Понятие о взрыве и взрывчатых веществах

Взрывчатыми веществами (ВВ) называются вещества, способные под влиянием внешнего воздействия к чрезвычайно быстрому химическому превращению с выделением тепла и образованием сильно нагретых газов. Процесс такого химического превращения взрывчатого вещества называется взрывом.

Для взрыва характерны три основных фактора, которые определяют действие, производимое взрывом:

Очень большая скорость превращения взрывчатого вещества, измеряемая промежутком времени от сотых до миллионных долей секунды;

Высокая температура, достигающая 3–4,5 тыс. градусов;

Образование большого количества газообразных продуктов, которые, сильно нагреваясь и быстро расширяясь, превращают выделяющуюся при взрыве тепловую энергию в механическую работу, производя разрушения или разбрасывание окружающих заряд предметов.

Совокупностью указанных факторов и объясняется огромная, по сравнению с другими источниками энергии, кроме атомной, мощность взрывчатых веществ. При отсутствии хотя бы одного из перечисленных факторов взрыва не будет.

Для возбуждения взрыва необходимо воздействовать на взрывчатое вещество извне, сообщить ему некоторую порцию энергии, величина которой зависит от свойств взрывчатого вещества. Взрыв могут вызвать различные виды внешнего воздействия: механический удар, накол, трение, нагревание (пламенем, накаленным телом, искрой), электрическое накаливание или искровой разряд, химическая реакция и, наконец, взрыв другого взрывчатого вещества (капсюлем-детонатором, детонацией на расстоянии).

Основные формы взрывчатого превращения.

Взрывчатое превращение веществ характеризуется тремя показателями: экзотермичностью процесса (выделением тепла); скоростью распространения процесса (кратковременность) и образованием газообразных продуктов.

Экзотермичность процесса взрыва является первым необходимым условием, без которого невозможно возникновение и проявление взрыва. За счет тепловой энергии реакции происходит разогрев газообразных продуктов до температуры в несколько тысяч градусов, их сильное сжатие в объеме взрывчатого вещества и последующее активное расширение.

Образование большого количества газообразных и парообразных продуктов реакции обеспечивает создание в локальном объеме высокого давления и обусловленного им разрушительного эффекта. Вследствие нагревания до высокой температуры (3500 – 4000К) продукты взрыва оказываются в чрезвычайно сжатом состоянии (давление при взрыве достигает (20…40)*103 МПа) и способны разрушить очень прочные преграды. В процессе расширения продуктов взрыва осуществляется быстрый переход потенциальной химической энергии ВВ в механическую работу или в кинетическую энергию движущихся частиц

Быстрым сгоранием взрывчатого вещества обычно называют процесс, скорость распространения которого по массе ВВ не превышает нескольких метров в секунду, а иногда - даже долей метра в секунду. Характер действия в этом случае - более или менее быстрое нарастание давления газов и производство ими работы разбрасывания или метания окружающих тел. Если процесс быстрого сгорания происходит на открытом воздухе, то он не сопровождается сколько-нибудь значительным эффектом

Классификация ВВ.

Все ВВ, применяемые при производстве подрывных работ и снаряжении различных боеприпасов делятся на три основные группы:

· инициирующие;

· бризантные;

· метательные (пороха).

ИНИЦИИРУЮЩИЕ - особо восприимчивые к внешним воздействиям (удару, трению, воздействию огня). К ним относятся:

· гремучая ртуть (фульминат ртути);

· азид свинца (азотистоводороднокислый свинец);

· тенерес (тринитрорезорцинат свинца, ТНРС);

БРИЗАНТНЫЕ (дробящие) - способные к устойчивой детонации. Они более мощны и менее чувствительны к внешним воздействиям и в свою очередь подразделяются на:

ВВ ПОВЫШЕННОЙ МОЩНОСТИ , к которым относятся:

· тэн (тетранитропентраэритрит, пентрит);

· гексоген (триметилентринитроамин);

· тетрил (тринитрофенилметилнитроамин).

ВВ НОРМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ :

· тротил (тринитротолуол, тол, ТНТ);

· пикриновая кислота (тринитрофенол, мелинит);

· ПВВ-4 (пластит-4);

ВВ ПОНИЖЕННОЙ МОЩНОСТИ (амиачноселитренные ВВ):

· аммониты;

· динамоны;

· аммоналы.

МЕТАТЕЛЬНЫЕ (пороха) - ВВ, основной формой взрывчатого превращения которых является горение. К ним относятся: - дымный порох; - бездымные пороха.

Пиротехнический состав - это смесь компонентов, обладающая способностью к самостоятельному горению или горению с участием окружающей среды, генерирующая в процессе горения газообразные и конденсированные продукты, тепловую, световую и механическую энергию и создающая различные оптические, электрические, барические и иные специальные эффекты

Классификация ПС. Требования к ПС.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Пиротехническими составами снаряжают следующие виды средств военного назначения:

1) осветительные средства (авиабомбы, артиллерийские снаряды, авиационные факелы и др.), используемые для освещения местности в ночных условиях;

2) фотоосветительные средства (фотобомбы, фотопатроны), используемые при ночной аэрофотосъемке: и для других целей;

3) трассирующие средства, делающие видимой траекторию полета пуль и снарядов (и других подвижных объектов) и тем самым облегчающие пристрелку по быстро движущимся целям;

4) средства инфракрасного излучения, используемые для слежения за полетом ракет и в качестве ложных целей;

5) ночные сигнальные средства (патроны и др.), применяемые для подачи сигналов;

6) дневные сигнальные средства (патроны и др.), используемые для той же цели, но в дневных условиях;

7) зажигательные средства (бомбы, снаряды, пули и многие Др.), служащие для уничтожения военных объектов противника;

8) маскирующие средства (дымовые шашки, снаряды и др.), употребляемые для получения дымовых завес;

9) ракеты различного назначения и дальности полета, использующие твердое пиротехническое топливо;

10) учебно-имитационные средства, употребляемые как на маневрах и ученьях, так и в боевой обстановке. Они имитируют действие атомных бомб, фугасных снарядов и бомб, а также различные явления на поле боя: орудийные выстрелы, пожары и др., и могут этим дезориентировать службу наблюдения противника;

11) целеуказательные средства (снаряды, бомбы и др.), указывающие местонахождение объектов противника;

12) пиротехнические газогенераторы, используемые для различных целей. Пиротехнические составы используются также и в различных областях народного хозяйства

К пиротехническим составам военного назначения можно отнести следующие:

1) осветительные;

2) фотоосветительные (фотосмеси);

3) трассирующие;

4) инфракрасного излучения;

5) зажигательные;

6) ночных сигнальных огней;

7) цветных сигнальных дымов;

8) маскирующих дымов;

9) твердое пиротехническое топливо;

10) безпазовые (для замедлителей);

11) газогенерирующие;

12) воспламенительные, содержащиеся в небольшом количестве во всех пиротехнических средствах;

13) прочие: имитационные, свистящие и др. Многие составы применяются в самых различных видах средств; так, например, осветительные составы часто используют в трассирующих средствах; составы маскирующих дымов могут быть использованы и в учебно-имитационных средствах и т. д.

Пиротехнические составы можно также классифицировать по характеру процессов, протекающих три их горении.

Пламенные составы

1. Белопламенные.

2. Цветнолламенные.

3. Составы инфракрасного излучения.

Тепловые составы

1. Термитно-зажигательные.

2. Безгазовые (малогазовые).

Дымовые составы

1. Белого и черного дыма.

2. Цветного дыма.

Вещества и смеси, сгорающие за счет кислорода воздуха

1. Металлы и сплавы металлов.

2. Фосфор, его растворы и сплавы.

3. Смеси нефтепродуктов.

4. Различные вещества и смеси, загорающиеся при соприкосновении с водой или воздухом.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ПИРОТЕХНИЧЕСКИМ СРЕДСТВАМ И СОСТАВАМ

Основное требование - это получение при действии пиротехнического средства максимального специального эффекта. Для различных средств специальный эффект обуславливается различными факторами. Этот вопрос подробно разбирается при описании свойств отдельных категорий составов и средств. Здесь же приводится только несколько примеров.

Для трассирующих средств, специальный эффект определяется хорошей видимостью полета пули или снаряда. Видимость, в свою очередь, определяется силой света пламени и зависит также от цвета пламени.

Для зажигательных средств хороший специальный эффект обуславливается (при наличии подходящей конструкции боеприпасов) созданием достаточно большого очага пожара, высокой температурой пламени, достаточным временем горения состава, а также количеством и свойствами шлаков, получающихся при горении.

Для маскирующих дымовых средств, специальный эффект определяется созданием возможно большей, густой и устойчивой дымовой завесы.

Пиротехнические средства не должны представлять опасности при обращении с ними и хранении. Получаемый при их действии эффект не должен ухудшаться после длительного хранения.

Материалы, используемые для изготовления пиротехнических средств, должны быть по возможности недефицитны. Технологический процесс изготовления должен быть простым, безопасным и допускающим механизацию и автоматизацию производства.

Пиротехнические составы должны обладать следующими качествами: 6

1) давать максимальный специальный эффект при минимальном расходовании состава;

2) иметь по возможности большую плотность (и в порошкообразном, и в прессованном виде);

3) сгорать равномерно с определенной скоростью;

4) обладать химической и физической стойкостью при длительном хранении;

5) иметь возможно меньшую чувствительность к механическим импульсам;

6) не быть чрезмерно чувствительными к тепловым воздействиям (не воспламеняться при небольшом подъеме температуры, при попадании искры и т. п.);

7) иметь минимальные взрывчатые свойства; редкие случаи, когда наличие взрывчатых свойств необходимо, будут оговорены ниже;

8) иметь несложный технологический процесс изготовления;

ИВВ. Общая характеристика

Инициирующие ВВ - это такие взрывчатые вещества, которые характеризуются чрезвычайно высокой чувствительностью к простым видам начального импульса и способностью детонировать в весьма малых количествах.

Когда скорость детонации ИВВ достигает максимального значения, скорость детонации БВВ значительно меньше скорости детонации ИВВ. Позднее, когда скорость детонации БВВ достигает максимальной величины, соотношение энергии изменяется в пользу БВВ, так как скорость детонации БВВ выше, чем у ИВВ. Ускорение взрывчатого превращения зависит от природы ИВВ, величины начального импульса, плотности заряда и плотности его оболочки.

Поэтому ИВВ применяются для инициирования (возбуждения) процессов взрыва разрывных зарядов или горения метательных и ракетных зарядов. В соответствии с этим назначением ИВВ часто называют первичными.

Все ИВВ делятся на индивидуальные и смесевые инициирующие смеси. Индивидуальные ИВВ представлены различными классами неорганических соединений. Из всего многообразия классов лишь немногие получили широкое применение в качестве ИВВ. К ним относятся фульминаты (соли гремучей кислоты), азиды (соли азотистоводородной кислоты), стифнаты или тринитрорезорцинаты (соли стифниновой кислоты или тринитрорезорцина), производственные тетразена.

