Понятие и виды взрывчатых веществ

Взрывчатое вещество (ВВ) — химическое соединение или их смесь, способное в результате определённых внешних воздействий или внутренних процессов взрываться, выделяя тепло и образуя сильно нагретые газы.

Комплекс процессов, который происходит в таком веществе, называется детонацией.

Традиционно к взрывчатым веществам также относят соединения и смеси, которые не детонируют, а горят с определенной скоростью (метательные пороха, пиротехнические составы).

Также существуют методы воздействия на различные вещества, приводящие к взрыву (например, лазером или электрической дугой). Обычно такие вещества не называют «взрывчатыми».

Сложность и разнообразие химии и технологии ВВ, политические и военные противоречия в мире, стремление к засекречиванию любой информации в этой области привели к неустойчивым и разнообразным формулировкам терминов.

Взрывчатое вещество (или смесь) — твердое или жидкое вещество (или смесь веществ), которое само по себе способно к химической реакции с выделением газов при такой температуре и таком давлении и с такой скоростью, что это вызывает повреждение окружающих предметов. Пиротехнические вещества включаются в эту категорию даже в том случае, если они не выделяют газов.

Пиротехническое вещество (или смесь) — вещество или смесь веществ, которые предназначены для производства эффекта в виде тепла, огня, звука или дыма или их комбинации.

Под взрывчатыми веществами понимаются как индивидуальные взрывчатые вещества, так и взрывчатые составы, содержащие одно или несколько индивидуальных взрывчатых веществ, металлические добавки и другие компоненты.

Важнейшими характеристиками взрывчатых веществ являются:[14]

- скорость взрывчатого превращения (скорость детонации или скорость горения),

- давление детонации,

- теплота взрыва,

- состав и объём газовых продуктов взрывчатого превращения,

- максимальная температура продуктов взрыва,

- чувствительность к внешним воздействиям,

- критический диаметр детонации,

- критическая плотность детонации.

При детонации разложение ВВ происходит настолько быстро, что газообразные продукты разложения с температурой в несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к начальному объёму заряда. Резко расширяясь, они являются основным первичным фактором разрушительного действия взрыва.

Различают 2 основных вида действия ВВ:

- бризантное (местного действия),

- фугасное (общего действия).

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.

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.

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.

ВВ широко используются и в промышленности для производства различных взрывных работ.

Ежегодный расход ВВ в странах с развитым промышленным производством даже в мирное время составляет сотни тысяч тонн.

В военное время расход ВВ резко возрастает. Так, в период 1-й мировой войны в воюющих странах он составил около 5 миллионов тонн, а во 2-й мировой войне превысил 10 миллионов тонн. Ежегодное использование ВВ в США в 1990-х годах составляло около 2 миллионов тонн.

В Российской Федерации запрещена свободная реализация взрывчатых веществ, средств взрывания, порохов, всех видов ракетного топлива, а также специальных материалов и специального оборудования для их производства, нормативной документации на их производство и эксплуатацию.

У ВВ существуют индивидуальные химические соединения.

Большинство таких соединений представляют собой кислородосодержащие вещества, обладающие свойством полностью или частично окисляться внутри молекулы без доступа воздуха.

Существуют соединения, не содержащие кислород, но обладающие свойством взрываться. Они, как правило, обладают повышенной чувствительностью к внешним воздействиям (трению, удару, нагреву, огню, искре, переходу между фазовыми состояниями, другим химическим веществам) и относятся к веществам с повышенной взрывоопасностью.

Существуют взрывчатые смеси, которые состоят из двух и более химически не связанных между собой веществ.

Многие взрывчатые смеси состоят из индивидуальных веществ, не имеющих взрывчатых свойств (горючих, окислителей и регулирующих добавок). Регулирующие добавки применяют для:

- снижения чувствительности ВВ к внешним воздействиям. Для этого добавляют различные вещества — флегматизаторы (парафин, церезин, воск, дифениламин и др.)

