Общие положения. Основные характеристики инициирующих, метательных, бризантных ВВ. Фугасность и бризантность.

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

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

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

1. Механическое (удар, 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. Метательные ВВ.
3. Бризантные ВВ.

Инициирующие ВВ

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

Гремучая ртуть (фульминат ртути) получается из металлической ртути путем обработки ее азотной кислотой и этиловым спиртом в присутствии некоторых добавок (соляной кислоты и медных опилок). Представляет собой мелкокристаллическое сыпучее вещество белого 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, применяемыми на практике. При увлажнении гремучей ртути ее взрывчатые свойства и восприимчивость к начальному импульсу понижаются (например, при 10 % влажности гремучая ртуть только горит, не детонируя, а при 30 % влажности не горит и не детонирует).
Гремучая ртуть при отсутствии влаги не взаимодействует химически с медью и ее сплавами. С алюминием же она взаимодействует энергично с выделением тепла и образованием невзрывчатых соединений (происходит разъединение алюминия). Поэтому гильзы гремучертутных капсюлей изготовлены из меди или мельхиора, а не из алюминия.
Гремучая ртуть разлагается в кислотах и щелочах, также при нагревании до температуры +50°С и более, а концентрированная серная кислота вызывает ее взрыв. Применяется для снаряжения также капсюлей-воспламенителей.

Азид свинца (азотистоводородный свинец) получается из металлического натрия и свинца в результате взаимодействия их с аммиаком и азотной кислотой. Азид свинца - единственное из применяемых ВВ, не содержащее кислород. Он представляет собой белый негигроскопичный мелкокристаллический порошок. При воздействии на него влаги и низких температур не снижает своей чувствительности и способности детонировать.
Кислоты, щелочи, углекислый газ (особенно в присутствии влаги) и солнечный свет медленно разлагают азид свинца. Температурные колебания не влияют на его стойкость, но при нагревании до +200°С он начинает разлагаться.
Азид свинца по сравнению с гремучей ртутью менее чувствителен к искре, лучу пламени и удару: но инициирующая способность азида свинца выше, чем у гремучей ртути. Так, например, для инициирования одного грамма тетрила нужно 0,29 г гремучей ртути и только 0,025 г азида свинца.
Для надежности возбуждения детонации азида свинца от искры и накола его покрывают, соответственно, слоем тенереса или специального накольного состава.
Азид свинца химически не взаимодействует с алюминием, но взаимодействует с медью и ее сплавами, с образованием азида меди, который во много раз чувствительнее азида свинца, поэтому гильзы капсюлей снаряжаемых азидом свинца, изготовляются из алюминия, а не из меди.
Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов.

Тенерес сокращенно ТНРС, представляет собой свинцовую соль стифниновой кислоты и называется стифнатом свинца, или тринитрорезорцинатом свинца. Это несыпучий мелкокристаллический порошок желтого цвета, малогигроскопичный и не взаимодействующий с металлами. Кислоты его разлагают. Под действием солнечного света тенерес темнеет и разлагается. Температурные колебания на тенерес действуют так же, как и на азид свинца. Растворимость тенереса в воде незначительна.
Инициирующая способность тоже весьма незначительна (даже 2 г тенереса не вызывают детонации тетрила), поэтому тенерес как самостоятельное инициирующее вещество не применяется, а вследствие своей большей чувствительности к искре и лучу пламени по сравнению с азидом свинца идет вместе с ним на снаряжение капсюлей-детонаторов.

Метательные ВВ

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

Дымный или черный порох представляет собой спрессованную, а затем размельченную на зерна различной крупности механическую смесь 75 % калиевой селитры, 15 % угля и 10 % серы. Зерна черные, блестящие, с темно-сизым отливом.
Дымный порох легко воспламеняется от удара, трения, искры, прострела пулей и т.п. Гигроскопичен, теряет способность к горению при сравнительно небольшом его увлажнении (более 2 %), при этом из блестящего становится матовым.
При зажигании пороха, заключенного в замкнутую оболочку, его горение существенно ускоряется (400 м/с), и он способен выполнить некоторую механическую работу (слабое дробление и отбрасывание).
Дымный порох в настоящее время применяется в так называемых дистанционных составах (замедлителях) в артиллерийских боеприпасах и в вышебных зарядах некоторых инженерных боеприпасов, а также в огнепроводных шнурах.

Бездымные пороха получают из нитроцеллюлозы (последняя получается из хлопка или древесины), растворяя ее в спиртоэфирной смеси (пироксилиновые пороха), или в нитроглицерине (нитроглицериновые пороха) с добавлением веществ, называемых стабилизаторами, для увеличения стойкости порохов при хранении. В отдельные сорта бездымных порохов вводятся также добавки для уменьшения скорости горения, для получения беспламенного выстрела и т. п.
Бездымные пороха представляют собой плотную массу от желтого до коричневого цвета, по внешнему виду напоминающую пластмассу. Форма элементов бездымного пороха может быть различной: для снаряжения винтовочных патронов и вышибных минометных зарядов применяется мелкий пластинчатый порох (зернистый); для снаряжения гильз артиллерийских снарядов и ракет - цилиндры разной длины и диаметра, имеющие, как правило, параллельно своей оси сквозные каналы тоже различного диаметра (от сотых долей миллиметра до 2 - 3 см).

