Вибухонебезпечні речовини

Вибухові речовини – це індивідуальні хімічні сполуки чи їх суміші, які під впливом зовнішнього імпульсу здатні без доступу оксисену до інтенсивного та швидкого хімічного перетворення з вивільненням тепла та виділенням газоподібних продуктів. Швидке утворення нагрітих до високої температури газів призводить до сильного підвищення тиску, що шкодить навколишньому середовищу.

Вибухові речовини містять у своєму складі активний оксиген і тому зазвичай не потребують оксигену повітря для перетворення в гази.

Для збудження вибухового перетворення, яке називається ініціюванням, необхідно надати чи передати обмеженому об'єму вибухових речовин певну кількість енергії (початковий імпульс) одним із наступних способів:

Розрізняють заряди вибухових речовин:

• конструктивно-оформлені

• конструктивно-неоформлені

• народногосподарського призначення (випускаються у вигляді патронів, шашок, кумулятивних перфораторних зарядів, зарядів для подрібнення негабаритів подовжених детонуючих зарядів)

• військового призначення (поділяють на підривні військово-інженерні, заряди імітаційних засобів заряди, що використовуються для спорядження боєприпасів)

Чутливість вибухових речовин характеризується мінімальною величиною початкового імпульсу, яка забезпечує виникнення вибуху.

Вибухові властивості речовин залежать від:

• консистенції, яку характеризує густина та пористість;

• дисперсності;

• сипучості;

• пластичності;

• в'язкості;

• текучості

Можливі три основні режими реакцій, в результаті яких вибухові речовини перетворюються в гази:

• повільне хімічне перетворення;

• горіння;

• детонація (вибух).

У випадку детонації, значну роль у передачі енергії реакції відіграє поширення по вибуховій речовині різкої зміни тиску – ударної хвилі.

2. Класифікація вибухових речовин

За вибуховими властивостями (умовами переходу горіння в детонацію) та обумовленими ними галузями застосування вибухові речовини поділяють на три класи:

• ініціюючі - первинні вибухові речовини;

• бризантні - вторинні вибухові речовини;

• метальні - порохи.

Ініціюючі вибухові речовини характеризуються високою чутливістю до початкового імпульсу та здатністю збуджувати вибух бризантних вибухових речовин. Горять ініціюючі вибухові речовини у десятки та сотні разів швидше за інші. Горіння є нестійким і переходить у детонацію вже при атмосферному тиску. Основні представники - азид свинцю, фульминат ртуті та тетранітрорезорцинат свинцю (ТНРС), які використовуються для виробництва детонаторів, запресовуються в тонкостінну гільзу з металу чи пропарафінованого картону. У такому вигляді вони є безпечнішими, але залишаються чутливими до слабкого удару чи наколювання. Гримуча ртуть, азид свинцю та тринітрорезорцинат свинцю відрізняються між собою різною чутливістю до зовнішніх впливів і різною ініціюючою здатністю.

Бризантні вибухові речовини є інертнішими до зовнішніх впливів, ніж ініціюючі. Їх горіння може перейти у детонацію тільки за наявності міцної оболонки заряду чи великої кількості речовини. У режимі детонації вони використовуються для вибухових робіт, у снарядах, бомбах, мінах та інших боєприпасах. За якісним хімічним складом вторинні вибухові речовини поділяють на групи: нітроароматичні сполуки, нітроефіри, нітроаміни, аміачно-селітрові речовини та динаміти. До нітроароматичних сполук належать такі вибухові речовини як тринітротолуол або тротил, тринітрофенол або пікринова кислота, тринітроксилол та динітронафталін; нітроамінів - тетрил, гексоген, октоген; нітроефірів (ефірів азотної кислоти та багатоатомних спиртів) - тен, нітрогліцерин, нітроцелюлоза: До групи аміачно-селітрових речовин належать суміші нітрату амонію (аміачної селітри) з вибуховими чи горючими речовинами. До групи динамітів належать желатинодинаміти та гримучі драглі, виготовлені на основі нітрогліцерину.

