МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ

ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра криминалистических экспертиз и исследований Мультимедийная презентация к лекции №

2 «Основы взрывных явлений и их характеристики»

Автор разработки: Коровкин Д.С.

Санкт-Петербург 2016

взрывчатых веществ при различных внешних условиях.
4. Критический диаметр детонации.
5. Горение

топливно-воздушных смесей.
6. Основные характеристики взрывчатых веществ и способы их определения.
7. Классификация взрывчатых веществ.
8. Поражающее действие взрыва.

Цель лекции: рассмотреть естественно-научные основы взрывных явлений, условия и характер протекания взрыва, его поражающие свойства.

взрывами: Учебное пособие / М.А.Асташов и др. - Челябинск: ЧЮИ

МВД России, 2007.
2. Особенности осмотра места происшествия,связанного с криминальными взрывами / А. А. Беляков. - Челябинск: ЧЮИ МВД России, 2006.
3. Методика расследования криминальных взрывов: Лекция / М. В. Галезник. - Минск: Акад.МВД Республики Беларусь, 2007.
4. Уголовная ответственность за нарушение правил оборота огнестрельного оружия, боеприпасов, взрывчатых веществ и взрывчатых устройств: Учебное пособие / О. С. Григорьева. - Екатеринбург: Уральск. ЮИ МВД России, 2008.
5. Использование специальных знаний при расследовании преступлений, связанных со взрывами: Учебное пособие / М.А.Асташов и др. - Челябинск: ЧЮИ МВД России, 2007.

их применения: Учебник, - Волгоград: ВА МВД России, 2004.
2. Дильдин

Ю.М., Мартынов В.В., Семенов А.Ю., Шмырев А.А. Криминалистические признаки взрывных устройств самодельного изготовления: Учебное пособие. - М.: ВНКЦ МВД СССР, 1991.
3. Дильдин Ю.М., Мартынов В.В., Семенов А.Ю., Шмырев А.А. Взрывные устройства промышленного изготовления и их криминалистическое исследование: Учебное пособие. - М.: ВНКЦ МВД СССР, 1991.
4. Дильдин Ю.М., Мартынов В.В., Семенов А.Ю., Шмырев А.А. Основы криминалистического исследования самодельных взрывных устройств. - М., 1991.
5. Особенности осмотра места происшествия, связанного со взрывами и обнаружением взрывных устройств. Практическое пособие. – Волгоград: ВА МВД России, 2000.
6. Федоренко В.А., Колотушкин С.М. Криминалистическое исследование взрывных устройств и следов их применения. Курс лекций. – Саратов: СЮИ МВД России. 2004.

физического или химического превращения системы, сопровождающийся быстрым переходом ее потенциальной

энергии в механическую работу.

Учебный вопрос № 1. Понятие взрыва, основные типы взрывов

кинетическую энергию газов без химического превращения. Например, быстрый переход конденсированного

вещества в пар, быстрое разрушение оболочки, внутри которой находится под давлением пар или газ и т. д.
Практически всегда физические взрывы происходят в результате нарушения техники безопасности при обращении с устройствами, способными к взрыву или в результате несчастного случая.

(атомный взрыв) или на соединении легких элементов с образованием более

тяжелых (водородный взрыв).
При ядерных взрывах выделяется огромное количество энергии (в миллионы раз больше, чем при обычных взрывах химической природы) за очень малый промежуток времени.

с образованием сильно нагретых и обладающих большим давлением газов, которые,

расширяясь, производят механическую работу.

Наибольший интерес с точки зрения криминалистики представляют взрывы
химической природы.
Они характерны для веществ,
способных под влиянием
внешних воздействий к
весьма быстрым экзотермическим
(т. е. с выделением тепла)
превращениям, сопровождающимся
образованием сильно нагретых газов
или паров.

формы. Предположим, что в центре заряда возбуждена устойчивая детонация. Тогда

за время порядка 10-100 мкс (одну стотысячную - одну десятитысячную долю секунды) произойдет детонация всего ВВ и образуется сферическое облако раскаленных, расширяющихся газов. Эти газы создадут в атмосфере расходящуюся сферическую взрывную волну, пиковое давление в которой может достигнуть 100-200 тонн на см2. Эта волна устремится во все стороны от точки взрыва со скоростью, превышающей во много раз скорость звука в воздухе.

