Взрывчатые вещества (сокращенно ВВ) – это особые химические соединения, а также их смеси, которые способны взрываться под влияниями наружных условий или происходящих внутренних процессов, при этом образуются чрезвычайно нагретые газы и выделяется тепло. Различают три группы взрывчатых веществ, имеющих разную восприимчивость к внешним влияниям и разные типы взрыва. К ним относятся: инициирующие, метательные, а также бризантные вещества. В этой статье представлена информация о бризантных ВВ и сферах их применения.
Общие понятия
Взрыв – это стремительное преобразование взрывчатого вещества в значительное количество чрезвычайно сжатых и нагретых газов, которые, расширяясь, совершают следующую работу: перемещают, дробят, разрушают, выбрасывают.
Взрывчатое вещество подразумевает собой механическую смесь или соединения химических элементов, которые могут быстро преобразоваться в газы. Взрыв похож на горение угля или дров, но различается большой скоростью протекания этого процесса, которая часто составляет десятитысячные доли секунды. В зависимости от скорости превращения взрывы подразделяют так:
- Горение. Передача энергии от одного слоя вещества к другому совершается вследствие теплопроводности. С небольшой скоростью протекает процесс горения и возникновения газов. Такой взрыв свойственен пороху, при котором пуля выбрасывается, но гильза не разрушается.
- Детонация. Энергия от слоя к слою передается практически мгновенно. Газы образуются со сверхзвуковой скоростью, давление стремительно увеличивается, и происходят сильные разрушения. Такой взрыв присущ гексогену, аммониту, тротилу.
Для того чтобы начался процесс взрыва, требуется воздействие извне на взрывчатое вещество, которое бывает следующих типов:
- детонационное – взрыв рядом другого ВВ;
- тепловое – нагревание, искра, пламя;
- химическое – химическая реакция;
- механическое – трение, накол, удар.
Взрывчатого типа вещества неодинаково реагируют на воздействия извне:
- некоторые способны быстро взрываться;
- другие – чувствительны только к определенному воздействию;
- третьи могут взрываться даже без всякого влияния на них.
Основные свойства ВВ
Их главными свойствами являются:
- восприимчивость к наружным влияниям;
- бризантность;
- характерное агрегатное состояние;
- количество энергии, выделяемое при взрыве;
- химическая устойчивость;
- стремительность детонации;
- плотность;
- фугасность;
- длительность и обстоятельства работоспособного состояния.
Каждое взрывчатое вещество можно подробно описать, используя все его характеристики, но в большинстве случаев используют две из них:
- Бризантность (ломать, дробить, разбивать). Т. е. это способность взрывчатого вещества производить разрушающие действия. Чем выше бризантность, тем быстрее формируются при взрыве газы и с большей силой происходит взрыв. В результате хорошо раздробится корпус снаряда, осколки разлетятся с большой скоростью, произойдет сильная ударная волна.
- Фугасность – мера работоспособности ВВ, выполняющего разрушительные, метательные и другие действия. Основное влияние на нее оказывает объем газа, выделяемый при взрыве. Огромное количество газа способно осуществить большую работу, например, выбросить из района взрыва бетон, грунт, кирпич.
Бризантные взрывчатые вещества, обладающие повышенной фугасностью, подойдут для взрывных работ в шахтах, при ликвидации ледяных заторов, устройстве различных котлованов. При изготовлении снарядов сначала обращают внимание на бризантность, а фугасность отступает на второй план.
Классификация
Взрывчатые вещества имеют несколько классификаций. На основе своих свойств они подразделяются следующим образом:
- Инициирующие – находят применение для подрыва других ВВ. Они имеют высокую чувствительность к факторам инициации и обладают большей скорости детонации. А также их еще называют первичные ВВ, которые способны взорваться от слабого механического воздействия. В группу входит: диазодинитрофенол, гремучая ртуть.
- Бризантные взрывчатые вещества – характерны большой бризантностью и применяются как основной заряд для большей части боеприпасов. Это вторичные взрывчатые вещества, имеющие меньшую чувствительность к внешним воздействиям по отношению к первичным ВВ. В своем химическом составе они содержат нитраты и их соединения, обладают мощным взрывным действием. Для их взрыва используют небольшое количество инициирующих веществ.
