Чувурин. А. В.

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ

ПИРОТЕХНИКА

Часть 1

Опасное знакомство

Харьков

«Основа»


2003


Введение

3

Совершенно секретно, Юстас Алексу:

информация к размышлению

увурин Александр Викторович в детстве был нормальным


ребёнком: говорить, ходить и заниматься пиротехникой на-

чал одновременно. Благодаря патологической Тяге к спичкам, кострам, взрывпакетам и ракетному моделированию рано познакомился


с химией. Парашютист-инструктор.

Доктор химических наук, кандидат фармацевтических наук, автор 150 научных публикаций, 120 свидетельств и патентов на изобретения, 6 оригинальных синтетических фармпрепаратов. Успел синтезировать и подробно


изучить свыше 800


не описанных ранее


органических

соединений, впервые


подробно исследовал

кинетику,

термодинамику и

механизм протекания


двух десятков

оригинальных

химических реакций.

Все предлагаемые в книге опыты


и пиротехнические


фигуры освоил ещё


в переходном возрасте без жертвоприношений, потому что строго соблюдал технику безопасности и тщательно мыл руки перед едой.


4

Часть 1, Опасное знакомство

К читателю

Конечно же Вы яркая личность, иначе Вам не стоило бы покупать эту книгу и, вероятно, Вы серьёзный читатель, поскольку заглянули во введение. Я надеюсь, что мы не расстанемся до последней страницы, а материал книги подскажет Вам интересное увлечение на долгие годы.

Дело в том, что есть люди, бросающие тень даже в полной темноте. Это пиротехники. Хотите стать одним из них? Тогда поехали.

В книге подробно описано приготовление около двух тысяч пиротехнических составов и индивидуальных веществ от доисторических прототипов пороха до компонентов современных твердотопливных ракет. Приводятся сотни экстремальных химических опытов.

Вы узнаете, как с помощью химических превращений можно сделать искусственный вулкан, комнатную молнию или цветной туман. Как развести огонь без спичек и зажигалки, пользоваться электросваркой без электричества и даже имитировать звук падающей авиабомбы. Как покрасить пламя в любой цвет. Как заставить гореть железо, медь или свинец. Как поджечь вино, песок или факел под водой. Как изготовить великолепные бриллианты, которые светятся в темноте и загораются при дуновении воздуха. Как сделать пистоны или хлопушки из арсенала медикаментов домашней аптечки. Как водой разжечь костёр. Как приготовить самовоспламеняющиеся составы из муки или отрубей, а сахар, крахмал или вату превратить в порох.

Для любознательных и трудолюбивых включено практическое руководство по изготовлению в кустарных условиях фейерверков, в том числе низовых, верховых, водных и даже комнатных, например, на праздничном столе или на шоколадной поверхности юбилейного торта.

Из своего детства я прекрасно помню, что во дворе не было ни одного нормального сверстника, не мечтавшего бы сделать и запустить ракету на отслужившей киноплёнке или хотя бы консервную банку с помощью карбида, а тем более подпалить магниевый взрывпакет на виду у одноклассниц.


5

Введение

Я помогу Вам изготовить сказочно красивый фейерверк своими


рунами, да ещё так, чтобы от Вашего усердия никто не пострадал.

Современная пиротехника шагнула далеко вперёд, и догнать её


наша задача.

Лично я не смог бы отложить эту книгу в сторону, не прочитав


её от корки до корки, но, возможно, у Вас более крепкая сила воли и


сейчас есть шанс проверить это.

Давайте Договоримся

Если очень быстро изучить материал этой книги, прочитайте её оглавление.

Если попытаетесь найти ответ на интересующий вопрос, постарайтесь сразу попасть в нужный для Вас раздел.

Если же пока Вы не догадываетесь о чём спросить эту книгу, мой совет: прочитайте её от начала и до конца.

Если Вам в голову полезут опасные мысли - самое время ознакомиться с техникой безопасности.

Заповеди пиротехника выучите наизусть и строго их выполняйте - в этом Ваша страховка.

Дайте слово, что не будете увеличивать загрузки приводимых пиротехнических составов - оставьте себе шанс дочитаться до последней главы.

Если Вы неё же доберётесь до демонстрации своего фейерверка, помните, что искусство требует жертв, но лучше усадить их подальше.

Как бы не повёл себя перед зрителями Ваш фейерверк, делайте вид, что именно этого Вы и добивались.

Словом, делайте всё, что хотите, но так, чтобы не лишиться этой возможности.

Советы бывалого

Для облегчения работы с книгой я позволю себе воспользоваться проверенным приёмом - рядом симпатичных пиктограмм, что-то в виде дорожных знаков типа: «На этом участке ГАИ


6

Часть 1. Опасное знакомство

нет», «Проезжай быстрее» или наоборот «Стоимость проезда 20

грн».

Читать категорически запрещено


Не влезай - убьёт


Информация К размышлению

Спасайся, кто может


Иная опасность


Работай под Тягой

Осторожно - синтез


Тебя предупреждали

Выброс материалов Обрати внимание

изучающая эти процессы, получила название «пиротехника», что в переводе с греческого языка дословно означает «техника огня».

Огнём, как средством защиты от животных, а потом и от людей наши предки научились пользоваться ещё в глубокой древности, просто они не знали, как это называется. Сам же термин «пиротехника» в своё время включал более широкое понятие и объединял все области знания, имеющие отношение к огню и взрывам. Так, итальянский алхимик Бирингуччио в знаменитой книге «Пиротехния» (1540) описывает даже основы металлургического производства.

Часть I. Опасное знакомство


Глава 1. Позвольте представиться


1.1. Техника огня

мерцающая свеча, и вспышка магния, и мощный взрыв, сокрушающий вдребезги гору, имеют общую природу. Наука,

Глава 1. Позвольте представиться

7

До середины XIX в. К пиротехнике относились сведения по изготовлению зажигательных и осветительных составов, взрывчатых веществ, различных видов пороха и, конечно, фейерверков. В дальнейшем в ходе научно-технического прогресса эти отрасли получили самостоятельное развитие.

Современная пиротехника включает военную и мирную область применения. Под термином «пиротехнический состав» подразумеваются вещества или их смеси, способные реагировать с образованием пламени, дыма или большого объёма газов, а их разложение сопровождается тепловыми, дымовыми, реактивными и звуковыми эффектами.

Подобные реакции инициируются в результате нагревания, удара, трения, сильного освещения или первичного взрыва другого взрывчатого вещества.

По условиям перехода горения в детонацию в виде ударной волны взрывчатые вещества делят на инициирующие, бризантные и метательные или пороха.