Получение

Гремучую ртуть получают взаимодействием нитрата ртути с этанолом в разбавленной азотной кислоте. Реакция протекает по схеме:

Свойства

Белый или серый кристаллический порошок, нерастворим в воде. Имеет сладкий металлический вкус, ядовит. Насыпная плотность 1,22-1,25 г/см³. Теплота разложения 1,8 МДж/кг. Температура вспышки - 180 °C. Нижний предел чувствительности при падении груза 700 г - 5,5 см, верхний - 8,5 см. Гравиметрическая плотность 4,39 г/см³. Легко взрывается при ударе, действии пламени, раскалённого тела и т. п. При осторожном нагревании гремучая ртуть медленно разлагается. При 130-150 °C самовоспламеняется со взрывом. Влажная гремучая ртуть гораздо менее взрывоопасна. Влажность гремучей ртути, запрессованной в капсюль-детонатор, должна быть не более 0,03 %. Гремучая ртуть хорошо растворима в водных растворах аммиака или цианистого калия. Концентрированная серная кислота вызывает взрыв одной каплей. Температура взрыва гремучей ртути равна 4810 °C, объём газов 315 л/кг, скорость детонации 5400 м/сек.

Гремучую ртуть получают при действии азотнокислой ртути и азотной кислоты на этиловый спирт. Применяют в капсюлях-детонаторах и капсюлях-воспламенителях. В последнее время гремучая ртуть вытесняется более эффективными инициирующими взрывчатыми веществами - азидом свинца и др.

Свойства азид свинца

· Теплота взрыва: около 1,536 МДж/кг (7,572 МДж/дм³).

· Объем газов: 308 л/кг (1518 л/дм³)

· Скорость детонации: около 4800 м/сек.

Получение

Синтез азида свинца осуществляется в ходе обменной реакции между растворами солей свинца и растворимыми азидами щелочных металлов. Азид свинца в результате выпадает в виде белого кристаллического осадка:

Получение

Получают нейтрализацией горячего водного раствора стифниновой кислоты гидрокарбонатом натрия и последующим взаимодействием образовавшегося стифната натрия с соответствующими растворимыми солями свинца (напр. ацетатом, нитратом или хлоридом) при температуре около 70 °C.

· С 6 H(OH) 2 (NO 2) 3 + NaHCO 3 → C 6 H(NO 2) 3 (ONa) 2 + CO 2 + H 2 O

· C 6 H(NO 2) 3 (ONa) 2 + PbCl 2 → C 6 H(NO 2) 3 (O) 2 Pb + NaCl

· Тетразе́н - химическое соединение C 2 H 6 N 10 ·H 2 O. Моногидрат 5-(4-амидино-1-тетразено)тетразола .

· Желтоватые клиновидные кристаллы. В насыпном виде представляет собой рыхлую кристаллическую массу с насыпной плотностью 0,45 г/см³. Почти не растворим в воде (0,02 г на 100 г воды при 22 °C) и в органических растворителях. Обладает сильными взрывчатыми свойствами.

· Инициирующее взрывчатое вещество, используемое в капсюлях накольного действия как сенсибилизатор (увеличитель чувствительности) к азиду свинца или тринитрорезорцинату свинца.

Свойства

· Плотность кристаллов 1,685 г/см³

· Теплота взрыва 2305 кДж/кг

· Температура вспышки 140 °C

· Объем газообразных продуктов взрыва 400-450 л/кг

Получение

Получают тетразен взаимодействием водных растворов нитрата или карбоната аминогуанидина NH 2 NHC(=NH)NH 2 с нитритом натрия NaNO 2 .

БВВ. Классификация

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.

Бризантные ВВ подразделяются на:

· ВВ повышенной мощности (гексоген, ТЭН, сплавы тротила с гексогеном, октоген, тетрил);

· ВВ нормальной мощности (тротил, сплавы тротила с ксилитом, динамиты, пироксилин, пластические и эластичные ВВ);

· ВВ пониженной мощности (аммиачная селитра, смеси аммиачной селитры с горючими или взрывчатыми веществами).

Для сравнительной оценки взрывчатых свойств различных ВВ может быть использован тротиловый эквивалент, численно равный отношению теплоты взрывчатого превращения сравниваемого ВВ с аналогичной характеристикой тротила. Наиболее мощным ВВявляется октоген, тротиловый эквивалент которого равен 1,8.

Физические свойства

· Плотность: 1773 кг/м³

· Температура плавления 140 °C, с разложением

· Температура вспышки 215 °C,

· Растворим в ацетоне, нерастворим в воде.

Взрывчатые свойства

· Более чувствителен к удару, чем гексоген,

· Скорость детонации 8350 м/сек.

· Теплота разложения 5756 кДж/кг

· Бризантность

· по Гессу 24 мм

· по Касту 3,5 мм

· Фугасность 500 мл

· (Удельный) объём газообразных продуктов взрыва 790 л/кг

· Критический диаметр 1,5 мм

· тэн относительно стоек в химическом отношении

· Стабильность при хранении выше, чем у гексогена

· При температуре 215 °C взрывается.

· Тротиловый эквивалент (RE) - 1.66

Все величины сильно зависят от условий эксперимента: плотности заряда, материала оболочки, дисперсности взрывчатого вещества, наличия флегматизаторов и т. п.

Получение

Получают путём взаимодействия четырёхатомного спирта пентаэритрита с концентрированными азотной и серной кислотами.

ТЕТРИЛ.

ТРОТИЛ

Физические свойства

· Плотность: от 1500 кг/м³ до 1663 кг/м³

· Температура плавления 80,85 °C

· Температура кипения 295 °C

· Температура вспышки 290 °C

· Теплота взрыва - от 4103 кДж/кг до 4605 кДж/кг (в среднем 4184 кДж/кг)

· Скорость детонации при плотности 1,64 - 6950 м/с

· Бризантность по Гессу - 16 мм

· Бризантность по Касту - 3,9 мм

· Фугасность - 285 мл

· Объем газообразных продуктов взрыва - 730 л/кг

· Имеет невысокую чувствительность к удару (4-8 % взрывов при падении груза 10 кг с высоты 25 см) .

· Срок хранения около 25 лет, после чего тротил становится более чувствительным к детонации.

Получение[править | править вики-текст]

Первый этап: нитрование толуола смесью азотной и серной кислот до моно- и динитротолуолов. Серная кислота используется как водоотнимающий агент.

Второй этап: смесь моно- и динитротолуола нитруют в смеси азотной кислоты и олеума. Олеум используется как водоотнимающий агент.

Излишек кислоты от второго этапа можно использовать для первого

Физические свойства

Гексоген - белый кристаллический порошок. Без запаха, вкуса, сильный яд. Удельный вес - 1,816 г/см³, молярная масса - 222,12 г/моль. Нерастворим в воде, плохо растворим в спирте, эфире, бензоле, толуоле, хлороформе, лучше - в ацетоне, ДМФА, концентрированной азотной и уксусной кислотах. Разлагается серной кислотой, едкими щелочами, а также при нагревании.

Плавится гексоген при температуре 204,1 °C с разложением, при этом его чувствительность к механическим воздействиям сильно повышается, поэтому его не плавят, а прессуют. Прессуется плохо, поэтому, чтобы его лучше спрессовать, гексоген флегматизируют в ацетоне.

Получение

Метод Герца (1920) заключается в непосредственном нитровании гексаметилентетрамина (уротропина, (CH 2) 6 N 4) концентрированной азотной кислотой (HNO 3):

{\displaystyle \mathrm {(CH_{2})_{6}N_{4}+3HNO_{3}\longrightarrow \ (CH_{2})_{3}N_{3}(NO_{2})_{3}+3HCOH+NH_{3}} }

Производство гексогена по этому методу велось в Германии, Англии и других странах на установках непрерывного действия. Метод имеет ряд недостатков, главные из которых:

· малый выход гексогена по отношению к сырью (35-40 %);

· большой расход азотной кислоты.

Октоген (1,3,5,7-тетранитро-1,3,5,7-тетраазациклооктан, циклотетраметилентетранитрамин, HMX) - (CH 2) 4 N 4 (NO 2) 4 , термостойкое бризантное взрывчатое вещество. Впервые был получен как побочный продукт процесса получения гексогена конденсацией нитрата аммония с параформом в присутствии уксусного ангидрида. Представляет собой белый порошок кристаллического характера. Ядовит.

Физические свойства

· Плотность: 1960 кг/м³

· Температура плавления 278,5-280 °С (с разложением)

· Температура вспышки 290°С

Взрывчатые свойства

· Обладает высокой чувствительностью к удару.

· Скорость детонации 9100 м/с при плотности 1,84 г/см³.

· Объём газообразных продуктов взрыва 782 л/кг.

· Теплота взрыва 5,7 МДж/кг.

· Фугасность 480 мл

· Тротиловый эквивалент 1,7

Получение

Получают действием концентрированной азотной кислоты на уротропин в растворе уксусной кислоты, уксусного ангидрида и нитрата аммония в растворе азотной кислоты.

Пороха. Основные виды.

По́рох - многокомпонентная твёрдая взрывчатая смесь, способная к закономерному горению параллельными слоями без доступа кислорода извне с выделением большого количества тепловой энергии и газообразных продуктов, используемых для метания снарядов, движения ракет и в других целях . Его относят к классу метательных взрывчатых веществ. И ещё порох находится в пуле.

Виды порохов

Различают два вида пороха: смесевые (в том числе самый распространенный - дымный , или черный порох ) и нитроцеллюлозные (т. н. бездымные). Порох, применяемый в ракетных двигателях, называют твёрдым ракетным топливом. Основу нитроцеллюлозных порохов составляют нитроцеллюлоза и пластификатор. Помимо основных компонентов, эти пороха содержат различные добавки.

Порох является взрывчатым веществом метательного действия. При соответствующем условии инициирования пороха способны к детонации аналогично бризантным взрывчатым веществам, благодаря чему дымный порох долгое время применяли в качестве бризантного взрывчатого вещества. При длительном хранении больше установленного для данного пороха срока или при хранении в ненадлежащих условиях происходит химическое разложение компонентов пороха и изменение его эксплуатационных характеристик (режима горения, механических характеристик ракетных шашек и др.). Эксплуатация и даже хранение таких порохов крайне опасны и могут привести к взрыву.

Современные дымные , или чёрные пороха производятся по строгим нормативам и точной технологии. Все марки чёрного пороха делятся на зернистые и пороховую пудру (т. н. пороховая мякоть , ПМ). Основными компонентами дымного пороха являются калия нитрат, сера и древесный уголь; нитрат калия является окислителем (способствует быстрому горению), древесный уголь горючим (окисляемым окислителем), а сера - добавочным компонентом (так же, как и уголь, являясь топливом в реакции, она из-за невысокой температуры воспламенения улучшает поджигаемость). Во многих странах пропорции, установленные нормативами, несколько отличаются (но не сильно).

Зернистые пороха изготовляются в виде зёрен неправильной формы в пять стадий (не считая сушки и дозирования): помол компонентов в пудру, их смешение, прессование в диски, дробление на гранулы и полировка.

Эффективность горения дымного пороха во многом связана с тонкостью измельчения компонентов, полнотой смешения и формой зёрен в готовом виде.

