Классификация вв

Известно очень большое количество химических веществ и смесей, способных к самораспространяющемуся взрывчатому превращению. Однако далеко не все они могут быть использованы в качестве ВВ. Для практического использования в качестве промышленных пригодны достаточно безопасные в обращении и в производстве ВВ, эффективность которых оправдывает затраты на их изготовление и применение.

По физическому состоянию ВВ могут быть твердыми, пластичными и жидкими. Для взрывных работ используются главным образом твердые (монолитные или сыпучие) и пластичные ВВ. Монолитные твердые ВВ, примером которых может служить литой тротил, применяются на взрывных работах в сравнительно небольшом количестве. В большинстве случаев твердые ВВ используют в виде порошков или гранул. Для удобства применения порошкообразные ВВ часто патронируют в бумажные гильзы.

Сыпучими твердыми ВВ являются аммониты, гранулированный тротил (гранулотол) или сплав тротила с алюминиевым порошком – алюмотол, смеси гранулированной аммиачной селитры с нефтепродуктами или тротилом и некоторыми другими горючими добавками (игданит, гранулиты, зерногранулиты).

Пластичные ВВ обычно состоят из смеси твердых компонентов с жидкой желатинированной массой и по консистенции напоминают крутое, а в некоторых случаях и жидкое тесто.

В последнее время на взрывных, работах стали применять пластичные ВВ разной консистенции на водной основе – водонаполненные ВВ. Твердыми компонентами таких ВВ являются порошкообразный, чешуированный или гранулированный тротил (в некоторых случаях и другие ВВ) и аммиачная селитра. Жидкая часть смеси состоит из насыщенного водного раствора кальциевой или аммиачной селитры с добавкой растворимого в воде желатинизатора. К такому виду ВВ относятся акваниты и акватолы.

По составу ВВ обычно подразделяют на индивидуальные химические соединения и механические смеси компонентов, вступающих между собой в реакцию при взрыве (смесевые ВВ).

В первую группу входят химические соединения, молекулы которых в определенных условиях способны к распаду с образованием новых, главным образом газообразных соединений и выделением энергии. Кроме упомянутого выше тротила к числу наиболее известных ВВ этого типа принадлежат тетрил, гексоген, октоген, тэн, гремучая ртуть, азид свинца, тринитрорезорцинат свинца (тенерес), нитроглицерин, нитрогликоль, динитрогликоль. Очень слабым ВВ, по сравнению с другими индивидуальными ВВ, является аммиачная селитра.

К смесевым принадлежат, по существу, все наиболее типичные промышленные ВВ: аммониты, детониты, динамоны и водонаполненные ВВ.

Взрывчатые смеси имеют в своем составе чаще всего компонент, богатый кислородом, например, аммиачную селитру, нитраты калия, натрия или кальция, перхлораты, а также компоненты, сгорающие в процессе взрыва частично или полностью за счет кислорода первого компонента. В числе сгорающих компонентов могут быть невзрывчатые вещества (парафин, соляровое масло, древесная мука, алюминий) или ВВ, содержащие недостаточное количество кислорода для полного окисления углерода и водорода, входящих в их состав (тротил, гексоген и т. п.).

Из числа смесевых ВВ наибольшее значение в практике взрывных работ имеют аммиачно-селитренные ВВ, в которых основным кислородсодержащим компонентом является аммиачная селитра.

Аммиачно-селитренные смеси, содержащие, кроме селитры, только лишь горючие невзрывчатые вещества, называют динамонами. К их числу следует отнести применявшиеся в годы Великой Отечественной войны тонкоизмельченные смеси аммиачной селитры с торфом, древесной мукой и т.п., а также широко применяемые в настоящее время смеси гранулированной селитры с соляровым маслом (игданит) и такие же смеси, припудренные алюминиевой пудрой – гранулиты.

Аммиачно-селитренные смеси, содержащие взрывчатые нитросоединения (главным образом тротил), называют аммонитами. В состав аммонитов могут входить и горючие невзрывчатые компоненты. Грубодисперсные аммониты, изготовленные простым смешением тротила с неизмельченной гранулированной селитрой, получили название зерногранулитов. Аммониты, в состав которых наряду с другими компонентами входит тонкоизмельченный алюминий, называют аммоналами.