8

Часть 1. Опасное знакомство

Надо признать, что отнесение веществ к определённой группе во многом условно. Их поведение при горении зависит от многочисленных факторов: температурного режима, развиваемого давления, степени дисперсности состава, площади поверхности горения, наличия активирующих или ингибирующих присадок, характера первичного импульса и даже массы реагирующего вещества.

Так можно с помощью дымного пороха сделать медленногорящий, искристый бенгальский огонь и взорвать гранитную скалу; сверхвзрывчатый нитроглицерин заставить работать, как метательный состав и двигать снаряды; а тротил, пикриновую кислоту и пироксилин использовать в качестве горючего твердотопливных ракет.

Напротив, многие пиротехнические составы огненных фонтанов и ранет, сжигаемые россыпью вне корпуса, воспламеняются с трудом и горят очень слабо или даже тухнут. Зато могут самовозгораться при неправильных условиях хранения в большой массе совсем неожиданные материалы, например, уголь, зерно, опилки, сено, пакля, торф, различные жиры.

Поведение пиротехнических составов будет для Вас настолько же безопасно, насколько Вы сумеете их понять и приручить.

риал повнимательнее.

Чтобы Вам не приходилось слышать о пиротехнике, фейерверках и гениальных самоучках, изучивших предмет только на


собственных ошибках, - не верьте. Запомните, что без элементарных


знаний химии в эту область лучше не соваться, а изучать столь


интересный предмет во всех отношениях выгоднее на ошибках


других - их уже достаточно успели совершить без нас.

естолковые пользователи книги этот раздел могут пропустить, Вам же, дорогой читатель, придётся проработать данный мате-

Глава 1. Позвольте представиться

9

Итак, горение пиротехнических составов представляет собой


окислительно-восстановительную реакцию. Активность такой смеси

обусловлена химическим взаимодействием окислителя и горючего,

В числе наиболее применяемых


в нашем деле окислителей соли кислородсодержащих кислот, в анионе

которых присутствует элемент максимальной степени окисленности:

Арсенал горючих средств еще более внушителен:

металлы - магний, алюминий, железо, цинк, медь, сурьма; металлоиды - сера, фосфор, кристаллический йод, технический углерод в виде древесного угля или сажи; сульфиды - сурьмы (антимоний Sb2S3 и Sb2S5), олова (SnS), меди (халькозин Cu2S и ковеллин CuS), мышьяка (реальгар As4S4 и аурипигмент As2S5), фосфора (P4S3); углеводы - лактоза, сахароза, крахмал, декстрин, древесные опилки, пшеничная мука, нитроцеллюлоза; углеводороды - парафин, воск, церезин, антрацен, нафталин, • нефтепродукты;

смолы и камеди - канифоль, шеллак, резинаты, мастике, гуммиарабик, фенолформальдегидные смолы (идитол и бакелит);

каучуки - полиуретановый и различные бутадиеновые; термопласты - поливинилхлорид (ПВХ) и полиакриламид.


10

Часть 1. Опасное знакомство

Смолы, камеди, каучуки, ПВХ, декстрин и олифа также используются в качестве склеивающих веществ - цементаторов.

Кроме того, в пиротехнические составы могут входить «красители» пламени, дымообразователи, возгоняемые дымовые красители, флегматизаторы, снижающие чувствительность к механическим и тепловым воздействиям, стабилизаторы, увеличивающие химическую стойкость, активаторы и ингибиторы горения.

1.3. Сделайте умное лицо

Не имея точного рецепта, не каждая хозяйка рискнёт приготовить новое кулинарное блюдо. А что тогда говорить о пиротехнике. Прежде всего, для определения соотношения компонентов Вам необходимо знать уравнения протекающих процессов. Если Вы успели подзабыть химию, облегчить составление суммарной реакции помогут немудрёные правила:

а) написать реакцию взрывного разложения окислителя,

б) представить реакцию горения восстановителя в кислороде,

в) уравнять коэффициенты у атомов кислорода,

г) просуммировать полученные равенства.

К примеру, составление бинарной смеси из бертолетовой соли и свекловичного сахара, больше известной в кругах террористов как «запал Кибальчича», будет выглядеть так;

М=123 М=342

Как Вы уже догадались, нужное нам уравнение получилось на букву «г», но пользоваться им можно.

Зная молекулярные массы реагирующих веществ и стехиометрические коэффициенты реакции их взаимодействия, несложно рассчитать необходимые соотношения ингредиентов:


Глава 1, Позвольте представиться

II

В пиротехнике чаще встречаются многокомпонентные составы, например, тройная пороховая смесь из калийной селитры, серы и древесного угля. Любой хороший химик знает, что спорость определяющей стадией сложной реакции является наиболее медленная. Пиротехнические же составы на первый взгляд ведут себя аномально. Скорость сгорания смеси селитра-уголь 2-5 мм/с, а состав селитра-сера в обыкновенных условиях совсем не воспламеняется и лишь слабо горит в нагретом до 100°С состоявши. Тройная же пороховая смесь быстро сгорает в открытом виде со скоростью 10- 15мм/с или взрывается в замкнутом пространстве.

Это явление объясняется с о пряжей костью реакций, когда выделяющееся в ходе бинарного взаимодействия тепло ускоряет протекание параллельного процесса горения, примерно так же, как пальцам в рукавицах теплее, чем в перчатках.

Известное даже школьнику уравнение горения пороховой смеси лишь приблизительно описывает процесс:

Поджечь такую смесь можно каплей концентрированной серной кислоты.

В действительности реакция в баллистическом режиме протечет по более сложному пути с образованием ещё некоторых твёрдых продуктов, поэтому в газ превращается около 43% пороха, а не 59% как следует из уравнения.

Ещё французский химик Марселей Бертло (1827-1907) установил, что разложение дымного пороха сопровождается комбинацией дополнительных реакций, на направление которых огромное значение оказывает давление реагирующей массы:


12

Часть 1. Опасное знакомство

где: V0 - выделяемый объём газа, t - температура реакции,

Q - теплота процесса, f- расчётная сила взрыва.

Одно из предлагаемых суммарных уравнений (Сарро) протекающего процесса имеет вид:

10KNO3+4S+12C —> 8СО2+ЗСО +5N2 +К2С03 +2K2S04+2K2S (V0 = 279,5 л/Кг, t = 2660 °С, f = 3100 Кг/см2)

То есть, молярное соотношение реагирующих компонентов равно 2,5КClз : S : ЗС. Расчёт показывает, что в этом случае вес выделяющихся газообразных продуктов составляет 53%, а из каждого килограмма пороха образуется 280 л газа.