Бризантные ВВ

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

Бризантные ВВ подразделяются на:

Повышенной мощности

К этой группе относятся ВВ, обладающие повышенной скоростью детонации (7500 - 8500 м/с) и выделяющие большое количество тепла при взрыве. Одновременно эти вещества имеют и несколько большую чувствительность к начальному импульсу, чем другие бризантные вещества, они взрываются от любого капсюля-детонатора, а также при ударе винтовочной пули. От действия открытого огня загораются и горят интенсивно, без копоти, белым или светло-желтым (тетрил - голубоватым) пламенем, не выделяя дыма; горение может перейти во взрыв.

Тэн или тетранитропентаэритрит, пентрит - белый кристаллический порошок, получаемый нитрованием пентаэтрита, который в свою очередь получается из формальдегида и ацетальдегида (продуктов, применяющихся также для изготовления пластмасс и медицинских препаратов).
Тэн негигроскопичен, нерастворим в воде и спирте, растворяется в ацетоне. С металлами не взаимодействует.
По чувствительности к внешним воздействиям тэн относится к числу наиболее чувствительных из всех практически применяемых бризантных ВВ.
Тэн применяется для изготовления детонирующих шнуров и снаряжения капсюлей-детонаторов, а во флегматизированном состоянии может использоваться для изготовления промежуточных детонаторов и снаряжения некоторых боеприпасов. Флегматизированный тэн подкрашивается в розовый или оранжевый цвет.
За рубежом тэн называется пентритом и применяется также в смесях с тротилом (так называемые пентолиты) или в смесях с тротилом и нитроглицерином (пентриниты) в виде пластичных ВВ; наличие нитроглицерина требует более осторожного с ним обращения и оберегания от воздействия низких температур.

Гексоген, или тримстилентринитроамин, нормальное агрегатное состояние - мелкокристаллическое вещество белого цвета без вкуса и запаха. В воде не растворяется, негигроскопичен, неагрессивен. С металлами в химическую реакцию не вступает. Прессуется плохо. От удара, прострела пулей взрывается. Загорается охотно и горит белым ярким шипящим пламенем. Горение переходит в детонацию (взрыв)
В чистом виде применяется только для снаряжения отдельных образцов капсюлей-детонаторов. Для подрывных работ в чистом виде не используется. Используется для промышленного изготовления взрывчатых смесей (ПВВ-4 (пластит), ЭВВ, ТГА, МС, ТГ-50). Обычно эти смеси применяются для снаряжения некоторых видов боеприпасов. Например, МС для морских мин, ТГ-50 для кумулятивных зарядов. С этой целью чистый гексоген смешивают с флегматизаторами, (обычно это смесь парафина и церезина), окрашивают суданом в оранжевый цвет и прессуют. В смеси ТГА и МС в гексоген добавляют аллюминевую пудру. Все эти работы проводятся в промышленных условиях на специальном оборудовании.

Тетрил, или тринитрофенилметилнитроамин, получается нитрованием диметиланилина, который применяется при производстве красителей и медицинских препаратов.
Тетрил - светло-желтый, солоноватый на вкус кристаллический порошок, легко прессуемый, негигроскопичный, плохо растворимый в спирте и хорошо - в бензине и ацетоне. С металлами не взаимодействует, в кислотах и щелочах медленно разлагается; плавится при +131,5°С с частичным разложением.
Применяется тетрил для снаряжения капсюлей-детонаторов и промежуточных детонаторов в боеприпасах.
В смеси с тротилом называется тетритол.

Октоген (циклотетраметилентетранитрамин) - аналог гексогена, по свойствам близок к нему, но отличается большей плотностью, более высокой температурой плавления и вспышки. В чистом виде обладает высокой чувствительностью (выше гексогена). Термически октоген устойчивее гексогена. Небольшие заряды из октогена выдерживают нагревание в течение 5 ч при 200° С.
Октоген применяется в термостойких средствах взрывания и других изделиях для скважин с высокой температурой забоя. Во флегматизированном виде используют в кумулятивных зарядах.

Нитроглицерин (глицеринтринитрат) - очень мощное бризантное ВВ, отличающееся очень высокой чувствительностью к механическим воздействиям. Его получают обработкой (нитрованием) глицерина смесью азотной и серной кислот.
Нитроглицерин представляет собой маслообразную бесцветную прозрачную жидкость. Ядовит. При 15-20°С нитроглицерин малолетуч, при 50°С его летучесть значительно возрастает. При температуре +13,2°С нитроглицерин затвердевает. Негигроскопичен и плохо растворяется в воде.
Нитроглицерин очень чувствителен к толчкам, трению и ударам, поэтому применение и перевозка нитроглицерина в чистом виде не разрешается. Используют при производстве нитроглицериновых порохов, детонитов, динамитов.

Нормальной мощности

ВВ этой группы, за исключением динамитов, обладают большой стойкостью, выдерживают длительное хранение и весьма мало чувствительны ко всякого рода внешним воздействиям, что делает обращение с ними практически безопасным.

