Министерство образования и наукироссийской федерации
 Скачать 3.28 Mb.
|
|
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА, ВЗРЫВНЫЕ УСТРОЙСТВА И СРЕДСТВА ВЗРЫВАНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ПРИ СОВЕРШЕНИИ ПРЕСТУПЛЕНИЙ Явление взрыва Взрыв — чрезвычайно быстрое превращение вещества, сопровождающееся выделением тепла и образованием большого количества сильно сжатых газов, способных выполнить механическую работу. В зависимости от исходной энергии взрыв может быть физический, химический и ядерный. Физическим взрывом называют мгновенное превращение вещества и разрушения среды в результате физического процесса, исходной энергией которого является энергия межмолекулярных связей вещества (тепловая энергия, энергия упругого сжатия и др.) например: взрыв газового баллона из-за ослабления стенок случайным нагревом, повреждением, коррозией — энергия упругого сжатия приводит к мгновенному разрушению оболочки, в котором вещество находится под давлением; взрыв парового котла из-за мгновенного превращения воды в пар при перегреве. Тепловая энергия вызывает мгновенное изменение физического состояния вещества — переход из жидкого состояния в газообразное. Химическим взрывом (далее — взрыв) называют чрезвычайно быструю самораспространяющуюся химическую реакцию, исходной энергией которой является энергия внутримолекулярных связей вещества. Химическую реакцию, сопровождающуюся взрывом, принято называть взрывчатым превращением. Взрывчатыми веществами (далее — ВВ) называют особую группу веществ способных к чрезвычайно быстрой самораспространяющейся химической реакции в результате внешнего воздействия. Исходной энергией Ядерного (термоядерного взрыва является внутриядерная энергия, освобождаемая при цепной реакции деления некоторых тяжелых атомных ядер или слияния (синтеза) ядер атомов лёгких элементов с образованием ядер более тяжелых элементов. Основными факторами взрыва являются: большая скорость взрывчатого превращения; выделение большого количества теплоты; образование большого количества газов. Скорость взрывчатого превращения является основной характеристикой ВВ и измеряется скоростью распространения ударной волны (м/с) по взрывчатому веществу. В результате больших скоростей взрывчатого превращения взрыв небольших зарядов ВВ происходит за чрезвычайно малый промежуток времени, равный от 0,01 до 0,0000001 с Так взрыв тротиловой шашки массой 400 г происходит за 0,000009 с, сгорание порохового заряда при выстреле из винтовки — за 0,0012 с. Количество выделяемой теплоты при взрывчатом превращении значительно, например, при взрыве 1 кг дымного пороха выделяется 2784 кДж, 1 кг тротила - 4187 кДж, 1 кг гексогена — 5451 кДж. Большое количество газов, образующихся при взрывчатом превращении может производить механическую работу метания или разрушения окружающей среды, например если 1 л бензина при сгорании образует 32 л газов, то тот же объем у дымного пороха - 336 л, у бездымного пороха - 1050 л, у тротила - 1104 л, у гексогена - 1543 л. Распространение взрывчатого превращения происходит в форме быстрого горения или детонации. Быстрое горение представляет собой послойное тепловое распространение взрывчатого превращения, скорость которого не превышает скорость звука в данном веществе. Передача тепла при быстром горении происходит от одного слоя к другому за счет теплопроводности и излучения тепла газообразными продуктами горения. Теплоотдача усиливается с повышением давления газообразных продуктов у горящей поверхности, которая зависит от скоростей горения и газооттока. Если скорость газооттока опережает скорость горения, то образующиеся газы успевают расшириться, и горение будет носить 176 устойчивый характер. Если скорость газооттока отстает, то неограниченное повышение давления может привести к переходу от быстрого горения к детонации. Для быстрого горения наиболее характерно распространение образовавшихся газов в сторону наименьшего сопротивления и производство работы метания. Детонацией называют распространение взрывчатого превращения под действием ударной волны, скорость которой выше скорости звука, постоянна и максимальна для данного ВВ. Взрывчатое превращение возникает в результате быстрого и резкого сжатия небольшой части ВВ. В месте сжатия ВВ разогревается, что вызывает химическую реакцию, сопровождающуюся выделением большого количества газов и тепла. Газообразные продукты, расширяясь, образуют во взрывчатом веществе волну сжатия — ударную волну. Ударная волна распространяется по всей массе ВВ со скоростью несколько километров в секунду и имеет резко очерченный фронт, на котором происходит резкое повышение давления и температуры. Под действием ударной волны соседние слои сжимаются и в них, в свою очередь, происходит интенсивная химическая реакция превращения ВВ в газообразные продукты с выделением тепла. Продукты взрыва движутся вслед за ударной волной. Благодаря постоянному восполнению газообразных продуктов, скорость ударной волны может быть