- для увеличения теплоты взрыва. Добавляют металлические порошки, например, алюминий, магний, цирконий, бериллий и прочие восстановители.

- для повышения стабильности при хранении и применении.

- для обеспечения необходимого физического состояния.

Взрывчатые вещества классифицируют по физическому состоянию:

- газообразные,

- жидкие,

- гелеобразные,

- суспензионные,

- эмульсионные,

- твердые.

В зависимости от типа взрыва и чувствительности к внешним воздействиям все взрывчатые вещества делят на 3 группы:

1.Инициирующие
2.Бризантные
3.Метательные

- инициирующие (первичные)

Инициирующие ВВ предназначаются для возбуждения взрывчатых превращений в зарядах других ВВ. Они отличаются повышенной чувствительностью и легко взрываются от простых начальных импульсов (удара, трения, накола жалом, электрической искры и т. д.).[15]

- бризантные (вторичные)

Бризантные ВВ менее чувствительны к внешним воздействиям, и возбуждение взрывных превращений в них осуществляется главным образом с помощью инициирующих ВВ.

Бризантные ВВ применяют для снаряжения боевых частей ракет различных классов, снарядов реактивной и ствольной артиллерии, артиллерийских и инженерных мин, авиационных бомб, торпед, глубинных бомб, ручных гранат и т. д.

Значительное количество бризантных ВВ расходуется в горном деле (вскрышные работы, добыча полезных ископаемых), в строительстве (подготовка котлованов, разрушение скальных пород, разрушение ликвидируемых строительных конструкций), в промышленности (сварка взрывом, импульсная обработка металлов и др.).

Метательные ВВ (пороха и ракетные топлива) служат источниками энергии для метания тел (снарядов, мин, пуль и т. д.) или движения ракет. Их отличительная особенность — способность к взрывчатому превращению в форме быстрого сгорания, но без детонации.

Пиротехнические составы применяются для получения пиротехнических эффектов (светового, дымового, зажигательного, звукового и т. д.). Основной вид взрывчатых превращений пиротехнических составов — горение.

Метательные ВВ (пороха) применяются в основном в качестве метательных зарядов для различного рода оружия и предназначаются для придания снаряду (торпеде, пуле и т.д.) определенной начальной скорости. Преимущественным видом химического превращения их является быстрое сгорание, вызываемое лучом огня от средств воспламенения.

Так же существует классификация взрывчатых веществ по направлению применения на военные и промышленные для горного дела (добыча полезных ископаемых), для строительства (плотин, каналов, котлованов), для разрушения строительных конструкций, антисоциального применения (терроризм, хулиганство), при этом часто используются низкокачественные вещества и смеси кустарного изготовления.

Виды взрывчатых веществ

Существует огромное количество взрывчатых веществ, такие как, аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, пластит, гексоген, мелинит, тротил, динамит, эластит и многие другие взрывчатые вещества.[16]

1. Пластит - очень популярная в средствах массовой пропаганды взрывчатка. Особенно, если требуется подчеркнуть особенное коварство супостата, ужасные возможные последствия несостоявшегося взрыва, явный след спецслужб, особенно сильные страдания мирного населения под разрывами бомб. Как только ее не называют - пластит, пластид, пластиковая взрывчатка, пластичная взрывчатка, пластическая взрывчатка. Одного спичечного коробка пластида достаточно, чтобы в клочья разнести грузовик, пластиковой взрывчатки, лежащей в кейсе достаточно, чтобы разрушить 200-квартирный дом до основания.

Пластит - это бризантное взрывчатое вещество нормальной мощности. Пластит обладает примерно такими же взрывчатыми характеристиками, что и тротил и все его отличие состоит в удобстве применения при производстве взрывных работ. Особенно это удобство заметно при подрывании металлических, железобетонных и бетонных конструкций.