Тротил или тринитротолуол, иногда называемый толом, а за границей тритоном, и сокращенно обозначаемый ТНТ, приготовляется нитрованием толуола - бесцветной жидкости, получаемой при коксовании каменного угля и крекинга нефти. Тротил представляет собой кристаллическое вещество от светло-желтого до светло-коричневого цвета, горьковатое на вкус.
Тротил плавится без разложения при температуре около 81°С, температура вспышки около 310°С; на открытом воздухе горит желтым сильно коптящим пламенем без взрыва. Горение тротила в замкнутом пространстве может переходить в детонацию.
К удару, трению и тепловому воздействию тротил малочувствителен. Прессованный и литой тротил от прострела обычной ружейной пулей не взрывается и не загораться, с металлами химически не взаимодействует.
Тротил растворяется в спирте, бензине, ацетоне, серной и азотной кислотах. Щелочи, а в присутствии влаги и аммиак, реагируют с тротилом, образуя более чувствительные соединения.
Для снаряжения боеприпасов тротил применяется не только в чистом виде, но и в сплавах с другими ВВ (гексогеном, тетрилом и др.). Порошкообразный тротил входит в состав некоторых ВВ пониженной мощности (например, аммонитов).

Для производства взрывных работ тротил, как правило, применяется в виде прессованных шашек:

Все подрывные шашки имеют запальные гнезда для капсюля-детонатора №8. Для более надежного сочленения со средствами взрывания запальные гнезда некоторых шашек делаются с резьбой. К надписи на бумажной обертке таких шашек добавлено: «С резьбой 1М10 х 1Н» или «С фольговой обкладкой резьбы».
Для защиты шашек от внешних воздействий их покрывают слоем парафина и обертывают бумагой, на которую затем наносится еще один слой парафина. Место расположения запального гнезда шашки обозначается черным кружком. Тротил - основное (табельное) бризантное ВВ, применяемое для взрывных работ почти во всех армиях, в том числе и в российской, а также для снаряжения большинства боеприпасов, как в чистом виде, так и в сплавах (смесях) с другими ВВ.

Пикриновая кислота или тринитрофенол, называемая иногда мелинитом, а в Японии - шимозе, представляет собой ярко-желтый порошок, горький на вкус, получаемый нитрованием фенола - продукта коксования каменного угля или крекинга нефти, применяющегося также для изготовления многих пластмасс и карболовой кислоты.
Чувствительность пикриновой кислоты к удару, трению и тепловому воздействию несколько выше чувствительности тротила; от прострела ружейной пулей она может взрываться. Пикриновая кислота горит сильно коптящим пламенем, но несколько энергичнее, чем тротил. Горение может переходить в детонацию (в количествах более 200 кг).
Пикриновая кислота по сравнению с тротилом обладает несколько большей мощностью и лучшей восприимчивостью к детонации. Порошкообразная и прессованная пикриновая кислота взрывается от капсюля-детонатора № 8. Литая пикриновая кислота от капсюля-детонатора № 8 детонирует не всегда, поэтому для взрыва ее требуется промежуточный детонатор.

Пластичное ВВ (пластит-4) представляет собой однородную тестообразную массу светло-кремового цвета. Пластит - смесевое ВВ, изготовляется из порошкообразного гексогена (80%) и специального пластификатора (20%) путем тщательного их перемешивания.
Пластит-4 негигроскопичен и нерастворим в воде; легко деформируется усилием рук. Легкая деформируемость позволяет использовать пластит для изготовления зарядов требуемой формы.
Пластические свойства пластита-4 сохраняются при температуре от -30°С до +50 С. При отрицательных температурах пластичность его несколько снижается; при температурах выше +25 С он размягчается и прочность изготовленных из него зарядов уменьшается.
К удару, трению и тепловым воздействиям пластит-4 малочувствителен (его чувствительность лишь немного выше чувствительности тротила). При простреле ружейной пулей, как правило, не взрывается и не загорается, при зажигании горит. Горение в количестве до 50 кг протекает энергично, но без взрыва. С металлами пластит-4 химически не взаимодействует. Детонирует от капсюля-детонатора № 8, погруженного в массу заряда на глубину не менее 10 мм.
При длительном воздействии высоких температур флегматизирующие вещества начинают выделяться к поверхности, и чувствительность пластита, внутренние слои которого - уже почти чистый гексоген, увеличивается.
Пластификаторы, не являясь взрывчатыми, снижают взрывчатые характеристики гексогена, а поэтому пластиты следует относить к ВВ нормальной мощности с коэффициентом, примерно равным 1,3 по отношению к тротилу.

Динамиты применяются в народном хозяйстве. В их состав в различных рецептурах входят нитроглицерин с добавками нитроэфиров, селитра в смеси с древесной мукой и стабилизаторами (мел или сода). Добавки нитроэфиров снижают температуру замерзания нитроглицерина, а следовательно, и динамита. Древесная мука служит в качестве горючего и разрыхлителя. Стабилизатор вводят для повышения химической стойкости динамитов. Чем больше содержание нитроглицерина, тем больше мощность динамита и выше его чувствительность к начальному импульсу.
Преимущества динамита - водоустойчивость, дающая возможность применять их в обводненных условиях и даже под водой, и высокая мощность. К недостаткам динамитов относятся повышенная чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, требующая большой осторожности при ведении взрывных работ и транспортировке, а также эксудация - способность выделять жидкий нитроглицерин на оболочку патронов, в результате чего они становятся чрезвычайно опасными и подлежат немедленному уничтожению. Кроме того, динамиты со временем стареют, т.е. теряют свою чувствительность к детонации от капсюля-детонатора. Поэтому установлены гарантийные сроки хранения динамитов: 4-6 месяцев.
У нас применяется в основном 62%-й динамит, который замерзает при - 19,5°С. Замерзший, полузамерзший или полуоттаявший динамит особенно опасен в обращении. Патрон замерзшего динамита легко узнать на ощупь, так как он тверже обычного. Этот динамит легко загорается от огня и на открытом воздухе в небольшом количестве сгорает без взрыва. При горении в большом количестве (свыше 5 кг) может взорваться.

Пониженной мощности

ВВ этой группы обладают пониженной бризантностью вследствие существенно меньшего тепловыделения и меньшей скорости их детонация (не более 5000 м/с), поэтому они уступают бризантным ВВ нормальной мощности по бризантному действию и равноценны им по работоспособности. Действительно, при взрывании аммиачно-селитряных взрывчатых веществ в грунтах и скальных породах объем выбрасываемой или разрыхляемой среды не меньше, чем при взрыве бризантных ВВ нормальной мощности. Пониженная бризантность сказывается при использовании этих взрывчатых веществ для перебивания таких прочных материалов, как металл, камень, бетон и т. п.
Из ВВ пониженной мощности наиболее широко применяются аммиачноселитряные ВВ, Они представляют собой механические взрывчатые смеси, основная часть которых - аммиачная (аммонийная) селитра; кроме селитры в эти смеси входят взрывчатые или горючие добавки.

Аммиачная селитра (азотнокислый аммоний) - кристаллическое, хорошо растворимое в воде вещество белого или бледно-желтого цвета, являющееся также одним из наиболее распространенных видов минеральные удобрений. Получается взаимодействием аммиака на азотную кислоту и представляет собой малочувствительное слабовзрывчатое вещество. В чистом виде от искры и от огня не загорается, горит лишь в мощном очаге пламени. Для инициирования взрыва требует промежуточного детонатора из более мощного ВВ. Но сухая, хорошо измельченная аммиачная селитра, находящаяся в массивной оболочке, взрывается от обычного капсюля-детонатора.
Низкая стоимость аммиачной селитры и возможность простого смешивания ее с взрывчатыми или горючими добавками позволяют получать разнообразные дешевые ВВ, удовлетворяющие различным условиям их применения. При этом компоненты, добавляемые к селитре, иногда частично локализуют то или иное отрицательное свойство селитры. В зависимости от характера примешиваемых к селитре добавок аммиачно-селитряные ВВ делятся на следующие подвиды:
Аммониты, в которых селитра смешивается с ВВ (чаше с тротилом и динитронафталином) с добавлением иногда и других невзрывчатых примесей.
Динамоны - смеси аммиачной селитры с горючими невзрывчатыми веществами; в качестве горючих веществ используются торф, древесные опилки, жмых, мука сосновой коры, пек, гудрон, уголь и т.п., т.е. вещества, богатые углеродом.
Аммоналы - взрывчатые смеси, в которых, кроме взрывчатых и горючих добавок, применяется еще и алюминиевая пудра, которая значительно повышает теплоту взрыва и температуру продуктов взрыва. Так, например теплота взрыва скального аммонала 1270-1290 ккал/кг вместо 800 - 900 ккал/кг для аммонитов.

Все аммиачно-селитряные ВВ достаточно безопасны в обращении: не взрываются от удара, трения, тряски и прострела винтовочной пулей: зажженные на открытом воздухе, горят спокойно без взрыва желтым коптящим пламенем. Хранить их надо в сухих, хорошо проветриваемых помещениях.
В настоящее время в расплав селитры, идущей на производство ВВ часто добавляют сернистое железо и жирные кислоты, которые придают ей желто-коричневый (вместо белого) цвет, а ВВ, изготовленные на ее основе, имеют в своем названии буквы ЖВ и выдерживают более длительное пребывание в воде, не теряя своих взрывчатых свойств.

Единственный вид аммонита, изредка поступающий в войска, - аммонит А-80 в виде прессованных брикетов размерами 125х125х60 мм и массой 1,35 кг. Брикеты покрываются гидроизоляционной оболочкой, предохраняющей их от действия влаги.
Брикеты аммонита могут находиться в воде в течение нескольких часов, не теряя взрывчатых свойств и восприимчивости к детонации. Брикеты взрываются промежуточным детонатором в виде шашки тротила массой 200 - 400 г или заряда другого бризантного ВВ. Поэтому брикеты не имеют запальных гнезд.

Фугасность и бризантность

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

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

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

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

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

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.

Впрочем, это сильно упрощенный и не вполне верный подход к пониманию мощности взрывчатых веществ. 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 данным количеством этого ВВ. Например: 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.

