэн , Гексоген , Тетрил , Октоген, Нитроглицерин );

- ВВ нормальной мощности - обладают большой стойкостью, выдерживают длительное хранение и весьма мало чувствительны ко всякого рода внешним воздействиям, что делает обращение с ними практически безопасным (Тротил, Пикриновая кислота, Пластичное ВВ (пластит-4), Динамиты );

- ВВ пониженной мощности - обладают пониженной бризантностью вследствие существенно меньшего тепловыделения и меньшей скорости их детонация (не более 5000 м/с), поэтому они уступают бризантным ВВ нормальной мощности по бризантному действию и равноценны им по работоспособности (Аммиачная селитра, Аммониты, Динамоны, Аммоналы).

Все ВВ характеризуются рядом данных, в зависимости от величин которых решается вопрос о применении данного вещества для решения тех или иных задач. Наиболее существенные из них это:

1. Чувствительность к внешним воздействиям
2. Энергия (теплота) взрывчатого превращения
3. Скорость детонации
4. Бризантность
5. Фугасность
6. Химическая стойкость
7. Продолжительность и условия работоспособного состояния
8. Нормальное агрегатное состояние
9. Плотность

Достаточно полно свойства ВВ можно описать, используя все девять характеристик. Однако для понимания в целом того, что обычно называют мощностью или силой можно ограничиться двумя характеристиками: «Бризантность» и «Фугасность».

Бризантность - это способность ВВ дробить, разрушать соприкасающиеся с ним предметы (металл, горные породы и т.п.). Величина бризантности говорит о том, насколько быстро образуются при взрыве газы. Чем выше бризантность того или иного ВВ, тем более оно годится для снаряжения снарядов, мин, авиабомб. Такое ВВ при взрыве лучше раздробит корпус снаряда, придаст осколкам наибольшую скорость, создаст более сильную ударную волну. С бризантностью напрямую связана характеристика - скорость детонации, т.е. насколько быстро процесс взрыва распространяется по веществу ВВ.

Фугасность - иначе говоря, работоспособность ВВ, способность разрушить и выбросить из области взрыва, окружающие материалы (грунт, бетон, кирпич и т.п.). Эта характеристика определяется количеством, образующихся при взрыве газов. Чем больше образуется газов, тем большую работу способно выполнить данное ВВ.

Для взрывных работ в грунте более походят ВВ, обладающее наибольшей фугасностью прилюбой бризантности. Для снаряжения снарядов в первую очередь ценна высокая бризантность и не столь важна фугасность.

Реальным способом сравнения мощностей различных ВВ является тротиловый эквивалент . Его суть заключается в том, что мощность тротила условно принята за единицу. Все остальные ВВ (в том числе и ядерное ВВ) сравниваются с тротилом. Оценка осуществляется из условия необходимого количества тротила для выполнения такой же взрывной работы, что и данным количеством этого ВВ. Например: 100гр. гексогена дают тот же результат, что и 125 гр. тротила, а 75 гр. тротила заменят 100гр. аммонита.

Работоспособность ВВ определяется условным количеством вещества, которое выбрасывается при взрыве. Определение работоспособности ВВ произведится по методу Трауцля (рис.1).

После взрыва заряда испытуемого ВВ просверленный в цилиндре канал превращается в полость. Эту полость заполняют водой и по ее количеству определяют объем полости. Работоспособность ВВ (Р ) характеризуется уширением полости за счет действия заряда ВВ, выраженным в см 3 .

P = V – (V 1 + V 2), см 3 ,

где V – объем полости после взрыва, см 3 ;

V 1 = 61.5см 3 – первоначальный объем канала при диаметре канала 25 мм и глубине 125 мм;

V 2 = 28-30см 3 – уширение полости за счет взрыва капсюля-детонатора.

Определение скорости детонации ВВ. Может быть осуществлено по методу Дотриша (рис. 2).

После взрыва заряда измеряется расстояние m от края пластинки до точки М , в которой на пластинке остается след от встречи волн детонации, распространяющихся по обоим отрезкам детонирующего шнура. Скорость детонации ВВ определяется, исходя из равенства времени прихода детонационной волны в точку М через отрезок шнура L 1 (t 1), а с другой стороны – через заряд ВВ (на расстоянии S)и второй отрезок шнура L 2 (t 2):

поскольку t 1 = t 2 , то

отсюда , м/с.

Определение бризантности ВВ производится по методу Гесса (рис. 3) и характеризуется степенью обжатия свинцового столбика в мм.

Производятся измерения высоты столбика из рафинированного свинца до и после взрыва. Изменение высот столбика после взрыва является относительной характеристикой бризантности взрывчатого вещества.

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

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства