Взрывчатые вещества: принцип действия и основные виды

Что такое взрыв? Понятие и классификация взрывов. Взрывчатые вещества и взрывоопасные объекты :

Взрыв — распространённое физическое явление, которое сыграло немалую роль в судьбе человечества. Он может разрушать и убивать, а также нести пользу, защищая человека от таких угроз, как наводнение и астероидная атака. Взрывы различаются по своей природе, но по характеру процесса они всегда разрушительны. Эта сила и является их главной отличительной особенностью.

Понятие взрыва

Слово «взрыв» знакомо каждому. Однако на вопрос о том, что такое взрыв, можно ответить только исходя из того, применительно к чему это слово употребляется. Физически взрыв – это процесс экстремально быстрого выделения энергии и газов в сравнительно небольшом объёме пространства.

Стремительное расширение (тепловое или механическое) газа или иной субстанции, например, когда происходит взрыв гранаты, создаёт ударную волну (зону высокого давления), которая может обладать разрушительной силой.

В биологии под взрывом подразумевают быстрый и масштабный биологический процесс (например, взрыв численности, взрыв видообразования). Таким образом, ответ на вопрос о том, что такое взрыв, зависит от предмета исследования. Однако, как правило, под ним подразумевают именно классический взрыв, о котором и пойдёт речь далее.

Классификация взрывов

Взрывы могут иметь различную природу, мощность. Происходят в различных средах (включая вакуум). По природе возникновения взрывы можно разделить на:

  • физические (взрыв лопнувшего шарика и т. д.);
  • химические (например, взрыв тротила);
  • ядерные и термоядерные взрывы.

Химические взрывы могут протекать в твёрдых, жидких или газообразных веществах, а также воздушных взвесях. Главными при таких взрывах являются окислительно-восстановительные реакции экзотермического типа, либо экзотермические реакции разложения. Примером химического взрыва является взрыв гранаты.

Физические взрывы возникают при нарушении герметичности ёмкостей со сжиженным газом и другими веществами, находящимися под давлением. Также их причиной может стать тепловое расширение жидкостей или газов в составе твёрдого тела с последующим нарушением целостности кристаллической структуры, что приводит к резкому разрушению объекта и возникновению эффекта взрыва.

Мощность взрыва

Мощность взрывов может быть различной: от обычного громкого хлопка из-за лопнувшего воздушного шарика или взорванной петарды до гигантских космических взрывов сверхновых звёзд.

Интенсивность взрыва зависит от количества выделенной энергии и скорости её выделения. При оценке энергии химического взрыва используют такой показатель, как количество выделенной теплоты. Объём энергии при физическом взрыве определяется количеством кинетической энергии адиабатического расширения паров и газов.

Техногенные взрывы

На промышленном предприятии взрывоопасные объекты не редкость, а потому там могут возникнуть такие виды взрывов, как воздушный, наземный и внутренний (внутри технического сооружения).

При добыче каменного угля нередкими являются взрывы метана, что особенно характерно для глубоких угольных шахт, где по этой причине имеется дефицит вентиляции. Причём различные угольные пласты имеют разное содержание метана, поэтому и уровень взрывной опасности на шахтах различен.

Взрывы метана являются большой проблемой для глубоких шахт Донбасса, что требует усиления контроля и мониторинга его содержания в воздухе рудников.

Взрывоопасные объекты – это ёмкости со сжиженным газом или находящимся под давлением паром. Также военные склады, контейнеры с аммиачной селитрой и многие другие объекты.

Последствия взрыва на производстве могут быть непредсказуемые, в том числе трагические, среди которых лидирующее место занимает возможный выброс химикатов.

Применение взрывов

Эффект взрыва издавна используется человечеством в различных целях, которые можно разделить на мирные и военные. В первом случае речь идёт о создании направленных взрывов для разрушения подлежащих сносу строений, ледяных заторов на реках, при добыче полезных ископаемых, в строительстве. Благодаря им существенно снижаются трудозатраты, необходимые для осуществления поставленных задач.

Взрывчатые вещества

Взрывчатое вещество – это химическая смесь, которая под действием определённых, легко достигаемых условий, вступает в бурную химическую реакцию, приводящую к быстрому выделению энергии и большого количества газа. По своей природе взрыв такого вещества подобен горению, только протекает оно с огромной скоростью.

Внешние воздействия, которые могут спровоцировать взрыв, бывают следующими:

  • механические воздействия (например, удар);
  • химический компонент, связанный с добавлением во взрывчатое вещество других составляющих, которые провоцируют начало взрывной реакции;
  • температурное воздействие (нагрев взрывчатого вещества или попадание на него искры);
  • детонация от близлежащего взрыва.

Степень реакции на внешние воздействия

Степень реакции взрывчатого вещества на любое из воздействий исключительно индивидуальна. Так, некоторые виды пороха легко воспламеняются при нагреве, но остаются инертными под действием химических и механических влияний.

Тротил взрывается от детонации других взрывчатых веществ, а к остальным факторам он мало чувствителен.

Гремучая ртуть подрывается при всех видах воздействий, а некоторые взрывчатые вещества могут даже взрываться самопроизвольно, что делает такие составы очень опасными и малопригодными для использования.

Как детонирует взрывчатое вещество

Различные взрывчатые вещества взрываются несколько по-разному. Например, для пороха характерна реакция быстрого воспламенения с выделением энергии в течение относительно большого промежутка времени. Поэтому он используется в военном деле для придания скорости патронам и снарядам без разрыва их оболочек.

При другом типе взрыва (детонационный) взрывная реакция распространяется по веществу со сверхзвуковой скоростью и она же является причиной. Это приводит к тому, что энергия выделяется в очень короткий промежуток времени и с огромной скоростью, поэтому металлические капсулы разрывает изнутри. Такой тип взрыва типичен для таких опасных взрывчатых веществ, как гексоген, тротил, аммонит и т. д.

Типы взрывчатых веществ

Особенности чувствительности к внешним воздействиям и показатели взрывной мощности позволяют разделить взрывчатые вещества на 3 основные группы: метательные, инициирующие и бризантные.

К метательным относят различные виды пороха. В эту группу входят маломощные взрывные смеси для петард и фейерверков.

В военном деле их используют для изготовления осветительных и сигнальных ракет, в качестве источника энергии для патронов и снарядов.

Особенностью инициирующих взрывчатых веществ является чувствительность к внешним факторам. При этом у них невысокая взрывная мощность и тепловыделение. Поэтому их используют в качестве детонатора для бризантных и метательных взрывчаток. Для исключения самоподрыва их тщательно упаковывают.

Бризантные взрывчатые вещества обладают наибольшей взрывной мощностью. Они используются в качестве начинки для бомб, снарядов, мин, ракет и т. д. Наиболее опасными из них является гексоген, тетрил, тэн. Менее мощным взрывчатым веществом является тротил и пластид.

Среди наименее мощных — аммиачная селитра. Бризантные вещества с высокой взрывной мощностью обладают и большей чувствительность к внешним воздействиям, что делает их ещё более опасными.

Поэтому их используют в комбинации с менее мощными либо другими компонентами, которые приводят к снижению чувствительности.

Параметры взрывчатых веществ

В соответствии с объемами и скоростью энерго- и газовыделения все взрывчатые вещества оценивают по таким параметрам, как бризантность и фугасность. Бризатность характеризует скорость энерговыделения, которая напрямую влияет на разрушающие способности взрывчатого вещества.

Фугасность определяет величину выделения газов и энергии, а значит и количество произведённой при взрыве работы.

По обоим параметрам лидирует гексоген, который является наиболее опасным взрывчатым веществом.

Итак, мы попытались дать ответ на вопрос о том, что такое взрыв. А также рассмотрели основные типы взрывов и способы классификации взрывчатых веществ. Надеемся, что прочитав эту статью, вы получили общее представление о том, что такое взрыв.

Источник: https://www.syl.ru/article/311749/chto-takoe-vzryiv-ponyatie-i-klassifikatsiya-vzryivov-vzryivchatyie-veschestva-i-vzryivoopasnyie-obyektyi

Взрывчатые вещества — «Энциклопедия»

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (ВВ), индивидуальные вещества или смеси веществ, способные под влиянием какого-либо внешнего воздействия (удара, нагревания, трения и пр.

) к быстрой, самораспространяющейся химической реакции с выделением большого количества теплоты и образованием газообразных продуктов; используются для снаряжения боеприпасов и взрывных работ. Наряду с пиротехническими составами относятся к энергетическим конденсированным системам.

Помимо конденсированных ВВ применяют также аэрозоли (смеси жидких частиц с воздухом). При взрыве ВВ выделяется значительно меньшее количество теплоты, чем при сгорании на воздухе эквивалентного количества нефти.

Однако для превращения ВВ в газообразные продукты не требуется участия кислорода воздуха, энергия выделяется за малый промежуток времени (около 10-5 с), поэтому ВВ являются концентрированным источником энергии огромной мощности.

Теория ВВ описывает три основных режима химических реакций превращения ВВ в газы: медленное химическое превращение, горение и детонацию. Медленное химическое превращение ВВ протекает аналогично превращению невзрывчатых веществ.

Однако, если отвод теплоты реакции затруднён, возникает саморазогрев вещества, медленное превращение ВВ самоускоряется и может перейти в тепловой взрыв; самоускорение может иметь не только тепловой, но и автокаталитический, цепной, а также смешанный характер.

Взрывные превращения — горение и детонация — различаются механизмом передачи энергии процесса от прореагировавшего слоя вещества к непрореагировавшему. При детонации основную роль играет распространение по заряду ВВ ударной волны; скорость распространения — скорость детонации – достигает 10 км/с и практически не зависит от внешних условий.

Образующиеся газы не успевают существенно расшириться, в зоне реакции возникает высокое давление (более 10 ГПа), способное вблизи от заряда производить работу разрушения.

Материалы, находящиеся в контакте с зарядом ВВ, сильно деформируются и дробятся — местное, или бризантное, действие взрыва; образующиеся газообразные продукты при расширении перемещают их на значительное расстояние — фугасное действие. При горении распространение процесса обусловливается теплопередачей от одного слоя ВВ к другому. Скорость перемещения зоны реакции — скорость горения — мала (менее 1 м/с) и сильно зависит от природы ВВ и внешних условий (давления, температуры и др.). Повышение температуры, давления, возрастание поверхности пламени приводят к переходу горения в детонацию.

Реклама

По условиям перехода горения в детонацию ВВ делят на инициирующие (первичные), бризантные (вторичные) и метательные (пороха). Инициирующие ВВ легко воспламеняются под действием простого начального импульса (удар, трение и др.

), горят во много раз быстрее других ВВ, их горение переходит в детонацию при атмосферном давлении и в малых (доли грамма) зарядах с выделением энергии, достаточной для возбуждения взрывного превращения бризантных и метательных ВВ.

Бризантные ВВ (французский brisant — дробящий) менее чувствительны к внешним воздействиям, чем инициирующие ВВ, их горение переходит в детонацию лишь в замкнутом объёме или при возможности турбулизации потока горючей смеси. Горение метательных ВВ не переходит в детонацию даже при давлениях в сотни МПа.

По составу ВВ подразделяют на индивидуальные и смесевые. В индивидуальных ВВ основной источник энергии взрыва — окисление за счёт кислорода, входящего в состав соединения.

Индивидуальными ВВ являются многие ароматические полинитросоединения (например, тринитротолуол), нитрамины (гексоген, октоген, тетрил), эфиры азотной кислоты и многоатомных спиртов или углеводов (тетранитропентаэритрит, нитроглицерин, целлюлозы нитраты), соли азотной кислоты (аммония нитрат), соли гремучей кислоты (гремучая ртуть), соли азотистоводородной кислоты (свинца азид). Смесевые ВВ обычно содержат горючее вещество и окислитель; в качестве горючего применяют как взрывчатые, так и невзрывчатые вещества. К смесевым ВВ относят пороха, аммониты, динамиты, сплавы индивидуальных ВВ (например, тротила с гексогеном), водонаполненные ВВ (например, загущённые аэрированные растворы NH4NO3 и NaNO3 в смеси с тонкодисперсным Al или органическими горючими веществами). Способностью к взрыву обладают некоторые пероксиды, азиды, ацетилениды и другие органические соединения, не используемые в качестве ВВ.

Основные характеристики ВВ: химическая и физическая стойкость (способность сохранять взрывчатые свойства при переработке, хранении и пр.

), чувствительность к внешним воздействиям (характеризуется величиной начального импульса, необходимого для возбуждения взрыва), детонационная способность (условие устойчивого распространения процесса), мощность (теплота взрывного превращения и объём газообразных продуктов взрыва).

Читайте также:  Президент индонезии: получение независимости государством и история борьбы за власть между политиками и военными

Для сравнительной оценки взрывчатых свойств различных ВВ используют величину так называемого тротилового эквивалента, численно равную массе тротила (тринитротолуола), мощность взрывчатого превращения которой равна мощности взрыва данного ВВ. Для наиболее мощных ВВ величина тротилового эквивалента достигает 2.

ВВ широко применяют как в военном деле, так и в различных отраслях хозяйства: в горном деле при добыче полезных ископаемых, строительстве, на гидромелиоративных работах, при штамповке, сварке, резке металлов и др. О технологических аспектах производства и использования ВВ смотри в статьях Взрывные технологии, Промышленные взрывчатые вещества.

Метательные ВВ применяют в режиме горения для проведения ракетного и ствольного выстрела; бризантные ВВ — в режиме детонации для взрывных работ, снаряжения боеприпасов; инициирующие ВВ — для возбуждения взрывного превращения бризантных и метательных ВВ.

Разработаны: термостойкие ВВ, сохраняющие свои взрывчатые свойства и энергетические характеристики при высоких температурах (их используют в глубоких скважинах и пр.

); предохранительные ВВ для ведения взрывных работ в подземных горных выработках, где возможно образование взрывоопасных газо- и пылевоздушных смесей (применяют, например, в угольных шахтах для исключения возможности воспламенения метана); быстрогорящие ВВ, используемые для повышения скорости горения смесевых составов. Ряд взрывчатых смесей применяют в пиротехнике (смотри в статье Пиротехнические составы).

Мировое производство ВВ — несколько миллионов т/год.

Лит.: Андреев К. К., Беляев А. Ф. Теория взрывчатых веществ. М., 1960; Андреев К. К. Термическое разложение и горение взрывчатых веществ. 2-е изд. М., 1966; Беляев А. Ф.

Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем. М., 1968; Орлова Е. Ю. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. 3-е изд. Л.

, 1981; Энергетические конденсированные системы: Краткий энциклопедический словарь. М., 1999.

Г. Д. Козак.

Источник: http://knowledge.su/v/vzryvchatye-veschestva

Взрывчатые вещества

 Взрывчатое вещество (ВВ) — индивидуальное химическое вещество или смесь нескольких веществ, способное самопроизвольно или вследствие внешнего воздействия взрываться с выделением тепла и образованием сильно нагретых газов.

В зависимости от химического состава и внешних условий взрывчатые вещества могут превращаться в продукты реакции в режимах медленного (дефлаграционного) горения, быстрого (взрывного) горения или детонации.

Поэтому традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определённой скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы). Взрывчатые вещества относятся к энергетическим конденсированным системам.

Существует ряд веществ, способных к нехимическому взрыву (например, ядерные и термоядерные материалы, антивещество). Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».

Историческая справка

Первым из взрывчатых веществ был изобретенный в Китае (7 в.) чёрный (дымный) порох. В Европе он известен с 13 в. С 14 в. порох применяли в качестве метательного средства в огнестрельном оружии. В 17 в. (впервые на одном из рудников Словакии) порох использовали на взрывных работах в горном деле, а также для снаряжения артиллерийских гранат (разрывных ядер).

Взрывчатое превращение чёрного пороха возбуждалось поджиганием в режиме взрывного горения. В 1884 французским инженером П. Вьелем был предложен бездымный порох. В 18-19 вв. был синтезирован ряд химических соединений, обладающих взрывчатыми свойствами, в том числе пикриновая кислота, пироксилин, нитроглицерин, тротил и др.

, однако их использование в качестве бризантных детонирующих взрывчатых веществ стало возможным только после открытия русским инженером Д. И. Андриевским (1865) и шведским изобретателем А. Нобелем (1867) гремучертутного запала (капсюля-детонатора). До этого в России по предложению Н. Н. Зинина и В. Ф.

Петрушевского (1854) нитроглицерин использовался при подрывах взамен чёрного пороха в режиме взрывного горения. Сама гремучая ртуть была получена ещё в конце 17 в. и повторно английским химиком Э. Хоуардом в 1799, но способность её детонировать тогда не была известна. После открытия явления детонации бризантные взрывчатые вещества получили широкое применение в горном и военном деле.

Среди промышленных взрывчатых веществ первоначально по патентам А. Нобеля наибольшее распространение получили гурдинамиты, затем пластичные динамиты, порошкообразные нитроглицериновые смесевые взрывчатые вещества. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества были запатентованы ещё в 1867 И. Норбином и И.

Ольсеном (Швеция), но их практическое использование в качестве промышленных взрывчатых веществ и для снаряжения боеприпасов началось лишь в годы 1-й мировой войны 1914-18. Более безопасные и экономичные, чем динамиты, они в 30-х годах 20 века начали всё в больших масштабах применяться в промышленности.

Типы взрывов

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.

Для того, чтобы начался процесс взрыва (далее он развивается самопроизвольно) необходимо внешнее воздействие, требуется подать на ВВ определенное количество энергии. Внешние воздействия подразделяются на следующие типы: 

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).

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.

В зависимости от типа взрыва и чувствительности к внешним воздействиям все ВВ делят на три основные группы: 
1. Инициирующие ВВ.  2. Бризантные ВВ. 

3. Метательные ВВ.

Инициирующие ВВ. Они обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям. Остальные характеристики (см.ниже) у них обычно невысоки.

Но они обладают ценным свойством — 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).

Бризантные ВВ

Это, собственно и есть то, о чем говорят и пишут. Ими снаряжают снаряды, мины, бомбы, ракеты, фугасы; ими взрывают мосты, автомобили, бизнесменов…. 

Бризантные ВВ по их взрывным характеристикам делят на три группы: 
***повышенной мощности (представители — гексоген, тэн, тетрил);  **нормальной мощности (представители — тротил, мелинит, пластит); 

*пониженной мощности (представители — аммиачная селитра и ее смеси).

ВВ повышенной мощности несколько более чувствительны к внешним воздействиям и поэтому их чаще применяют в смеси с флегматизаторами (веществами, понижающими чувствительность ВВ) или в смеси с ВВ нормальной мощности для повышения мощности последних. Иногда ВВ повышенной мощности применяют в качестве промежуточных детонаторов.

Метательные ВВ. Это различные пороха — черный дымный, бездымные пироксилиновые и нитроглицериновые. К ним также относят различные пиротехнические смеси для фейерверков, сигнальных и осветительных ракет, осветительных снарядов, мин, авиабомб

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. Измеряется бризантность в миллиметрах (мм.). Это условная единица.

Нет необходимости описывать методику измерения бризантности.

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.

Измеряется фугасность в кубических сантиметрах (куб.см.). Это тоже достаточно условная величина.

Отсюда становится достаточно ясно, что для различных целей подходят различные ВВ. Например, для взрывных работ в грунте (в шахте, при устройстве котлованов, разрушении ледяных заторов и т.п.) больше подойдет ВВ, обладающее наибольшей фугасностью, а бризантность подойдет любая. Наоборот, для снаряжения снарядов в первую очередь ценна высокая бризантность и не столь важна фугасность.

Ниже приведены две эти характеристики нескольких типов ВВ:

Взрывчатое вещество Фугасность Бризантность
Гексоген 490 24
Тротил 285 19
Пластит 280 21
Аммонит 6ЖВ 360 14

Из этой таблицы видно, что для устройства котлована в земле лучше подойдет аммонит, а для снаряжения снарядов пластит.

Читайте также:  Новая ракета-перехватчик для американской противоракетной обороны

Впрочем, это сильно упрощенный и не вполне верный подход к пониманию мощности взрывчатых веществ. Я допустил это упрощение с тем, чтобы предельно просто рассказать о свойствах ВВ. На самом деле все девять характеристик тесно связаны друг с другом, друг от друга зависят, и изменение одной из них влечет изменение и всех остальных.

Есть более простой, а главное реальный способ сравнения мощностей различных ВВ. Он называется «тротиловый эквивалент».

Его суть заключается в том, что мощность тротила условно принята за единицу ( примерно также, как за единицу мощности машин в свое время была принята мощность одной лошади). А все остальные ВВ ( в том числе и ядерное ВВ) сравниваются с тротилом.

Проще говоря, сколько надо было бы взять тротила, чтобы произвести такую же взрывную работу, что и данное количество этого ВВ. Чтобы не утомлять читателя длинными расчетами и скучными формулами скажу проще: 100гр. гексогена дают тот же результат, что и 125 гр.

тротила, а 75 гр. тротила заменят 100гр. аммонита. Еще проще будет сказать, что ВВ повышенной мощности процентов на 25 сильнее тротила, а ВВ пониженной мощности на 20-30% слабее тротила. 

Аммиачноселитренные взрывчатые вещества

К аммиачноселитренным взрывчатым веществам относится большая группа взрывчатых веществ, создаваемых на основе аммиачной селитры. Все они относятся к бризантным взрывчатым веществам пониженной мощности. Т.е., если сравнивать с тротилом, то считается. что все они процентов на 25 слабее тротила. Однако это не вполне так.

По бризантности аммиачноселитренные ВВ как правило мало в чем уступают тротилу, а по фугасности превышают тротил, причем некоторые из них весьма значительно. Аммиачноселитренные ВВ более предпочтительны при подрывании грунтов, т.к. благодаря хорошей фугасности способны выбросить из области взрыва больше грунта.

Однако при работах в скальных грунтах предпочтительнее все же тротил, т.к. из-за большей бризантности он лучше дробит горные породы.  Аммиачноселитренные ВВ в большей степени находят применение в народном хозяйстве и в меньшей степени в военном деле.

Причинами такого применения является значительно меньшая стоимость аммиачноселитренных ВВ, их значительно более низкая надежность в применении. Прежде всего это значительная гигроскопичность амм. ВВ, из-за чего при увлажнении более 3% такие ВВ полностью теряют способность взрываться.

Эти ВВ подвержены явлению слеживаемости, из-за чего они также полностью или частично теряют взрывоспособность. Непрерывно происходящие в этих ВВ процессы перекристаллизации приводят к увеличению занимаемого ими объема, что может приводить к разрушению упаковки или оболочек боеприпасов.

  Аммиачная селитра сама по себе является взрывчатым веществом, но из-за вышеперечисленных недостатков в чистом виде практически не применяется. Введение в состав ВВ кроме аммиачной селитры иных веществ призвано компенсировать те или иные ее недостатки. В зависимости от примененных добавок аммиачноселитренные ВВ можно разделить на следующие группы: 

Аммониты. Это смесь аммиачной селитры и тротила, который может составлять от 20 до 80% общего объема. Основные марки — А-20, А-40, А-50, А-60,А-80 (цифры указывают на процентное содержание тротила), Аммонит скальный №1, Аммонит 6ЖВ, Аммонит В-3, Аммонит ПЖВ-20, Аммонит АП-4ЖВ (буквенно-цифровые обозначения указывают на возможность или невозможность примения в шахтах, рудниках, карьерах).

Динамоны. (не путать с динамитом!). Это смесь аммиачной селитры с горючими добавками — опилками, сосновой корой, торфом, жмыхом и т.п.). При весьма незначительном снижении фугасности добавки позволяют значительно (от 10 до 80%) снизить расход аммиачной селитры и резко удешевить ВВ.

Аммоналы. Это аммониты или динамоны с добавкой пудры аллюминия, которая значительно повышает энергию взрывчатого превращения, а значит и фугасность и бризантность; приближая это ВВ по взрывчатым характеристикам к тротилу. Обычно в военное время при дефиците тротила боеприпасы снаряжают именно аммоналами.

Игданиты. Это смеси аммиачной селитры с нефтепродуктами (дизельное топливо, мазут, сырая нефть). Это ВВ отличается высокой температурой взрыва, хорошей бризантностью, водостойкостью, но существует до тех пор, пока не испарится нефтепродукт. Поэтому игданиты готовят непосредственно перед взрывом.

Источник: http://kriminalisty.ru/stati/explosives.html

Взрывчатые вещества

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (а. explosives, blasting agents; н. Sprengstoffe; ф. explosifs; и. explosivos) — химические соединения или смеси веществ, способные в определённых условиях к крайне быстрому (взрывному) самораспространяющемуся химическому превращению с выделением тепла и образованием газообразных продуктов.

Взрывчатыми могут быть вещества или смеси любого агрегатного состояния. Широкое применение в горном деле получили так называемые конденсированные взрывчатые вещества, которые характеризуются высокой объёмной концентрацией тепловой энергии.

В отличие от обычных топлив, требующих для своего горения поступления извне газообразного кислорода, такие взрывчатые вещества выделяют тепло в результате внутримолекулярных процессов распада или реакций взаимодействия между составными частями смеси, продуктами их разложения или газификации.

Специфический характер выделения тепловой энергии и преобразования её в кинетическую энергию продуктов взрыва и энергию ударной волны определяет основную область применения взрывчатых веществ как средства дробления и разрушения твёрдых сред (главным образом горных пород) и сооружений и перемещения раздробленной массы (см. Взрывная технология).

В зависимости от характера внешнего воздействия химические превращения взрывчатых веществ происходят: при нагреве ниже температуры самовоспламенения (вспышки) — сравнительно медленное термическое разложение; при поджигании — горение с перемещением зоны реакции (пламени) по веществу с постоянной скоростью порядка 0,1-10 см/с; при ударно-волновом воздействии — детонация взрывчатых веществ.

Классификация взрывчатых веществ. Имеется несколько признаков классификации взрывчатых веществ: по основным формам превращения, назначению и химическому составу.

В зависимости от характера превращения в условиях эксплуатации взрывчатые вещества подразделяют на метательные (или пороха) и бризантные.

Первые используют в режиме горения, например, в огнестрельном оружии и ракетных двигателях, вторые — в режиме детонации, например, в боеприпасах и на взрывных работах. Бризантные взрывчатые вещества, применяемые в промышленности, называются Промышленными взрывчатыми веществами.

Обычно к собственно взрывчатым относят только бризантные взрывчатые вещества. В химическом отношении перечисленные классы могут комплектоваться одними и теми же соединениями и веществами, но по-разному обработанными или взятыми при смешении в разном соотношении.

По восприимчивости к внешним воздействиям бризантные взрывчатые вещества подразделяют на первичные и вторичные. К первичным относят взрывчатые вещества, способные взрываться в небольшой массе при поджигании (быстрый переход горения в детонацию).

Они также значительно более чувствительны к механическим воздействиям, чем вторичные. Детонацию вторичных взрывчатых веществ легче всего вызвать (инициировать) ударно-волновым воздействием, причём давление в инициирующей ударной волне должно быть порядка несколько тысяч или десятков тысяч МПа.

Практически это осуществляют с помощью небольших масс первичных взрывчатых веществ, помещённых в капсюль-детонатор, детонация в которых возбуждается от луча огня и контактно передаётся вторичному взрывчатому веществу. Поэтому первичные взрывчатые вещества называются также инициирующими.

Другие виды внешнего воздействия (поджигание, искра, удар, трение) лишь в особых и труднорегулируемых условиях приводят к детонации вторичных взрывчатых веществ.

По этой причине широкое и целенаправленное использование бризантных взрывчатых веществ в режиме детонации в гражданской и военной взрывной технике было начато лишь после изобретения капсюля-детонатора как средства инициирования детонации во вторичных взрывчатых веществах.

По химическому составу взрывчатые вещества подразделяют на индивидуальные соединения и взрывчатые смеси. В первых химические превращения при взрыве происходят в форме реакции мономолекулярного распада. Конечные продукты — устойчивые газообразные соединения, такие, как азот, окись и двуокись углерода, пары воды.

Во взрывчатых смесях процесс превращения состоит из двух стадий: распада или газификации компонентов смеси и взаимодействия продуктов распада (газификации) между собой или с частицами неразлагающихся веществ (например, металлов).

Наиболее распространённые вторичные индивидуальные взрывчатые вещества относятся к азотсодержащим ароматическим, алифатическим гетероциклическим органическим соединениям, в том числе нитросоединениям (тротил, тетрил, нитрометан), нитроаминам (гексоген, октоген), нитроэфирам (нитроглицерин, нитрогликоли, нитроклетчатка, тэн).

Из неорганических соединений слабыми взрывчатыми свойствами обладает, например, аммиачная селитра.

Многообразие взрывчатых смесей может быть сведено к двум основным типам: состоящие из окислителей и горючих, и смеси, в которой сочетание компонентов определяет эксплуатационные или технологические качества смеси.

Смеси окислитель — горючее рассчитаны на то, что значительная часть тепловой энергии выделяется при взрыве в результате вторичных реакций окисления. В качестве компонентов этих смесей могут быть как взрывчатые, так и невзрывчатые соединения.

Окислители, как правило, при разложении выделяют свободный кислород, который необходим для окисления (с выделением тепла) горючих веществ или продуктов их разложения (газификации).

В некоторых смесях (например, содержащиеся в качестве горючего металлические порошки) в качестве окислителей могут быть также использованы вещества, выделяющие не кислород, а кислородсодержащие соединения (пары воды, углекислый газ). Эти газы реагируют с металлами с выделением тепла. Пример такой смеси — алюмотол.

В качестве горючих применяют различного рода природные и синтетические органические вещества, которые при взрыве выделяют продукты неполного окисления (окись углерода) или горючие газы (водород, метан) и твёрдые вещества (сажу).

Наиболее распространённым видом бризантных взрывчатых смесей первого типа являются взрывчатые вещества, содержащие в качестве окислителя нитрат аммония. В зависимости от вида горючего они, в свою очередь, подразделяются на аммониты, аммотолы и аммоналы.

Менее распространены хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества, в состав которых в качестве окислителей входят хлорат калия и перхлорат аммония, оксиликвиты — смеси жидкого кислорода с пористым органическим поглотителем, смеси на основе других жидких окислителей.

К взрывчатым смесям второго типа относятся смеси индивидуальных взрывчатых веществ, например динамиты; смеси тротила с гексогеном или тэном (пентолит), наиболее пригодные для изготовления шашек-детонаторов.

В смеси обоих типов, кроме указанных компонентов, в зависимости от назначения взрывчатых веществ могут вводиться и другие вещества для придания взрывчатому веществу каких-либо эксплуатационных свойств, например, сенсибилизаторы, повышающие восприимчивость к средствам инициирования, или, напротив, флегматизаторы, снижающие чувствительность к внешним воздействиям; гидрофобные добавки — для придания взрывчатому веществу водостойкости; пластификаторы, соли-пламегасители — для придания предохранительных свойств (см. Предохранительные взрывчатые вещества). Основные эксплуатационные характеристики взрывчатых веществ (детонационные и энергетические характеристики и физико-химические свойства взрывчатых веществ) зависят от рецептурного состава взрывчатых веществ и технологии изготовления.

Детонационная характеристика взрывчатых веществ включает детонационную способность и восприимчивость к детонационному импульсу. От них зависят безотказность и надёжность взрывания. Для каждого взрывчатого вещества при данной плотности имеется такой критический диаметр заряда, при котором детонация устойчиво распространяется по всей длине заряда.

Мерой восприимчивости взрывчатых веществ к детонационному импульсу служат критическое давление инициирующей волны и время его действия, т.е. величина минимального инициирующего импульса. Её часто выражают в единицах массы какого-либо инициирующего взрывчатого вещества или вторичного взрывчатого вещества с известными параметрами детонации.

Детонация возбуждается не только при контактном подрыве инициирующего заряда. Она может передаваться и через инертные среды. Это имеет большое значение для шпуровых зарядов, состоящих из нескольких патронов, между которыми возникают перемычки из инертных материалов.

Читайте также:  Кандалы как сдерживающее средство

Поэтому для патронированных взрывчатых веществ проверяется показатель передачи детонации на расстояние через различные среды (обычно через воздух).

Энергетические характеристики взрывчатых веществ. Способность взрывчатых веществ при взрыве производить механическую работу определяется запасом энергии, высвобождаемой в виде тепла при взрывчатом превращении. Численно эта величина равна разности между теплотой образования продуктов взрыва и теплотой образования (энтальпией) самого взрывчатого вещества.

Поэтому коэффициент преобразования тепловой энергии в работу у металлсодержащих и предохранительных взрывчатых веществ, образующих при взрыве твёрдые продукты (окислы металлов, соли-пламегасители) с высокой теплоёмкостью, ниже, чем у взрывчатых веществ, образующих только газообразные продукты. О способности взрывчатых веществ к местному дробящему или бризантному действию взрыва см. в ст.

Бризантность взрывчатых веществ.

Изменение свойств взрывчатых веществ может происходить в результате физико-химических процессов, влияния температуры, влажности, под воздействием нестойких примесей в составе взрывчатых веществ и др.

В зависимости от вида укупорки устанавливают гарантийный срок хранения или использования взрывчатых веществ, в течение которого нормированные показатели взрывчатых веществ либо не должны изменяться, либо их изменение происходит в пределах установленного допуска.

Основной показатель безопасности в обращении с взрывчатыми веществами — их чувствительность к механическим и тепловым воздействиям. Она обычно оценивается экспериментально в лабораторных условиях по специальным методикам.

В связи с массовым внедрением механизированных способов перемещения больших масс сыпучих взрывчатых веществ к ним предъявляются требования минимальной электризации и низкой чувствительности к разряду статического электричества.

Историческая справка. Первым из взрывчатых веществ был изобретенный в Китае (7 в.) чёрный (дымный) порох. В Европе он известен с 13 в. С 14 в. порох применяли в качестве метательного средства в огнестрельном оружии. В 17 в.

(впервые на одном из рудников Словакии) порох использовали на взрывных работах в горном деле, а также для снаряжения артиллерийских гранат (разрывных ядер). Взрывчатое превращение чёрного пороха возбуждалось поджиганием в режиме взрывного горения. В 1884 французским инженером П. Вьелем был предложен бездымный порох. В 18-19 вв.

был синтезирован ряд химических соединений, обладающих взрывчатыми свойствами, в том числе пикриновая кислота, пироксилин, нитроглицерин, тротил и др., однако их использование в качестве бризантных детонирующих взрывчатых веществ стало возможным только после открытия русским инженером Д. И.

Андриевским (1865) и шведским изобретателем А. Нобелем (1867) гремучертутного запала (капсюля-детонатора). До этого в России по предложению Н. Н. Зинина и В. Ф. Петрушевского (1854) нитроглицерин использовался при подрывах взамен чёрного пороха в режиме взрывного горения. Сама гремучая ртуть была получена ещё в конце 17 в.

и повторно английским химиком Э. Хоуардом в 1799, но способность её детонировать тогда не была известна. После открытия явления детонации бризантные взрывчатые вещества получили широкое применение в горном и военном деле. Среди промышленных взрывчатых веществ первоначально по патентам А.

Нобеля наибольшее распространение получили гурдинамиты, затем пластичные динамиты, порошкообразные нитроглицериновые смесевые взрывчатые вещества. Аммиачно-селитренные взрывчатые вещества были запатентованы ещё в 1867 И. Норбином и И.

Ольсеном (Швеция), но их практическое использование в качестве промышленных взрывчатых веществ и для снаряжения боеприпасов началось лишь в годы 1-й мировой войны 1914-18. Более безопасные и экономичные, чем динамиты, они в 30-х годах 20 века начали всё в больших масштабах применяться в промышленности.

После Великой Отечественной войны 1941-45 аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, вначале преимущественно в виде тонкодисперсных аммонитов, стали доминирующим видом промышленных взрывчатых веществ в CCCP. В других странах процесс массовой замены динамитов на аммиачно-селитренные взрывчатые вещества начался несколько позже, примерно с середины 50-х гг. С 70-х гг.

основные виды промышленных взрывчатых веществ — гранулированные и водосодержащие аммиачно-селитренные взрывчатые вещества простейшего состава, не содержащие нитросоединений или других индивидуальных взрывчатых веществ, а также смеси, содержащие нитросоединения.

Тонкодисперсные аммиачно-селитренные взрывчатые вещества сохранили своё значение главным образом для изготовления патронов-боевиков, а также для некоторых специальных видов взрывных работ.

Индивидуальные взрывчатые вещества, в особенности тротил, широко применяются для изготовления шашек-детонаторов, а также для длительного заряжания обводнённых скважин, в чистом виде (гранулотол) и в высоководоустойчивых взрывчатых смесях, гранулированных и суспензионных (водосодержащих). Для прострелочных работ в глубоких нефтяных скважинах применяют гексоген и октоген.

Источник: http://www.mining-enc.ru/v/vzryvchatye-veschestva

Взрывоопасные вещества: классификация, примеры, применение и хранение :

Взрывоопасные вещества стали давно частью жизни человека. О том, какими они бывают, где применяются и каковы правила их хранения, расскажет эта статья.

Немного истории

Человек испокон веков пытался создать вещества, которые при определенном воздействии извне вызвали взрыв. Естественно, делалось это далеко не в мирных целях.

И одним из первых широко известных взрывчатых субстанций стал легендарный греческий огонь, рецепт которого до сих пор точно неизвестен.

Затем последовало создание пороха в Китае приблизительно в VII веке, который как раз, наоборот, сначала использовали в развлекательных целях в пиротехнике, а лишь потом приспособили для военных нужд.

На несколько столетий утвердилось мнение, что порох является единственным известным человеку взрывчатым веществом. Только в конце XVIII века был открыт фульминат серебра, который небезызвестен под необычным названием «гремучее серебро». Ну а после этого открытия появились пикриновая кислота, «гремучая ртуть», пироксилин, нитроглицерин, тротил, гексоген и так далее.

Понятие и классификация

Выражаясь простым языком, взрывоопасные вещества — это специальные вещества или их смеси, которые при определенных условиях могут взорваться. Этими условиями могут выступать повышение температуры или давления, толчок, удар, звуки конкретных частот, а также интенсивное освещение или даже легкое прикосновение.

Например, одним из самых известных и распространенных взрывоопасных веществ считается ацетилен. Это бесцветный газ, который к тому же не имеет запаха в чистом виде и легче воздуха.

Применяющемуся на производстве ацетилену свойственен резкий запах, который ему придают примеси. Широкое распространение он приобрел в газовой сварке и резке металлов.

Ацетилен может взорваться при температуре 500 градусов Цельсия или при длительном соприкосновении с медью, а также серебром при ударе.

На данный момент известно очень много взрывоопасных веществ. Классифицируются они по многим критериям: состав, физическое состояние, взрывчатые свойства, направления применения, степень опасности.

По направлению применения взрывчатые вещества могут быть:

  • промышленными (используются во многих отраслях: от горного дела до обработки материалов);
  • опытно-экспериментальными;
  • военными;
  • специального предназначения;
  • антисоциального применения (зачастую сюда относятся кустарно изготовленные смеси и вещества, которые используются в террористических и хулиганских целях).

Степень опасности

Также в качестве примера можно рассмотреть взрывоопасные вещества по степени их опасности. На первом месте находятся газы на основе углеводорода. Данные вещества склонны к произвольной детонации.

К ним относятся хлор, аммиак, фреоны и так далее.

Согласно статистике, почти треть происшествий, в которых основными действующими лицами выступают взрывоопасные вещества, связаны с газами на основе углеводорода.

Дальше следует водород, который в определенных условиях (например, соединение с воздухом в соотношении 2:5) приобретает наибольшую взрывоопасность. Ну и замыкают эту тройку лидеров по степени опасности пары жидкостей, которые склонны к воспламенению. Прежде всего, это пары мазута, дизельного топлива и бензина.

Взрывчатые вещества в военном деле

Взрывчатые вещества находят применение в военном деле повсеместно. Взрыв бывает двух типов: горение и детонация.

Из-за того, что порох горит, при его взрыве в замкнутом пространстве происходит не разрушение гильзы, а образование газов и вылет пули или снаряда из ствола.

Тротил, гексоген или аммонал как раз детонируют и создают взрывную волну, давление резко возрастает. Но для того, чтобы произошел процесс детонации, необходимо воздействие со стороны, которое может быть:

  • механическим (удар или трение);
  • тепловым (пламя);
  • химическим (реакция взрывчатого вещества с ещё каким-либо веществом);
  • детонационным (происходит взрыв одного взрывчатого вещества рядом с другим).

Исходя из последнего пункта, становится ясно, что можно выделить два больших класса взрывчатых веществ: композитные и индивидуальные. Первые в основном состоят из двух или более веществ, которые не связаны между собой химически. Бывает, что по отдельности такие компоненты не способны к детонации и могут проявить подобное свойство только при контакте друг с другом.

Также помимо главных компонентов в составе композитного взрывчатого вещества могут находиться различные примеси.

Назначение их также является весьма широким: регулирование чувствительности или фугасности, ослабление взрывных характеристик или их усиление.

Так как в последнее время мировой терроризм все больше и больше распространяется с помощью примесей, стало возможным обнаружить, где было изготовлено взрывчатое вещество, и найти его с помощью служебных собак.

С индивидуальными все понятно: иногда для положительного теплового выхода им не требуется даже кислород.

Бризантность и фугасность

Обычно для того, чтобы понять мощность и силу взрывчатого вещества, необходимо иметь представление о таких характеристиках, как бризантность и фугасность. Первая означает способность разрушать окружающие предметы.

Чем выше будет бризантность (которая, кстати, измеряется в миллиметрах), тем лучше вещество подойдет в качестве начинки для авиабомбы или снаряда.

Взрывчатые вещества с высокой бризантностью будут создавать сильную ударную волну и придавать разлетающимся осколкам большую скорость.

Фугасность же обозначает способность выбросить окружающие материалы. Она измеряется в кубических сантиметрах. Взрывчатыми веществами с высокой фугасностью зачастую пользуются при работе с грунтом.

Техника безопасности при работе с взрывоопасными веществами

Список травм, которые может получить человек из-за несчастных случаев, связанных со взрывчатыми веществами, весьма и весьма обширен: термические и химические ожоги, контузия, нервный шок от удара, ранения от осколков стеклянной или металлической посуды, в которой находились взрывоопасные вещества, повреждения барабанной перепонки.

Поэтому техника безопасности при работе со взрывоопасными веществами имеет свои особенности. Например, при работе с ними необходимо иметь предохранительный экран из толстого органического стекла или другого прочного материала.

Также тот, кто непосредственно работает со взрывоопасными веществами, должен быть облачен в защитную маску или даже шлем, перчатки и передник из прочного материала.

Хранение взрывоопасных веществ

Хранение взрывоопасных веществ также имеет свои особенности. Например, их незаконное хранение имеет последствия в виде ответственности, согласно Уголовному Кодексу РФ. Необходимо предотвращать загрязнение пылью хранящихся взрывоопасных веществ. Емкости с ними должны быть плотно закрыты, чтобы пары не попали в окружающую среду.

Примером могут выступать токсичные взрывоопасные вещества, пары которых могут вызвать как головную боль и головокружение, так и паралич. Горючие взрывоопасные вещества хранят в изолированных складах, которые имеют несгораемые стены. Места, где находятся взрывоопасные химические вещества, должны быть оснащены противопожарным оборудованием.

Эпилог

Итак, взрывчатые вещества могут быть как верным помощником человеку, так и врагом при неправильном обращении и хранении. Поэтому необходимо максимально точно следовать правилам техники безопасности, а также не пытаться изображать из себя юного пиротехника и мастерить какие-либо кустарные взрывоопасные вещества.

Источник: https://BusinessMan.ru/new-vzryvoopasnye-veshhestva-klassifikaciya-primery-primenenie-i-xranenie.html

Ссылка на основную публикацию