Инициирующие ВВ – называются ВВ способные в малых количествах (доли грамма) взрываться под действием слабого внешнего импульса искра, трение, удар, и т.д. По чувствительности, инициирующие ВВ делятся, на первичные и вторичные. Отличительными особенностями первичных является высокая чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, горение ВВ почти мгновенно переходит в детонацию. Первичные инициирующее ВВ - это гремучая ртуть, азид свинца, ТНРС. Первичные инициирующие ВВ инициируют более мощные вторичные инициирующие вещества гексоген, ТЭН. Которые и вызывают взрыв заряда промышленного ВВ. Промежуточные детонаторы изготавливают из зарядов тротила или тетрила и гексогена массой 200 или 800 грамм. С отверстием в центре для детонирующего шнура, или электродетонатора.

Для изготовления средств инициирования (С.И), применяемых в промышленности, используют весьма чувствительные ВВ.

Гремучая ртуть - кристаллический ядовитый порошок белого или серого цвета с температурой воспламенения 160˚С, в сухом порошкообразном состоянии чрезвычайно чувствительное ВВ, взрывающееся при самых слабых механических воздействиях. Это наиболее чувствительное из всех применяемых инициирующих ВВ. При содержании 10% влаги гремучая ртуть только горит, не детонирует, при содержании 30% влаги она даже не загорится. Поэтому гремучая ртуть хранится в емкостях с водой. Прессованная гремучая ртуть приобретает большую мощность и менее чувствительна к внешним воздействиям. Поэтому при изготовлении детонаторов первичные заряды гремучей ртути применяют в прессованном виде. При наличии влаги гремучая ртуть вступает в реакцию с медью, образуя весьма чувствительные фульминоты меди. В связи с этим детонаторы в медных гильзах, снаряженные гремучей ртутью, необходимо предохранять от влаги. С алюминием гремучая ртуть вступает в реакцию, образуя невзрывоопасные соединения, из-за чего при использовании гремучей ртути не применяют алюминиевые гильзы для детонаторов.

Азид свинца - белый мелкокристаллический порошок. Азид свинца негигроскопичен, не растворяется в воде и не теряет детонационных способностей при увлажнении. Под воздействием углекислого газа в присутствии влаги азид свинца переходит в углекислые соли, в связи с чем его чувствительность снижается. С медью азид свинца образует весьма чувствительные и опасные соединения, поэтому его запрессовывают в алюминиевые гильзы. Азид свинца более мощное, чем гремучая ртуть, инициирующее ВВ. Степень уплотнения и температура азида свинца не оказывают влияния на его чувствительность. Азид свинца недостаточно чувствителен к лучу огня, поэтому его применяют совместно с более чувствительным к тепловому импульсу тринитрорезорцинатом свинца (ТНРС).

ТНРС - золотисто- желтый кристаллический порошок, темнеющий на воздухе, с удельным весом 3.01. ТНРС физически и химически стоек, мало растворим в воде и мало гигроскопичен, с металлами не взаимодействует и следовательно, его можно снаряжать в любые оболочки. По чувствительности занимает промежуточное положение между азидом свинца и гремучей ртутью. По инициирующей способности ТНРС применяется только как промежуточный заряд массой 0,1г, который вызывает взрыв азида свинца, а последний взрывает заряд вторичного инициирующего ВВ.

Вторичные инициирующие ВВ предназначены для увеличения энергии первичного начального импульса, сообщаемого зарядом инициирующего ВВ, и детонирования заряда промышленного ВВ. Вторичные инициирующие ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, но имеют большую скорость детонации, теплоту взрыва и более высокую инициирующую способность по сравнению с первичными инициирующими ВВ.

Тетрил - кристаллический порошок бледно-желтого цвета. При воспламенении быстро горит, причем горение может перейти во взрыв. С металлами тетрил не взаимодействует. Обладает высокими взрывчатыми характеристиками. Получается он при нитрации диметиланилина азотной кислотой в смеси с серной. Насыпная плотность порошкообразного тетрила сос­тавляет 0,9-1 г/см 3 , а плотность, достигаемая прес­сованием, равна 1,7 г/см 3 . Восприимчивость тетрила достаточно высокая. Гремучая ртуть вызывает дето­нацию порошкообразного тетрила зарядом 0,29 г, а азид свинца-0,025 г. При плотности 1,68 г/см 3 тет­рил детонирует от взрыва 0,54 г гремучей ртути. Применяется тетрил в КД при плотности 1,6- 1,63 г/см 3 . Тетрил практически негигроскопичен, не­растворим в воде и обладает сравнительно высокой химической стойкостью. Однако он способен доволь­но энергично взаимодействовать с аммиачной селит­рой выделяя тепло. Смесь тетрила способна к самовоспламенению, и поэтому изготовление и при­менение таких смесей категорически запрещены. От пламени тетрил загорается и довольно энергично горит, причем горение даже в сравнительно неболь­ших количествах (несколько десятков килограммов) может перейти в детонацию. Тетрил имеет повышен­ную чувствительность к механическим воздействиям. Его применяют в основном для снаряжения КД и изготовления прессованных шашек, используемых в качестве промежуточных детонаторов при взрывании зарядов из маловосприимчивых к детонации ВВ гранулитов и водонаполненных ВВ. Тетрил относится к ВВ повышенной мощности.