Сорта дымных порохов (% состав KNO 3 , S, C.):

· шнуровой (для огнепроводных шнуров)(77 %, 12 %, 11 %);

· ружейный (для воспламенителей к зарядам из нитроцеллюлозных порохов и смесевых твёрдых топлив, а также для вышибных зарядов в зажигательных и осветительных снарядах);

· крупнозернистый (для воспламенителей);

· медленногорящий (для усилителей и замедлителей в трубках и взрывателях);

· минный (для взрывных работ) (75 %, 10 %, 15 %);

· охотничий (76 %, 9 %, 15 %);

· спортивный.

Дымный порох легко воспламеняется под действием пламени и искры (температура вспышки 300 °C), поэтому в обращении опасен. Хранится в герметической упаковке отдельно от других видов пороха. Гигроскопичен, при содержании влаги более 2 % плохо воспламеняется. Процесс производства дымных порохов предусматривает смешение тонкоизмельчённых компонентов и обработку полученной пороховой мякоти до получения зёрен заданных размеров. Коррозия стволов при использовании дымного пороха намного сильнее, чем от нитроцеллюлозных порохов, поскольку побочным продуктом сгорания является серная и сернистая кислоты. В настоящее время дымный порох используется в фейерверках. Примерно до конца XIX века применялся в огнестрельном оружии и взрывных боеприпасах.

Нитроцеллюлозные пороха

Порох был первым известным «топливом» для огнестрельного оружия и ракет. В отличие от долгое время использовавшегося дымного (чёрного) пороха на основе угля, сегодня получили широкое распространение нитроцеллюлозные пороха, так называемый бездымный порох; главным преимуществом этого вида пороха является бо́льший КПД и отсутствие дыма, мешающего обзору после выстрела.

По составу и типу пластификатора (растворителя) нитроцеллюлозные пороха делятся на: пироксилиновые, баллиститные и кордитные. Они применяются для изготовления современных взрывчатых веществ, порохов, пиротехнических изделий и для подрыва (инициирования) других взрывчатых веществ, то есть в качестве детонаторов. Таким образом, в современных образцах вооружения в качестве топлива в основном используют бездымный порох (порошок нитроцеллюлозы, NC).

ДРП, свойства и получение.

Выстрел унитарного заряда

Свойства порохов.

Литье: виды,применение

Литьё - заполнение чего-либо (формы, ёмкости, полости) материалом, находящимся в жидком агрегатном состоянии.

Известно множество разновидностей литья:

· в песчаные формы (ручная или машинная формовка);

· в многократные (цементные, графитовые, асбестовые формы);

· в оболочковые формы;

· по выплавляемым моделям;

· по замораживаемым ртутным моделям;

· центробежное литье;

· в кокиль ;

· литьё под давлением;

· по газифицируемым (выжигаемым) моделям;

· вакуумное литьё;

· электрошлаковое литьё;

· литьё с утеплением.

Так как разновидности литья различаются одновременно по многим разнородным признакам, то возможны и комбинированные варианты, например, электрошлаковое литьё в кокиль.

Литьё в песчаные формы

Литьё в песчаные формы - дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее - деревянная, в настоящее время часто используются пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования ), копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком илиформовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия - литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяютлитниковую систему (обычно это обрубка), удаляютоблой и проводяттермообработку .

Новым направлением технологии литья в песчаные формы является применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего. Для получения отливки данным методом могут применяться различные формовочные материалы, например песчано-глинистая смесь или песок в смеси со смолой и т. д. Для формирования формы используют опоку (металлический короб без дна и крышки). Опока имеет две полуформы, то есть состоит из двух коробов. Плоскость соприкосновения двух полуформ - поверхность разъёма. В полуформу засыпают формовочную смесь и утрамбовывают её. На поверхности разъёма делают отпечаток промодели (промодель соответствует форме отливки). Также выполняют вторую полуформу. Соединяют две полуформы по поверхности разъёма и производят заливку металла.

Литьё в кокиль

Литьё металлов в кокиль - более качественный способ. Изготавливается кокиль - разборная форма (чаще всего металлическая), в которую производится литьё. После застывания и охлаждения, кокиль раскрывается и из него извлекается изделие. Затем кокиль можно повторно использовать для отливки такой же детали. В отличие от других способов литья в металлические формы (литьё под давлением, центробежное литьё и др.), при литье в кокиль заполнение формы жидким сплавом и его затвердевание происходят без какого-либо внешнего воздействия на жидкий металл, а лишь под действиемсилы тяжести .

Основные операции и процессы: очистка кокиля от старой облицовки, прогрев его до 200-300°С, покрытие рабочей полости новым слоем облицовки, простановка стержней, закрывание частей кокиля, заливка металла, охлаждение и удаление полученной отливки. Процесс кристаллизации сплава при литье в кокиль ускоряется, что способствует получению отливок с плотным и мелкозернистым строением, а следовательно, с хорошей герметичностью и высокими физико-механическими свойствами. Однако отливки из чугуна из-за образующихся на поверхности карбидов требуют последующегоотжига . При многократном использовании кокиль коробится и размеры отливок в направлениях, перпендикулярных плоскости разъёма, увеличиваются.

В кокилях получают отливки из чугуна, стали, алюминиевых, магниевых и др. сплавов. Особенно эффективно применение кокильного литья при изготовлении отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Эти сплавы имеют относительно невысокую температуру плавления, поэтому один кокиль можно использовать до 10000 раз (с простановкой металлических стержней). До 45 % всех отливок из этих сплавов получают в кокилях. При литье в кокиль расширяется диапазон скоростей охлаждения сплавов и образования различных структур. Сталь имеет относительно высокую температуру плавления, стойкость кокилей при получении стальных отливок резко снижается, большинство поверхностей образуют стержни, поэтому метод кокильного литья для стали находит меньшее применение, чем для цветных сплавов. Данный метод широко применяется при серийном и крупносерийном производстве.

Литьё под давлением

ЛПД занимает одно из ведущих мест в литейном производстве. Производство отливок из алюминиевых сплавов в различных странах составляет 30-50 % общего выпуска (по массе) продукции ЛПД. Следующую по количеству и разнообразию номенклатуры группу отливок представляют отливки из цинковых сплавов. Магниевые сплавы для литья под давлением применяют реже, что объясняется их склонностью к образованию горячих трещин и более сложными технологическими условиями изготовления отливок. Получение отливок из медных сплавов ограничено низкой стойкостью пресс-форм.

Номенклатура выпускаемых отечественной промышленностью отливок очень разнообразна. Этим способом изготавливают литые заготовки самой различной конфигурации массой от нескольких граммов до нескольких десятков килограммов. Выделяются следующие положительные стороны процесса ЛПД:

· Высокая производительность и автоматизация производства, наряду с низкой трудоёмкостью на изготовление одной отливки, делает процесс ЛПД наиболее оптимальным в условиях массового и крупносерийного производств.

· Минимальные припуски на мехобработку или не требующие оной, минимальная шероховатость необрабатываемых поверхностей и точность размеров, позволяющая добиваться допусков до ±0,075 мм на сторону.

· Чёткость получаемого рельефа, позволяющая получать отливки с минимальной толщиной стенки до 0,6 мм, а также литые резьбовые профили.

· Чистота поверхности на необрабатываемых поверхностях, позволяет придать отливке товарный эстетический вид.

Также выделяют следующие негативное влияние особенностей ЛПД, приводящие к потере герметичности отливок и невозможности их дальнейшей термообработки:

· Воздушная пористость, причиной образования которой являются воздух и газы от выгорающей смазки, захваченные потоком металла при заполнении формы. Что вызвано неоптимальными режимами заполнения, а также низкой газопроницаемостью формы.

· Усадочные пороки, проявляющиеся из-за высокой теплопроводности форм наряду с затрудненными условиями питания в процессе затвердевания.

· Неметаллические и газовые включения, появляющиеся из-за нетщательной очистки сплава в раздаточной печи, а также выделяющиеся из твёрдого раствора.

Задавшись целью получения отливки заданной конфигурации, необходимо чётко определить её назначение: будут ли к ней предъявляться высокие требования по прочности, герметичности или же её использование ограничится декоративной областью. От правильного сочетания технологических режимов ЛПД, зависит качество изделий, а также затраты на их производство. Соблюдение условий технологичности литых деталей, подразумевает такое их конструктивное оформление, которое, не снижая основных требований к конструкции, способствует получению заданных физико-механических свойств, размерной точности и шероховатости поверхности при минимальной трудоёмкости изготовления и ограниченном использовании дефицитных материалов. Всегда необходимо учитывать, что качество отливок, получаемых ЛПД, зависит от большого числа переменных технологических факторов, связь между которыми установить чрезвычайно сложно из-за быстроты заполнения формы.

Основные параметры, влияющие на процесс заполнения и формирования отливки, следующие:

· давление на металл во время заполнения и подпрессовки;

· скорость прессования;

· конструкция литниково-вентиляционной системы;

· температура заливаемого сплава и формы;

· режимы смазки и вакуумирования.

Сочетанием и варьированием этих основных параметров, добиваются снижения негативных влияний особенностей процесса ЛПД. Исторически выделяются следующие традиционные конструкторско-технологические решения по снижению брака:

· регулирование температуры заливаемого сплава и формы;

· повышение давление на металл во время заполнения и подпрессовки;

· рафинирование и очистка сплава;

· вакуумирование;

· конструирование литниково-вентиляционной системы;

Также, существует ряд нетрадиционных решений, направленных на устранение негативного влияние особенностей ЛПД:

· заполнение формы и камеры активными газами;

· использование двойного хода запирающего механизма;

· использование двойного поршня особой конструкции;

· установка заменяемой диафрагмы;

· проточка для отвода воздуха в камере прессования;

Центробежное литьё

Центробежный метод литья (центробежное литьё) используется при получении отливок, имеющих форму тел вращения. Подобные отливки отливаются из чугуна, стали, бронзы и алюминия. При этом расплав заливают в металлическую форму, вращающуюся со скоростью 3000 об/мин.

Под действием центробежной силы расплав распределяется по внутренней поверхности формы и, кристаллизуясь, образует отливку. Центробежным способом можно получить двухслойные заготовки, что достигается поочерёдной заливкой в форму различных сплавов. Кристаллизация расплава в металлической форме под действием центробежной силы обеспечивает получение плотных отливок.

При этом, как правило, в отливках не бывает газовых раковин и шлаковых включений. Особыми преимуществами центробежного литья является получение внутренних полостей без примене

Взрыв – это быстро протекающий процесс физических и химических превращений веществ, сопровождающийся освобождением значительного количества энергии в ограниченном объеме, в результате которого в окружающем пространстве образуется и распространяется ударная волна, способная привести или приводящая к возникновению чрезвычайной ситуации техногенного характера. В результате взрыва вещество, заполняющее объем, превращается в сильно нагретый газ или плазму с очень высоким давлением, что обуславливает образование и распространение в окружающей среде ударной волны. Взрыв происходит при химических реакциях, электрическом разряде, воздействии луча света (от квантового генератора) на различные материалы, ядерных реакциях деления и синтеза.

Взрыв применяют в военном (при ведении военных действий) и горном деле (при добыче полезных ископаемых), в строительстве (при создании фундаментов и разрушении старых сооружений), машиностроении (взрывная сварка, взрывное штампование), нефтегазохимии (при выполнении технологических операций, создании подземных хранилищ), при уничтожении химически и биологически опасных веществ и др.

