Взрывчатые вещества (ВВ), химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой химической реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием газов. Эта реакция, возникнув в какой-либо точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого ВВ или иного внешнего воздействия, распространяется по заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение) либо ударной волны (детонация). Скорость горения различных ВВ колеблется от долей мм/сек до десятков и сотен м/сек, скорость детонации может превышать 9 км/сек.
Взрывчатыми могут быть конденсированные (твёрдые и жидкие) вещества, газы, а также взвеси частиц твёрдых или жидких веществ в газах. Во взрывной технике применяются конденсированные и водонаполненные ВВ, преимущество которых заключается в значительной концентрации энергии в единице объёма.
В сочетании с большой скоростью процесса это позволяет получать при взрыве огромные мощности. Так, по заряду из 1 кг гексогена, объём которого 0,6 л, а теплота взрыва 5,4 Мдж (1300 ккал), детонация может пройти за 10 мксек (10-5 сек), что соответствует мощности 500 млн. квт (в десятки раз больше, чем мощность самой крупной электростанции).
Как делают тротил
Реакция при детонации идёт так быстро, что газообразные продукты с температурой несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к исходному объёму заряда, до давлений в десятки Гн/м2(сотни тысяч кгс/см2). Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Происходит взрыв.
Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное, или бризантное, действие взрыва); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в которой они происходят, гораздо больше (общее, или фугасное, действие взрыва). Давление р, развивающееся при детонации и определяющее бризантность ВВ, зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность, или работоспособность, ВВ определяется теплотой, а также объёмом газообразных продуктов взрыва. Обычно работоспособность выражают в относительных единицах, используя в качестве стандартного ВВ тротил, гремучий студень или аммонит № 6, либо в единицах энергии.
Помимо способности производить ту или иную работу, области применения ВВ определяются их химической и физической стойкостью (т.е. способностью сохранять свои свойства в процессе снаряжения, транспортировки и хранения) и чувствительностью к внешним воздействиям, характеризуемой минимальным количеством энергии, необходимым для возбуждения взрыва. Важной характеристикой ВВ является также их детонационная способность, мерой которой служит критический диаметр детонации, т. е. наименьший диаметр цилиндрического заряда, при котором детонация ещё распространяется, несмотря на разброс вещества из зоны реакции.
Детонационная способность ВВ тем больше, чем меньше критический диаметр. Основным источником энергии взрыва является окисление. Окислителем обычно служит кислород, который входит в состав ВВ и обеспечивает возможность их горения и взрыва без доступа воздуха. Чем больше кислорода в ВВ, тем выше их кислородный баланс.
# 8.1. Взрывчатые вещества
Если кислорода достаточно для превращения всего углерода ВВ в CO2, а водорода — в H2O, кислородный баланс ВВ равен нулю. У ВВ с недостатком кислорода он отрицателен, с избытком — положителен. Способностью к взрыву обладают и некоторые вещества, не содержащие кислорода, — азиды ацетилена, ацетилениды, диазосоединения, гидоазин, йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами, «замороженные»радикалы свободные, соединения инертных газов и др. Большинство из них, так же как многие кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органические соли хлорной и хлорноватой кислот, нитриты, нитрозосоединенияи др.), относятся к взрывоопасным веществам, но вследствие слишком высокой чувствительности, малой химической стойкости, токсичности, дороговизны и т.п. как ВВ не применяются. Некоторые взрывчатые смеси горючих веществ с окислителями (хроматами, бихроматами, перекисями, окислами, нитратами, хлоратами и т.п.) используются как пиротехнические составы.
Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2-3 десятка веществ. Основные из них — нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексоген, октоген, нитроглицерин, тетранитропентаэритрит — тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной кислоты, особенно нитрат аммония.
гексоген формула формула
Как правило, эти вещества применяют не в чистом виде, а в виде смесей, например смеси октогена, гексогена и тэна с тротилом, нитроглицерина с нитрогликолем, диэтиленгликольдинитратом и нитроклетчаткой, тротила с нитратом аммония, смеси аммиачной селитры с жидкими (например, соляровым маслом) и порошкообразными (например, древесной мукой, порошкообразным алюминием) горючими веществами. Для уменьшения чувствительности и опасности в обращении мощные ВВ смешивают с парафином, церезином и др. легкоплавкими добавками (флегматизация ВВ).