ТЭН пентаэритристетранитрат – кристаллический порошок белого цвета. Негигроскопичен и не растворим в воде. Воспламеняется с трудом, в небольших количествах горит спокойно, относится к наиболее мощным и чувствительным вторичным инициирующим ВВ. Применяется в основном для изготовления ДШ и в качестве вторичного инициирующего в некоторых электродетонаторах.

Экзаменационный билет №13

Инициирующие взрывчатые вещества обладают наибольшей чувствительностью к внешним воздействиям. Развитие процесса детонации в них, т. е. установление детонационной скорости, происходит за очень малый промежуток времени, почти мгновенно, и поэтому они способны детонировать в очень малых количествах (порядка десятых долей грамма) от таких простых начальных импульсов, как искра, луч пламени, накол, возбуждая взрывчатое превращение в других, менее чувствительных веществах.

Весьма большая чувствительность и слабые взрывчатые характеристики инициирующих взрывчатых веществ не позволяют использовать их в качестве основных взрывчатых веществ для получения от них механической работы.

Гремучая ртуть получается из металлической ртути путем обработки ее азотной кислотой и этиловым спиртом в присутствии некоторых добавок (соляной кислоты и медных опилок). В результате после

Промывки образуется белый кристаллический порошок, очень чувствительный ко всякого рода внешним воздействиям, а потому требующий крайне осторожного обращения с ним.

При увлажнении гремучая ртуть теряет свои взрывчатые свойства; при содержании 10% влаги только горит и не взрывается, а при 30% влажности даже не загорается.

В кислотах и щелочах гремучая ртуть разлагается, а концентрированная серная кислота вызывает ее взрыв.

С металлами практически не взаимодействует, лишь с алюминием она энергично реагирует, выделяя тепло и образовывая невзрывчатые соединения. С медью, из которой изготовляются гильзы капсюлей-детонаторов и чашечки капсюлей-воспламенителей, гремучая ртуть может взаимодействовать лишь в присутствии влаги, но химические реакции при этом идут крайне медленно с образованием фульмината меди - вещества, более чувствительного к трению, удару и нагреву.

Изменения температуры в пределах обычных ее колебаний не влияют на стойкость гремучей ртути, но длительное нагревание при температурах более +50° С приводит к ее разложению и к потере ею взрывчатых свойств. При температуре ниже -100° С гремучая ртуть также теряет свои взрывчатые свойства.

Гремучая ртуть в настоящее время применяется только для снаряжения капсюлей-детонаторов и электродетонаторов и в капсюльных составах, идущих на снаряжение капсюлей-воспламенителей.

Азид свинца получается из металлического натрия и свинца в результате взаимодействия их с аммиаком и азотной кислотой. Азид свинца - единственное из применяемых взрывчатое вещество, не содержащее кислорода. Он представляет собой белый мелкокристаллический порошок, негигроскопичный. При воздействии на него влаги он не снижает своей чувствительности и способности детонировать. Однако в присутствии влаги и при повышенных температурах азид свинца взаимодействует с металлами, образуя азиды металлов (например, азид меди), которые во много раз чувствительнее, чем азид свинца.

Кислоты, щелочи, углекислый газ (особенно в присутствии влаги) и солнечный свет медленно разлагают азид свинца. Температурные колебания не влияют на его стойкость, но при нагревании до 200°С он начинает разлагаться.

Азид свинца по сравнению с гремучей ртутью менее чувствителен к искре, лучу пламени и удару; но инициирующая способность азида свинца выше, чем у гремучей ртути. Так, например, для инициирования одного грамма тетрила нужно 0,29 г гремучей ртути и только 0,025 г азида свинца.

Азид свинца применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов и электродетонаторов.

Тенерес [С6H(NO2)3O2PbH2O], сокращенно ТНРС , представляет собой свинцовую соль стифнииовой кислоты и называется стифнатом свинца или тринитрорезор-цинатом свинца. Это мелкокристаллический порошок золотисто-желтого цвета, мало гигроскопичный и не взаимодействующий с металлами. Кислоты его разлагают. Под действием солнечного света тенерес темнеет и разлагается. Температурные колебания на тенерес действуют так же, как и на азид свинца.

32 33 34 35 36 37 38 39 ..

7.8. Инициирующие взрывчатые вещества

Инициирующими называют такие ВВ, которые способны даже в малых количествах взрываться под действием начального им,пульса любого вида и вызывать при этом детонацию промышленных ВВ. Инициирующие ВВ обладают большой чувствительностью и взрываются от небольшого внешнего воздействия: легкого удара, трения, искры, нагрева. Некоторые инициирующие ВВ могут взрываться от прикосновения гусиного пера. Эти свойства инициирующих ВВ делают их очень опасными в производстве, при обращении и хранении.

По чувствительности инициирующие ВВ условно разделены на первичные и вторичные.