Особую группу представляют аммиачно-селитренные ВВ, в состав которых вводят небольшие количества (до 15%) жидких нитроэфиров. К таким ВВ отпросятся детониты. Вследствие опасности в производстве и применении ВВ, содержащих даже небольшие примеси жидких нитроэфиров, их выделяют в группу нитроглицериновых ВВ.

Кроме участвующих в реакции взрывчатого превращения компонентов, в состав некоторых смесевых промышленных ВВ для придания им особых свойств вводят инертные добавки, такие, как поваренная соль.

Помимо ВВ, на взрывных работах иногда применяют пороха, характерным отличием которых от ВВ является значительно меньшая скорость превращения в форме горения и в связи с этим типичное метательное, а не дробящее действие.

По способу возбуждения взрывчатого превращения ВВ подразделяются па первичные и вторичные. К первичным относятся ВВ, которые в небольших зарядах безотказно взрываются от поджигания или от сравнительно небольшого механического воздействия. Взрыв вторичных ВВ три ведении взрывных работ возбуждается импульсом взрыва небольших зарядов первичных ВВ, заключенных в капсюле-детонаторе, поэтому первичные ВВ называют также инициирующими.

К числу инициирующих ВВ, используемых для изготовления капсюлей-детонаторов, относятся гремучая ртуть, азид свинца, тенерес. К числу вторичных принадлежат все остальные из упомянутых выше ВВ.

Наибольшее значение имеет классификация промышленных ВВ по назначению и условиям безопасного применения. С этой точки зрения промышленные ВВ, различные по физическому состоянию и составу, пригодные к применению в тех или иных определенных условиях, целесообразно разделить на несколько классов (табл. 1).

Только для открытых работ (на дневной поверхности) допускаются ВВ, у которых не регламентируется состав продуктов взрыва. К ним не предъявляют строгих требований по детонационной способности, так как их применяют на карьерах в скважинах большого диаметра. В этот класс включены гранулированные ВВ, применяемые в водонаполненном состоянии.

Таблица 1 – Классы ВВ

Класс	Применение	ВВ
I	Только для открытых работ	Гранулотол, алюмотол, зерногранулит 30/70, 50/50В; акватолы: 65/35, 65/35АВ, М-15, МГ; граммонал А-45
II	Для открытых и подземных работ, кроме шахт, опасных по газу или пыли	Аммониты: №6-А, 10-А, 15А-10; динафталит; детониты: М, 6-А, 10-А, 15А-10; акванит ЗЛ, зерногранулит 79/21, гранулиты: АС-4, АС-8, М; игданит; граммонал А-8
III	Предохранительные ВВ ограниченного применения и специального назначения	Победит ВП-4; аммонит АП-5 ЖВ; аммонит серный №1; аммонит нефтяной №3
VI	Предохранительные ВВ для работ в угольных шахтах 1-й и 2-й категорий	Аммониты ПЖВ-20 и Т-19
V	ВВ повышенной предохранительности для взрывных работ в угольных шахтах всех категорий	Углениты: Э-6, №5; селектит; патроны ПВП-1у
VI	Высокопредохранительные ВВ для взрывания открытыми зарядами в шахтах, опасных по газу или пыли	Угленит №7; патроны СП-1

К ВВ, предназначенным не только для открытых горных работ, но и для подземных, кроме шахт, опасных по газу или пыли, предъявляются требования по минимальному образованию ядовитых газов при взрыве. Этот класс ВВ состоит из патронированных ВВ для взрывания в сухих и обводненных шпурах, гранулированных ВВ, предназначенных главным образом для заряжания пневматическим способом скважин на подземных и на открытых работах. Кроме того, к этому классу относятся водонаполненные ВВ жидкой консистенции, удобные для заряжания нисходящих шпуров.

Предохранительные ВВ по степени безопасности разбиты на четыре класса (III, IV, V и VI). В состав III класса входят ВВ ограниченного применения или специального назначения, в состав IV, V и VI классов входят ВВ, предназначенные для взрывных работ по углю.