- областью низкого давления (волна разряжения).

Передняя часть ударной волны

является областью очень быстрого нарастания давления до своего максимального значения и называется фронтом ударной волны. Продолжительность области высокого давления при детонации конденсированных ВВ в несколько раз короче области разрежения, которая образовалась следующим образом. Во время детонации продукты горения начинают вытеснять воздух из зоны реакции. В результате вокруг заряда образуется сферическая волна сжатого воздуха и продуктов детонации, которая распространяется во все стороны со сверхзвуковой скоростью. Поэтому внутри сферической волны на месте взрыва образуется частичный вакуум.

условиях

Условно различают три вида горения:
медленное горение или просто горение;

быстрое горение или взрывчатое превращение вещества;
сверхбыстрое горение или детонация.
Рассмотрим более подробно эти процессы.

тепла и газов. Более того, практически все вещества на открытом

пространстве имеют малую скорость горения. Это характерно как для горючих, метательных, так и для большинства взрывчатых веществ. Обусловлено это тем, что при таких условиях тепло, необходимое для протекания реакции горения, передается от слоя к слою за счет теплопроводности и диффузии очень медленно.
Для горения вещества в замкнутом пространстве необходимо, чтобы в нем содержался окислитель. В роли окислителя обычно выступает кислород, но, в принципе, может использоваться и другое вещество, например, фтор. Нижняя и верхняя границы горения не определены и лежат в интервале от десятых долей миллиметров в секунду до нескольких метров в секунду.

объясняет их горение в закрытом объеме, но не объясняет перехода

от медленного горения к их взрывчатому разложению. Скорость химических реакций в таких соединениях и механических смесях сильно зависит от температуры и давления реагирующих веществ. Если температуру реакции повысить всего на 10 0, то скорость реакции возрастет в 2-4 раза. Это значит, что при переходе от комнатной температуры к температуре в 1000С скорость реакции может возрасти в десятки и сотни тысяч раз. Кроме того, поскольку скорость горения пропорциональна давлению, то повышение последнего от 1 кГ/см2 до 1000 кГ/см2 может увеличить скорость реакции в десятки и сотни тысяч раз. В этом случае создаются условия для колоссального повышения температуры и давления в зоне химической реакции и ускорения ее до взрыва.

проходящей по заряду ударной волной и характеризуется постоянной и наибольшей

для данных условий и состояния ВВ скоростью распространения химического превращения вещества. Скорость детонации всегда выше скорости звука в невозмущенном ВВ. Детонация может возникнуть как в результате самоускоренного развития горения, в результате локального увеличения давления, а также воздействия фронта ударной волны на ВВ.
Распространяющуюся по ВВ ударную волну и следующую за ней зону химического превращения называют детонационной волной. Скорость детонации является важной характеристикой ВВ и для разных веществ лежит в пределах 1000 м/с – 10000 м/с.

что чем меньше диаметр заряда, тем меньшая часть энергии, выделяемой

в результате химической реакции, идет на поддержание амплитуды ударной волны. В результате при инициировании заряда малого диаметра процесс детонации может вообще прекратиться, несмотря на использование достаточно мощных детонаторов. Диаметр заряда, при уменьшении которого детонация прекращается, называется критическим диаметром детонации Dk данного ВВ.
Различные ВВ характеризуются своим значением критического диаметра детонации. Величина Dk является мерой детонационной способности ВВ.

выше детонационная способность этого вещества. Величина критического диаметра детонации одного

и того же ВВ может меняться в довольно широких пределах в зависимости от состояния ВВ и условий его взрывания (размеры частиц, качество технологической обработки, наличия и свойств оболочки и т. д.).
Наличие оболочки, в общем, ведет к уменьшению критического и предельного диаметров детонации, к сближению их величин и к увеличению скорости детонации.
Под предельным здесь понимается значение диаметра, при превышении которого уже практически ничего не изменяется. Для ВВ с пониженной бризантностью, таких как аммонийно-селитренные смеси, существенное влияние на эффект детонации оказывает механическая прочность оболочки ВУ.