В последнее время взрывы стали одним из основных видов террористических воздействий. Поражающими факторами взрывов являются ударная световая, тепловая и радиационная волны, способные создать угрозу жизни и здоровью людей, нанести ущерб хозяйственным и иным объектам и стать источником чрезвычайных ситуаций.

Читайте дополнительный материал:

Различают несколько видов взрывов:

• физический взрыв – вызываемый изменением физического состояния вещества. В результате такого взрыва вещество превращается в газ с высоким давлением и температурой;
• химический взрыв – вызываемый быстрым химическим превращением веществ, при котором потенциальная химическая энергия переходит в тепловую и кинетическую энергию расширяющихся продуктов взрыва;
• ядерный взрыв – мощный взрыв, вызванный высвобождением ядерной энергии либо быстро развивающейся цепной реакцией деления тяжелых ядер, либо термоядерной реакцией синтеза ядер гелия из более легких ядер;
• – произошедший в результате нарушения технологии производства, ошибок обслуживающего персонала либо ошибок, допущенных при проектировании;
• взрыв пылевоздушной смеси – когда первоначальный инициирующий импульс способствует возмущению пыли или газа, что приводит к последующему мощному взрыву;
• взрыв сосуда под высоким давлением – взрыв сосуда, в котором в рабочем состоянии хранятся сжатые под высоким давлением газы или жидкости, либо взрыв, в котором давление возрастает в результате внешнего нагрева или самовоспламенения образовавшейся смеси внутри сосуда;
• объемный взрыв – детонационный или дефлаграционный взрыв газовоздушных, пылевоздушных и пылегазовых облаков.

В результате взрыва. образующиеся сильно нагретый газ или плазма с очень высоким давлением с большой силой воздействуют на окружающую среду, вызывая ее движение. Порожденное взрывом движение, при котором происходит резкое повышение давления, плотности и температуры среды, называют взрывной волной. Фронт взрывной волны распространяется по среде с большой скоростью, в результате чего область, охваченная движением, быстро расширяется. Возникновение взрывной волны является характерным следствием взрыва в различных средах.

Если среда отсутствует, т.е. взрыв происходит в вакууме, энергия переходит в кинетическую энергию разлетающихся во все стороны с большой скоростью продуктов взрыва. Посредством взрывной волны (или разлетающихся продуктов в вакууме) взрыва производит механическое воздействие на объекты, расположенные на различных расстояниях от места взрыва.

По мере удаления от места взрыва механическое воздействие взрывной волны ослабевает. Разнообразные виды взрывов различаются физической природой источника энергии и способом ее освобождения. Типичными примерами являются взрывы химических взрывчатых веществ. Они обладают способностью к быстрому химическому разложению, при котором энергия межмолекулярных связей выделяется в виде теплоты. Для них характерно увеличение скорости химического разложения при повышении температуры. При сравнительно низкой температуре химическое разложение протекает очень медленно, так что взрывные вещества в течение длительного времени может не претерпевать заметного изменения в своем состоянии. В этом случае между взрывчатыми веществами и окружающей средой устанавливается тепловое равновесие, при котором непрерывно выделяющиеся небольшие количества теплоты отводятся за пределы вещества посредством теплопроводности.

Если создаются условия, при которых выделяющаяся теплота не успевает отводиться за пределы взрывчатого вещества, то благодаря повышению температуры развивается самоускоряющийся процесс химического разложения, который называется тепловым взрывом. В связи с тем, что теплота отводится через внешнюю поверхность взрывчатого вещества, а ее выделение происходит во всем объеме вещества, тепловое равновесие может быть также нарушено при увеличении общей массы взрывчатого вещества. Это обстоятельство учитывается при хранении взрывчатых веществ.

Возможен иной процесс осуществления взрыва, при котором химическое превращение распространяется по взрывному веществу последовательно, от слоя к слою в виде волны. Движущийся с большой скоростью передний фронт такой волны представляет собой ударную волну – резкий (скачкообразный) переход вещества из исходного состояния в состояние с очень высокими давлением и температурой. Взрывное вещество, сжатое ударной волной, оказывается в состоянии, при котором химическое разложение протекает очень быстро.

В результате область, в которой освобождается энергия, оказывается сосредоточенной в тонком слое, прилегающем к поверхности ударной волны. Выделение энергии обеспечивает сохранение высокого давления в ударной волне на постоянном уровне. Процесс химического превращения взрывного вещества, который вводится ударной волной и сопровождается быстрым выделением энергии, называется детонацией. Детонационные волны распространяются по взрывным веществам с очень большой скоростью, всегда превышающей скорость звука в исходном веществе. Например, скорости волн детонации в твердых взрывных веществах составляют несколько км/с. Тонна твердого взрывчатого вещества может превратиться таким способом в плотный газ с очень высоким давлением за 10-4 с. Давление в образующихся при этом газах превосходит в несколько сотен тысяч раз атмосферное. Действие взрыва химического взрывного вещества может быть усилено в определенном направлении путем применения зарядов взрывчатых веществ специальной формы.

К В., связанным с более фундаментальными превращениями веществ, относятся ядерные. При ядерном взрыве происходит превращение атомных ядер исходного вещества в ядра др. элементов, которое сопровождается освобождением энергии связи элементарных частиц (протонов и нейтронов), входящих в состав атомного ядра.

Основан на способности определенных изотопов тяжелых элементов урана или плутония к делению, при котором ядра исходного вещества распадаются, образуя ядра более легких элементов. При делении всех ядер, содержащихся в 50 г урана или плутония, освобождается такое же количество энергии, как и при детонации 1000 т тринитротолуола, так что ядерное превращение способно произвести взрыв огромной силы. Деление ядра атома урана или плутония может произойти в результате захвата ядром одного нейтрона. Существенно, что в результате деления возникает несколько новых нейтронов, каждый из которых может вызвать деление других ядер.

В результате число делений будет очень быстро нарастать (по закону геометрической прогрессии). Если принять, что при каждом акте деления число нейтронов, способных вызвать деление др. ядер, удваивается, то менее чем за 90 актов деления образуется такое количество нейтронов, которого достаточно для деления ядер, содержащихся в 100 кг урана или плутония. Время, необходимое для деления этого количества вещества, составит ~ 10-6 с. Такой самоускоряющийся процесс называется цепной реакцией. В действительности не все нейтроны, образующиеся при делении, вызывают деление др. ядер. Если общее количество делящегося вещества мало, то большая часть нейтронов будет выходить за пределы вещества, не вызывая деления. В делящемся веществе всегда имеется небольшое количество свободных нейтронов, однако цепная реакция развивается лишь в том случае, когда число вновь образующихся нейтронов будет превышать число нейтронов, которые не производят деления. Такие условия создаются, когда масса делящегося вещества превосходит т.н. критическую массу. Взрыв происходит при быстром соединении отдельных частей делящегося вещества (масса каждой части меньше критической) в одно целое с общей массой, превосходящей критическую массу, или при сильном сжатии, уменьшающем площадь поверхности вещества и тем самым уменьшающем количество выходящих наружу нейтронов. Для создания таких условий обычно используют взрыв химического взрывчатого вещества.

Существует другой тип ядерной реакции – реакция синтеза легких ядер, сопровождающаяся выделением большого количества энергии. Силы отталкивания одноименных электрических зарядов (все ядра имеют положительный электрический заряд) препятствуют протеканию реакции синтеза, поэтому для эффективного ядерного превращения такого типа ядра должны обладать высокой энергией. Такие условия могут быть созданы нагреванием веществ до очень высокой температуры. В связи с этим процесс синтеза, протекающий при высокой температуре, называют термоядерной реакцией. При синтезе ядер дейтерия (изотопа водорода 2Н) освобождается почти в 3 раза больше энергии, чем при делении такой же массы урана. Необходимая для синтеза температура достигается при ядерном взрыве урана или плутония. Таким образом, если поместить в одном и том же устройстве делящееся вещество и изотопы водорода, то может быть осуществлена реакция синтеза, результатом которой будет взрыв огромной силы. Помимо мощной взрывной волны, ядерный взрыв сопровождается интенсивным испусканием света и проникающей радиации.

В описанных выше типах взрывов освобожденная энергия содержалась первоначально в виде энергии молекулярной или ядерной связи в веществе. Существуют взрыв, в которых выделяющаяся энергия подводится от внешнего источника. Примером такого взрыва может служить мощный электрический разряд в какой-либо среде. Электрическая энергия в разрядном промежутке выделяется в виде теплоты, превращая среду в ионизованный газ с высокими давлением и температурой. Аналогичное явление происходит при протекании мощного электрического тока по металлическому проводнику, если сила тока оказывается достаточной для быстрого превращения металлического проводника в пар. Явление взрыва возникает также при воздействии на вещество сфокусированного лазерного излучения. Как один из видов взрыва, можно рассматривать процесс быстрого освобождения энергии, происходящий в результате внезапного разрушения оболочки, удерживавшей газ с высоким давлением (например, взрыв баллона со сжатым газом). Взрыв может произойти при столкновении твердых тел, движущихся навстречу друг другу с большой скоростью, например, с космической. При столкновении кинетическая энергия тел переходит в теплоту в результате распространения по веществу мощной ударной волны, возникающей в момент столкновения. Скорости относительного сближения твердых тел, необходимые для того, чтобы в результате столкновения вещество полностью превратилось в пар, измеряются десятками км/с, развивающиеся при этом давления составляют миллионы атмосфер.

В природе существует много явлений, которые сопровождаются взрывами: мощные электрические разряды в атмосфере во время грозы (молнии), внезапное извержение вулканов, падение на поверхность Земли крупных метеоритов. В результате падения Тунгусского метеорита (1907) произошел взрыв, эквивалентный по количеству выделившейся энергии взрыва ~ 107 т тринитротолуола.

В. нашли широкое применение в научных исследованиях и в промышленности. Они позволили достигнуть значительного прогресса в изучении свойств газов, жидкостей и твердых тел при высоких давлениях и температурах. Исследование взрывов играет важную роль в развитии физики неравновесных процессов, изучающей явления переноса массы, импульса и энергии в различных средах, механизмы фазовых переходов вещества, кинетику химических реакций и т.п. Под воздействием взрыва могут быть достигнуты такие состояния веществ, которые оказываются недоступными при др. способах исследования. Мощное сжатие канала электрического разряда посредством взрыва химического вещества позволяет получать в течение короткого промежутка времени магнитные поля огромной напряженности [до 1,1 Га/м (до 14 млн. э)]. Интенсивное испускание света при взрыве химического взрывного вещества в газе может использоваться для возбуждения оптического квантового генератора (лазера). Под действием высокого давления, которое создается при детонации взрывного вещества, осуществляются взрывное штампование, взрывная сварка и взрывное упрочнение металлов.

Взрывы широко применяют при разведке полезных ископаемых. Отраженные от различных слоев сейсмические волны (упругие волны в земной коре) регистрируются сейсмографами. Анализ сейсмограмм дает возможность сделать заключение о залегании нефти, природного газа и др. полезных ископаемых. Взрывы столь же широко используют при вскрытии и разработке месторождений полезных ископаемых. Без взрывных работ не обходится практически ни одно строительство плотин, дорог и тоннелей в горах.

Однако неконтролируемые и несанкционированные взрывы любой природы являются источниками возникновения аварийных и катастрофических ситуаций на большинстве потенциально опасных объектов гражданского и оборонного назначения, при возникновении опасных природных процессов на Земле, Солнце или на др. космических объектах.