Отдельно следует выделить ВВ, применяемые для импульсной обработки металлов (пластиты: Г-75, 805; эластиты: № 1 ЛТИ; гексопласт-87, НИЛ-1, ЛВГ; акванит № 2) и термостойкие ВВ, применяемые для перфорации и торпедирования глубоких нефтяных скважин (ГНДС; ГФГ-2; гексоген нефлегматизированный; составы A-IX-1 и A-IX-2; тэн флегматизированный; сплавы ТГ и ТГА).

Для неуказанных в классификации областей применения, таких, например, как тушение лесных пожаров, мелиоративные работы и сейсморазведка, используют обычно те или иные ВВ из числа приведенных в табл. 1.

Все взрывчатые вещества можно разделить на следующие группы:

Группа I – инициирующие (первичные) взрывчатые вещества.

Группа II – бризантные или дробящие (вторичные) взрывчатые вещества.

Группа III – метательные ВВ или пороха.

Основными признаками для разделения ВВ на группы являются: характерный для каждой из них режим взрывного превращения (горение или детонация) и условия его возбуждения.

Группа I – инициирующие (первичные) ВВ. Эти ВВ часто называют первичными потому, что сони служат для возбуждения детонации бризантных ВВ, называемых вторичными, и для воспламенения метательных ВВ.

Характерным видом взрывного превращения веществ этой группы является детонация. Они легко взрываются от простых видов внешнего воздействия – пламени, удара, накола, трения. Горение инициирующих ВВ (ИВВ) неустойчиво даже при атмосферном давлении, и при поджигании их практически мгновенно возникает детонация.

Важнейшими представителями инициирующих веществ являются:

1. гремучая ртуть Hg(ONC)₂ – ртутная соль гремучей кислоты CNOH;

2. азид свинца Pb(N₃)₂ – свинцовая соль азотисто-водородной кислоты HN₃;

3. тринитрорезорцинат свинца, или ТНРС – С₆H(NO₂)₃(O₂Pb)H₂O.

4. тетразен или гуанилнитрозоаминогуанилтетразен – C₂H₈ON₁₀,

NH2 NH–NH–NO

| |

NH=C–NH–NH–N=N–C=NH

К группе инициирующих ВВ относят также воспламенительные составы, основой которых, как правило, служат однородные ИВВ, скорость горения которых замедляют и регулируют специальными добавками. Назначение воспламенительных составов – получение при их горении луча пламени, служащего для воспламенения (зажигания) гороховых зарядов, замедлителей в дистанционных трубках и взрывателях и других объектов.

Группа II – бризантные или дробящие ВВ. Характерным видом взрывного превращения ВВ этой группы является детонация; они способны и гореть, но при некоторых условиях горение может стать неустойчивым и перейти во взрыв или в детонацию.

Для возбуждения детонации бризантных ВВ применяют инициирующие ВВ; простыми видами внешнего воздействия, указанными для инициирующих ВВ, нельзя вызвать надежную детонацию бризантных ВВ. Поэтому бризантные ВВ называют также вторичными.

Бризантные ВВ применяют главным образом для снаряжения боеприпасов и для взрывных работ.

По химической природе и составу бризантные ВВ можно разделить на следующие классы:

1-й класс. Азотнокислые эфиры или нитраты спиртов или углеводов (нитроэфиры), к которым относятся следующие вещества:

1. Азотнокислые эфиры углеводов: главным представителем этих ВВ являются нитраты целлюлозы (нитроцеллюлозы), которые в зависимости от содержания азота делят на две разновидности: пироксилины и коллоксилины.

2. Азотнокислые эфиры спиртов. Характерными представителями являются:

   1. глицеринтринитрат, или нитроглицерин, C₃H₅(ONO₂)₃;

   2. диэтнлендигликольдинитрат, или нитродигликоль,

CH₂CH₂ONO₂

/

О ;

\

CH₂CH₂ONO₂

3. пентаэритриттетранитрат, или тэн, C(CH₂ONO₂)₄.