К первичным (более чувствительным) инициирующим ВВ относят гремучую ртуть, азид свинца и ТНРС (три-нитрорезорцинат свинца). Они предназначены для инициирования более мощных, но менее чувствительных вторичных инициирующих ВВ: тетрила, гексогена, тэна, которые, обладая большой скоростью детонации и более высокой инициирующей способностью, передают детонацию основному заряду промышленного ВВ. Первичные и вторичные инициирующие ВВ служат для снаряжения капсюлей-детонаторов, электродетонаторов и детонирующих шнуров.
Гремучая ртуть представляет собой белый или с£рый ядовитый кристаллический порошок, который воспламеняется при температуре 160 °С. Быстрое нагревание до этой температуры сопровождается взрывом. Слабые удары, трение и царапание также вызывают взрыв. Гремучая ртуть - наиболее чувствительное и самое давнее (для практических целей ее стали использовать с 1815 г.) из всех применяющихся ВВ. При влажности 10% гремучая ртуть горит, но не детонирует, а при содержании влаги 30% даже не загорается. Поэтому хранят ее в банках с водой. При изготовлении детонаторов гремучую ртуть прессуют, ибо в таком виде она менее чувствительна к внешним воздействиям. Спрессованная при давлении от 0,5 до 100 МПа гремучая ртуть становится чувствительной к нако-лу, но воспламеняется с трудом и горит без взрыва. Свойство изменять чувствительность в зависимости от давления прессования называют свойством «перепрессования». При наличии влаги гремучая ртуть вступает в реакцию с медью, образуя очень чувствительное соединение - фульминат меди, из-за чего детонаторы с медными гильзами следует предохранять от влаги.

Азид свинца открыт в 1891 г. В качестве самостоятельного ВВ применяется с 1907 г. В настоящее время является одним из основных инициирующих ВВ. Это мелкий кристаллический порошок белого цвета без запаха, со сладким металлическим вкусом. Продукты взрыва его ядовиты.

Плотность азида свинца 4,7-4,8 г/см3. Он негигроскопичен, практически нерастворим в воде и поэтому не теряет детонационной способности при увлажнении; при взаимодействии с медью образует очень чувствительное соединение азид меди. При снаряжении детонаторов запрессовывается в алюминиевые оболочки.

Стойкость азида свинца выше, чем у гремучей ртути. Степень уплотнения и длительное нагревание до температуры 100 °С не влияют на его чувствительность. Температура вспышки его около 130 °С, чувствительность ко всем видам внешних воздействий в 2-3 раза ниже, чем у гремучей ртути. Детонирует от любого внешнего воздействия.

По сравнению с гремучей ртутью инициирующая способность азида свинца в 5-10 раз выше. Азид свинца применяется главным образом для изготовления детонаторов. Но поскольку его чувствительность к огню (а также к удару и наколу) ниже, чем у гремучей ртути, азид свинца применяют в комбинации с другими ВВ, увеличивая тем самым надежность действия детонатора.

Тринитрорезорцинат свинца (ТНРС, тенерес) открыт в начале прошлого столетия. В качестве ВВ стали применять в 1914 г. Представляет собой желтый кристаллический порошок плотностью 3,8 г/см3. Не растворяется в воде и сохраняет детонационную способность при увлажнении. ТНРС - стой-

кое вещество, хорошо выдерживает нагревание, не разлагается на солнечном свете. С металлами не взаимодействует. Чувствительность его к механическим воздействиям примерно вдвое ниже, чем чувствительность азида свинца. К огню (или искре) чувствительность повышена: он безотказно детонирует от этих видов начального импульса, хотя температура вспышки его высокая (около 270 °С).

Характерная особенность ТНРС заключается в чувствительности к электрическим разрядам и способности легко электризоваться от трения.

Инициирующая способность у ТНРС гораздо ниже, чем у гремучей ртути и азида свинца. Самостоятельно ТНРС почти не применяется. В составе детонаторов он служит как промежуточное ВВ.

Учитывая высокую чувствительность, инициирующие ВВ не перевозят, а перерабатывают на месте изготовления. Средства инициирования, снаряженные этими ВВ, тоже требуют осторожного обращения. Хранятся они в отдельных помещениях; их следует оберегать от ударов и нагревания.

Разбирать средства взрывания категорически запрещается, так как царапание по заряду или незначительное нажатие на него сопровождается взрывом.

Хранилища для средств взрывания должны быть сухими: влага способствует взаимодействию инициирующих ВВ с металлами. Капсюли, содержащие гремучую ртуть, при хранении в сырых помещениях почти всегда дают отказы.

Вторичные инициирующие ВВ относятся к бризантным, основной формой разложения которых является детонация. Из-за малой чувствительности к внешним воздействиям они более безопасны.

Тетрил является очень распространенным ВВ, открыт в 1877 г. Представляет собой кристаллическое вещество бледно-желтого цвета, без запаха, с солоноватым вкусом, плотностью 1,73 г/см3. В спрессованном виде его плотность составляет 1,58-1,63 г/см3. Температура плавления 131 °С, при плавлении частично разлагается. В воде и спирте почти не растворяется, с металлами не взаимодействует.

От сильного удара или трения может дать вспышку или взорваться. Прострел тетрила пулей вызывает детонацию. Загорается при температуре 190 °С, горит со вспышками и шипением, горение может перейти во взрыв. Легко детонирует от любого капсюля. В качестве самостоятельного ВВ применяется редко из-за высокой стоимости.