Уравнение Дебу соответствует разложению английских военных дымных порохов, сгорающих при повышенном давлении с образовавшем полисульфидов:

При этом твёрдый остаток составляет 57,8%. Его количество увеличивается при сжигании пороха на открытом пространстве.

В своё время Альфред Берхард Нобель (1833-1896) и Фридрих Абель, установив, что в продуктах горения английского минного пороха отсутствует сульфат калия, предложили следующее уравнение его разложения:


Глава 1. Позвольте представиться

13

что вполне соответствует составу: селитра 66%, сера 14%, древесный уголь 20%.

Как правило, в большинстве подобных уравнений не учитываются углеводы, входящие в состав древесного угля, а ведь содержание углерода в нём составляет всего 72-96%.

Разложение тройной смеси, рассчитанной на полное горение (Бертло), соответствует составу 84: 8: 8 и подходит под уравнение:

IOKNO3 + 3S + 8С —> 6С02 + 5N2+2K2C03+ 3K2S04

(V0 = 204 л/Кг, t = 3354°С, f = 2804)

Такой порох при сгорании даёт небольшой объём газов, но очень высокую температуру взрыва вследствие полного сжигания углерода. На открытом пространстве количество планов от этого пороха также увеличивается.

В пиротехнике применяются большей частью смеси, имеющие недостаток окислителя, то есть, с отрицательным Кислородным балансом, поэтому расчёт компонентов по первому традиционному уравнению (2KN03+ S + ЗС) для нас всё же более предпочтителен.

Объём выделяемого газа в пороховой смеси можно увеличить, сместив направление реакции на выделение описи углерода:

2KN03 + S + 6С —> 6СО + N2_+ K2S

Как видно из уравнения, для этого надо вдвое увеличить содержание в составе древесного угля, то есть, на 13% от общей массы. Температура реакции, правда, при этом снизится, да и такая смесь будет вести себя поспокойнее, но именно она лежит в основе большинства реактивных составов фейерверков.

1.4. Что бы это значило?

ля повышения выживаемости давайте разберёмся. Базу пиротехники составляют вещества, некоторые не только красиво


14

1асть 1. Опасное знакомство

Взрывчатыми называются вещества (для простоты написания «ВВ»), способные при внешнем воздействии мгновенно разлагаться с выделением огромной механической, тепловой и световой энергии. Обычно, процесс такого разложения мы называем «взрывом».

Разложение с максимальной постоянной споростью не ниже 2 Км/с, получило название «детонация». Это слово происходит от латинского «detonare» (дословно «прогреметь») и означает очень быстрое химическое превращение ВВ, распространяемое со сверхзвуковой споростью и сопровождаемое выделением энергии. Собственно, по специфическому шуму мы и оцениваем, произошёл взрыв или нет.

Под инициирующими или первичными взрывчатыми веществами понимают такие, которые взрываются от теплового или механического воздействия (пламя, искра, удар, трение) и силой своего взрыва вызывают детонацию другого менее чувствительного ВВ. К ним относятся гремучая ртуть, азид и стифнат свинца (тенерес), тетразен и другие. Они применяются в капсюлях-детонаторах и капсюлях воспламенителях.

Бризантными называют взрывчатые вещества, которые устойчиво детонируют с большой спорость и дробят окружающие материалы. В их числе: тротил, октоген, гексоген, ТЭН, тетрил, мелинит, динамиты, аммонийно-селитровые ВВ и вся группа инициирующих веществ.

К счастью, большинство составов для фейерверков даже во «взрывном» режиме разлагаются значительно медленнее и относятся к группе так называемых метательных веществ или порохов.

Взрывчатые свойства пиротехнических составов характеризуются скоростью детонации, бризантностью и фугасным действием (табл. 1, 2).

Скорость детонации - это скорость, с которой надо убегать с места взрыва, чтобы остаться в живых.

Для пиротехнических композиций на основе калийной селитры обычно она не превышает 1 км/с, для хлоратных составов - 2,5 км/с, в то время как для некоторых бризантных веществ (ТЭН, гексоген, нитроглицерин и др.) скорость распространения ударной волны доходит до 8-9 км/с.


15

Глава 1, Позвольте представиться

Скорость детонации многих ВВ, в частности, тротила, возрастает с повышением его плотности. Правда, эта зависимость наблюдается до определённых пределов, выше которых взрывчатые свойства могут вырождаться, например, как у пироксилина, который превращается в порох.

Таблица 1. Константы взрывного разложения некоторых взрыв-

чатых веществ

№

п/п

Взрывчатые

вещества

dicpilr,

ММ

Макс, скорость детонации, км/с

Бризантность, сжатие стального кольца, мм

Работоспособность в бомбе Трауцля, см2

V„,

л/кг

1

Аммонит АТ

10-20

3,8

7-8

270-285

930

2

Аммонит ПЖВ-20

28

4,35

13

265-290

3

Аммонит 6ЖВ

10-12

4,5

14-16

360-380

895

4

Аммонал М-10

10-12

4.5

15-18

430-440

780

5

Аммонал скальн. №3

8-10

4,6

18-20

460-480

810

6

Аквапит АРЗ-8Н

100

3,5

22-25

400-410

822

7

Акватол Т-20

110

5,0

2+26

350

987

8

Акванал А-10

290

4,2

23-25

430

812

9

Алюмотол

10-20

5,0

28-30

675

10

Астралит

8.0

995

11

ВВВ Т-18

120

5,0


12

Гексоген

1-1,5

8,8

475-495

13

Граммонит 79/21

40

4,2

20-25

360-370

895

14

Гранитол-1

40

5,5

26

345 '

820

15

Гранитол 7А

40

5,3

26-28

400-420

800

i 6

Г ранулит АС-8

20-25

3,3

22-26

400-420

990

17

Граммонит 50/50

38-42

4,15

430

18

Г ранулит М

15-20

3,6

18-22

320-330

980

19

Гранулотол (вод.)

25-30

5.5

32-34

1045

20

Динамон (древ.)

3,6

350

21

Детонит М

4-5

5,2

Г 18-22

460-500

832

22

Динитронафталин

1,15

100

23

Динамит 75% кизельг.

