ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА (ВВ), химические соединения или смеси веществ, способные к быстрой хим. реакции, сопровождающейся выделением большого количества тепла и образованием сазов. Эта реакция, возникнув в к.-л. точке в результате нагревания, удара, трения, взрыва другого В В или иного внешнего воздействия, распространяется ро заряду за счёт передачи энергии от слоя к слою с помощью процессов тепло- и массопереноса (горение) либо ударной волны (детонация). Скорость горения различных ВВ колеблется от долей мм/сек до десятков и сотен м/сек, скорость детонации может превышать 9 км!сек.

Взрывчатыми могут быть конденсированные (твёрдые и жидкие) вещества, газы, а также взвеси частиц твёрдых или жидких веществ в газах. Во взрывной технике применяются конденсированные и водонаполненные ВВ, преимущество к-рых заключается в значит, концентрации энергии в единице объёма. В сочетании с большой скоростью процесса это позволяет получать при взрыве огромные мощности. Так, по заряду из 1 кг гексогена, объём к-рого 0,6 л, а теплота взрыва 5,4 Мдж (1300 ккал), детонация может пройти за 10 мксек (1 * 10^-5 сек), что соответствует мощности 500 млн. кет (в десятки раз больше, чем мощность самой крупной электростанции). Реакция при детонации идёт так быстро, что газообразные продукты с темп-рой неск. тысяч градусов оказываются сжатыми в объёме, близком к исходному объёму заряда, до давлений в десятки Гн/м²(сотни тысяч кгс/см²). Резко расширяясь, сжатый газ наносит по окружающей среде удар огромной силы. Происходит взрыв. Материалы, находящиеся вблизи от заряда, подвергаются дроблению и сильнейшей пластич. деформации (местное, или бризантное, действие взрыв а); вдали от заряда разрушения менее интенсивны, но зона, в к-рой они происходят, гораздо больше (общее, или фугасное, действие взрыва). Давление р, развивающееся при детонации и определяющее бризантность ВВ, зависит от плотности заряда и скорости детонации. Фугасность, или работоспособность, ВВ определяется теплотой, а также объёмом газообразных продуктов взрыва. Обычно работоспособность выражают в относит, единицах, используя в качестве стандартного В В тротил (см. Тротиловый эквивалент), гремучий студень или аммонит № 6, либо в единицах энергии.

Помимо способности производить ту или иную работу, области применения ВВ определяются их хим. и физ. стойкостью (т. е. способностью сохранять свои свойства в процессе снаряжения, транспортировки и хранения) и чувствительностью к внешним воздействиям, характеризуемой минимальным количеством энергии, необходимым для возбуждения взрыва. Важной характеристикой ВВ является также их детонационная способность, мерой к-рой служит критический диаметр детонации, т. е. наименьший диаметр цилиндрич. заряда, при к-ром детонация ещё распространяется, несмотря на разброс вещества из зоны реакции. Детонац. способность ВВ тем больше, чем меньше критич. диаметр. Осн. источником энергии взрыва является окисление. Окислителем обычно служит кислород, к-рый входит в состав ВВ и обеспечивает возможность их горения и взрыва без доступа воздуха. Чем больше кислорода в ВВ, тем выше их кислородный баланс. Если кислорода достаточно для превращения всего углерода ВВ в СО₂, а водорода - в Н2О, кислородный баланс В В равен нулю. У ВВ с недостатком кислорода он отрицателен, с избытком - положителен. Способностью к взрыву обладают и нек-рые вещества, не содержащие кислорода,- азиды, ацетилен, ацетилениды, диазосоединения, гидразин, йодистый и хлористый азот, смеси горючих веществ с галогенами, "замороженные" радикалы свободные, соединения инертных газов и др. Большинство из них, так же как многие кислородсодержащие соединения (перекиси, озониды, органич. соли хлорной и хлорноватой к-т, нитриты, нитрозосоединения и др.), относятся к взрывоопасным веществам, но вследствие слишком высокой чувствительности, малой хим. стойкости, токсичности, дороговизны и т. п. как ВВ не применяются. Нек-рые взрывчатые смеси горючих веществ с окислителями (хроматами, бихроматами, перекисями, окислами, нитратами, хлоратами и т. п.) используются как пиротехнические составы (см. Пиротехника).