постоянной. Максимальную и постоянную для для данного ВВ скорость распространения ударной волны называют скоростью детонации. Скорость детонации зависит от природы ВВ, его плотности и физического состояния, содержание примесей и наличие оболочки. С уменьшением количества инертных примесей и увеличением плотности ВВ скорость детонации возрастает. Значительно увеличивает скорость детонации наличие оболочки, препятствующей образующимся газам свободно расширяться, что повышает давление газов и способствует детонационному режиму. Опытным путем определен критический диаметр заряда в оболочке для каждого ВВ, необходимый для начала детонации. Начальный импульс — это внешнее воздействие, вызывающее взрывчатое превращение. Он может быть: механическим (удар, накол, трение, прострел пулей); тепловым (искра, луч огня, нагрев, в т.ч. электрический и химический); взрывным (взрыв другого ВВ) ВВ неодинаково реагируют на различные виды начальных импульсов, например, луч огня в замкнутом объеме вызывает быстрое горение коллоидного пороха, а дополнительный , при условии заполнения промежутков между зернами пороха жидкой средой, вызывает детонацию. Способность ВВ реагировать на внешнее воздействие называют чувствительностью. Чувствительность взрывчатых веществ, как неустойчивых химических соединений, зависит прежде всего от физико-химических свойств и характеризуется минимальной величиной начального импульса, необходимого для начала взрывчатого превращения. Чувствительность ВВ к удару определяют процентом взрывов из 25 падений с некоторой высоты груза массой 10 кг на штемпельный приборчик с 0,05 г ВВ. Чувствительность инициирующих веществ определяют грузом 0,5 кг. ВВ, имеющие чувствительность менее 7 см, являются чрезвычайно опасными в обращении и транспортировке не подлежат. Чувствительность ВВ может регулироваться примесями. Примеси, повышающие чувствительность ВВ, называют сенсибилизаторами. В качестве сенсибилизаторов используют металлические опилки, мраморная и песчаная крошка, песок и т.д. Примеси, понижающие чувствительность ВВ, называют флегматизаторами. Наиболее часто для понижения чувствительности ВВ применяют маслообразные вещества — парафин, церезин и др. Чувствительность ВВ к тепловому импульсу характеризуется температурой вспышки — наименьшей температурой, необходимой для начала взрывчатого превращения. Способность сохранять свои физические свойства при изменениях температуры, влажности, света и других условиях содержания называют стойкостью. Взрывчатые вещества Все ВВ (взрывчатые вещества), или взрывоспособные смеси, применяемые при производстве подрывных работ и снаряжении различных ВОП, в нормальных условиях могут находиться в конденсированном (твердом или жидком) или в газообразном виде и подразделяются на четыре основные группы. - инициирующие ВВ (или первичные); - бризантные ВВ (вторичные); - метательные ВВ (пороха); 178 - пиротехнические составы. Инициирующие ВВ - вещества, способные взрываться под влиянием незначительных тепловых или механических воздействий. Они характеризуются малым временем перехода реакции горения в детонацию, используются в качестве инициаторов взрывных процессов, для возбуждения детонации других ВВ. Вследствие указанных свойств инициирующие ВВ применяются исключительно для снаряжения средств инициирования - капсюлей-детонаторов. Наиболее распространенными представителями этой группы являются гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС. 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. 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. Метательными ВВ (пороками) называются такие ВВ, основной формой взрывчатого превращения которых является горение. Пороха делятся на дымные и бездымные. Пиротехническими смесями (составами) называются механические смеси различных веществ, предназначенные для снаряжения боеприпасов с целью получения различных эффектов (осветительного, зажигательного, сигнального, дымового и др.). Пиротехнические смеси огнеопасны и некоторые из них могут взрываться при механических воздействиях. ВВ обладают определенными характеристиками, наиболее важными из них являются: чувствительность к внешним воздействиям; энергия (теплота) взрывчатого превращения; скорость детонации; бризантность (дробящее действие); фугасность (работоспособность по механическому перемещению). Чувствительностью ВВ называется большая или меньшая способность их к взрывчатому превращению под влиянием внешних воздействий. Энергия (теплота) взрывчатого превращения — это количество тепла, выделяемого при взрыве 1 кг ВВ. Скорость детонации - скорость, с которой распространяется взрывчатое превращение по телу ВВ. Бризантность — способность дробить при взрыве соприкасающийся предметы (металл, горные породы и пр.). Бризантность зависит от скорости детонации: чем больше скорость детонации ВВ, тем больше его бризантность по сравнению с другими ВВ. Фугасность (работоспособность) характеризуется разрушением и выбросом материала той или иной твердой среды (чаще всего грунта), в которой происходит взрыв. Мерой фугасности служит объем воронки выброса, отнесенный к массе заряда ВВ. Инициирующие ВВ. Гремучая ртуть - мелкокристаллическое сыпучее вещество белой или серого цвета, ядовита, плохо растворяется в холодной и горячей воде. К удару, трению и тепловому воздействию гремучая ртуть наиболее чувствительна по сравнению с другими инициирующими ВВ. При увлажнении гремучей ртути ее взрывчатые свойства и восприимчивость к начальной 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 капсюле воспламенителей. Скорость детонации — 4850 м/сек. Азид свинца - 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 ТНРСа. Для возбуждения детонации в азиде свинца посредством накола его покрывают слоем специального накольного состава. Не теряет своих свойств при увлажнении и низких температурах. Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов. Скорость детонации - 4800 м/сек. ТНРС — мелкокристаллическое несыпучее вещество темно-желтого цвета; растворимость его в воде незначительна. Чувствительность ТНРСа к удару ниже, чем у гремучей ртути и азида свинца; по чувствительности к трению он занимает среднее место между вышеуказанными ВВ. ТНРС 180 достаточно чувствителен к тепловому воздействию; под влиянием прямого солнечного света он темнеет и разлагается. Самостоятельно не применяется используется для обеспечения безотказности азида свинца. Скорость детонации-5000 м/сек. 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 ВВ. Тэн (ВВ повышенной мощности) — белое кристаллическое вещество, негигроскопичное и нерастворимое в воде. По чувствительности к механически 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. Применяется для изготовления детонирующих шнуров и промежуточных детонаторов (во флегматизированном — с пониженной чувствительностью к внешним воздействиям - состоянии). Скорость детонации - 8400 м/сек. Гексоген (ВВ повышенной мощности) - 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). Скорость детонации 8380 м/сек. Тетрил (ВВ повышенной мощности) - кристаллическое вещество ярко-желтого цвета без запаха, солоноватое на вкус. Тетрил негигроскопичен и нерастворим в воде, достаточно легко прессуется. Чувствительность тетрила к механическому воздействию несколько ниже, чем чувствительность тэна и гексогена, но все же от прострела ружейной пулей он также может взрываться. Скорость детонации - 7000 м/сек. Октоген (ВВ повышенной мощности) — аналог гексогена, по свойствам (близок к нему, но отличается большей плотностью, более высокой температурой плавления и вспышки. Чувствительность к внешним воздействиям в чистом виде выше, чем у гексогена. Бентрит (ВВ повышенной мощности) - химически стойкое ВВ. Чувствительность к удару выше, чем у гексогена. Скорость детонации — 7900 м/сек. Нитроглицерин (ВВ повышенной мощности) — очень мощное ВВ, отличающееся очень высокой чувствительностью к механическим воздействиям. Представляет собой маслообразную бесцветную прозрачную жидкость. Ядовит. Очень чувствителен к толчкам, трению и ударам. Используется при производстве порохов. Тротил (ВВ нормальной мощности) - основное бризантное ВВ, применяемое для подрывных работ и снаряжения большинства боеприпасов. Он представляет собой кристаллическое вещество от светло- желтого до светло-коричневого цвета, горьковатое на вкус. Тротил негигроскопичен и практически нерастворим в воде. В производстве он получается и виде порошка (порошкообразный тротил), мелких чешуек (чешуированный тротил) или гранул (гранулированный тротил). Чешуированный тротил хорошо прессуется. Тротил плавится без разложения при температуре около 81°С; температура вспышки около 310°С, 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. Пресованный и литой тротил от прострела обычной ружейной пулей не в взрывается и не загорается, с металлами химически не взаимодействует. 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). Пикриновая кислота - кристаллическое вещество желтого цвета горькое на вкус. Пыль пикриновой кислоты сильно раздражает дыхательные пути. Пикриновая кислота в холодной воде растворяется слабо, и в горячей - несколько лучше; растворы ее сильно окрашивают кожу и ткани в желтый цвет. Чувствительность пикриновой кислоты к удару, трению и тепловому воздействию в 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. Пикраты — ВВ в большинстве случаев более чувствительные к механическим воздействиям, чем сама пикриновая кислота. Особенно чувствительными являются пикраты железа и свинца. Скорость детонации 7200 м/сек. 182 Пластичное ВВ (пластит-4) - однородная тестообразная масса светло-кремового цвета. 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. Скорость детонации - 7000 м/сек. Из ВВ пониженной мощности наиболее широко применяются аммиачно-селитренные ВВ. Они представляют собой механические взрывчатые смеси, основной частью которых является аммиачная (аммонийная) селитра; кроме селитры, в эти смеси входят взрывчатые или горючие добавки. |