Метальні вибухові речовини не детонують при горінні навіть у дуже жорстких умовах (великі заряди, тиску, що складає тисячу атмосфер). У режимі горіння вони використовуються для надання руху із певною швидкістю кулям, снарядам і ракетам. Серед об'єктів вибухотехнічної експертизи, в яких у якості заряду використовувались порохи, найчастіше зустрічаються петарди, вибухові пакети та різні саморобні вибухові пристрої. Порох поділяється на димний, при згорянні якого виділяється певна кількість диму, та бездимний, який згоряє без виділення диму. Димний порох - це суміш калійної селітри (75%), вугілля (15%) та сірки (10%), яка легко спалахує і дуже гігроскопічна. При вологості понад 2% димний порох стає непридатним до застосування. Бездимний порох готують на основі нітроцелюлози (нітроклітковини). Розрізняють піроксилінові та нітрогліцеринові (балістичні) порохи.

За хімічним складом вибухові речовини поділяють на дві групи:

• індивідуальні сполуки з вибуховими властивостями належать до різних класів речовин: нітросполуки, нітроаміни, ефіри нітратної кислоти та багатоатомних спиртів, солі, наприклад нітратною, гримучої, азотисто-водневої та інших кислот.

• суміші.

За призначенням вибухові речовини поділяють на:

• військові вибухові речовини (військового призначення) - це тверді, рідкі чи газоподібні речовини або суміші речовин, що як запалювальні, бустерні чи основні заряди в боєголовках є необхідними для детонації у військових цілях

• вибухові речовини зарядів промислового або народногосподарського призначення, які поділяють на шість класів відповідно до галузі та умов їх безпечного використання.

Піротехнічні суміші (ПС) широко використовуються у військових цілях, промисловості та сільському господарстві. Основою більшості з них є окисник (переважно нітрати, перхлорати, оксиди металів, бертолетова сіль) та горюча речовина (магній, алюміній та їх сплави, органічні речовини). Для дотримання безпеки при виготовлені та зберіганні ПС до їх складу додають флегматизатори та стабілізатори.

Засоби підпалювання - це пристрої для підпалювання зарядів пороху або піротехнічної суміші, а також для збудження вибуху ініціюючих вибухових речовин. До них належать: капсулі-підпалювачі, електропідпалювачі та вогнепроводи. До вогнепроводів належать бікфордів шнур та стопін.

Засоби ініціювання - це пристрої, які містять заряди ініціюючих вибухових речовин, при приведенні яких у дію виникає ініціюючий імпульс - сильна ударна хвиля, яка збуджує детонацію вторинних (бризантних) вибухових речовин. До засобів ініціювання належать: капсулі-детонатори, електродетонатори, детонуючий шнур.

Згідно з законодавством України, всі вибухові роботи дозволяється виконувати тільки із застосуванням промислових вибухових речовин. Постановою Кабінету Міністрів України було затверджено переліки допущених до виробництва та реалізації вибухових речовин промислового виробництва та таких, що виготовляються в умовах самого підприємства, що здійснює гірничі роботи. Перший з двох переліків містить найменування 41 вибухової речовини та 25 найменувань засобів ініціювання, які теж відносяться до вибухових речовин, а також позначення нормативних документів, на основі яких вони виготовляються. Другий перелік стосується 15 найменувань вибухових речовин, які дозволяється виготовляти в умовах підприємства, що здійснює гірничі роботи. Постановою Кабінету Міністрів України дозволена реалізація (без виготовлення) тену, октогену та гексогену за наявністю ліцензії.

Експорт і транзит товарів військового призначення мають право здійснювати суб'єкти підприємницької діяльності, які отримали на це повноваження. Найменування, технічні характеристики та коди УКТЗЕД товарів, внесених до списку, уточнюються Держекспортконтролем за погодженням з Урядовою комісією з політики експортного контролю.

Зазначені у Списку товари в разі їх переміщення через митний кордон України підлягають обов'язковому митному контролю. Підставою для прийняття товарів до митного оформлення є дозвіл Держекспортконтролю на експорт або імпорт, або позитивний висновок на тимчасове ввезення чи вивезення.

Кабінет Міністрів України встановлює порядок реєстрації юридичних та фізичних осіб, діяльність яких стосується експорту, імпорту або транзиту вибухових речовин. Для виготовлення, зберігання, перевезення на території України, а також використання вибухових речовин та засобів ініціювання, необхідно отримати дозволи органів Держнаглядохоронпраці та Міністерства внутрішніх справ.