2-й класс. Нитросоединения. Они представляют собой важнейший класс бризантных ВВ. К ним относятся:

1. тринитротолуол, или тротил, С₆H₂(CH₃)(NO₂)₃;

2. тринитроксилол, или ксилил, C₆H(CH₃)₂(NO₂)₃;

3. тринитрофенол, или пикриновая кислота, C₆H₂(OH)(NO₂)₃;

4. тринитрофенилметилнитрамин, или тетрил,

NO₂

/

С₆H₂(NO₂)₃N ;

\

CH₃

5. циклотриметилентринитрамин, или гексоген, (CH₂NNO₂)₃;

6. циклотетраметилентетранитрамин, или октоген, (CH₂NNO₂)₄.

Значительное применение приобрели сплавы нитросоединений, например, тротила с динитронафталином, гексогеном или ксилилом, и механические смеси некоторых нитросоединений или их сплавов с другими веществами или порошкообразным алюминием.

3-й класс. Взрывчатые смеси с окислителями, представляющие собой смеси окислителя с взрывчатым веществом или горючим. К ним относятся:

1. аммиачно-селитренные взрывчатые вещества, содержащие в качестве окислителя аммиачную селитру; например, аммотолы 80/20, 60/40, 50/50, 40/60 (числитель дроби показывает содержание аммиачной селитры, знаменатель – содержание тротила); аммонит №10, содержащий аммиачной селитры 85%, тротила 8%, древесной муки 7% и др.;

2. взрывчатые смеси на основе жидких азотнокислых эфиров спиртов (нитроглицериновые взрывчатые вещества). Большей частью азотнокислый эфир входит в виде желатины (динамиты). Кроме нитратов спиртов, в состав смесей входят окислители (азотнокислые соли) и горючие вещества;

3. хлоратные и перхлоратные ВВ, содержащие в качестве окислителей соли хлорноватой или хлорной кислот (хлораты или перхлораты);

4. взрывчатые смеси на основе жидких окислителей, к которым относятся оксиликвиты и смеси на основе двуокиси азота или концентрированной азотной кислоты. Оксиликвиты представляют собой патроны из горючего компонента-поглотителя, пропитанного жидким кислородом;

5. пиротехнические составы, которые удовлетворяют условиям, определяющим возможность химического взрыва, и по характеру взрывного превращения и условиям его возбуждения относятся к бризантным ВВ.

Группа III. Метательные ВВ, или пороха. Для веществ этой группы характерным видом взрывного 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 и для сообщения движения ракетным снарядам.

Для возбуждения горения необходимо действие пламени. По физико-химической структуре метательные ВВ можно разделить на два класса: нитроцеллюлозные пороха и твердые ракетные топлива.

1-й класс. Нитроцеллюлозные пороха, основой которых являются нитраты целлюлозы, пластифицированные каким-либо растворителем. В зависимости от летучести пластификатора нитроцеллюлозные пороха делятся на следующие категории:

1. нитроцеллюлозные пороха, изготовляемые с применением летучего растворителя (пластификатора), в значительной мере удаляемого из пороховой массы в последующих фазах производства; их называют также пироксилиновыми порохами;

2. нитроцеллюлозные пороха, изготовляемые на труднолетучем или нелетучем растворителе (пластификаторе), полностью остающемся в порохе. В качестве труднолетучего растворителя (пластификатора) преимущественно применяют нитраты спиртов – нитроглицерин и нитродигликоль. Эти пороха называют баллиститами. Соответственно названию нитрата спирта, введенного в качестве труднолетучего растворителя (пластификатора), баллиститы называют нитроглицериновыми, нитродигликолевыми и т. д. В качестве нелетучего растворителя (пластификатора) применяли три- и динитротолуол;

3. нитроцеллюлозные пороха, изготовляемые на смешанном растворителе, – летучем и труднолетучем (например, нитроглицерин с ацетоном), называемые кордитами.

2-й класс. Твердые смесевые и пиротехнические топлива, изготовляемые в виде смесей окислителей, горючих и связующих веществ (полимеров).