Для увеличения теплоты взрыва в смеси вводят порошкообразный алюминий или магний. Большое значение имеют смесевые ВВ, изготовляемые из невзрывчатых (или слабовзрывчатых) горючих и окислителей — игданиты, гранулиты, дымный порох, хлоратные и перхлоратные ВВ — смеси на основе солей хлорной и хлорноватой кислот, жидкого кислорода (оксиликвиты) и др.
По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) и обусловленным ими областям применения ВВ подразделяют на инициирующие (первичные), бризантные (вторичные) и метательные (пороха). Инициирующие ВВ характеризуются чрезвычайно высокой скоростью взрывного превращения.
Чувствительность их высока, горение неустойчиво и быстро переходит в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбуждён поджиганием, ударом или трением. Инициирующие ВВ используют для возбуждения взрывчатого превращения других веществ. Основные представители инициирующих ВВ — азид свинца, гремучая ртуть, тринитрорезорцинат свинца, тетразен.
Бризантные ВВ более инертны. Чувствительность их к внешним воздействиям гораздо меньше, чем инициирующих. Горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Поэтому они относительно безопасны в обращении.
В качестве бризантных ВВ применяют главным образом нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода, о которых говорилось выше. Основной режим их взрывного превращения — детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего ВВ. Бризантные ВВ применяют для взрывных работ, а также в снарядах и др. боеприпасах.
Метательные ВВ горят ещё более устойчиво, чем бризантные: они не детонируют при горении даже в самых жёстких условиях [большие заряды, давления порядка десятков и сотен Мн/м2 (сотен и тысяч кгс/см2)]. Основной режим взрывного превращения метательных ВВ — горение. Отличие метательных ВВ от бризантных определяется в основном не химическим составом, а физической структурой этих веществ (плотностью и прочностью заряда).
Классификация взрывчатых смесей.
Взрывчатая смесь Состав
Донариты 70-80 % NH4NO3 остальное — нитроглицериновое масло ( нитраты глицерина и гликоля), другие взрывчатые вещества, древесная мука; донариты постепенно вытесныют динамиты
Желатинодонариты NH4NO3, 20-40 % взрывчатой желатины (нитроглицерин с динитратом целлюлозы);обладают очень сильным бризантным действием.
Аммониты NH4NO3, остальное тринитротолуол; это взрывчатые смеси без нитроглицерина.
Предохранительные взрывчатые смеси Содержат NaCl в качестве пламягасителя, что уменьшает опасность взрыва газо- и пылевоздушных целей, применяется для проходки горных пород в шахтах.
ВВ широко применяют в народном хозяйстве при взрывных работах, взрывной сварке, взрывном упрочнении металла, взрывном штамповании. ВВ, применяемые в горной промышленности, подразделяют на непредохранительные — для открытых работ и для подземных работ (кроме шахт, опасных по газу или пыли, обычно ВВ для подземных работ обладают большей детонационной способностью, чем ВВ для открытых работ, и образуют при взрыве меньше ядовитых газообразных продуктов — окислов азота и окиси углерода), и на предохранительные взрывчатые вещества (для шахт, опасных по газу или пыли). Основную массу промышленных ВВ составляют аммониты и гранулиты. В меньших количествах используют динамиты, тротил, преимущественно гранулированный (гранулотол), иногда с добавкой алюминия (алюмотол), водонаполненные взрывчатые вещества.
В военной технике ВВ применяют для снаряжения боеприпасов: вторичные ВВ — для разрывных зарядов мин, снарядов, авиационных бомб, боевых частей ракет, боевых зарядных отделений торпед, ручных и ружейных гранат и др.; метательные — в качестве пороховых зарядов артиллерийских и миномётных выстрелов, патронов для стрелкового оружия, твёрдотопливных ракетных двигателей и др.; инициирующие — для устройств, обеспечивающих детонацию разрывного или воспламенение порохового зарядов (в капсюлях-детонаторах, электродетонаторах, детонирующем шнуре и т.п.). ВВ используют также для изготовления генераторов газа высокого давления (пороховые заряды для подачи компонентов в камеру сгорания жидкостных ракетных двигателей, для огнемётов и т.д.), устройства инженерных взрывных заграждений (минные поля, фугасы). Они являются важной частью атомных и термоядерных боеприпасов: взрыв зарядов вторичного ВВ обеспечивает достижение надкритической массы ядерного заряда.
Широкое применение ВВ находят и в научных исследованиях как простое и удобное средство получения высоких температур, больших скоростей и сверхвысоких давлений. Одним из направлений развития ВВ является широкое использование пригодных для механизированного заряжания сыпучих гранулированных ВВ, взрывание зарядов без применения инициирующих ВВ (например, с помощью мощного электрического разряда), разработка и внедрение новых типов ВВ [например, соединений, содержащих богатую кислородом тринитрометильную группу C (NO2)3], применение нитропарафинов, взрывчатых смесей на основе жидких окислителей (тетранитрометана, четырёхокиси азота и др.).
Первым ВВ был чёрный (дымный) порох, появившийся в Европе в 13 в. Применение вторичных ВВ началось лишь в 19 в. Пироксилин, пикриновую кислоту и тротил стали применять в военной технике, нитроглицерин и динамиты — в горной промышленности. Перед 2-й мировой войной начали применять тэн и гексоген, а после неё — октоген. В 80-х гг.
19 в. был изобретён бездымный порох, который стал основным метательным ВВ для огнестрельного оружия, а начиная с 30-х гг. 20 в. — и для реактивных снарядов (наряду со смесевыми порохами). В начале 19 в. для воспламенения чёрного пороха стали применять первое инициирующее ВВ — гремучую ртуть. Позже было обнаружено, что, увеличив заряд гремучей ртути, можно получить детонацию ВВ.
Это позволило применять в больших количествах такие ВВ, которые без детонатора взорвать трудно (аммониты, динамоны, водонаполненные ВВ). Применение ВВ стало и более экономичным и более безопасным. Существенно улучшились и способы применения ВВ.
Современная взрывная техника позволяет производить взрывы огромных (несколько тысяч т) зарядов ВВ с большим полезным эффектом и обеспечением полной безопасности людей и прилегающих сооружений. Мировое производство ВВ составляет несколько млн. т в год.
Химическая промышленность химические новости сюжеты
Узнайте более подробно новости в сфере химии, интересные химические новости и новости химической промышленности. Все самое новое и интересное новости химической отрасли все о химии и произвостве, химической продукции, химических реактивах и лабораторном оборудовании.
Новинки, приборы, технологии и оборудование в открытия в сфере химии — продажа химической продукции в Санкт-Петербурге и других регионах России и странах мира.События и новостные сюжеты в сфере химической отрасли. Полезная информация о том, что происходит в химической промышленности, выставки и мероприятия, оборудование, технологии, поставка и продажа химической продукции. Новинки в сфере производства, открытия новых материалов, вещест, химических элементов, как меняетя периодическая система элементов, что её ждет в ближайшем будущем?. Заметки ученых и специалистов — полезные статьи и материалы о химии.
Источник: bffwd.livejournal.com
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, индивидуальные в-ва или смеси, способные под влиянием к.-л. внеш. воздействия (нагревание, удар, трение, взрыв другого взрывчатого вещества и т.п.) к быстрой самораспространяющейся хим. р-ции с выделением большого кол-ва энергии и образованием газов (см. Взрыв). Р-ция, возникшая в ограниченном объеме в-ва, распространяется по взрывчатому веществу благодаря передаче энергии по массе в-ва. Расстояние, на к-рое перемещается фронт р-ции в единицу времени, наз. скоростью взрывчатого превращения.
Для взрывчатых веществ характерны два режима хим. превращения -детонация и горение. При детонации р-ция распространяется очень быстро (1-10 км/с в зависимости от природы взрывчатого вещества, св-в и размеров заряда) в результате передачи энергии посредством ударной волны. Материалы, находящиеся в контакте с зарядом детонирующего взрывчатого вещества, сильно деформируются и дробятся (местное, или бризантное, действие взрыва), а образующиеся газообразные продукты при расширении перемещают их на значит.расстояние (фугасное действие). Бризантное действие зависит от плотности заряда и скорости детонации, фугасное действие определяется теплотой взрыва, объемом и составом выделившихся газообразных продуктов.
При горении распространение р-ции обеспечивается передачей энергии к непрореагировавшему в-ву в результате теплопроводности. Скорость горения (от десятых долей мм/с до десятков см/с) в значительно большей степени зависит от природы взрывчатого вещества, чем скорость детонации. Небольшие добавки катализаторов, повышение начальных т-ры и давления увеличивают скорость горения.