6.0

440

535

24

Ионит

1,8

5-6

95-125

580

25

Игданит

25-30

3,76

15-20

320-330

980

26

Карботол ГД-10В

150

5,0

28-30

450-470

844

27

Нитроглицерин

1-2

7.7

550

28

Нитрогликоль

7,4

650

734

29

Нитродиглнколь


425

30

Нитрометан

8-10

6,5

14

410

930

31

Октоген

18

9,1

415

782

32

Тротил

8-10

6,7

7-16

285-310

750

33

ТЭН

1-1,5

8,6

500

34

Угленит Э-6

7-9

2,2

7-11

130-170

560


16

Часть 1. Опасное знакомство

Таблица 2. Константы взрывного разложения некоторых

пиротехнических составов

№

п/п

Состав, %

Макс, скорость

детонации,

км/с

Бризантность, сжатие медного цилиндра 7 X 10,5, мм

Расширение навески в бомбе Трауцля, cmj

1

Ва(Clo3)2 88, идитол 12

3,08

0,3

108

2

Ва(ClO3)2 81, акароидная смола 19

1,56

2,9

155

3

В(ClOз): 25, Ba(NOj)2 25, КClO; 25, акароидная смола 21, декстрин 4

2,45

3,1

110

4

Ва(ClO з)2 85, шеллак 15

2,5

5

Ва(СЮз)з 25, ВаNОз)2 62, акароидная смола 13

1,95

Неполный

взрыв

70

6

Ва(NОз)з60, А1 13, Mg 14, идитол 13

2,48

0,2

22-75

7

Ba(N03)2 66, сплав Mg-Al 22, касторовое масло 3, идитол 9

2,53

Неполный

взрыв

37-113

8

Ba(N03)2 73, А1 27

Неполный

взрыв

34

9

КClOз 66, S1C1O4 20, идитол 14

2,68

10

КClOз 26, Sr(NO|)2 56, акароидная смола 18

2,2

Неполный

взрыв

90

11

КClO,-63, СиО-2Си(СНзСОО)2 21, канифоль 10, декстрин 6

1,65

1,9

143

12

КClOз 60. Na3AlF6 24, шеллак 13, акароидная смола 3

1,45

Неполный

взрыв

100

13

КClO, 75, А125

1,5

3,2

160

14

КClOз 69, Mg-Al 3 1

7,0

175

15

КClO-, 87, древесный уголь 13

1,62

16

КClO3| 87, графит 13

0,5

17

КClO3 91, керосин 9 (хлоратит-3)

3,6

5,5

255

18

КClOз 90, парафин 10 (шедднт 0№4)

5,1

365

19

КClOз 75, древесная мука 25

2,6

3,8

220

20

КClOз 72, сера 28

1,6

21

KClO3 90, сахароза 10

105

22

КClOз 66, А1 34

0,76

172

23

Пороховая мякоть 89, древесный уголь 11

До 0,4

Неизмеримо

24

Дымный порох

До 1,0

Неполный

взрыв

25

NH4NO3

1,95-3.4

Этот параметр достигает максимума при взрыве вещества в очень плотной оболочке, например, в стальной или непосредственно в шпуре в (скрепной породе.

В своё время в числе наиболее применяемых способов определения скорости детонации веществ был метод Дотриша.


Глава 1, Позвольте представиться

\1

Бризантность веществ - их мощность, кап и мощность движущегося поезда, оценивается количеством возможной работы в единицу времени или, проще говоря, разрушительной силой (дробящим эффектом). Для экспериментального определения бризантности проводят пробу на «обжатие» свинцовых столбиков (проба Гесса), взрывая над ними навески образцов и оценивая уровень деформации по разности высот. Вещества, не способные устойчиво детонировать в этих условиях, исследуют, используя более объёмные стальные кольца или медные цилиндры (крешеры) на «бризантометре» типа Каста.

Важным показателем бризантности служит тест на количество дроблёного песка от детонации стандартной навески ВВ.

Фугасное действие (работоспособность) пиротехнических составов характеризует их способность расширяться в объёме при взрыве. Обычно, для оценки этого параметра применяют пробу Трауцля по расширению внутренней полости свинцовой «бомбы», в которой производится взрыв навески, а также метод баллистического маятника, по его отклонению под действием ударной волны.

В числе основных характеристик взрывчатых веществ энергия взрыва Е (кДж/кг), его теплота Q (кДж/кг или ккал/кг), объёмная энергия (кДж/л), объём выделяемого газа Vc (л/кг), температура реакции t (°С), давление детонации (ГПа или кг/см2), кислородный баланс (± %).

Из расчётных параметров в своё время также широко использовались показатели силы взрыва f (кг/см2) и его потенциал Р (т/м).


18

Часть 1. Опасное знакомство

Эти константы нам тоже пригодятся для относительного сравнения ВВ, многие из которых в настоящее время не применяются.

Важной характеристикой ВВ является критический диаметр - минимальный диаметр вещества, при котором ещё возможно устойчивое распространение детонации. Он составляет от 0,01 мм для азида свинца до 200-300 мм для некоторых водонаполненных ВВ (акваналов и акватолов). В противном случае ударная волна может угаснуть и большая часть взрывчатого вещества не прореагирует.

Именно частицы исходных продуктов на месте взрыва чаще всего позволяют экспертам оценить вид применяемого ВВ.

Тротиловый эквивалент (а,) является распространённой величиной оценки мощности ВВ через работоспособность тротила. За эталон принят тротил с относительной плотностью (d) 1,5 и теплотой взрыва (Q) 4186 КДж/Кг (1000 Ккал/Кг).

С повышением плотности детонационная чувствительность многих ВВ (пироксилина, тротила, пикриновой кислоты и других) снижается, а взрывные характеристики улучшаются. С этой целью некоторые взрывчатые вещества применяют в переплавленном виде (например, мелинит - плавленая под давлением пикриновая кисло- та). Но данное правило действует лишь отчасти: при очень высоком давлении некоторые вещества и пиротехнические смеси теряют взрывчатые свойства. Это их качество иногда называют «склонностью к перепрессовке».

Иногда этим пользуются специально. В частности, повышая плотность пироксилина с помощью растворителей, добиваются снижения скорости его детонации, тем самым, уменьшая бризантное и усиливая метательное действие, превращая грозное взрывчатое вещество в порох. В технологии фейерверков именно прессование позволяет превратить многие ВВ в эффективное горючее. Смеси для фотовспышки, обработанные под давлением, превращаются в спокойногорящие осветительные составы.

К счастью, большинство пиротехнических составов, применяемых для фейерверков, по силе бризантного действия и работоспособности значительно уступают современным ВВ. Однако не надо забывать, что некоторые из них в своё время активно использовались в горнорудном и военном деле. Особую опасность в пиротехнике представляют хлоратные смеси с органическими веществами.