- Метательные – служат источником энергии для метания пуль, снарядов, гранат. К ним относятся разного вида ракетные топлива и порох.
- Пиротехнические составы – используют для специальных боеприпасов. Сгорая, они дают характерный эффект – сигнальный, осветительный.
Кроме этого, по физическому состоянию они бывают:
- твердые;
- жидкие;
- газообразные;
- эмульсионные;
- суспензии;
- пластичные;
- гелеобразные;
- эластичные.
Бризантные ВВ
Свое название бризантные вещества получили от французского слова briser, что в переводе на русский означает разламывать, дробить. Такие ВВ могут представлять собой как отдельные химические соединения – тэн, тротил, нитроглицерин, так и смеси – динамиты, динамоны, аммониты. У них не происходит детонации от простых импульсов: луча пламени или искры, которых достаточно для взрыва инициирующих веществ. Низкая восприимчивость бризантных ВВ к воздействию тепла, трения и удара обеспечивает безопасность при работе с ними. Их применяют для изготовления осколочных и авиационных бомб, морских и инженерных мин, где необходим мощный взрыв с дроблением оболочки снаряда.
Классификация по мощности
Бризантные и инициирующие вещества используются совместно. Детонация во вторичных ВВ возбуждается взрывом первичного взрывчатого вещества. Бризантные ВВ имеют повышенную, нормальную и пониженную мощность.
Вещества, располагающие повышенной мощностью, наиболее чувствительны к наружным влияниям, поэтому их зачастую используют в смеси со снижающими чувствительность или имеющими нормальную мощность. А также их могут применять для промежуточных детонаторов.
Бризантные вещества повышенной мощности
Взрывчатые вещества, имеющие повышенную мощность, располагают большой скоростью детонации и при взрыве выделяют значительное количество тепла. Они очень чувствительны ко внешнему импульсу.
Взрыв происходит от любого детонатора, в том числе и от удара винтовочной пули. При воздействии открытого огня они сильно горят, не выделяя сажи и дыма, светлым пламенем, возможен взрыв. К этой группе веществ принадлежит:
- Тэн – белый порошок, состоящий из кристаллов. Это бризантное вещество не реагирует с металлами и водой, разводится в ацетоне и считается самым уязвимым к внешним факторам воздействия. Его используют для шнуров детонации, вспомогательных детонаторов и капсюлей детонаторов.
- Тетрил – порошок кристаллического типа желтоватого цвета, соленый на вкус. Хорошо разводится ацетоном и бензином, плохо – спиртом, с металлами не реагирует, хорошо поддается прессовке. Используют для изготовления детонаторов.
- Гексоген – одно из самых бризантных веществ, которое состоит из мелких кристаллов белого цвета, не имеющих запаха и вкуса. С водой и металлами в реакцию не вступает, плохо прессуется. От внешнего воздействия происходит взрыв, горит с шипением, пламя яркого белого цвета. Применяют для некоторых образцов капсюлей-детонаторов, изготовления смесей для промышленных взрывов, морских мин.
Бризантные ВВ, обладающие нормальной мощностью
Эти вещества имеют длительный период хранения (за исключением динамитов), на них не оказывают ощутимого влияния внешние факторы, при практическом использовании они безопасны.
К бризантным взрывчатым веществам относится:
- Тротил – это вещество в виде кристаллов, имеющее желтоватый или коричневатый цвет, горькое на вкус. Температура плавления – 81 °С, а вспышки - 310 °С. На открытом воздухе горение тротила сопровождается пламенем желтоватого цвета с сильной копотью без взрыва, а в закрытом помещении может произойти детонация. Вещество с металлами химической активности не проявляет, практически не чувствительно к ударам, трению и тепловому воздействию. Вступает во взаимосвязь с соляной и серной кислотой, бензином, спиртом, а также ацетоном. Например, при простреле литой и прессованный ружейной пулей тротил не загорается, и взрыва не происходит. Для боеприпасов его применяют в различных сплавах и чистом виде. Вещество используют в виде прессованных шашек различных размеров при выполнении подрывных работ.
- Пикриновая кислота – бризантное вещество в виде кристаллов, имеющих желтый цвет и горький вкус. Она обладает большей восприимчивостью к воздействию тепла, удара и трения, чем тротил, может взорваться от прострела ружейной пули. Пламя при горении сильно коптит. При большом скоплении вещества происходит детонация. По сравнению с тротилом, пикриновая кислота является более мощным ВВ.