Горение при определенных условиях может переходить в детонацию. По условиям этого перехода взрывчатые вещества делят на инициирующие взрывчатые вещества (первичные взрывчатые вещества), бри-зантные взрывчатые вещества (вторичные взрывчатые вещества) и пороха (метательные взрывчатые вещества).
Инициирующие взрывчатые вещества воспламеняются от слабого импульса и горят в десятки и даже сотни раз быстрее других, их горение легко переходит в детонацию при атмосферном давлении. Горение порохов не переходит в детонацию даже при давлениях в сотни МПа. Бризантные взрывчатые вещества занимают промежут. положение между порохами и инициирующими взрывчатыми веществами. В соответствии с этим пороха применяют в режиме горения в ствольном оружии, в кач-ве твердого ракетного топлива; бризантные взрывчатые вещества — в режиме детонации для пром. взрывных работ, снаряжения боеприпасов и др.; инициирующие — для возбуждения взрывчатого превращения других взрывчатых веществ.
Взрывчатые вещества способны к самопроизвольному термич. разложению, к-рое со временем приводит к потере необходимых св-в. Способность сохранять эксплуатационные св-за при переработке и хранении (хим. стойкость) — важная характеристика взрывчатых веществ. Разложение взрывчатых веществ при затрудненном теплоотводе может привести к саморазогреву и тепловому взрыву. Взрывчатые вещества опасны в обращении. Их взрывчатые превращения вызываются простыми воздействиями, чувствительность к к-рым всегда учитывается при работе с взрывчатыми веществами.
Важнейшие представители индивидуальных взрывчатых веществ: из ароматич. нитросоединений — тринитротолуол (тротил, тол), тринитрофенол, тринитроксилол и др.; из нитраминов — гексоген, октоген, тетрил; из нитроэфиров — нитроглицерин, целлюлозы нитраты, пентаэритриттетранитрат (ТЭН); из солей неорг. к-т — аммония нитрат, аммония перхлорат, свинца азид. Большинство применяемых взрывчатых веществ представляют собой смеси (смесевые взрывчатые вещества), в кач-ве компонентов к-рых используют как взрывчатые, так и невзрывчатые соединения.
В последнем случае смеси содержат в-ва, способные окисляться, или горючее (напр., порошкообразный металл, древесная мука), и окислитель (напр., NH4C1O4, NH4NO3, HNO3, N2O4). Примеры бризантных смесевых взрывчатых веществ: октоген или гексоген и тротил; динамиты-нитроглицерин, нитрогликоль или диэтиленгликолъдиншпрат и древесная мука; аммониты — NH4NO3 и нитросвединения; динамоны -NH4NO3 и древесная мука или др. орг. горючее; аммоналы — NH4NO3 с порошкообразным А1; игданиты — NH4NO3 и дизельное топливо; жидкие смеси конц.
HNO3 или N2O4 c горючим. Используются также смеси мощных индивидуальных взрывчатых веществ с флегматизаторами (парафин и др. легкоплавкие в-ва), позволяющими улучшить технол. св-ва взрывчатых веществ, снизить их чувствительность к внеш. воздействиям.
В целях повышения безопасности применения бризантных взрывчатых веществ в шахтах, опасных по пыли и газу, в их состав вводят пламегасители, или ингибиторы горения, обычно соли щелочных металлов (NaCl и др.). Такие смеси наз. предохранительными взрывчатыми веществами (антигризутными). Их разновидности-селективно-детонирующие взрывчатые вещества, представляющие собой смеси NH4C1, NaNO3 и нитроглицерина. Для эксплуатации зарядов при повышенных т-рах (напр., при разработке глубоких нефтяных скважин) применяют термостойкие взрывчатые вещества, напр. тринитробензол, октоген, диаминотринитробензол, гексанитростильбен.
Главное требование, предъявляемое к порохам, метательным взрывчатым веществам, — надежная устойчивость горения в жестких условиях применения (быстро растущее давление до десятков и сотен МПа, большие динамич. перегрузки, перепады т-ры). Оно удовлетворяется введением в смеси связующего (полимера), благодаря к-рому получают монолитный высокопрочный нехрупкий заряд. В кач-ве метательных взрывчатых веществ в ствольных системах используют пороха на основе нитрата целлюлозы: пироксилиновые и баллиститы. В ракетных системах в осн. применяют композиции, содержащие небольшое кол-во полимерного связующего, окислитель (гл. обр. NH4C1O4), горючее (А1), а иногда и мощные индивидуальные взрывчатые вещества; используют также баллиститы.
Инициирующие взрывчатые вещества — гремучая ртуть и азид свинца. В случае малочувствительных взрывчатых веществ инициирующие устройства содержат также небольшой промежут. заряд бризантного взрывчатого вещества. Для возбуждения горения порохов используют смеси гремучей ртути, свинца тринитрорезорцината или тетразена с добавками, повышающими чувствительность к мех. воздействию.
Ряд взрывчатых смесей на основе таких окислителей, как хроматы, дихроматы, хлораты, пероксиды, оксиды, нитраты металлов, в сочетании с горючими добавками применяют в пиротехнике (см. Пиротехнические составы). Мировое произ-во взрывчатых веществ неск. млн. т/год.
Первым взрывчатым веществом, примененным человеком, был дымный порох, изобретенный в Китае в 7 в. В Европе он известен с 13 В. Б. С. Светлов.
===
Исп. литература для статьи «ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА» : нет данных
Страница «ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.
Источник: xumuk.ru
ГЛАВА II. ПОНЯТИЕ О ВЗРЫВЕ И ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВАХ
Взрывчатыми веществами (ВВ) называются вещества, способные под влиянием внешнего воздействия к чрезвычайно быстрому химическому превращению с выделением тепла и образованием сильно нагретых газов. Процесс такого химического превращения взрывчатого вещества называется взрывом.
Для взрыва характерны три основных фактора, которые определяют действие, производимое взрывом:
• очень большая скорость превращения взрывчатого вещества, измеряемая промежутком времени от сотых до миллионных долей секунды;
• высокая температура, достигающая 3–4,5 тыс. градусов;
• образование большого количества газообразных продуктов, которые, сильно нагреваясь и быстро расширяясь, превращают выделяющуюся при взрыве тепловую энергию в механическую работу, производя разрушения или разбрасывание окружающих заряд предметов.
Совокупностью указанных факторов и объясняется огромная, по сравнению с другими источниками энергии, кроме атомной, мощность взрывчатых веществ. При отсутствии хотя бы одного из перечисленных факторов взрыва не будет. Например, термит при горении развивает температуру 3000°, но газов не образует и поэтому не дает взрыва. При горении каменного угля образуется большое количество газов, а тепла выделяется в 8 раз больше, чем при взрыве тротила, однако и каменный уголь не способен к взрыву, так как превращение его в газообразные продукты происходит в десятки миллионов раз медленнее, чем взрывчатое превращение тротила.
Для возбуждения взрыва необходимо воздействовать на взрывчатое вещество извне, сообщить ему некоторую порцию энергии, величина которой зависит от свойств взрывчатого вещества. Взрыв могут вызвать различные виды внешнего воздействия: механический удар, накол, трение, нагревание (пламенем, накаленным телом, искрой), электрическое накаливание или искровой разряд, химическая реакция и, наконец, взрыв другого взрывчатого вещества (капсюлем-детонатором, детонацией на расстоянии).
Не все способы возбуждения взрыва одинаково пригодны для любого взрывчатого вещества. Чувствительностьтех или иных взрывчатых веществ к внешним воздействиям различна и обусловливается их физико-химическими свойствами. Так, например, взрыв гремучей ртути или азида свинца происходит от легкого удара, небольшого трения или слабой вспышки огня; порох взрывается от огня; для взрыва тротила или мелинита удар и огонь непригодны, а нужен капсюль-детонатор. Степень чувствительности каждого взрывчатого вещества к внешним воздействиям определяет возможность и характер его практического применения и безопасность в обращении.
Не менее важным является стойкостьвзрывчатых веществ, т. е. их способность сохранять свои свойства при длительном хранении. Замечено, что некоторые взрывчатые вещества (пироксилин, мелинит и др.) с течением времени, особенно при несоблюдении правильного режима хранения, становятся более чувствительными и, следовательно, опасными в обращении, другие, наоборот, теряют свои взрывчатые свойства настолько, что взрываются не полностью или даже совсем не взрываются (например, аммониты).
Наконец, важнейшим свойством, характеризующим мощность взрывчатых веществ, является их бризантность,т. е. разрушительная способность. Бризантность зависит главным образом от скорости взрывчатого превращения, а также от количества образующихся газов и их температуры. По скорости все взрывные процессы делятся на два вида: детонацию и вспышку.
Детонация(собственно взрыв) протекает со скоростью нескольких тысяч метров в секунду. Так, аммонит детонирует со скоростью 3000–5000 м/сек, тротил – 6700 м/сек, гексоген – 8460 м/сек.
Вспышка –процесс в 10–1000 раз медленнее детонации. Она представляет собой быстрое сгорание без участия кислорода воздуха. Типичным примером вспышки является горение пороха на открытом воздухе, происходящее со скоростью нескольких метров в секунду.
При практической классификации взрывчатых веществ исходят из степени их бризантности и подразделяют все ВВ на две основные группы: бризантныеи метательные.Бризантные взрывчатые вещества обладают способностью детонировать, у метательных преимущественным видом взрывчатого превращения является вспышка.
Скорость взрывчатого превращения, а тем самым и мощность взрывчатых веществ, зависит от внешних условий, в которых происходит взрыв. Особенно ярко это проявляется у метательных взрывчатых веществ. Если, например, порох поместить на дно колодца или пробуравленной скважины и засыпать сверху землей (сделать забивку), то взрыв его произойдет в 10–50 раз быстрее, чем на открытом воздухе. Такой заряд произведет и соответственно больше разрушений.
На скорость детонации бризантных взрывчатых веществ также можно повлиять, хотя и в меньшей степени, чем метательных, изменяя условия взрыва. Так, взрывая заряд аммотола, вещества менее мощного, чем тротил, в колодце с забивкой, разрушения будут такими же, как и от заряда тротила равной величины. Скорость детонации, а следовательно, и мощность заряда тротила в прочной металлической оболочке несколько выше, чем такого же заряда, но без оболочки. Некоторое влияние на скорость детонации оказывают плотность заряда, его форма и габаритные размеры.
В группе бризантных ВВ особое место занимают высокочувствительные взрывчатые вещества, называемые инициирующимиза свою способность возбуждать (инициировать) взрывчатое превращение других ВВ, менее чувствительных к внешним воздействиям.
Остальные бризантные взрывчатые вещества сравнительно мало чувствительны ко всякого рода внешним воздействиям и безопасны в обращении, благодаря чему удобны для практического применения. Возбуждение в них детонации производится капсюлем-детонатором, снаряженным инициирующим ВВ. По степени бризантности и для упрощения расчета зарядов при производстве подрывных работ эти взрывчатые вещества подразделяются на ВВ нормальной, повышенной и пониженной мощности.
Высокая чувствительность инициирующих взрывчатых веществ ко всем видам внешнего воздействия делает недопустимым по условиям безопасности их применение в подрывном деле в виде самостоятельных зарядов. Инициирующие ВВ используются для снаряжения средств взрывания: капсюлей-детонаторов, детонирующих шнуров и др., куда они входят в небольших количествах. Главнейшими представителями инициирующих взрывчатых веществ являются гремучая ртуть, азид свинца и ТНРС.
Гремучая ртуть –мелкокристаллическое ядовитое вещество белого или светлосерого цвета, сладковатое на вкус, плохо растворимое в воде. К удару и трению гремучая ртуть наиболее чувствительна из всех инициирующих взрывчатых веществ. Химическая стойкость ее невелика, при нагревании до температуры 50° она начинает разлагаться, а при температуре, равной 160°, взрывается. При увлажнении взрывчатые свойства гремучей ртути сильно понижаются, так, при 10 % влажности она теряет способность к детонации. Крепкая серная кислота вызывает взрыв гремучей ртути.
Гремучая ртуть вступает в химическую реакцию с алюминием, поэтому она никогда не применяется в алюминиевых гильзах, а снаряженные ею капсюли-детонаторы имеют гильзы из картона или латуни.
Азид свинцапо внешнему виду похож на гремучую ртуть, но по свойствам отличен от нее: к удару и трению он менее чувствителен, обладает большей стойкостью к нагреванию, взрываясь при температуре 310°, не так боится сырости и взрывается при 30 % влажности. Под влиянием солнечного света взрывчатые свойства азида свинца ослабляются.
Гильзы капсюлей-детонаторов, содержащих азид свинца, бывают обычно алюминиевые, так как с медью азид свинца вступает в химическую реакцию.