ВВ на практике могут встретиться взрывы топливно-воздушных и топливно-кислородных смесей

(ТВС и ТКС).
Способность газовой смеси гореть определяется массовым соотношением в смеси горючего газа (пара) и окислителя, а также наличием источника воспламенения. По составу смеси условно можно разбить их на ТВС и ТКС.
В ТВС в качестве окислителя используется кислород воздуха, а в качестве горючего газа могут выступать:
а) газы - метан, пропан, ацетилен, бутан и т. п.;
б) пары горючих жидкостей - бензина, нефти, ацетона и т. п.

с воздухом лежит в пределах от так называемого нижнего до

верхнего концентрационного предела воспламенения (НКПВ) и (ВКПВ). Это такой интервал составов топливно-воздушных (кислородных) смесей от некоторого нижнего (бедного) до некоторого верхнего (богатого) предела содержания горючего, в котором возможно самостоятельное распространение пламени. Вне этого интервала пламя не может самостоятельно распространяться в самоподдерживающемся режиме.

Наиболее гарантированное воспламенение газов с последующим переходом во взрыв (для

закрытых объемов) происходит при концентрации, близкой к стехиометрической. Для одних и тех же условий сила взрывной волны при использовании топливно-кислородных смесей может быть в несколько раз больше, чем от использования ТВС.

На рис. показана зависимость массы различных горючих паров от объема ограниченного пространства, в котором происходит воспламенение смеси. Здесь пунктирные и сплошные линии соответствуют нижнему и верхнему пределу, а штрих пунктирные – стехиометри-ческой концентрации горючего, введенного в данный объем.

штрихпунктирные линии – стехиометрическая концентрация; пунктирные линии – нижнийконцентрационный предел

воспламенения.
1 – ацетилен, 2 – ацетон, 3 – бензин, 4 – бутан, 5 – пропан.

и в "жестком" детонационном режиме. В этом случае, если условия

позволяют (концентрация близкая к стехиометрической и достаточно большой объем смеси), взрыв всей смеси произойдет в детонационном режиме и эпицентром взрыва также будет являться весь замкнутый объем.
При воспламенении ТВС в закрытом объеме дальнейшее развитие горения может пойти следующими путями: 1- "мягкий" режим воспламенения. ТВС в каком-либо месте воспламеняется и скорость горения плавно нарастает до взрывного горения с возможной последующей детонацией. Скорость горения в момент возгорания обычно не превышает 1-10 см/с и, если позволяет объем и концентрация, постепенно возрастает до сотен и даже тысяч метров в секунду.

Взрывы ТВС в закрытом объеме

путями. В качестве примера рассмотрим взрывы перегретой горючей жидкости.
Взрывы

такого типа образуются при разрушении резервуаров с перегретой горючей жидкостью, находящейся под большим давлением. В этом случае горючая жидкость практически мгновенно испаряется, пары смешиваются с воздухом и от малейшей искры воспламеняются. Далее в зависимости от концентрации смеси, места воспламенения, объема первоначального воспламенения и т..д. возможно:
- горение с образованием пожара;
- горение, переходящее во взрыв с образованием огненного шара;
- горение, переходящее во взрыв и далее в детонацию.

Взрывы ТВС на открытом пространстве

и является центром взрыва;
- поскольку амплитуда ударной волны не велика

(Римп  1-2 Мпа), то практически всегда отсутствуют следы бризантного действия взрыва;
- достаточно равномерное действие ударной волны по всем направлениям. В результате, если конструкция одинаково прочная, то она может развалиться поблочно наружу за счет избыточного давления на стены и потолок;
- при взрыве ТВС выделяется большое количество тепла за относительно длительный период, что практически всегда приводит к пожарам и сильным ожогам на теле пострадавшего;
- все металлические емкости, находившиеся в зоне взрыва подвержены всестороннему обжатию снаружи;
- на месте взрыва чувствуется запах газовой смеси. Поэтому на месте взрыва газовой смеси обязательно необходимо взять пробы воздуха.

Основными признаками взрыва ТВС являются:

в воздухе и могут привести к взрывам в замкнутых объемах.

К пылинкам принято относить частички вещества менее 75 мкм. Для того, чтобы облако пыли взорвалось, необходима достаточно высокая концентрация при которой практически полное поглощение света происходит на расстоянии около 20 см. Такие концентрации могут возникнуть в трубопроводах, вытяжном оборудовании, мукомольных цехах и т.п.