Експертна служба Міністерства внутрішніх справ розробляє методичне забезпечення різних експертиз і, зокрема, експертизи вибухових речовин.

Оскільки до переліку предметів, заборонених до незаконного ввезення та вивезення з України, входять вибухові речовини та їх прекурсори, одним з пріоритетних напрямків діяльності митних органів з контролю за дотриманням вимог законодавства щодо обігу вибухових речовин і матеріалів є боротьба з контрабандою промислових вибухових засобів. Прекурсорами вважаються хімічні речовини спеціального асортименту, які використовуються для виготовлення вибухових речовин.

Об'єктами експертизи можуть бути:

• вибухові пристрої, які розрізняються між собою кількістю та хімічним складом вибухової речовини, зовнішнім виглядом і принципом дії (механічні, електромеханічні, радіовибухові тощо);

• саморобні вибухові речовини та пристрої; промислові заряди вибухових речовин, які поділяються на конструктивно оформлені (шашки, брикети, патрони, детонуючі подовжені заряди) та конструктивно неоформлені (які можуть бути марковані або не мати відповідного маркування);

• прекурсори для виготовлення вибухових речовин.

Завданням експертизи є розв'язання питань про визначеення об'єктів як вибухових засобів та їхня ідентифікація. Ідентифікація промислової вибухової речовини полягає у визначенні за результатами експертизи найменування заряду та марки вибухової речовини. Ідентифікація вибухової речовини кустарного виробництва полягає у визначені її якісного та кількісного хімічного складу.

Особливою ознакою всіх вибухових речовин є їх здатність до вибуху. Незалежно від хімічної природи та фізичного стану речовини, її здатність до вибухового перетворення можна швидко і просто встановити застосуванням методу "спалаху".

Ідентифікаційними ознаками стандартних промислових зарядів і марок вибухових речовин є:

• форма;

• колір;

• технологія виготовлення (пресування, заливка, шнекування, засипка);

• маса;

• габаритні розміри;

• наявність (відсутність) гнізда для капсуля-детонатора чи електро-детонатора;

• наявність (відсутність) різьби;

• наявність каналу для детонуючого шнура;

• наявність (відсутність) гідроізоляції, характер гідроізоляції;

• наявність (відсутність) оболонки, матеріал оболонки;

• особливості горіння;

• якісний та кількісний хімічний склад вибухової речовини (марка вибухової речовини).

Основною ідентифікаційною ознакою різних марок вибухових речовин є їх якісний та кількісний хімічний склад. Вибухові речовини промислового призначення розпізнаються і за значним вмістом у їх складі нітратів.

Загальна схема експертного дослідження передбачає:

• візуальний огляд об'єкту,

• мікроскопічне дослідження;

• якісний хімічний аналіз;

• тонкошарову хроматографію;

• рідинну та газову хроматографії;

• інфрачервону спектроскопію;

• молекулярну мас-спектрометрію.

Хімічний метод ідентифікації вибухових речовин базується на проведенні якісних кольорових реакцій з відповідними хімічними реагентами, а також реакцій, які супроводжуються виділенням газів. Використовуються як групові хімічні реагенти, так і специфічні для індивідуальних сполук, іонів та елементів реагенти.

Якісний хімічний аналіз об'єкту дозволяє визначити його як вибухову речовину, а також визначити окремі компоненти складу вибухових сумішей і спосіб виготовлення вибухових речовин.

Застосування тонкошарової хроматографії (ТШХ), у сукупності із результатами візуального огляду та якісного хімічного аналізу, дозволяє визначити клас, групу, підгрупу та вид вибухової речовини.

Рідинна та газова хроматографія застосовується при отриманні сумнівних результатів дослідження об'єкта методом ТШХ і дозволяє отримати інформацію щодо його якісного та кількісного хімічного складу. За допомогою цього методу визначають вид і марку багатьох бризантних вибухових речовин, особливо пластитів та еластитів.

Інфрачервона спектроскопія (ІЧ-сектроскопія) дозволяє визначити структуру або характерні функціональні групи речовини. Застосовується для визначення типу вибухових речовин та окремих компонентів вибухових сумішей.

Молекулярна мас-спектрометрія використовується для ідентифікації вибухових речовин невідомого походження та у випадках відсутності в лабораторії "зразків-свідків".