Тенерес(ТНРС, тринитрорезорцинат свинца) – темно-желтое мелкокристаллическое вещество, нерастворимое в воде. Под влиянием прямого солнечного света темнеет и разлагается. Чувствительность тенереса к трению такая же, как у азида свинца, к удару он менее чувствителен, к лучу огня и искре – значительно больше. Тенересом покрывают поверхность азида свинца в капсюлях-детонаторах для безотказности взрыва.
Взрывчатые вещества нормальной мощности применяются во всех видах подрывных работ, ими снаряжаются инженерные, артиллерийские и авиационные боеприпасы. Важнейшими представителями этой группы ВВ являются тротил и мелинит. В иностранных армиях используются также подрывные заряды из пироксилина и тринитрокрахмала, по мощности приближающиеся к тротилу, но обладающие большей чувствительностью, особенно в сухом состоянии.
Тротил(тринитротолуол, тол) – кристаллическое вещество желтого цвета, горьковатое на вкус, практически нерастворимое в воде. К удару и трению тротил мало чувствителен, от удара и прострела пулей не загорается и не взрывается. От огня горит сильно коптящим пламенем. На солнце поверхность тротила приобретает бурый цвет. Плавится при температуре около 80°.
Продукты взрыва тротила ядовиты вследствие присутствия окиси углерода.
При подрывных работах тротил применяется, как правило, в виде прессованных шашек, которые бывают трех видов (рис. 1):
• большие, весом 400 г, размером 5 × 5 × 10 см;
• малые, весом 200 г, размером 2,5 × 5 × 10 см;
• буровые, весом 75 г, диаметром 3 см, высотой 7 см.
Рис. 1. Подрывные тротиловые шашки: а – большая (400 г); б – малая (200 г); в – буровая (75 г)
Шашки имеют запальные гнезда для вставления капсюля-детонатора № 8. Для удобства крепления зажигательных трубок или запалов изготавливаются большие шашки с резьбовыми втулками. Шашки обвертываются бумагой и покрываются тонким слоем парафина.
Иногда встречаются подрывные шашки из плавленого тротила, который менее чувствителен к взрыву капсюля-детонатора, чем прессованный тротил. В таких шашках запальные гнезда окружены промежуточным детонатором из прессованного тротила.
Тротиловые шашки хранятся и перевозятся в деревянных ящиках, содержащих по 25 кг шашек в каждом. В крышке ящика имеется закрытое планкой отверстие, служащее для того, чтобы можно было вставить через него капсюль-детонатор и использовать ящик целиком как заряд ВВ без вскрытия крышки, лишь удалив планку.
Мелинит(пикриновая кислота) – кристаллическое вещество светло-желтого цвета, очень горькое на вкус, плохо растворимое в воде, сильно окрашивает в желтый цвет кожу и ткани. Мелинит по свойствам близок к тротилу, но несколько чувствительнее его. При простреле пулей мелинит взрывается. Горение мелинита в количествах более 100 кг может перейти в детонацию.
Большим недостатком мелинита является меньшая стойкость его по сравнению с тротилом и способность взаимодействовать с металлами с образованием пикратов – веществ, очень опасных в обращении. По этим причинам в Советском Союзе мелинит применяется все реже и реже, вытесняясь более безопасным ВВ – тротилом. В иностранных армиях мелинит еще широко используется для подрывных работ.
Подрывные мелинитовые шашки имеют форму, размеры и вес такие же, как тротиловые.
Источник: infopedia.su
Общее понятие о взрывчатых веществах (ВВ)
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- химические соединения или смеси таких соединений, которые под воздействием определенных внешних воздействий способны к быстрому, саморазвивающемуся химическому превращению в большое количество газов. Руководство по подрывным работам. Утверждено нач. инж. Войск МО СССР 27.07.67г. Военное издательство. Москва.
1969г.
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.
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, 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.
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. Инженерные боеприпасы. Книга первая. Военное издательство. Москва.
1976г.
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.
6. Химическая стойкость.
7. Продолжительность и условия работоспособного состояния.
8. Нормальное агрегатное состояние.
9. Плотность. Б.В. Варенышев и др. Учебник. Военно-инженерная подготовка. Военное издательство. Москва.
1982г.
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. Б.С.Колибернов и др. Справочник офицера инженерных войск. Военное издательство. Москва.
1989г.
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:
Источник: studbooks.net