Основными методами предупреждения и предотвращения взрыва. являются многие из методов противоаварийной защиты, обеспечивающих повышенную взрывоустойчивость зданий, сооружений, сосудов давления, трубопроводов, объектов горных выработок, военных складов, зернохранилищ, хвостохранилищ, производств взрывчатых веществ химической и ядерной природы.

Основой обоснования взрывоустойчивости является общая теория взрыва, дающая представление о всех сопутствующих им поражающих факторах.

К числу достаточно надежных средств защиты от взрыва относятся бункеры, контайменты, скафандры, создающие барьеры для ударной, тепловой, световой волн и радиации, а также специальные системы с ориентированными многоочаговыми разрушениями, гасящими ударные волны.

Вопросы ликвидации последствий взрыва различной природы и в различных средах являются обширной областью научных исследований и практических разработок ведущих ведомств страны (Минобороны России, МЧС России, Минтранса России, МПР России и др.), а также академических и отраслевых научных институтов, конструкторских и технологических бюро, органов государственного надзора.

Впервые задача изучения физической сущности взрыва была поставлена М.В. Ломоносовым. В работе «О природе и рождении селитры», написанной в 1748 г., он дает определение взрыва, как очень быстрого выделения значительного количества энергии и большого объема газов.

Взрывом называется процесс очень быстрого(сверхзвукового) физического или химического перехода вещества или группы веществ изодного состояния в другое, сопровождающееся весьма быстрым переходом потенциальной энергии исходного вещества в кинетическую энергию, способную совершать механическую работу.

Явление взрыва в таких его проявлениях, как грозовой разряд, извержение вулкана известно человечеству с незапамятных времен. Несколько позднее люди научились изготовлять взрывчатые составы и использовать взрыв в своих целях. Однако для формирования правильного представления о сущности явления, именуемого взрывом, потребовались значительные успехи в развитии естественных наук.

Характерным признаком взрыва является крайне быстрое появление или, точнее, проявление действия давления, как правило, очень большого.

По характеру процесса протекания взрывов их принято классифицировать на:

ФИЗИЧЕСКИЕ – при которых только происходит физическое преобразование вещества (беспламенное взрывание помощью жидкой углекислоты и сжатого воздуха, взрывы паровых котлов, баллоны со сжиженным газом, электрические разряды) т.е.при физическом взрыве энергия выделяется в результате физического процесса.

Физический взрыв находит применение в угледобывающей промышленности в виде патронов аэрдокс , в которых для разрушения среды используют энергию сжатого воздуха.

ХИМИЧЕСКИЕ – при которых происходит чрезвычайно быстрые изменения химического состава веществ, участвующих в реакции с выделением тепла и газов (взрыв метана, угольной пыли, ВВ).

При химическом взрыве энергия выделяется в результате быстрой химической реакции. Этому типу взрыва можно дать следующее определение: взрывом называется быстрое химическое превращение взрывчатого вещества, протекающее с выделением тепла и образованием газов.

Из этого определения вытекают четыре основных условия, которым должна удовлетворять химическая реакция для того, чтобы она могла протекать в форме взрыва:

· экзотермичность (выделение тепла),

· образование газов,

· большая скорость реакции,

· способность к самораспространению.

Если хотя бы одно из этих условий не вы­полняется - взрыва не произойдет.

Химическое превращение взрывчатых веществ и смесей может протекать в различных формах, основными из которых являются:

· медленное химическое превращение (разложение вещества);

· горение;

· детонация.

При медленном химическом превращении реакция разложения протекает одновременно во всем объеме вещества, находящимся при одинаковой температуре, практически равной температуре окружающей среды. Скорость реакции соответствует этой температуре и во всех точках масса ВВ одинакова. При нагревании ВВ его температура возрастает не только за счет внешнего нагрева, но и за счет тепла, выделяющегося при химической реакции разложения. При определенных условиях эта реакция может стать самоускоряющейся, в результате чего ВВ быстро превратится в сжатые газы почти одновременно по всему объему. Произойдет тепловой взрыв ВВ, который может служить примером гомогенного (однородного) взрыва. Однако практически гомогенный взрыв неосуществим из-за неравномерного теплоотвода из ВВ, так как в веществе всегда имеет место возникновение одного или нескольких очагов горения, из которых горение затем распространяется на остальную массу ВВ.

Основой современной взрывной техники является использование самораспространяющегося взрывчатого превращения. При этой форме взрыва химическое превращение, начавшееся в какой-либо точке заряда, самопроизвольно распространяется до его границ. Способность химической реакции в самораспространению, является, характерной особенностью этой формы взрыва.

Самораспространяющееся взрывчатое превращение возможно при горении и детонации ВВ. В обоих случаях имеется фронт химического превращения - относительно узкая зона, в которой происходит интенсивная химическая реакция, распространяющаяся по веществу с некоторой скоростью. Впереди этой зоны находится исходное ВВ, позади нее - продукты превращения

Температуры впереди фронта, позади него и в самой зоне химической реакции существенно различаются; имеет место также неравенство давлений и плотности.

Скорость реакции, точнее, линейная скорость перемещения фронта процесса зависит в основном не от начальной температуры вещества, а от количества выделяющейся при реакции энергии, условий передачи ее непрореагировавшему веществу и кинетических характеристик возникающего в нем при этой передаче химического превращения. Так как механизм передачи энергии при горении и детонации различен (при горении тепловая энергия передается за счет теплопроводности, при детонации основную роль играет ударная волна), скорость распространения процесса также различается и при горении не превышает для конденсированных ВВ нескольких сантиметров в секунду, а при детонации составляет километры в секунду.

В соответствии с различием в скорости распространения процесса разрушающее действие при разных формах превращения ВВ существенно отличается.

Медленное превращение только в замкнутом объеме может привести к повышению давления вплоть до разрыва оболочки.

Горение также способно значительно повысить давление лишь в замкнутом или полузамкнутом объеме. Соответственно этот процесс используют в тех случаях, где слишком большое давление нежелательно (ракетные камеры, огнестрельное оружие и т. п.).

ЯДЕРНЫЕ – при которых происходят цепные реакции деления ядер с образованием новых элементов. В настоящее время реализуются два вида выделения атомной энергии при взрыве:

· превращение тяжелых ядер в более легкие (радиоактивный распад и деление атомных ядер урана и плутония);

· образование из легких ядер более тяжелые (синтез атомных ядер).

При взрывных работах в промышленности применяются химические взрывы.

освобождение большого количестваэнергиивограниченном объеме за короткий промежуток времени. В. приводит к образованию сильно нагретого газа (плазмы) с очень высоким давлением, к-рый при расширении оказывает механическое воздействие (давление, разрушение) на окружающие тела. В твердой среде сопровождается ее разрушением и дроблением. В. осуществляется чаще всего за счет освобождения химической энергии взрывчатых веществ.

Отличное определение

Неполное определение ↓

Взрыв

быстрое преобразование вещества (взрывное горение), сопровождающееся выделением энергии и образованием сжатых газов, способных производить работу. В окружающей среде распространяется взрывная волна. Количество выделившейся при в. Энергии определяет масштаб (объем, площадь) разрушений. Величина концентрации энергии в единице объема определяет интенсивность разрушений в очаге взрыва. Давление взрыва, кпамасштаб повреждения зданий 100полное разрушение зданий 5350%-ное разрушение зданий 28среднее повреждение зданий 12умеренное повреждение зданий (повреждение Внутренних перегородок, рам, дверей и т. П.) 3малое повреждение зданий (разбита часть Остекления) Давление взрыва 5 кпа, характеризующее нетравмоопасное повреждение человека, принято в качестве п о г р а н и ч н о й в е л и ч и н ы при определении категории помещений и зданий, наружных установок. При давлении в. Ниже 5 кпа помещение, здание, наружная установка не относятся к категории а или в по взрывопожароопасности. При диффузионном горении твердых и жидких веществ (материалов) в условиях пожара в. Не реализуется. Однако при накоплении в замкнутом объеме продуктов термической и термоокислительной деструкции (водород, метан, оксид углерода и др.) В. Может произойти. Примером служат в. Силосов и бункеров на элеваторах, комбикормовых заводах. При самонагревании и последующем самовозгорании растительного сырья продукты разложения аккумулируются в выгоревших полостях и при обрушениях сводов воспламеняются со в. П р о е к т и р у е м ы е В. Применяют в военном деле, горном деле, строительстве и др.

Практика показывает, что последствия взрывов криминальной природы многоплановы и нередко катастрофичны (смерть людей и животных, причинение увечий и многочисленных травм потерпевшим, разрушение и полное уничтожение зданий, сооружений, транспортных средств, экосистем и других объектов). К этому нередко добавляются возникающие в результате взрывов пожары и серьезные психические травмы людей. Являясь последствием вызвавшей его причины, взрыв в данном случае играет роль непосредственной причины указанных общественно опасных последствий .

Взрыв характеризуется внезапным образованием большого объема газов в ограниченном пространстве, сопровождается высокой температурой, резким увеличением давления в окружающей среде и мощной звуковой волной. Образование газов и резкий их выход из ограниченного объема является главным признаком взрывов. Взрывы принято классифицировать на: химические, механические и ядерные .

Химический взрыв происходит в результате химической реакции (горения, детонации) быстрого сгорания взрывчатых составов и почти мгновенного образования газов, объем которых во много раз превышает объем самих взрывчатых составов. В результате взрыва его продукты (газы) имеют большую температуру (несколько тысяч градусов) и огромное давление (от единиц до сотен тысяч атмосфер). Принято различать два основных типа химических взрывов: а) взрывы специально изготовленных составов и смесей - ВВ; б) взрывы смешанных с воздухом газов (например, метана, пропан-бутана, ацетилена и др.), а также легко воспламеняющейся, взвешенной в воздухе пыли некоторых твердых материалов (угольная, мучная, табачная, алюминиевая, древесная пыль и т.п.).

Для взрыва ВВ не требуется кислород или воздух. В их состав входят два компонента: а) горючие вещества, содержащие водород, азот, углерод, серу и др.; б) окислители - вещества с высоким содержанием кислорода. Такие ВВ принято называть конденсированными, т.е. компактными, их можно использовать в любой среде - в грунте, под водой, в герметичном корпусе.

Механические взрывы (техногенные ) в большинстве случаев возникают в результате разрыва корпуса резервуара при увеличении давления внутри него (взрыв котла, не имеющего клапана для сброса давления, заполняемых емкостей без контроля за давлением и др.).

Ядерный взрыв - результат расщепления или соединения ядер атомов, при которых образуется значительная энергия. Ее выход сопровождается огромным увеличением температуры и давления газов, что в сотни и тысячи раз превышает аналогичные показатели химического взрыва.

Таким образом, взрыв в широком смысле этого слова представляет собой процесс весьма быстрого физического или химического превращения веществ, сопровождающийся переходом потенциальной энергии в механическую работу. Работа, совершаемая при взрыве, обусловлена быстрым расширением газов или паров, независимо от того, существовали ли они до или образовались во время взрыва. Самым существенным признаком взрыва является резкий скачок давления в среде, окружающей место взрыва. Это служит непосредственной причиной разрушительного действия взрыва.