Из многих способных к взрыву соединений в качестве ВВ и компонентов взрывчатых смесей применяют лишь 2- 3 десятка веществ. Основные из них - нитросоединения (тринитротолуол, тетрил, гексаген, октоген, нитроглицерин, тетранитропентаэритрит - тэн, нитроклетчатка, нитрометан и др.) и соли азотной к-ты, особенно нитрат аммония. Как правило, эти вещества применяют не в чистом виде, а в виде смесей, напр, смеси октогена, гексогеиа и тэна с тротилом, нитроглицерина с нитрогликолем, диэтиленгликолъдинитратом и нитроклетчаткой (см. Динамиты и Баллиститы), тротила с нитратом аммония (см. Аммониты), смеси аммиачной селитры с жидкими (напр., соляровым маслом) и порошкообразными (напр., древесной мукой, порошкообразным алюминием) горючими веществами (см. Динамоны). Для уменьшения чувствительности и опасности в обращении мощные ВВ смешивают с парафином, церезином и др. легкоплавкими добавками (флегматизация ВВ). Для увеличения теплоты взрыва в смеси вводят порошкообразный алюминий или магний. Большое значение имеют смесевые ВВ, изготовляемые из невзрывчатых (или слабовзрывчатых) горючих и окислителей - игданиты, гранулиты, дымный порох, хлоратные и перхлоратные ВВ - смеси на основе солей хлорной и хлорноватой к-т, жидкого кислорода (рксиликвиты) и др. По взрывчатым свойствам (условиям перехода горения в детонацию) и обусловленным ими областям применения ВВ подразделяют на инициирующие (первичные), бризантные (вторичные) и метательные (пороха). Инициирующие ВВ характеризуются чрезвычайно высокой скоростью взрывного превращения. Чувствительность их высока, горение неустойчиво и быстро переходит в детонацию уже при атмосферном давлении. Взрыв может быть возбуждён поджиганием, ударом или трением. Инициирующие ВВ используют для возбуждения взрывчатого превращения других веществ. Осн. представители инициирующих ВВ - азид свинца, гремучая ртуть, тринитрорезорцинат свинца, тетразен. Бризантные ВВ более инертны. Чувствительность их к внешним воздействиям гораздо меньше, чем инициирующих. Горение может перейти в детонацию только при наличии прочной оболочки либо большого количества ВВ. Поэтому они относительно безопасны в обращении. В качестве бризантных ВВ применяют гл. обр. нитросоединения и взрывчатые смеси на основе нитратов, хлоратов, перхлоратов и жидкого кислорода, о к-рых говорилось выше. Осн. режим их взрывного превращения - детонация, возбуждаемая небольшим зарядом инициирующего ВВ. Бризантные ВВ применяют для взрывных работ, а также в снарядах и др. боеприпасах. Метательные ВВ горят ещё более устойчиво, чем бризантные: они не детонируют при горении даже в самых жёстких условиях [большие заряды, давления порядка десятков и сотен Мн/м²(сотен и тысяч кгс/см²)]. Осн. режим взрывного превращения метательных ВВ - горение. Отличие метательных ВВ от бризантных определяется в основном не хим. составом, а физ. структурой этих веществ (плотностью и прочностью заряда). Характеристики нек-рых ВВ приведены в таблице. ВВ широко применяют в нар. х-ве при взрывных работах, взрывной сварке, взрывном упрочнении металла, взрывном штамповании. ВВ, применяемые в горной пром-сти, подразделяют на непред охранительные - для открытых работ и для подземных работ (кроме шахт, опасных по газу или пыли, обычно ВВ для подземных работ обладают большей детонац. способностью, чем ВВ для открытых работ, и образуют при взрыве меньше ядовитых газообразных продуктов - окислов азота и окиси углерода), и на предохранительные взрывчатые вещества (для шахт, опасных по газу или пыли). Осн. массу пром. ВВ составляют аммониты и гранулиты. В меньших количествах используют динамиты, тротил, преим. гранулированный (гранулотол), иногда с добавкой алюминия (алюмотол), водонаполненные взрывчатые вещества.

Характеристика некоторых взрывчатых веществ при плотности заряда 1600 кг/л³

Взрывчатые вещества

Кислородный баланс , %

Теплота взрыва, Мдж/кг (ккал/кг)

Объём газообразных продуктов взрыва, при нормальных условиях , м³/кг (л/кг)

Скорость детонации , км/сек

Тротил

-74,0

4,2 (1000)

0,75 (750)

7,0

Тетрил

-47,4

4,6 (1100)

0,74 (740;

7,6

Гексоген

-21,6

5,4 (1300)

0,89 (890)

8, 1

Тэн

-10,1

5,9 (1400)

0,79 (790)

7,8

Нитроглицерин

+3,5

6,3 (1500)

0,69 (690)

7,7

Аммонит № 6³

4,2 (1000)

0,89 (890)

5¹

Нитрат аммония

+ 20,0

1,6 (380)

0,98 (980)

~1,5¹

1,7 (400)

0,23 (230)

5,3²

Заллиститный порох⁴

-45

3,56 (8-60)

0,97 (970)

7,0

¹ Плотность заряда 1000 кг/jvt³. ^а Плотность за-ряда 4100 кг/м³. ^s 79% нитрата аммония, 21% тротила. ⁴ 28% нитроглицерина, 57% нитроцеллюлозы (коллоксилина), 11% динитротолуола, 3% централита, 1% вазелина.