Гексоген - очень мощное ВВ, впервые получен в 1929- 1930 гг. Белое кристаллическое вещество без запаха и вкуса, плотностью 1,8 г/см3. Прессуется до плотности 1,66 г/см3, плавится при температуре 202 °С.

Гексоген негигроскопичен, с металлами не взаимодействует. Восприимчивость его к детонации и чувствительность к меха-

Взрывчатые вещества 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. ВВ принято характеризовать минимальным количеством энергии, которое необходимо затратить для того, чтобы возбудить процесс взрывчатого превращения.

Энергия (теплота) взрывчатого превращения ВВ - это количество тепла, которое выделяется при взрыве 1 кг ВВ. Энергия взрывчатого превращения, обычно выражается в ккал/кг, рассчитывается теоретически на основе реакций взрывчатого превращения ВВ или определяется опытным путем.

Характеристика инициирующих взрывчатых веществ

Инициирующие ВВ служат для возбуждения взрыва бризантных ВВ. Основной особенностью их является то, что горение их вызванное поджогом переходит во взрыв. Если поместить немного инициирующего ВВ на заряд из бризантного ВВ и поджечь, то взрыв его произведет такой сильный удар, в результате которого взорвется и бризантное ВВ. Инициирующие ВВ обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям (воздействию огня, удару, горению). Применяются они исключительно для снаряжения средств инициирования (капсюлей-детонаторов, капсюлей воспламенителей, электродетонаторов и электровоспламенителей и др.).

Бризантные ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, но обладают большей мощностью, чем инициирующие ВВ. Они служат для получения разрушительного действия взрыва. Бризантные ВВ применяются в чистом виде, а также в виде смесей друг с другом для производства подрывных работ, снаряжения авиационных, артиллерийских и инженерных боеприпасов.

Метательные ВВ (пороха) применяются в качестве метательного средства. Они используются для изготовления вышибных зарядов в осколочных и сигнальных минах огнепроводного шнура, воспламенителей реактивных зарядов, а также в артиллерийских и стрелковых боеприпасах.

Гремучая ртуть (фульминат ртути) - мелкокристаллическое сыпучее вещество белого или серого цвета, ядовита, плохо растворяется в холодной и горячей воде. Наиболее чувствительна к удару и тепловому воздействию в сравнении с другими инициирующими ВВ, применяемыми в практике. При увлажнении гремучей ртути ее взрывчатые свойства и восприимчивость к начальному импульсу понижается (например, при 10% влажности гремучая ртуть только горит, а при 30% влажности не горит и не детонирует). Применяется для снаряжения капсюлей-детонаторов и капсюлей- воспламенителей. Гремучая ртуть при отсутствии влаги не взаимодействует химически с медью и ее сплавами. С алюминием же она взаимодействует энергично с выделением тепла и образованием невзрывчатых соединений (происходит разъедание алюминия). Поэтому гильзы гремуче-ртутных капсюлей изготавливаются из меди или мельхиора, а не из алюминия. Скорость детонации 4850 м/сек.

Азид свинца (азотистоводороднокислый свинец) представляет собой мелкокристаллическое вещество белого цвета, слабо растворяющееся в воде. К удару, трению и действию огня азид свинца менее чувствителен, чем гремучая ртуть. Для обеспечения надежности детонации азида свинца действием пламени его покрывают слоем тенереса. Для возбуждения детонации в азиде свинца посредством накала его покрывают слоем специального накального состава. Азид свинца не теряет способности к детонации при увлажнении и низких температурах; инициирующая способность его значительно выше, чем инициирующая способность гремучей ртути. Применяется для снаряжения капсюлей детонаторов. Азид свинца химически не взаимодействует с алюминием, но активно взаимодействует с медью и ее сплавами, поэтому гильзы капсюлей, снаряжаемых азидом свинца, изготавливаются из алюминия, а не из меди. Скорость детонации 4800 м/сек.

Тенерес (тринитрорезорцинат свинца ТНРС) представляет собой мелкокристаллическое не сыпучее вещество темно-желтого цвета, растворимость его в воде не значительна. Чувствительность тенереса к удару ниже чувствительности гремучей ртути и азида свинца, но чувствительности к трению он занимает среднее место между гремучей ртутью и азидом свинца. Тенерес достаточно чувствителен к тепловому воздействию, под влиянием прямого солнечного света он темнеет и разлагается. С металлами тенерес химически не взаимодействует. Ввиду низкой инициирующей способности тенерес не имеет самостоятельного применения, а используется в некоторых типах капсюлей-детонаторов с целью обеспечения безотказности инициирования азида свинца. Скорость детонации 5000 м/с.

Капсюли составы, используемые для снаряжения капсюлей-воспламенителей, представляют собой механические смеси ряда веществ распространенными из которых являются гремучая ртуть, хлорат калия (бертолетова соль) и трехсернистая сурьма (антимоний). Под действием удара или накала капсюля-воспламенителя происходит воспламенение капсюльного состава с образованием луча огня, способного воспламенить порох или вызвать детонацию инициирующего ВВ.