Например, металл очень хорошо противостоит взрыву. Чтобы перебить металлическую балку необходимо обложить ее по сечению взрывчаткой, причем так, чтобы она как можно плотнее прилегала к металлу. Ясно, что сделать это намного быстрее и легче, имея под рукой ВВ подобное пластилину, нежели подобное деревянным чуркам. Пластит же легко разместить так, что он будет плотно прилегать к металлу даже там, где размещению тротила мешают заклепки, болты, уступы и т.п.

Основные характеристики:

1. Чувствительность: Практически не чувствителен к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению, химическому воздействию. Надежно взрывается от стандартного капсюля-детонатора, погруженного в массу ВВ на глубину не менее 10мм.

2. Энергия взрывчатого превращения- 910 ккал/кг.

3. Скорость детонации:7000 м/сек.

4. Бризантность: 21мм.

5. Фугасность:280 куб.см.

6. Химическая стойкость:Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой. Под длительным воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность. При воздействии открытого пламени загорается и горит ярким энергичным пламенем. Горение в замкнутом пространстве большого количества может перерасти в детонацию.

7. Продолжительность и условия работоспособного состояния. Продолжительность не ограничивается. Длительное (20-30 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов не изменяет взрывчатых свойств.

8. Нормальное агрегатное состояние:Пластичное глинообразное вещество. При отрицательных температурах значительно снижает пластичность. При температурах ниже -20 градусов затвердевает. С ростом температуры пластичность возрастает. При +30 градусах и выше теряет механическую прочность. При +210 градусах загорается.

9. Плотность:1.44 г./куб см.

Пластит представляет собой смесь гексогена и пластифицирующих веществ (церезин, парафин и др.).

Внешний вид и консистенция сильно зависит от применяемых пластификаторов. Может иметь консистенцию от пасты до плотной глины.

Пластит поступает в войска в виде брикетов массой 1 кг обернутых коричневой парафинированной бумагой.

Некоторые типы пластита могут упаковываться в тубы или выпускаться в виде лент. Такие пластиты имеют консистенцию резины. Отдельные типы пластита имеют клеящие добавки. Такое ВВ обладает способностью прилипать к поверхностям.

2. Гексоген - взрывчатое вещество, относящееся к группе ВВ повышенной мощности. Плотность 1.8 г/куб.см., температура плавления 202 градуса, температура вспышки 215-230 градусов, чувствительность к удару 10 кг. груза 25см., энергия взрывчатого превращения 1290 ккал/кг, скорость детонации 8380 м/сек., бризантность 24мм., фугасность 490 куб.см

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. Обычно эти смеси применяются для снаряжения некоторых видов боеприпасов. Например, морских мин. С этой целью чистый гексоген смешивают с парафином, окрашивают суданом в оранжевый цвет и прессуют до плотности 1.66 г./куб.см. В смеси добавляют аллюминевую пудру. Все эти работы проводятся в промышленных условиях на специальном оборудовании

Название "гексоген" стало популярным в средствах массовой пропаганды после памятных диверсионных актов в Москве и Волгодонске, когда подряд было взорвано несколько домов.

Гексоген в чистом виде применяется крайне редко, применение его в этом виде весьма опасно для самих взрывников, производство требует хорошо налаженного промышленного процесса.

3. Тротил – взрывчатое вещество нормальной мощности.

Основные характеристики:

1. Чувствительность: Не чувствителен к удару, прострелу пулей, огню, искре, трению, химическому воздействию. Прессованный и порошкообразный тротил хорошо чувствителен к детонации и надежно взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов.

2. Энергия взрывчатого превращения - 1010 ккал/кг.

3. Скорость детонации:6900 м/сек.

4. Бризантность:19мм.

5. Фугасность:285 куб.см.

6. Химическая стойкость:Не вступает в реакцию с твердыми материалами (металл, дерево, пластмассы, бетон, кирпич и т.п.), не растворяется водой, не гигроскопичен, не изменяет своих взрывчатых свойств при длительном нагреве, смачивании водой, и изменении агрегатного состояния (в расплавленном виде). Под длительном воздействии солнечного света темнеет и несколько повышает свою чувствительность. При воздействии открытого пламени загорается и горит желтым, сильно коптящим пламенем.

7. Продолжительность и условия работоспособного состояния:Продолжительность не ограничивается (надежно срабатывает тротил, изготовленный в начале тридцатых годов). Длительное (60-70 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов не изменяет взрывчатых свойств.

8. Нормальное агрегатное состояние:Твердое вещество. Применяется в порошкообразном, чешуированом и твердом виде.

9. Плотность:1.66 г./куб см.

В обычных условиях тротил представляет собой твердое вещество. Плавится при температуре +81 градус, при температуре +310 градусов загорается.

Тротил является продуктом воздействия смеси азотной и серной кислот на толуол. На выходе получается чешуированный тротил (отдельные мелкие чешуйки). Из чешуированного тротила механической обработкой можно получить порошкообразный, прессованный тротил, нагреванием плавленый тротил.

Тротил нашел самое широкое применение из-за простоты и удобства его механической обработки (очень легко изготавливать заряды любого веса, заполнять любые полости, резать, сверлить и т.п.), высокой химической стойкости и инертности, невосприимчивости к внешним воздействиям. А значит, он очень надежен и безопасен в применении. В то же время он обладает высокими взрывными характеристиками.

Тротил применяется как в чистом виде, так и в смесях с другими ВВ, причем в химические реакции тротил с ними не вступает. В смеси с гексогеном, тетрилом, тэном тротил понижает чувствительность последних, а в смеси с аммиачно-селитренными ВВ тротил повышает их взрывчатые свойства, повышает химическую стойкость и снижает гигроскопичность.

Тротил в России является основным ВВ для снаряжения снарядов, ракет, минометных мин, авиабомб, инженерных мин и фугасов. Тротил применяется как основное ВВ при проведении подрывных работ в грунте, подрывании металлических, бетонных, кирпичных и иных конструкций.

В России для подрывных работ тротил поставляется:

1.В чешуированном виде в бумажных мешках из крафт-бумаги весом 50кг.

2.В прессованном виде в деревянных ящиках (шашки 75, 200, 400г.)

Тротиловые шашки выпускаются трех типоразмеров:

-Большая - размером 10х5х5 см. и массой 400г.

-Малая - размером 10х5х2.5 см. и массой 200г.

-Буровая - диаметром 3 см., длиной 7см. и массой 75г.

Все шашки обернуты парафинированной бумагой красного, желтого, серого или серо-зеленого цвета. На боковой стороне имеется надпись "Тротиловая шашка".

Из больших и малых тротиловых шашек составляются подрывные заряды нужной массы. Ящик с тротиловыми шашками может также использоваться как подрывной заряд массой 25 кг. Для этого в верхней крышке в центре имеется отверстие для запала, закрытое легко удаляемой дощечкой. Шашка под этим отверстием уложена так, чтобы ее запальное гнездо приходилось как раз под отверстием в крышке ящика. Ящики окрашены в зеленый цвет, снабжены деревянными или веревочными ручками для переноски. На ящиках нанесена соответствующая маркировка.

Диаметр буровой шашки соответствует диаметру стандартного бура для сверления горных пород. Эти шашки используются для комплектования буровых зарядов при разрушении горных пород.

В инженерные войска тротил также поставляется в виде готовых зарядов в металлической оболочке, имеющей гнезда для различного типа запалов и взрывателей, и приспособления для быстрого закрепления заряда на разрушаемом объекте.

Взрывчатка – самодельное взрывное устройство.