Взрывы пылевоздушных смесей

микронеоднородностей в ВВ. К ним можно отнести грани, разделяющие кристаллиты

ВВ, дефекты кристаллической решетки зерен, микротрещины и поры, наличие инородных твердых включений (мелко толченое стекло) и т.п.

Чувствительность ВВ к внешним воздействиям:

Учебный вопрос № 6. Взрывчатые вещества, их классификация и характеристики

называемых копрами. Испытание заключается в том, что на навеску ВВ,

положенную на металлическую наковальню, сбрасывают с определенной высоты груз.






Чувствительность инициирующих ВВ характеризуют ВЕРХНИМ и НИЖНИМ пределами.
Нижним пределом чувствительности называется та максимальная высо­та сбрасывания данного груза, при которой из ряда испытаний не получа­ется ни одного взрыва.
Верхним пределом чувствительности называется та минимальная высо­та сбрасывания того же груза, при которой каждое испытание оканчивает­ся взрывом.
Нижний предел чувствительности характеризует безопасность иниции­рующих веществ, верхний- безотказность их действия от данного вида на­чального импульса.

температурой, при понижении которой на 5C не происходит вспышки небольшой

навески (0.05 г) взрывчатого вещества в течении 5-минутного нагревания ее в специальном двухстенном сосуде, заполненном сплавом Вуда. Навеска в пробирке вводится в сплав, предварительно нагретый до требуемой температуры. Температура вспышки позволяет судить о возможности использования данного вещества в условиях высоких температур.

на них луча огня. Поэтому промышленные ВВ часто испытывают на

воспламеняемость их от луча огня от огнепроводного шнура. Для этого 1 г ВВ помещают в пробирку, укрепленную на штативе. В пробирку вводят огнепроводный шнур таким образом, чтобы он находился на расстоянии 1 см от ВВ. При сгорании шнура луч пламени, воздействуя на ВВ, может вызвать его воспламенение.

на следующие группы:

Все инициирующие ВВ детонируют от луча огня;

Пороха и

сухая нитроклетчатка вспыхивают или взрываются;

Тетрил и динамиты загораются.

бризантность ВВ.
г)- фугасность ВВ.

образованием осколков происходит в результате бризантного действия взрыва, которое еще

называют дробящим.

Учебный вопрос № 8. Поражающие действия взрыва

Бризантное (дробящие) действие взрыва

себя кроме воздуха еще и продукты взрывчатого разложения ВВ, называется

фугасным действием взрыва. Фугасность проявляется в форме выброса грунта из воронок и выемок, образовании полостей в скальных породах и рыхлении их и т.д.

Фугасное действие

«первичные» и «вторичные».
«Первичными» называют осколки, образовавшиеся при взрывном разрушении

(фрагментации) стенок оболочек или контейнеров, содержащих ВВ, а также осколки, образовавшиеся в результате бризантного действия взрыва на близлежащие объекты.
За счет бризантного и фугасного действий взрыва первичные осколки на начальном этапе разгоняются до скоростей порядка одного-двух километров в секунду.
Осколки, образовавшиеся в результате фугасного действия взрыва или образовавшиеся в результате удара о преграду первичных осколков, называются вторичными. Ими могут быть мелкие незакрепленные инструменты, трубы, бревна, части строений, разрушенных и увлеченных взрывной волной и т.д. К ним же можно отнести осколки оконного стекла, которые могут нанести серьезные ранения.

называется термическим действием взрыва. Тепловой поджигающий эффект, вызванный взрывом, бывает

разным в зависимости от используемого ВВ. Например, взрыв метательных ВВ вызывает более длительное зажигательное действие, чем взрыв бризантных ВВ. С другой стороны бризантные ВВ при взрыве дают гораздо более высокую температуру. В том и другом случае время теплового действия измеряется сотыми долями секунды.

Термическое (тепловое) действие

сопровождается излучением электромагнитных полей. Мощные электромагнитные поля способны создать серьезные

помехи и при определенных условиях могут даже вывести из строя высокочувствительные входные цепи различных боевых целей (самонаводящиеся ракеты различных систем, РЛС, электронные системы боевой техники и т.д.).

Электромагнитное действие