- Динамиты – имеют разную рецептуру и содержат нитроглицерин, нитроэфиры, селитру, древесную муку и стабилизаторы. Основное применение – народное хозяйство. Главное свойство динамитов – водоустойчивость и значительная мощность. Их недостатком считается увеличенная восприимчивость к термическим и механическим влияниям. Это требует проявления осторожности при транспортировке и проведении взрывных работ. Через полгода динамиты утрачивают способность к детонации. Кроме того, они замерзают при отрицательной температуре около 20 °С и становятся опасными при эксплуатации.
Пониженная мощность ВВ
Бризантные вещества пониженной мощности имеют уменьшенную работоспособность из-за малой скорости детонации и небольшого выделения тепла. Они уступают по свойствам бризантности тем веществам, у которых нормальная мощность, но имеют такую же фугасность. Наиболее часто используемые ВВ из этой группы изготовляются на основе аммиачной селитры. К ним относится:
- Аммиачная селитра – белое или желтоватое кристаллическое вещество, являющееся минеральным удобрением, прекрасно растворяется в воде. Она относится к малочувствительным, слабо взрывчатым веществам. Не загорается от огня и искры, процесс горения начинается только в сильном очаге пламени. Небольшая стоимость аммиачной селитры позволяет изготовлять из нее недорогие ВВ при добавлении в нее взрывчатых или горючих веществ.
- Динамоны – это смесь аммиачной селитры с горючими, но невзрывчатыми веществами, например, углем древесным, торфом или опилками.
- Аммоналы – смеси для взрывов, содержащие селитру, с добавлением горючих и взрывчатых добавок и алюминиевой пудры для повышения теплоты взрыва.
Все виды бризантных взрывчатых веществ, изготовленных на основе аммиачной селитры, безопасны в использовании. Они не взлетают на воздух при трении, ударе, простреле пулей из винтовки. Зажженные на воздухе, горят тихо, не взрываясь, пламенем желтого цвета с копотью. Для хранения их складируют в хорошо проветриваемые помещения. Иногда в селитру добавляют жирные кислоты и сернистое железо, что способствует длительному пребыванию ВВ в воде без потери свойств.
Использование бризантных ВВ
Бризантные взрывные вещества – это вторичные ВВ, для которых детонация является основной видом взрывчатого превращения, возбуждаемая благодаря небольшому заряду первоначального ВВ. Они наделены способностью дробить и раскалывать. Их используют для начинки мин, разных средств для подрыва, торпед и снарядов. Вещества, обладающие взрывчатыми свойствами, представляют собой концентрированный и экономичный источник механической энергии. Они находят широкое применение в народном хозяйстве. Большая часть цветной руды, а также почти весь объем черных металлов, добывается при помощи взрывов.
Бризантные ВВ нашли свое применение в следующих областях:
- для разработки пластов угля и залежей полезных ресурсов;
- насыпей для железнодорожных путей и автодорог;
- постройки плотин;
- рытья водных каналов;
- прокладки газо- и нефтепроводов;
- разработки шахтных стволов.
Где используют бризантные вещества еще? Кроме вышеперечисленного, их применяют:
- при уплотнении грунта;
- проведении систем орошения;
- тушении пожаров лесных массивов;
- выравнивании и очистке местности.
А также ведутся научные исследования и разработки по расширению использования этой мощной энергии взрыва – ускорению химических процессов с применением высоких давлений, искусственному дождеванию и взрывному бурению.
Химия и технология бризантных взрывчатых веществ
Молекулы химических соединений или их смесей, содержащие некий запас химической энергии, получили название энергонасыщенных веществ. Энергия, в результате преобразования, происходящего под влиянием внешних факторов, превращается в световую, механическую или тепловую.
Пиротехнические составы, порох и другие ВВ относятся к самым известным типам энергонасыщенных веществ. Химическая энергия в них преобразуется за счет быстрого протекания взрыва в другие виды. Значительное количество тепла, выбрасываемое благодаря взрыву, является основным критерием его работоспособности. Являясь компактными и мощными источниками механической энергии, бризантные ВВ повсеместно используются в разных отраслях промышленности.