Пожалуй, нет сейчас в мире ни одного государства, которое не сталкивалось бы с проблемой использования самодельных взрывных устройств. Что ж, самодельные взрывные устройства (в свое время их метко называли адскими машинками) давно уже стали излюбленным орудием и террористов международного масштаба, и полусумасшедших юнцов, воображающих, что они борются за светлое будущее всего прогрессивного человечества. И немало ни в чем не повинных людей было убито или ранено в результате террористических актов.[17]

Взрывчатка - это химия. Разные компоненты взрывчатых веществ добываются разными химическими реакциями и обладают разной взрывной силой и разными стимулами для воспламенения, такими, например, как нагревание, удар или трение. Конечно, можно выстроить возрастающий рейтинг взрывчатых веществ по весу заряда. Но следует знать, что простое удвоение веса еще не означает удвоения взрывного эффекта.

Химическая взрывчатка бывает двух категорий - пониженной и повышенной мощности (речь идет о скорости воспламенения).

Самые распространенные взрывчатые вещества пониженной мощности - это черный порох (открыт в 1250г), оружейный хлопок и нитрохлопок. Изначально они использовались в артиллерии, для заряжения мушкетов и тому подобного, так как в этом качестве они лучше всего раскрывают свои характеристики. При воспламенении в замкнутом пространстве они выделяют газы, создающие давление, которое собственно и вызывает взрывной эффект.

Взрывчатые вещества повышенной мощности отличаются от взрывчатых веществ пониженной мощности весьма существенно. Первые с самого начала использовались как детонирующие, потому что при детонации распадались, создавая сверхзвуковые волны, которые, проходя через вещество, разрушали его молекулярную структуру и выделяли супергорячие газы. В результате, происходил взрыв несоизмеримо более сильный, чем при использовании взрывчатки пониженной мощности. Еще одним отличительным свойством взрывчатых веществ этого типа является безопасность в обращении - чтобы привести их к взрыву, требуется мощный детонатор.

Но, чтобы в цепи произошел взрыв, необходимо сначала зажечь огонь. Вы ведь не можете сразу заставить гореть кусочек угля. Вам необходима цепь, состоящая из простого листа бумаги, чтобы сначала развести костер, куда потом нужно положить дрова, которые, в свою очередь, и смогу зажечь уголь.

Такая же цепь необходима и для детонации взрывчатых веществ повышенной мощности. Инициатором будет взрывной патрон или детонатор, состоящий из небольшого количества инициирующего вещества. Иногда детонаторы делают двусоставными - с более чувствительным взрывным веществом и катализатором. Частички взрывчатки, используемой в детонаторах, обычно по размеру не превышают горошину. Детонаторы бывают двух типов - вспышечные и электрические. Вспышечные детонаторы действуют в результате химического (детонатор состоит из химических веществ, воспламеняющихся после детонации) или механического (боек, как в ручной гранате или пистолете, бьет по капсюлю, а затем происходит взрыв) воздействия.

Электрический взрыватель соединен с взрывчаткой электрическими проводами. Электрический разряд нагревает соединительные провода, и детонатор, естественно, срабатывает. Террористы, в основном, используют для своих взрывных устройств электрические детонаторы, а военные предпочитают вспышечные детонаторы.

Встречаются простые, последовательные и параллельные электрические цепи террористических взрывных устройств. Простые цепи состоят из заряда взрывчатки, электрического детонатора (чаще всего - из двух, так как террористы обычно подстраховываются из опасения, что один детонатор может не сработать), батареи или другого источника электроэнергии и выключателя, который предотвращает срабатывание устройства.

Кстати, террористы часто гибнут, замыкая цепи взрывных устройств драгоценностями (например, своими кольцами, часами или чем-нибудь в этом роде), и последовательно ставя в цепь второй выключатель в качестве предохранителя. Если велика вероятность того, что бомба может быть обезврежена на улице, террористы вполне могут добавить еще параллельный выключатель. Впрочем, электрические переключатели, которые используются в цепях террористических бомб, имеют бесконечное количество вариаций и различий. Ведь, в конечном итоге, они зависят от фантазии и технических возможностей мастера. А также от поставленной цели. А это значит, что проверять и детально изучать все варианты просто нет смысла.