Наиболее характерным признаком взрыва, резко отличающим его от обычных химических реакций, является большая скорость протекания процесса. Переход к конечным продуктам взрыва происходит за стотысячные или даже миллионные доли секунды. Такой процесс протекает настолько быстро, что практически вся энергия успевает выделиться в объеме, занятом самим ВВ, что и приводит к ее высокой концентрации, которая не достижима в условиях обычного протекания химических реакций (горение дров, бензина и др.). Одна из причин взрывов - применение ВВ, при этом заметим, что взрывы могут быть связаны не только с их применением. Причиной техногенных взрывов могут быть: пыль, образовавшаяся в производственных условиях при механическом дроблении сырья и других материалов, при горении топлива или при конденсации паров (в шахтах, рудниках, других объектах горнодобывающей промышленности, на мукомольных, текстильных предприятиях и сахарных заводах). Взрывы без применения ВВ (техногенные) происходят и на объектах, где используются аппараты и сосуды, работающие под давлением, и др.

Основное внимание в нашей работе уделяется рассмотрению химических взрывов, т.е. взрывов специальных ВВ и ВУ. Главной отличительной особенностью таковых является то, что они представляют собой составы и смеси, специально изготовленные для целенаправленного использования - для производства взрыва.

Под взрывом взрывчатых веществ принято понимать самораспро- страняющееся с большой скоростью химическое превращение, протекающее с выделением большого количества тепла и образованием газообразных продуктов.

При химическом взрыве ВВ мгновенно переходит из твердого состояния в газообразную смесь. Иными словами, вещество, заполняющее пространство, в котором происходит освобождение энергии, превращается в сильно нагретый газ с очень высоким давлением. Этот газ с большой силой воздействует на окружающую среду, вызывая ее движение. Взрывы в твердой среде сопровождаются ее разрушением и дроблением. Основными факторами, характеризующими взрыв, являются:

• 1) большая скорость взрывчатого превращения (горения);
• 2) выделение большого количества газов;
• 3) выделение большого количества тепла (высокая температура). Взрывчатое вещество при взрыве выделяет энергию за счет того, что

небольшой объем твердого или жидкого ВВ превращается в огромный объем газов, нагретых до температуры в тысячи градусов. Для разных типов ВВ объем выделяющихся газов на 1 кг ВВ, имеющий начальный объем не более 0,8-1 л, составляет от 300 до 1000 л и более. Образовавшиеся при взрыве горячие газообразные продукты распада ВВ начинают расширяться, производя механическую работу. Таким образом, ВВ имеют запас скрытой энергии, освобождающейся в процессе реакции взрыва.

Движение воздуха, порожденное взрывом, при котором происходит резкое повышение давления, плотности и температуры, называют взрывной волной. Фронт взрывной волны распространяется с большой скоростью, в результате чего область, охваченная ее движением, быстро расширяется. Скачкообразное изменение давления, плотности, скорости движения на фронте взрывной волны, распространяющееся со скоростью, превышающей скорость звука в среде, представляет собой ударную волну.

Взрыв производит механическое воздействие на объекты, расположенные на различных расстояниях от центра взрыва. По мере удаления от центра механическое воздействие взрывной волны ослабевает.

В зависимости от условий протекания химической реакции процессы взрывчатого превращения могут распространяться с различной скоростью и обладать существенными качественными различиями. По характеру и скорости своего распространения все взрывные процессы делятся на: горение, взрыв, детонацию.

Горение - процесс взрывчатого превращения, обусловленный передачей энергии от одного слоя ВВ к другому (свойство теплопроводности) и излучением тепла газообразными продуктами. Процесс горения ВВ протекает сравнительно медленно, со скоростью от долей сантиметра до нескольких метров в секунду. На открытом воздухе этот процесс протекает сравнительно «вяло» и не сопровождается сколько- нибудь значительным звуковым эффектом. В ограниченном объеме этот процесс протекает значительно энергичнее и характеризуется более быстрым нарастанием давления и способностью образующихся при этом газов производить работу метания, подобную тому, как при выстреле. Для горения в замкнутом пространстве нужно, чтобы в нем содержался окислитель. Горение является характерным видом взрывчатого превращения порохов.

Взрыв, по сравнению с горением, представляет собой качественно иную форму протекания реакции. Отличительными его чертами являются: резкий скачок давления, переменная скорость распространения процесса, измеряемая тысячами метров в секунду и сравнительно мало зависящая от внешних условий. Характер действия взрыва - резкий удар газов по окружающей среде, вызывающий дробление и сильные деформации предметов. Как и при горении, при взрывчатом разложении ВВ скорость реакции является переменной и зависит от давления и температуры. Скорость горения в этом случае достигает сотен метров в секунду, но не превышает скорости звука. При дальнейшем самоуско- рении реакции взрывное разложение переходит в детонацию.

Детонация представляет собой взрыв, распространяющийся с максимально возможной для данного ВВ и данных условий скоростью, превышающей скорость звука в этом веществе. Детонация не отличается по характеру и сущности явления от взрыва, но представляет собой его стационарную форму. Скорость детонации при заданных условиях для каждого ВВ является вполне определенной константой и одной из важнейших его характеристик. В условиях детонации достигается максимальное разрушительное действие взрыва. При детонации ВВ возникает бризантный эффект. Скорость детонации непосредственно зависит от вида ВВ, его плотности и физического состояния, а также оболочки ВУ. Скоростью детонации принято считать скорость распространения ударной волны по ВВ. При этом она не равна скорости химического превращения вещества. Для разных веществ она лежит в пределах 1000-10 000 м/с. Ее значение определяется не только химическим составом, но и физическими характеристиками заряда: плотностью, диаметром, агрегатным состоянием, температурой и др. Наличие оболочки (по сути создание закрытого минипространства, заполненного спрессованным ВВ) значительно увеличивает детонацию .

Возбуждение взрывчатого превращения ВВ называют инициированием. Для этого требуется сообщить ему необходимое количество энергии - задать начальный импульс. Это может быть достигнуто путем:

• а) механического воздействия (удар, трение и др.);
• б) тепловым (нагрев, искра, пламя);
• в) химическим (соединение некоторых компонентов для реакции горения с выделением тепла или пламени);
• г) взрывом другого заряда (взрывателя с инициирующим ВВ, другого ВВ).

Средства инициирования подразделяют на средства:

• 1) воспламенения;
• 2) детонирования.

Средства воспламенения - это устройства для возбуждения горения зарядов и порохов за счет воздействия на них тепловой энергии в виде нагрева нити накаливания, луча пламени, искрового разряда. Ими являются капсюли-воспламенители накольного или ударного действия, терочные воспламенители, электровоспламенители.

Средства детонирования предназначены для возбуждения детонации бризантных ВВ путем преобразования простого начального импульса во взрывной. К ним относятся капсюли-детонаторы, запалы, электродетонаторы.

Взрыв характеризуется четырьмя основными поражающими действиями, оказывающими влияние на изменения окружающей обстановки: а) бризантное ; б) осколочное; в) термическое ; г) ударная волна.

Бризантное действие проявляется на расстоянии 3-4 радиусов заряда ВУ. Бризантность - это способность ВВ к разрушению (дроблению) окружающей среды. В этой зоне дробление объектов настолько велико, что они превращаются в микрочастицы. Повреждения такого рода происходят за счет динамических напряжений, превышающих пределы прочности разрушающихся материалов, в результате совместного воздействия ударной волны и продуктов детонации. Такое действие характерно для ВУ с ВВ, имеющих значительную скорость детонации и относительно большую плотность. Реакция при детонации идет так быстро, что газообразные продукты с температурой в несколько тысяч градусов оказываются сжатыми в объеме, близком к исходному объему заряда, до давления в сотни тысяч килограмм-силы на квадратный сантиметр . Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластической деформации (местное бризантное действие взрыва); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в которой они происходят, гораздо больше (общее фугасное действие взрыва).

Осколочное действие. При взрыве помещенного в оболочку заряда ВВ под действием быстро расширяющихся газов происходит ее разрыв на осколки и их метание. Осколки, образованные за счет разрушения оболочки (корпуса) заряда ВВ, называются первичными. Осколки, образованные за счет бризантного действия взрыва при разрушении предметов, находящихся в непосредственной близости к заряду ВВ (до 20 диаметров оболочки заряда ВВ), называются вторичными. Например, разлет фрагментов корпуса и деталей автомобиля при взрыве заряда ВВ в салоне. В зависимости от состава ВВ и его массы скорость разлета осколков может достигать 2000 м/с. В полете осколки разрушают (пробивают) окружающие предметы, рикошетят, в определенных условиях вызывают воспламенение горючих материалов. Нагрев осколков происходит в момент детонации, а также из-за трения в момент встречи с преградой, например, при пробивании топливного бака автомобиля. При взрыве бризантных ВВ осколки представляют собой мелкие фракции оболочек, при взрыве ВВ пониженной мощности, а также порохов, как правило, образуются крупные осколки без заметного изменения структуры материала оболочки.

Термическое действие, вызванное взрывом, в зависимости от используемого ВВ различается по интенсивности и длительности воздействия на окружающие предметы и материалы. Как правило, взрыв пороха вызывает более длительное зажигательное действие, чем взрыв бризантных ВВ. Бризантные ВВ при взрыве создают более высокую температуру. Термическое воздействие носит кратковременный и локальный характер и по дальности не превышает 10-30 диаметров объема заряда ВВ. На объектах, предметах и материалах, находящихся в непосредственной близости к месту взрыва, если не возникло открытое горение, наблюдаются следы окопчения и плавления.

Ударная волна. При взрыве заряда ВВ практически мгновенно (за тысячные доли секунды) образуются газы высокой температуры (до 50 000° С). Образовавшиеся газы создают в атмосфере вокруг заряда ВВ давление порядка 200 тыс. атм , в результате чего происходит их быстрое расширение, от нескольких сот до тысяч метров в секунду, вызывающее сжатие окружающей атмосферы. В результате образуется сферическая волна расширяющихся газов, оказывающая разрушительное и метательное действие на предметы и объекты, встречающиеся на пути ее распространения. По мере удаления от точки взрыва ударная волна постепенно теряет скорость распространения и давление в ее фронте, в результате чего переходит в звуковую волну. Ударная волна характеризуется двумя фазами - положительного и отрицательного давления. В момент взрыва возникает давление продуктов взрыва (газовой смеси), что вызывает сжатие окружающего воздуха. Слой продуктов взрыва и сжатого воздуха в некоторых случаях наблюдается в виде быстро распространяющегося красного или белого круга, который условно называют фронтом ударной волны. Этот фронт и формирует фазу положительного давления.

При своем движении фронт ударной волны, а вслед за ним волна избыточного (положительного) давления оказывает разрушительное и метательное воздействие на объекты, оказавшиеся на его пути. Фаза избыточного давления продолжается доли секунды. В ходе распространения ударной волны от точки взрыва давление в ее фронте постепенно уменьшается до величины давления окружающей среды, происходит сжатие и вытеснение воздуха, находящегося до взрыва вокруг заряда ВВ. В результате вытеснения воздуха вокруг места взрыва образуется разреженное пространство, именуемое частичным вакуумом (рис. 4.2).