В воен. технике ВВ применяют для снаряжения боеприпасов: вторичные ВВ - для разрывных зарядов мин, снарядов, авиац. бомб, боевых частей ракет, боевых зарядных отделений торпед, ручных и ружейных гранат и др.; метательные - в качестве пороховых зарядов арт. и миномётных выстрелов, патронов для стрелкового оружия, твёрдотопливных ракетных двигателей и др.; инициирующие - для устройств, обеспечивающих детонацию разрывного или воспламенение порохового зарядов (в капсюлях-детонаторах, электродетонаторах, детонирующем шнуре и т. п.). ВВ используют также для изготовления генераторов газа высокого давления (пороховые заряды для подачи компонентов в камеру сгорания жидкостных ракетных двигателей, для огнемётов и т. д.), устройства инженерных взрывных заграждений (минные поля, фугасы). Они являются важной частью атомных и термоядерных боеприпасов: взрыв зарядов вторичного ВВ обеспечивает достижение надкритич. массы ядерного заряда.

Широкое применение В В находят и в научных исследованиях как простое и удобное средство получения высоких темп-р, больших скоростей и сверхвысоких давлений. Одним из направлений развития ВВ является широкое использование пригодных для механизированного заряжания сыпучих гранулированных ВВ, взрывание зарядов без применения инициирующих ВВ (напр., с помощью мощного электрич. разряда), разработка и внедрение новых типов ВВ [напр., соединений, содержащих богатую кислородом тринитрометильную группу С(МО2.)з], применение нитропарафинов, взрывчатых смесей на основе жидких окислителей (тетранитрометана, четырёхокиси азота и др.).

Первым ВВ был чёрный (дымный) порох, появившийся в Европе в 13 в. Применение вторичных ВВ началось лишь в 19 в. Пироксилин, пикриновую кислоту и тротил стали применять в военной технике, нитроглицерин и динамиты - в горной пром-сти. Перед 2-й мировой войной начали применять тэн и гексоген, а после неё - октоген. В 80-х гг. 19 в. был изобретён бездымный порох, к-рый стал основным метательным ВВ для огнестрельного оружия, а начиная с 30-х гг. 20 в.- и для реактивных снарядов (наряду со смесевыми порохами). В начале 19 в. для воспламенения чёрного пороха стали применять первое инициирующее ВВ - гремучую ртуть. Позже было обнаружено, что, увеличив заряд гремучей ртути, можно получить детонацию ВВ. Это позволило применять в больших количествах такие ВВ, к-рые без детонатора взорвать трудно (аммониты, динамоны, водонаполненные ВВ). Применение ВВ стало и более экономичным и более безопасным. Существенно улучшились и способы применения ВВ.

Совр. взрывная техника позволяет производить взрывы огромных (неск. тыс. га) зарядов ВВ с большим полезным эффектом и обеспечением полной безопаснести людей и прилегающих сооружений. Мировое производство ВВ составляет неск. млн. т в год.

Лит.: Андреев К. К., Беляев А. ф., Теория взрывчатых веществ, М., I960; Андреев К. К., Термическое разложение и горение взрывчатых веществ, 2 изд., М., 1966; Орлова Е. Ю., Химия и технология бризантных взрывчатых веществ, М., 1960; Б а у м Ф. А., Станюкович К. П.,Шехтер Б. И., физика взрыва, М., 1959; Светлов Б. Я., Яременко Н. Е., Теория и свойства промышленных взрывчатых веществ, 2 изд., М., 1966; Беляев А. Ф., Горение, детонация и работа взрыва конденсированных систем, М., 1968; Горст А. Г., Пороха и взрывчатые вещества, 2 изд., М., 1957; Взрывчатые вещества и пороха, М., 1955; Д у б н о в Л. В., Предохранительные взрывчатые вещества в горной промышленности, М.- Л., 1953; Гольбиндер А. И. и Андреев К. К., Антигризутные взрывчатые вещества, М., 1947; Блинов И. Ф., Хлоратные и перхлоратные взрывчатые вещества, М., 1941. Б. Н. Кондриков.

Смотреть больше слов в «Большой советской энциклопедии»

ВЗЫСКАНИЕ АДМИНИСТРАТИВНОЕ →← ВЗРЫВПАКЕТ

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА

Смотреть что такое ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА в других словарях:

Рекомендуем посмотреть: