Загальна характеристика вибухових речовин, їх класифікація

Відповідальний редактор

заступник міністра

внутрішніх справ України

генерал-лейтенант міліції О.Ф. Штанько

 

 

Редактор О. М. Дружинова

 

 

Р О З Д І Л 1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВИБУХОВИХ РЕЧОВИН, ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ

Аналіз злочинів, пов'язаних з вибухами, свідчить, що для їхнього скоєння застосовувалися найрізноманітніші вибухові речовини - починаючи від саморобних і закінчуючи потужними новітніми промисловими розробками. В 1998 р. на території України із незаконного обігу було вилучено понад 900 кг різних вибухових речовин.

Всього вибухових речовин нараховує понад 2000, що, безумовно, ускладнює визначення індивідуального найменування тієї чи іншої марки. В ході експертних досліджень постійно виникають чисельні питання, відповіді на які потребує глибоких спеціальних знань щодо типів, характеристик та властивостей вибухових речовин, сфери їхнього застосування.

Метою запропонованого читачеві видання є надання інформації про класифікацію вибухових речовин, їхні основні характеристики, індивідуальні властивості та сфери застосування.

Вибухові речовини (ВР) - це індивідуальні речовини або суміші, які в результаті певного зовнішнього впливу (нагрівання, удар, тертя, вибух іншого ВР тощо) здатні до швидкого хімічного перетворювання, що супроводжується виділенням великої кількості енергії та утворюванням газів. Вибуховими можуть бути речовини будь-якого агрегатного стану - тверді тіла, рідини, гази (в тому числі суспензії, емульсії, колоїдні розчини, зависи твердих або рідких речовин у газах). Найбільш широке застосування знайшли ВР у твердому та рідкому агрегатних станах (конденсовані ВР). Вони являють собою хімічне джерело теплової енергії та відрізняються її високою об'ємною концентрацією (4-15 МДж/дм³). На відміну від звичайних палив, при горінні яких витрачається газоподібний кисень, більшість ВР містять зв'язаний кисень і виділяють тепло в результаті внутрішньомолекулярних окислювально-відновлювальних реакцій розкладу або реакцій взаємодії між складовими частинами вибухової суміші, продуктами їх розкладу або газифікації. Іншою особливістю ВР є велика швидкість виділення теплової енергії під час вибуху. Ця енергія перетворюється на кінетичну енергію початково сильно стиснутих газоподібних продуктів вибуху, які, поширюючись, здатні виконувати механічну роботу та руйнувати оточуюче середовище.

Реакція, що виникає в обмеженому об'ємі речовини, розповсюджується у ВР завдяки передачі енергії через масу речовини. Відстань, на яку переміщується фронт реакції за одиницю часу, називається швидкістю вибухового перетворювання.

Залежно від характеру зовнішнього впливу для ВР характерні два режими хімічного перетворювання – детонація та горіння.

При детонації реакція розповсюджується дуже швидко (залежно від природи ВР, властивостей та розмірів заряду – 1000 – 10000 м/с) в результаті передачі енергії за допомогою ударної хвилі. Матеріали, які знаходяться у контакті із зарядом детонуючої ВР, сильно деформуються та подрібнюються (місцева або бризантна дія вибуху), а газоподібні продукти, що утворюються при розширенні, переміщують їх на значну відстань (фугасна дія). Бризантна дія залежить від густини заряду та швидкості детонації, фугасна – визначається теплотою вибуху, об'ємом та складом газоподібних продуктів, що виділялися.

При горінні розповсюдження реакції забезпечується передачею енергії до речовини, що не прореагувала, і завдяки теплопроводності або дифузійному теплообміну з нагрітими продуктами горіння. Розрізняють стаціонарне (нормальне) горіння, що переміщується у ВР з постійною швидкістю від десятих часток міліметрів за секунду до десятків сантиметрів за секунду і нестаціонарне (вибухове), що розповсюджується з непостійною швидкістю до сотень метрів за секунду. Невеликі домішки каталізаторів, підвищення початкової температури і тиску збільшують швидкість горіння. При великих швидкостях горіння процес набуває вибухового характеру, розвивається високі тиск газів, у навколишньому середовищі виникає ударна хвиля, але меншої інтенсивності, ніж при детонації. Через це процес називають вибуховим горінням. Здатність переходу горіння в детонацію залежить, насамперед, від хімічної природи і структури ВР.

ВР відрізняються за складом, фізико-хімічними та вибуховими властивостями, іншими ознаками. Наприклад, ВР поділяються на індивідуальні та сумішні, здатні та нездатні до детонації, потужні або малопотужні, чутливі або менш чутливі до зовнішньої дії (розігрів, удар, тертя, вибух тощо). За фізичним станом конденсовані ВР бувають твердомонолітні (литі, пресовані), сипучі (порошкоподібні, гранульовані, зерноподібні), еластичні, пластичні, рідинотекучі.

Крім того розрізняють ВР саморобні та виготовлені промисловим способом згідно із затвердженою технологією та апаратурним оформлення процесу.

За сферою та умовами застосування ВР промислового виготовлення поділяються на ВР народногосподарського та військового призначення.

Залежно від умов застосування, цільового призначення, а також здатності переходу горіння в детонацію існують чотири групи ВР: ініціюючі, бризантні, порохи та ракетні палива (метальні ВР), піротехнічні суміші, що здатні до вибухового перетворювання.