а - фаза сжатия (положительного, избыточного давления); б - фаза разряжения (отрицательного давления, «всасывания»)

После полного затухания ударной волны вытесненный сжатый воздух начинает движение в обратную сторону, стремясь заполнить образовавшийся вакуум. Этот процесс называется фазой отрицательного давления или давлением всасывания. Двигающийся в сторону взрыва воздух имеет скорость ниже ударной волны, но способен к дополнительному разрушению объектов и перемещению отдельных предметов. Этот фактор необходимо учитывать при осмотрах мест происшествий, связанных со взрывами.

Кроме рассмотренных воздействий, взрыв сопровождают звуковая волна, световая вспышка и электромагнитное воздействие.

Взрывчатые вещества. Взрывчатыми называются вещества, способные к взрывчатым превращениям. Для них характерна одноразовость действия, т.е. после реакции взрыва вещество перестает существовать как взрывчатое - оно переходит в качественно другое состояние.

Взрывчатые вещества подразделяют на:

• 1) инициирующие, побуждающие взрыв (первичные ВВ);
• 2) бризантные (вторичные ВВ);
• 3) метательные (пороха);
• 4) пиротехнические составы, способные к взрывчатому превращению.

Инициирующие ВВ (от лат. initium - начало) - высокочувствительные, легко взрывающиеся под влиянием тепловых или механических воздействий (удар, трение, воздействие огня). Они обладают высокой чувствительностью к внешним воздействиям и характеризуются малым временем перехода реакции горения в детонацию. Эти ВВ используются в качестве инициаторов взрывных процессов для возбуждения детонации других ВВ. Вследствие указанных свойств они применяются исключительно для снаряжения средств инициирования - капсюлей, капсюлей-детонаторов. Наиболее распространенными представителями этой группы являются гремучая ртуть, азид свинца, тринитроре- зорцинат свинца (ТНРС).

Для снаряжения капсюлей-воспламенителей используют механические смеси таких 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.

Для инициирования детонации основного заряда ВУ применяются средства взрывания. Средства взрывания представляют собой сочетание средств инициирования и устройств, формирующих первоначальные импульсы. Так, запалы, как правило, включают капсюль-воспламенитель, порождающий горение от накола. От него пламя огня по огнепроводной трубке замедлителя (в качестве такового часто используют дымный порох) передается к капсюлю-детонатору. Капсюль-детонатор содержит небольшое количество мощного инициирующего ВВ, которое взрывается от пламени, поступившего из замедлителя, и инициирует детонацию основного (передает импульс бризантному веществу) заряда ВУ.

Бризантные ВВ (от фр. brizer - дробить) - вещества, для которых характерным видом взрывчатого превращения является детонация. Бризантные ВВ более инертны, чем инициирующие, их чувствительность к внешним воздействиям гораздо меньше. Их горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Большинство из них слабо горят при поджоге открытым огнем, выделяя черный дым и не переходя в детонацию.

Сравнительно невысокая чувствительность бризантных ВВ к удару, трению и тепловому воздействию, а следовательно, достаточная безопасность, обусловливают удобство их практического применения. Бризантные ВВ применяются в чистом виде, а также в виде сплавов и смесей друг с другом.

Основной режим их взрывного превращения - детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего ВВ. Бризантные ВВ применяют для взрывных работ, а также в снарядах и других боеприпасах. Для возбуждения взрыва в них используют взрыв малых количеств (не более нескольких грамм) инициирующих ВВ. Среди бризантных наиболее распространены индивидуальные ВВ: ТЭН (тетранитропен- таэритрит, пентрит), гексоген, тетрил, тротил (тринитротолуол (ТНТ), тол). Бризантные ВВ являются основным классом ВВ, которые применяются для снаряжения мин, снарядов, ракет, гранат, бомб и т.д.

В свою очередь, по мощности их можно разделить на ВВ:

• 1) повышенной мощности (нитроглицерин, тетрил, ТЭН, гексоген);
• 2) нормальной мощности (тол, тротил, пластичные ВВ);
• 3) пониженной мощности (промышленные ВВ - динамиты, аммониты, аммоналы - смеси на основе аммиачной селитры).

Чаще всего, как показывает судебная практика, преступники используют ВВ заводского изготовления - военные: тротил (тринитротолуол, тол); промышленные: аммонал, аммонит. Реже - самодельные, как правило, изготовленные на основе аммиачной селитры.

Метательные ВВ или пороха - вещества, для которых основной формой взрывчатого превращения является горение, не переходящее в детонацию даже при высоких давлениях, развивающихся в условиях выстрела. Эти вещества пригодны для сообщения пуле или снаряду движения в канале ствола оружия (рис. 4.3). Однако при значительной массе и размещении в герметически прочной оболочке метательные ВВ могут сгорать с эффектом взрыва (взрывное горение) и нередко используются преступниками в качестве боевого заряда в самодельном ВУ.

Пиротехнические составы предназначены для создания светового, дымового или звукового эффектов. Большинство пиротехнических составов представляют собой механическую смесь окислителей (хлораты, перхлораты, нитраты и пр.) и горючих веществ (крахмал, мука, сахар, сера и пр.). Скорость горения таких веществ - от долей миллиметра до нескольких сантиметров в секунду, что обеспечивает их минимальные взрывчатые свойства. Однако некоторые хлорат- ные и перхлоратные пиротехнические составы, а также некоторые составы, содержащие бризантные ВВ при определенных условиях способны к детонационному превращению. Наибольшие скорости горения при воспламенении пиротехнических составов наблюдаются в условиях замкнутого объема.

Рис. 4.3.

а - горения метательного ВВ (пороха) в металлическом цилиндре, накрытом диском; б - детонации бризантного ВВ в металлическом цилиндре,

накрытом диском

В самодельных ВУ они могут эффективно выполнять функции ВВ. Относительная доступность приобретения отдельных компонентов, необходимых для изготовления пиротехнических составов, обусловливает их наиболее частое использование. На практике нередко встречаются самодельные ВУ на основе зажигательной массы спичечных головок - пиротехнической смеси промышленного изготовления; взрывные свойства таких устройств близки к однотипным ВУ на основе дымного пороха.

По физическому состоянию ВВ могут быть твердыми, пластичными или жидкими. Твердые в свою очередь делятся на монолитные и сыпучие, изготовленные в виде порошков или гранул. К монолитным относится литой тротил или литые смеси тротила с аммиачной селитрой и алюминиевой пылью. В настоящее время изготавливаются в малых количествах из-за неудобства их использования. В большинстве случаев твердые ВВ используют в сыпучем состоянии в виде порошков и гранул. К сыпучим твердым ВВ относят аммониты, гранулированный тротил или сплав тротила с алюминиевым порошком - алюмотол, смеси гранулированной аммиачной селитры с нефтепродуктами или тротилом и некоторыми другими горючими добавками.

Пластичные ВВ обычно состоят из смеси твердых компонентов с жидкой желатинированной массой и по консистенции напоминают крутое, а в некоторых случаях жидкое тесто. Особенностью пластичных ВВ является их способность к пластической деформации, благодаря которой во взрывных камерах любой конфигурации можно получить высокую плотность заряжания.

При взрывных работах часто применяют ВВ разной консистенции на водной основе - водонаполненные ВВ. Твердыми компонентами таких ВВ чаще всего являются порошкообразный, чешуированный или гранулированный тротил и аммиачная селитра. К такому виду ВВ относятся акваниты и так называемые льющиеся ВВ - акватолы. Примером жидких ВВ являются нитроглицерин, нитрогликоль и некоторые другие нитроэфиры, которые используются в промышленности только в качестве компонентов взрывчатых смесей или порохов.

Основные характеристики ВВ. При практическом использовании ВВ существенное значение имеют следующие их характеристики:

• а) чувствительность к внешним воздействиям;
• б) энергия (теплота) взрывчатого превращения;
• в) скорость детонации;
• г) бризантность;
• д) фугасность (работоспособность).

Чувствительностью ВВ называется способность их к взрывчатому превращению под влиянием внешних воздействий. Ее принято характеризовать минимальным количеством энергии, которое необходимо затратить для того, чтобы возбудить процесс взрывчатого превращения. Такие воздействия принято называть начальными импульсами. Практический интерес представляет чувствительность ВВ к удару, тепловым импульсам, лучу огня.

Под энергией взрывчатого превращения (потенциальной энергией) понимают количество тепла, которое выделяется при взрыве 1 кг ВВ в постоянном объеме без совершения механической внешней работы. Энергия взрывчатого превращения обычно выражается в Дж/кг или в ккал/кг . Теплота реакции взрывчатого превращения является чрезвычайно важной характеристикой ВВ: чем больше тепла выделится при взрыве, тем выше работоспособность ВВ. Превращение тепла в механическую работу идет со значительными потерями (например, часть тепла всегда тратится на разогрев окружающей среды). Кроме того, химическое превращение ВВ в реальных условиях никогда не бывает полным, так как при детонации происходит частичный разброс ВВ. Этот фактор следует учитывать при осмотрах мест происшествий.

Скорость детонации - скорость распространения детонационной волны по заряду взрывчатого вещества (ВВ).

Под бризантностью понимают способность ВВ дробить при взрыве соприкасающиеся с ним предметы (металл, горные породы и т.д.). Бризантность ВВ зависит от скорости его детонации: чем больше скорость детонации, тем больше (при прочих равных условиях) бризантность данного ВВ.

Фугасность ВВ 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 испытуемого ВВ. Следами фугасного действия взрыва являются: воронка в грунте и на иных материалах, перемещение окружающих предметов, разрушение, повреждение и изменение формы отдельных элементов в области действия взрыва, поражения людей различной степени тяжести. Размеры зоны фугасного воздействия зависят от массы ВВ.

Взрывные устройства - это устройства, специально изготовленные и предназначенные для поражения людей и животных, повреждения различных объектов с помощью взрывной волны или осколков, получающих направленное движение в результате реакции стремительного горения (детонации) ВВ.

Взрывные устройства характеризуют следующие признаки:

• 1) специально-изготовленные для поражения;
• 2) использование энергии, получаемой при стремительном горении или детонации ВВ;
• 3) обладающие достаточным поражающим действием;
• 4) одноразовость использования.

По способу изготовления ВУ делятся на:

• а) промышленные (заводские);
• б) самодельные;
• в) переделанные.

Абсолютное большинство ВВ изготавливают заводским способом, и практически все мощные ВВ заводского изготовления характеризуются оптимальным соотношением компонентов, что позволяет участвовать в реакции всему веществу без остатка. Взрывные устройства промышленного (заводского) изготовления производятся на специальных предприятиях в соответствии с утвержденной технической документацией, отличаются высокой степенью обработки и наличием маркировочных (отличительных) обозначений (знаков).

Для снаряжения заводских ВУ используются различные ВВ, от которых зависит мощность и назначение. Каждому виду устройств соответствует определенное средство взрывания, срабатывающее при конкретных внешних воздействиях или в требуемый момент времени.

Самодельные ВУ часто изготавливаются на основе самодельных ВВ. Взрывчатые вещества самодельного изготовления обычно характеризуются неоптимальным массовым соотношением компонентов. Поэтому обычно после их взрывчатого разложения остается значительное количество непрореагировавшего вещества. Чаще всего такие ВВ изготавливаются на основе механических смесей. Обычно для этих целей используется гранулированная аммиачная селитра в смеси с алюминиевым порошком, соляровым маслом, мазутом, торфом, угольной или древесной мукой и др. Они относятся к слабым ВВ и характеризуются слабой устойчивостью к влаге, слеживаемостью и т.д. Как правило, они изготавливаются в одном или нескольких экземплярах, в домашних условиях с использованием обычных инструментов из подручных материалов и доступных веществ, либо деталей или ВВ старых боеприпасов. В конструктивном плане и по принципу действия они нередко являются копиями известных образцов ручных гранат или мин. Самодельные ВУ чаще всего изготавливают осколочного, осколочно-фугасного или фугасного действия.

По материалам и характеру изготовления такие устройства делятся:

• 1) на полностью самодельные, когда все элементы сделаны самодельным способом, иногда с использованием станочного и сварочного оборудования, а потом собраны вручную (например, граната со стальным корпусом, выточенным на токарном станке, снаряженная самодельным ВВ, состоящим из соскобленной и измельченной массы со спичек, и самодельным средством воспламенения);
• 2) собранные с использованием элементов промышленного производства, но не относящихся к конструкциям промышленных ВУ (например, граната, изготовленная на основе баллона из-под огнетушителя, снаряженная самодельным ВВ, состоящим из соскобленной и измельченной массы со спичек, и электровоспламенителем в виде лампочки без колбы с припаянными к цоколю проводами);
• 3) собранные с использованием некоторых элементов ВУ промышленного изготовления (например, унифицированный запал для ручной гранаты и самодельное ВВ);
• 4) состоящие из элементов ВУ промышленного изготовления, но непромышленной сборки (это, как правило, ВУ гражданского назначения, сделанные из зарядов ВВ в виде патронов, шашек и средств взрывания, которые соединяются для производства взрыва).

Переделанные ВУ представляют собой устройства заводского изготовления, подвергшиеся реконструкции самодельным путем (например, переделывание боеприпасов времен ВОВ, изменение конструкции взрывателя с целью сокращения времени горения пиротехнического замедлителя). В результате переделки изменяются отдельные элементы ВУ, и оно приобретает новое свойство, качество или назначение.

Взрывные устройства военные - это боеприпасы взрывного действия, предназначенные для уничтожения живой силы и техники в бою. Они в свою очередь подразделяются на три группы:

• 1) основного назначения - служат для поражения людей и объектов. Это ручные гранаты, выстрелы к гранатометам, артиллерийские снаряды и мины, авиабомбы, инженерные боеприпасы и т.д.;
• 2) специального назначения - помогающие выполнению боевой задачи (используемые для освещения, задымления и т.д.);
• 3) вспомогательного назначения - предназначены для учебнобоевой подготовки войск и полигонных испытаний военной техники (взрывпакеты, электровзрывпакеты, имитационные патроны и др.).

Промышленные ВУ представляют собой конструктивно оформленные заряды ВВ. Эти заряды готовы к применению. Для инициирования взрыва им необходимы средства взрывания (детонаторы).

Характер поражающих элементов:

• а) снаряженные поражающими элементами в виде шрапнели, картечи, дроби, шариков от подшипников, болтов, гаек, рубленых кусков проволоки и т.д., которые размещаются на поверхности ВВ, в его массе или отдельно;
• б) осколков заданного дробления, которые получаются за счет механического послабления оболочки корпуса путем нанесения рифлений (углублений) на ее внешней поверхности (типичным видом такой оболочки является корпус гранат РГО, Ф-1);
• в) осколков естественного дробления, когда разрушение оболочки обусловлено конструктивными особенностями устройства и величиной заряда (в этих случаях оболочка разрушается в местах наибольших концентраций напряжений, например, по шву).

По способу поражающего действия на окружающие объекты все ВУ подразделяются:

• 1) на фугасные;
• 2) осколочные;
• 3) осколочно-фугасные;
• 4) кумулятивные.

Взрывные устройства фугасного действия используются, когда объект поражения находится в непосредственном или близком контакте с устройством. Это связано с ограниченной зоной воздействия продуктов взрыва, а на больших расстояниях - давлением и скоростным напором воздушной ударной волны. Взрывные устройства осколочного действия при одинаковых с фугасными массогабаритных параметрах имеют зону поражения осколочными элементами в десятки и сотни раз большую, чем зона воздействия ударной волны фугасного заряда.

Кумулятивное действие ВУ заключается в поражении (пробитии) объектов не за счет кинетической энергии снаряда, а за счет «мгновенного» сосредоточенного воздействия высокоскоростной кумулятивной струи, образующейся при обжатии кумулятивной воронки взрывом заряда ВВ.

По способу управления они делятся:

• 1) на управляемые, когда взрыв осуществляется по команде, передаваемой с помощью радиосигнала или по проводам;
• 2) неуправляемые, срабатывающие при воздействии объекта поражения на чувствительный элемент (взрыватель, замыкатель) или после истечения установленного срока замедления (например, по времени замедления запала).

По возможности обезвреживания их можно разделить:

• 1) на обезвреживаемые;
• 2) необезвреживаемые.

В необезвреживаемом ВУ устанавливается механизм неизвлекае- мости (различные датчики - инерционный, обрывной, оптический и т.д.), который предназначен для приведения ВУ к взрыву при попытке его обезвреживания.

Основными конструктивными составляющими любого ВУ являются (рис. 4.4):

• а) заряд ВВ;
• б) взрыватель.

Рис. 4.4.

Основной боевой заряд составляют вторичные ВВ (бризантные), до второй половины XIX в. в качестве таковых использовались пороха.

Инициирующие вещества (первичные ВВ), как правило, входят в качестве основного компонента детонатора - составной части взрывателя.

Взрыватели - это устройства, предназначенные для возбуждения детонации (взрыва) зарядов боеприпасов (снаряда, мины, бомбы и др.) при встрече с целью, в районе цели или в требуемой точке траектории полета. Они предназначены для воспламенения порохов, пиротехнических составов и детонации бризантных ВВ. Взрыватели включают детонатор и исполнительное устройство.

Исполнительные устройства взрывателей подразделяют:

• 1) на ударные (срабатывают от удара боеприпаса в преграду);
• 2) дистанционные (срабатывают через заданный промежуток времени);
• 3) управляемые (срабатывают при получении внешнего сигнала).

Общим в устройстве взрывателей является наличие: детонационной

цепи (совокупности элементов, обеспечивающих возбуждение детонации разрывного заряда); исполнительных механизмов (ударников, электроконтактов, поршней и др.), вызывающих воспламенение или взрыв капсюлей-воспламенителей или капсюлей-детонаторов; предохранительных устройств (мембран, колпачков, шариков, чек и др.), обеспечивающих безопасность при служебном обращении.

Возбуждение детонации взрывателя осуществляется (рис. 4.5):

• а) механически (капсюль-воспламенитель или капсюль-детонатор срабатывает за счет энергии ударника);
• б) трением (силы трения) при выдергивании терки;
• в) при помощи электрической искры;
• г) химическим путем (вылившийся из разбитой ампулы реагент воспламеняет горючий состав).

Рис. 4.5.

• 1 - капсюль-детонатор; 2 - втулка замедлителя; 3 - замедлитель;
• 4 - капсюль-воспламенитель; 5 - соединительная втулка; 6 - шайба ударника; 7 - направляющая шайба; 8 - корпус ударного механизма (трубка);
• 9 - ударник; 10 - боевая пружина; 11 - предохранительная чека с кольцом;
• 12 - спусковой рычаг (скоба); 13 - ударный механизм; 14 - запал

Механический способ взрывания осуществляется путем воздействия ударного элемента (бойка, ударника) по капсюльному составу воспламенителя, который является элементом запала. По принципу действия механический способ взрывания подобен схеме ударно-спускового механизма огнестрельного оружия, когда от удара бойка срабатывает капсюль боевого патрона. Отличие лишь в том, что вместо порохового заряда патрона инициируется ВВ капсюля-детонатора, входящего в состав запала. Разновидностью механического взрывателя являются взрыватели, работающие по принципу терки, в которых тепло, воспламенение и искра возникают за счет трения специальных частей устройства.

Электрический способ взрывания основан на образовании искры, инициируемой электрическим током. Используется в электродетонаторах, часто используемых для дистанционного подрыва промышленных ВВ. Для такого способа взрывания необходимы провода и источник электроэнергии (батарейки, динамо-машина и др.), обеспечивающие подачу электричества к детонатору. При включении тока мостик накаливания электровоспламенителя нагревается, нанесенная на него навеска пиротехнического состава воспламеняется и дает луч огня, вызывающий взрыв инициирующего состава чашечки, который в свою очередь возбуждает детонацию основного заряда капсюля-детонатора. Взрыв последнего служит инициирующим детонационным импульсом для зарядов ВВ.

Химический способ взрывания основан на химической активности некоторых взрывчатых (прежде всего, инициирующих) составов с определенными веществами. При контакте этих веществ происходит химическая реакция с интенсивным выделением тепла, в результате чего происходит взрыв. В безопасном положении активный реагент отделен от инициирующего взрывчатого состава особым изолятором (металлической или пластмассовой мембраной). В боевом положении при растворении или разрыве мембраны от нажатия происходит соединение пары активных веществ, которые вступают в химическую реакцию, воспламеняются и выделяют тепло, инициируя взрыв.

Детонатор - элемент ВУ, содержащий заряд ВВ, более чувствительный к внешним воздействиям, чем ВВ основного заряда. Детонатор предназначен для надежного возбуждения взрыва основного заряда артиллерийского снаряда, мины, авиабомбы, боевой части ракеты, торпеды, а также подрывного заряда. Это устройство, которое вызывает взрыв основной массы взрывчатки.

Большинство ВУ имеют оболочку или корпус, которые выполняют такие функции, как:

• 1) создание замкнутого объема для производства взрыва;
• 2) обеспечение поражающего осколочного действия;
• 3) придание определенной формы заряду ВВ;
• 4) компоновка, соединение частей ВУ;
• 5) защита ВВ от внешних воздействий;
• 6) маскировка;
• 7) удобство транспортировки и крепления, установки на месте взрыва.

Взрывное устройство может иметь несколько оболочек, каждая из которых способна выполнять одну или несколько функций (рис. 4.6).

Рис. 4.6.

а - обычной - в качестве поражающих элементов выступают осколки дробления корпуса и специального вкладыша (РГД-5); б - с корпусом, изготовленным с применением технологий порошковой металлургии (путем спекания мелких шариков)

При взрыве корпус ВУ дробится на осколки, размер и форма которых зависят от конкретного вида ВУ. Так, корпуса противопехотных гранат изготавливаются с расчетом дробления их при взрыве на осколки различной массы и величины в зависимости от их более узкого целевого назначения и условий применения. Гранаты, дающие мелкие осколки, поражающие человека в радиусе до 25 м, называются наступательными (РГ-42, РГД-5, РГН), дающие крупные осколки и поражающие человека в радиусе до 100-200 м - оборонительными (Ф-1, РГО).

• Беляков А. А. Криминалистическая теория и методика выявления и расследованияпреступлений связанных со взрывами: дис. ... д-ра юрид. наук. Екатеринбург, 2003.
• 1 ккал = 4,1868 103Дж.