Ініціюючі (або первинні) ВР – високочутливі ВР, які використовуються для збудження вибухових перетворювань в зарядах інших ВР (капсулях-детонаторах, запалах, електродетонаторах). Характерною особливістю ініціюючих ВР є те, що для збудження їхнього вибуху у формі детонації необхідний незначний зовнішній вплив (удар, накол, тертя, нагрів, тощо), сам процес вибуху відрізняється дуже малим періодом нарощення швидкості до максимального значення – незрівнянно меншим, ніж у інших типів ВР. Завдяки цій властивості для збудження вибуху бризантних ВР необхідний дуже дуже невеликий заряд ініціюючої ВР. До найбільш розповсюджених ініціюючих ВР відносяться азид свинцю, фульмінат ртуті (гримуча ртуть), тетранітрорезорцинат свинцю (ТНРС) та тетразен.

Бризантні (вторинні) ВР – відносно менш чутливі і застосовуються як розривні заряди у боєприпасах та у підривних засобах. На відміну від ініціюючих мають меншу сприйнятливість до зовнішніх впливів та більший період нарощення швидкості розкладання до максимального значення. Крім того, горіння вторинних ВР стійке і переходить у детонацію лише під час вибуху ініціюючої ВР або через особливі умови: висока температура, велика маса, високий тиск, горіння в замкнутому об'ємі. До характерних представників бризантних ВР, які випускаються промисловістю, належать: індивідуальні ВР - тротил, тетрил, гексоген, октоген, пентаеритриттетранітрат (ТЕН), нітрогліцерин, пікринова кислота, динітронафталін; сумішні ВР на їхній основі; сумішні ВР на основі аміачної селітри - амоніти різних марок (суміші з тротилом, гексогеном, динітронафталіном та різними невибуховими компонентами), динамони (суміші з невибуховими пальними компонентами: деревиним борошном, нафтопродуктами тощо), детоніти та вугленіти (суміші з нітрогліцерином, діетиленглікольдинітратом).

Метальні ВР (порохи та ракетні палива) застосовуються головним чином для метання снарядів, куль (вогнепальна зброя) та утворення реактивної сили (ракети). Основною формою вибухового перетворювання метальних ВР є стійке горіння, яке не переходить у детонацію навіть за умов, характерних для вторинних ВР. Швидкість їхнього горіння може складати від декількох міліметрів до сотень метрів на секунду і залежить від хімічного складу, фізичного стану та умов використання (горіння на відкритому повітрі, у закритому або напівзакритому об'ємі). До метальних ВР належать порохи та сумішні тверді ракетні палива.

Порохи, що випускаються промисловістю, бувають димні та бездимні, які, в свою чергу, поділяються на піроксилінові та балістичні.

Димні порохи являють собою механічні суміші окисника (нітрату калію) та пальних речовин (деревинного вугілля та сірки) і застосовуються в засобах займання, передачі вогневого імпульсу, метальних, вибивних зарядах, піротехнічних сумішах.

До складу бездимних порохів входять такі бризантні ВР, як піроксилін, нітрогліцерин, динітрогліколь та інші нітроефіри, динітробензол, тротил, гексоген. Піроксилін – основна складова частина піроксилінових порохів, а також баліститів; нітрогліцерин та інші нітроефіри використовуються для виготовлення балиститів.

Сумішні тверді ракетні палива являють собою складні композиції, які складаються з окисника, пального і пов'язувача (пальнопов'язувача). До їхнього складу можуть входити перхлорат амонію, тротил, ТЕН, гексоген, октоген, тощо.

Піротехнічні суміші (ПС) – використовуються для створювання світлового, димового, звукового ефектів при горінні та являють собою механічні суміші, основними компонентами яких є неорганічні окисники, пальне (органічні або металеві горючі речовини) та в'язка речовина. Застосовуються в боєприпасах освітлювальної, сигнальної, запалювальної дії, а також у різних піротехнічних засобах. Компоненти та їх співвідношення вибираються в залежності від призначення ПС для забезпечення заданого ефекту горіння (або вибуху) при певних характеристиках піротехнічного елемента.

Основним видом вибухового перетворювання ПС є горіння, яке може відбуватися з різними швидкостями: від часток міліметрів на секунду до сотень метрів на секунду, що забезпечує мінімальні вибухові властивості. Але деякі з речовин при певних умовах здатні до детонації і мають порівняно високу чутливість до зовнішніх впливів. Спроможність ПС до детонації визначається, насамперед, наявністю провідника вибуху (детонації) – індивідуальної речовини, здатної до екзотермічної реакції саморозкладу (наприклад, аміачної селітри, хлорату калію, тощо).

В криміналістичній експертизі ВР та продуктів вибуху більш прийнятною та зручною є класифікація за хімічною природою та складом. Згідно з цією класифікацією ВР можно розподілити таким чином:

- полінітроароматичні сполуки (С-NO₂) – найбільш важливий клас бризантних ВР. До них належать: тринітротолуол, динітробензол, динітротолуол, пікринова кислота, тетрил тощо.;

- нітроаміни (N-NO₂) – бризантні ВР, важливішими представниками яких є тетрил, гексоген, октоген;

- азотнокислі ефіри (нітрати) спиртів або вуглеводнів (O-NO₂), які, в свою чергу, поділяться на азотнокислі ефіри целюлози – піроксилін, нітроцелюлоза та азотнокислі ефіри спиртів – нітрогліцерин, диетиленглікольдинітрат, ТЕН;

- вибухові суміші – суміші окисника з ВР та горючою речовиною, а саме: аміачно-селітрові вибухові суміші; вибухові суміші на основі азотнокислих ефірів; суміші на основі хлоратів та перхлоратів; вибухові суміші на основі рідких окисників;

- солі металів - гримуча ртуть, азид свинцю, ТНРС.

Р О З Д І Л 2