Глава 1. Позвольте представиться

19

1.5. Кто не спрятался -я не виноват

составов от начального импульса по А. Шидловскому

№

п/п

Состав. %

Расширение навески 20 г в бомбе Трауцля, см-5

Бикфордов шнур

Капсюль-детонатор №8

1

Калия перхлорат 85, уголь древ 15

198

318

2

Калия перхлорат 59, магний 41

49

88

3

Бария нитрат 86, идитол 14

0

120

4

Тротил (d =1,55)

0

718

Если реакционная смесь инициируется огневым импульсом и её разложение происходит в открытом пространстве, то скорость горения измеряется, как правило, сантиметрами в секунду. Если же разложение происходит в замкнутом объёме, или в качестве исходного импульса использован детонатор, реакция обернётся взрывом, скорость распространения которого будет в тысячи раз больше.

удя по тому, как: вы иногда нецензурно удивляетесь, передер


жав зажжённую спичку в руке, Вы уже в курсе, что пиротехни

ческие смеси сгорают с выделением тепла. Но не все знают, что при этом процесс разложения окислителя протекает как с поглощением энергии (эндотермический), так и с её выделением (экзотермический). В реакциях первого типа принимают участие перхлораты, ' сульфаты, о (сеиды, пероксиды, перманганаты и почти все нитраты. Ко второй группе относятся все хлораты и нитрат аммония, поэтому за счёт постоянного притока тепла скорость их разложения прогрессивно увеличивается, и может привести К взрыву. Это необходимо учитывать при компоновке составов, таи как этот фактор сильно влияет на их «чувствительность», детонационные свойства и температуру горения.

Для начала реакции горения необходимо местное повышение температуры состава (тепловой импульс), что достигается воздействием горячих пороховых газов, электрозапала или же применением специальных воспламенительных средств. Наконец, если я сложно выразился, воспользуйтесь зажигалкой.

А вот для инициирования взрыва применяют капсюль-детонатор, удар или даже трение, таи кап спорость разложения пиротехнических составов напрямую зависит от характера импульса, используемого для возбуждения реакции (табл. 3).

Таблица 3. Зависимость взрывчатых свойств пиротехнических


20

Часть 1, Опасное знакомство

Таблица 4. Температура вспышки (tBCП.) пиротехнических смесей

Горючее

Калия хлорат

Калия перхлорат

% окислителя и горючего

Температура вспышки, °С

% окислителя и горючего

Температура вспышки, °С

Стронция оксалат

19/8!

350

17/83

440

Сурьмы III сульфид

54/46

290

48/52

420

Магниевые опилки

63/37

560

59/41

460

Алюминиевая пудра

75/25

785

77/23

765

Сера

63/37

200

68/32

540

Уголь древесный

87/13

325

85/15

460

Графит

87/13

>890

Лактоза

74/26

185

71/29

315

Шеллак

наг

240

83/17

385

Идитол

наг

280

81/19

430

Канифоль

82/18

335

86/14

435

Декстрин

60/40

210

72/28

310

Горючее

Калия нитрат

Бария нитрат

% окислителя и горючего

Температура вспышки, °С

% окислителя и горючего

Температура вспышки, °С

Антимонит

55/45

450

58/42

>450

Магниевые опилки

63/37

565

Алюминиевая пудра

75/25

>890

Сера

61/39

450

77/23

>450

Уголь древесный

87/13

415

90/10

>450

Лактоза

77/23

430

Шеллак

86/14

415

Идитол

86/14

>450

Канифоль

90/10

>450

Декстрин

80/20

395

Состав, %

т °с

Состав

т °с

1 ВОИ.з ч-

КClOз 66, SrC2O4 26, акароидная смола 2, лактоза 2, декстрин 4

225

Динамит №! Нобеля

210

КClOз 26, 5г(ЦОз)з56, акароидная смола 18

290

Гексоген

225

КClOз 63. Cu(CH3COOh—3Cu(AsO;)2 21, канифоль 10, декстрин 6

215

Октоген

290

Ва(С10з)з81, акароидная смола 19

248 взр.

Дин итро нафтал и 11

310

ВаССЮз), 25, Ва(К'Оз); 25, КClOз 25, акароидная смола 21, декстрин 4

218

Т ротил

295

Ва(СЮз), 25, Ba(N0.3)2 62,5, акаропдн. смола 12.5

293

Тетрил

187 взр.

Пороховая мякоть 88,5, уголь ! 1,5

312

тэн

220 взр.

Дымный порох

285

Азид свинца

327 взр.

Пироксилин стабилизированный

185

Гремучая ртуть

! 80 взр.

Аммонит скальный №3

345

Йодистый азот

26 взр.


Глава 1. Позвольте представиться

21

И пироксилин, и тротил, и даже нитроглицерин, подожжённые в небольшом количестве на открытом воздухе, устойчиво горят, но достаточно рядом взорваться капсюлю или их сильно ударить, чтобы прогремел взрыв.

Как видно из таблицы 4, температура вспышки (tBCП.) большинства хлоратных пиротехнических смесей значительно ниже, чем перхлоратных и нитратных. Именно поэтому подобные композиции применяют для изготовления изделий, требующих быстрого воспламенения, в частности, всевозможных звёздок.

Низкая температура вспышки пироксилина (160-170°С) также позволяет использовать его в аналогичных технологиях (огни Горелова). Плохо стабилизированный пироксилин воспламеняется ещё легче (135-140°С).

Температура воспламенения большинства реактивных составов на основе дымного пороха лежит в пределах 300-320°С.

Чувствительность бинарных смесей особенно высока для прописей, содержащих органическое горючее: лактозу, шеллак и идитол. Канифоль в большинстве составов, как известно, замедляет- скорость горения, да и температура воспламенения таких смесей несколько выше.

Для пиротехнических смесей с оксидами металлов характерна более высокая температура воспламенения. Так, для инициации железоалюминиевого термита (1300°С) применяют «усиленные» зажигательные составы, например, магниевый термит (Рез04 + Mg) с температурой вспьшки 575°С.

Наиболее высокой чувствительностью к нагреванию отличаются инициирующие ВВ, к примеру, гремучая ртуть, а йодистый азот взрывается даже при комнатной температуре.

Восприимчивость реакционных составов к механическому воздействию обычно оценивают по отношению к трению и на удар с помощью нехитрых приборов - копров (чаще Ленца и Каста).

Чувствительность к удару (табл. 5) увеличивается в рядах: нитраты —> перхлораты —> хлораты;


22

Часть 1. Опасное знакомство

алюминий —> магний —> сера —> парафин —> роданиды.

Таблица 5. Чувствительность к удару (кг/см2) стехиометрических бинарных смесей по А. Шидловскому

Окислитель

Горючее

Сера

Лактоза

Уголь древ.

Магний (пор)-

Алюминий (пудра)

Калия хлорат

1.1

1,8

3,2

4,5

4,5

Калия перхлорат

1,2

2,9

4,2

4.4

5

Калия нитрат

3,6

5

5

4,6

5

Калия хлорат

Калия роданид

Реальгар

Парафин

Нафталин

0,5

0,6

1.1

1,3

Калия хлорат

Кровяная соль жёлт.

Сурьмы (ГП) сульфид

Графит

2,2

3,5

>10

Для сравнения дымный порох выдерживает удар до 2,8 Кг/см2, а

тринитротолуол - около 10 Кг/см2. Так что


можете смело тротиловой шашкой колоть


орехи на кухне. Чтобы


взорвать нитродигликоль, надо случайно


уронить на него гирю


массой в 2 Кг с высоты


180 см; гремучая ртуть


детонирует при падении того же груза с


высоты 5 см, нитроглицерин - 4 см, а для


взрыва йодистого азота иногда достаточно


на него сильно подуть.

Вы же можете испытать сомнительный состав молотком на металлической пластине прежде, чем начнёте им набивать корпус пакеты или огненного фонтана.


Глава 1, Позвольте представиться

23

Известно, что порошковые пиротехнические смеси обычно более чувствительны к удару, чем спрессованные или обработанные цементатором.

Способность составов реагировать на первичный тепловой импульс, как и их детонационные свойства во многом зависят от наличия в структуре реагирующих веществ определённых молекулярных фрагментов:

–С≡С–, –C≡N, –N=0, –0N02, –0–0–, –N=N–, >N–N<, –S–C≡N,

–ОСl2, –OC103, –O–MnO3

Эту закономерность обнаружил ещё в 1900 г. первый Нобелевский лауреат по химии нидерландец Якоб Вант-Гофф (1852-1911) (прошу не путать с его земляком живописцем Винсентом Ван-Гогом, не дожившим до этого славного события 10 лет).

Если такие остатки содержатся в структуре окислителя и восстановителя, то чувствительность реагирующей смеси резко возрастает, к примеру, состав КClOз + KSCN (56:44) очень взрывоопасен.

Ещё агрессивнее ведут себя вещества, содержащие в одной молекуле несколько подобных фрагментов, например, тринитротолуол, нитроглицерин или пероксид ацетона.

На изменение чувствительности пиротехнических составов и скорость их горения существенное влияние оказывают физико-химические факторы.

Так, повышение дисперсности компонентов до определённой степени способствует облегчению воспламенению горючей смеси. А прессование или введение теплопроводных и теплоёмких компонентов (в частности, металлов) напротив делает составы менее восприимчивыми к температурному импульсу в силу оттока тепловой энергии и перераспределению её на большую массу реагирующего вещества.

Прессование снижает скорость горения композиций, так как затрудняет проникновение раскалённых газов через их поверхность. В значительной степени этому способствует введение в пиротехнические смеси пластичных смол типа канифоли или горючих масел.

Включение флегматизаторов и пластификаторов типа вазелина, минеральных масел, парафина, стеарина и различных смол, кроме того, уменьшает чувствительность реакционных составов К трению.


24

Часть 1, Опасное знакомство

Инертные вещества, пламенные красители, химические стабилизаторы (различные карбонаты) также способствуют снижению механической чувствительности пиротехнических смесей.

Напротив, примеси твёрдых веществ (чаще песка или дроблёного стекла), как, например, в спичках, резко повышают чувствительность подобных изделий к трению.

Повышение исходной температуры состава, а также внешнего давления, или горение в замкнутом пространстве резко увеличивают скорость сгорания сравнительно безобидных веществ и часто способствуют их детонации. Подобный эффект наблюдается при возгорании даже в открытом состоянии большого количества пиротехнической смеси (>10 кг), приводящего к взрыву.

пиротехнические составы лучше сохранять в виде бумажных прописей, чем смешанного порошка.

Действительно в силу химических и физических факторов грозные компоненты стареют и даже могут становиться опасными.

Постоянные колебания температуры и влажности воздуха из-за набухания и растрескивания составов приводят к изменению их плотности и структуры. Порой этого достаточно для взрыва ранеты на старте.

Некоторые «рабочие вещества» в интервале колебания температур меняют агрегатное состояние. Так, нитроглицерин, входящий в разные композиции бездымных порохов и являющийся частым компонентом твёрдого ракетного топлива, замерзает при температуре ниже 12°С и приобретает особую чувствительность к механическим воздействиям, а в оттаявшем состоянии разрыхляет состав, резко увеличивая площадь его горения. Поэтому в твёрдотопливных ракетах, стоящих на боевом дежурстве, строго поддерживается определённая температура и эта статья расходов значительно превышает затраты на охрану подобных объектов.

1.6. Храните деньги в сберегательной кассе

сли, вняв совету государства, деньги кто-то и хранит в сберегательной кассе, то, как показала многовековая практика, пи-


Глава 1, Позвольте представиться

25

В силу гигроскопичности компонентов и склонности их к гидратообразованию, некоторые составы при неправильном хранении


теряют горючие свойства.

Для защиты пиротехнических изделий от действия влаги их


часто покрывают защитной плёнкой из парафина, олифы или лака.


Ещё эффективнее введение в их состав гидрофобных цементирующих компонентов.

Во влажной среде возможны самые нежелательные химические


превращения пиротехнических компонентов. Так, входящие в со-


став активные металлы магний и алюминий образуют гидроокиси с


выделением водорода. Возможно, разогревание и даже воспламенение подобных изделий, особенно содержащих магний. Обычно, эту


реакцию ускоряют, присутствующие нитраты и тогда разложение


сопровождается выделением аммиака.

Стойкость к влаге композиций, содержащих комбинации метал-


лов Mg+Al, Cu+Zn, Al+Fe ещё меньше в силу гальванического раз-


рушения защитной оксидной плёнки на их поверхности.

Хлоратные и перхлоратные смеси магния тем более не рекомендуются к длительному хранению в силу дополнительного каталитического воздействия этих окислителей. Введение в подобные


составы аммониевых солей делает их ещё более нестабильными.

Композиции алюминия с перекисью бария в присутствии влаги


разогреваются до кипения.

Составы с железным порошком также являются нестойкими. В присутствии следов влаги и окислителей дисперсное железо быстро коррозирует, а дополнительное присутствие серы делает непригодными такие смеси уже через несколько недель. Для продления жизни этих композиций железный порошок предварительно пассивируют, например, оксидируют в щелочном растворе селитры, воронят либо покрывают парафиновой плёнкой.

Описаны многочисленные случаи самовозгорания хлоратных порохов, содержащих бертолетову соль и серу. Дело в том, что даже


26

Часть I, Опасное знакомство

черенковая (кристаллическая) сера в присутствии окислителей и влаги способна постепенно реагировать до сернистой кислоты. Серный же цвет или коллоидальная сера в силу большой дисперсности окисляются ещё легче, что показывает лакмусовая проба на кислую реакцию. Все хлораты в кислой среде взрывоопасны (вспомните запал Кибальчича). Как установил химик Юнк (1913) опасность самовозгорания таких пиротехнических составов резко возрастает с введением в рецептуру нитрата свинца или сульфида сурьмы (антимония).

Для стабилизации подобных составов в качестве раскислителей вводят карбонаты. По этой же причине иногда их добавляют в композиции, содержащие органические нитропроизводные.

Совместное применение аммиачной селитры с бертолетовой солью запрещено не только при изготовлении «мирной» пиротехнической продукции, но и производстве боевых взрывчатых веществ. Стехиометрическая смесь этих продуктов взрывается при 120°С. А в ходе обменной реакции между входящими в состав солями образуется хлорат аммония - особо взрывчатое вещество. Описаны случаи его самодетонации даже при 30-40°С!

Случаи самовозгорания дымовых смесей, содержащих хлорид аммония и бертолетову соль, к счастью, не описаны, но теоретические предпосылки для этого есть.

В качестве стабилизаторов химический стойкости пироксилиновых порохов используют дифениламин и централиты - симметричные диалкилдифенилмочевины. Эти вещества связывают выделяющуюся при хранении азотную кислоту, препятствуя самовозгоранию бездымных порохов.


Глава 2. Дымный двигатель прогресса

2.1. Лучше порох в пороховницах, чем дробь

В ягодицах

К


ак Вы уже знаете, калийная селитра с незапамятных нашла применение не только для консервирования копчёной колбасы, но и в производстве дымного пороха, представляющего собой тонкую смесь нитрата калия, древесного угля и серы. Составы такого типа были, по видимому, изобретены в Китае около 100 года до н.э. Они трактовались как смесь противоположных начал –селитры и серы, инь и ян. Сера в то время считалась воплощением подземных сил и ассоциировалась с вулканической деятельностью.

А уголь тогда что?)))


Первое описание порохоподобных смесей для фейерверков дано китайским учёным Сунь-Сымяо в 682 году. В военных целях порох поначалу применялся в основном как средство для устрашения противника грохотом взрыва. Однако уже к 1259 году им стали заряжать «огненные копья» - прообраз ружей и ракет.

Получить дымный порох можно просто смешав тщательно измельчённые нитрат калия, древесный уголь и черенковую серу (7:1:1). Но дабы узнать, как приготовить действительно хороший порох наберитесь терпения и дочитайте книгу до конца.

28

Часть 1, Опасное знакомство

N. №2 % \. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

П. Марка Грека П. Шварца П, Бертло П. Абеля англ, минный П. Сарро П. Дебу Галлоксилин П. скальн. Рюдонберга


Как горючая смесь чёрный порох впервые описан Византийским учёным Марком Греком в 1250 году и включал: 77% калийной селитры, 7,7% серы и 15,3% древесного угля (сост. 1,

табл. 6). По-видимому, он же предложил смеси


на основе калийной селитры в некоторых со-


ставах «греческого огня». Это зажигательное


средство в виде серы со


смолистыми веществами


было известно ещё в VII

в. Есть мнение, что столетие спустя арабы ввели в его состав селитру.

По крайней мере, к 1290

г. на вооружении мавров


помимо катапульт и


баллист уже состояли


первые мортиры — короткоствольные пушки,


стреляющие каменными


ядрами.


Калия нтрат 77 48 84 66 79 77 65 37,5 70,6 30

Натрия ннтрат 27.3 40

Сера 7,7 9,5 8 14 10 11 18,7 23,5 12

Сурьма 6.3

Сурьмы (Ш) сульфид 5,9

У голь древесный /5.3 15.2 8 20 11 12 10 8

Древесные опилки 10

Лигнит 4

Сегнетова соль 6

Кровяная соль жёлтая 15

Крахмал

Таблица 6. Разновидности дымного пороха на основе нитратов

№


%

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

П. марка Грека

П. Шварца

П. Бертло

П. Абеля минный

П. Сарро

П. Дебу

Галлоксилин

неизвестный

неизвестный

П. скальный Рюдонберга

Нитрат калия

77

48

84

66

79

77

65

37,5

70,6

30

Нитрат натрия

27.3


40

Сера

7,7

9,5

8

14

10

11

18,7

23,5

12

Сурьма


6,3


Сульфид сурьмы 3


5,9

Уголь

15,3

15,2

8

20

11

12

10

8

Опилки


10


Лигнит


4

Сегнет. соль


6

Жёлт. Кровян. соль


15


Крахмал


37,5


37,5

Глава 2. Дымный двигатель прогресса

29

Таблица 6. Продолжение

Одно из первых свидетельств о применении пороха в качестве


взрывчатого вещества (1242) мы находим у выдающегося алхимика английского монаха францисканского монастыря Роджера Бекона (1214-1294):

«Можно производить в воздухе гром и молнию гораздо более мощные, чем естественные...».

Он описал применение пороха в Китае в X в.

Для изготовления ракет и зажигательных стрел,

предположил появление в будущем с его помощью


«колесниц без лошадей, кораблей без парусов и вёсел, летательных снарядов». В свободное от основной работы время этот монастырский пиротехник разработал что-то типа


пенсне, опередив на столетия открытие увеличительных линз.

В 1354 году воспроизвёл рецепт пороха и изучил его метательные свойства ещё один

смиренный слуга божий -



№


%


11

12

13

14

15

16

17

18

19


неизвестный


П. белый

неизвестный

Пиропон

П. Скальн. Пеймера

неизвестный

П. Кюпа минный

Литофрактор

Саксифрагин минный


Калия нитрат

70,4

80

64


70,6


32,7


2


Нитрат натрия


52,5


75

16,3


Натрия сульфат

10,2


Бария нитрат


75

76


Сера

19,4


12

20

9,8

10

18,3

12,5


Уголь


11,8


32,7

12,5

22


Сажа


7


Опилки


17


Кора дуба


27,5


Лигнит


7,8

15


Сахароза


20



30

Часть 1. Опасное знакомство

Бертольд Шварц, больше известный соотечественникам по бессмертному произведению И. Ильфа и Е. Петрова «12 стульев» (Общежитие студентов-химиков имени монаха Бертольда Шварца... Пошутил. Имени товарища Семашко). По крайней мере, один из первых видов пороха увековечил его фамилию (сост. 2), а на его родине в Германии даже воздвигнут памятник благочестивому соотечественнику.

Первое изображение стреляющей пушки появилось в Европе на полотне батальной живописи, запечатлевшей победу англичан над французами в битве при Креси (1326), однако боевая летопись того времени этот факт упорно замалчивает, что может указывать на более позднее происхождение картины.

Начало применения пороховых ракет в России, по-видимому, следует отнести Х-ХН вв. Согласно упоминанию в Ипатьевской летописи о «живом огне» боевые ракеты использовались в битве с половцами (1184), хотя речь могла идти об огнемётных снарядах с зажигательной смесью, секрет изготовления которых русичи уже знали.

Первые в западной Европе огнестрельные орудия, основанные на баллистическом применении дымного пороха, подробно описаны в середине XIV в. в Германии, где к тому времени уже сложилась сеть мануфактур по производству пороха.

На Руси порох для военных целей стали изготавливать с 70-х годов XIV в. Как указывают исторические документы (1389) при Дмитрии Донском уже был налажен выпуск дымного отечественного пороха («взрывчатого зелья»), Кроме того, многие его сорта завозились из-за границы.

«Пушкарское сословие» появилось при Иване III, а первым торжеством русской артиллерии было взятие Крепости Казани под предводительством Ивана IV, больше известного под псевдонимом «Грозный». И даже А. С. Пушнин, по-видимому, обязан своей знаменитой фамилией далёкому прапрадеду - бомбардиру Григорию Пушке, достойно сложившему голову на Куликовом поле и пушкарям Пушкиным, отличившимся особой храбростью и меткостью при осаде Казани.

Порох в то время назывался «зельем», а артиллерийские войска - «туром». Хозяйственной частью в них заведовал «пушкарский


Глава 2. Дымный двигатель прогресса

31

приказ», в котором заседали бояре и думные дьяки. В помощь пушкарям назначался корпус рабочих - «податных ярыг». В мирное время все они проживали в «пушкарских слободах».

Первое применение дымного пороха в горновзрывном деле относят к 1627 г. при разработке штольни в словацком руднике. С 1632 г. аналогичные взрывные работы стали проводиться на серебряных рудниках в Швеции.

Наиболее выдающиеся взрывные работы с помощью пороха были выполнены во второй половине XIX в. в карьерах порта Фриуль возле Марселя и на рудниках Систиана недалеко от Триеста. Мощнейшие мины во Фриуле были взорваны в 1851 г. и 1857 г. в присутствии Наполеона III и великого русского князя Константина Николаевича. Эти мины содержали 32470 кг дымного пороха и дали при каждом взрыве более 100000 кубических метров камня. Из мин, взорванных в Систиана наиболее замечательны: №16 с зарядом в 13100 кг пороха, №18 массой 17700 кг и №12 с фантастическим весом 30000 кг.

Шесть веков продолжалось господство чёрного пороха в военном деле, при этом его состав, полученный в своё время эмпирическим путём, изменился мало: порох Бертло (сост. 3), Абеля (сост. 4), Сарро (сост. 5), Дебу (сост. 6) и другие (табл. 6).


32

Часть 1. Опасное знакомство

Дымный порох - одно из выдающихся изобретений, оставивших глубокий след в истории человечества.

Такой порох и сегодня применяется для снаряжения охотничьих патронов, производства огнепроводных (бикфордовых) шнуров, в горнорудном деле и, конечно, в пиротехнике.

В зависимости от назначения и условий сгорания состав дымного пороха может незначительно колебаться. Мировые стандарты чёрного пороха, сложившиеся к началу XX в. представлены в таблице 7.

Таблица 7. Мировые стандарты чёрного пороха к началу XX в.

Страна,

%

Россия

Англия

Германия

20

21

22

23

24

21

25

26

23

Калия нитрат

75

75

66,6

78

78

75

62

74

78

Сера

12,5

10

16,7

10

3

10

15

10

10

Уголь древесный

12,5

15

16,7

12

19

15

23

16

12

Гип древесины

Крушина

Название

Пороховая

мякоть

Военный

Минный

Охотничий

Бурый

призматнч.

Военный

Минный

Военный

Охотничий

__Страна,

%

Франция

Австрия

20

27

28

21

29

30

31

21

23

32

Калия нитрат

75

74

62

75

64

60

58

75

78

72

Сера

12,5

wj1

20

10

18

22

24

10

10

14

Уголь древесный

12,5

15,5

18

15

18

18

18

15

12

14

Тип древесины

Белое дерево

Ольха

Белое дерево

Ольха

Название

Военный МС

Военный F

Минный

обыкновенный

Минный

мощный

Минный специальный 1

Минный специальный 2

Минный специальный 3

Подрывной

ЕТ

Охотничий

Военный

Наибольшего единодушия различимые страны достигли в производстве военного пороха (75:10:15) (сост. 21, 27), только в Австро- Венгерской империи он отличался несколько большим содержанием серы (72:14:14) (сост. 32). В охотничьих сортах дымного пороха пропорция селитры, как правило, выше (78:10:12) (сост. 23). Напротив, во всех минных видах пороха содержание нитрата калия понижено (сост. 22, 25, 28-31).


Глава 2. Дымный двигатель прогресса

33

Большинство видов дымного пороха включают чёрный древесный уголь с высоким содержанием углерода (>85%), однако известны специальные виды пороха, например, бурый призматический


(шоколадный) (сост. 24), в технологии которого использован так


называемый «шоколадный уголь» низкой температурной обработки древесины (150-180°С). Содержание серы в его составе минимальное (3%) так как входящий уголь включает много горючих органических веществ. Сила взрыва этого пороха повышена, чего


нельзя сказать о скорости его сгорания, которая в 7 раз ниже, чем


ружейного чёрного и крупного охотничьего. Пороха такого типа


удачно использовались в крупнокалиберной (прежде всего морской) артиллерии.

К концу XIX в. Российская империя обладала большой сетью


казённых заведений по выделки пороха и взрывчатых веществ на


его основе: Михайловско-Шосткинский завод в Черниговской губернии Глуховского уезда, Казанский, Шлиссельбургский и каскад


Охтинских заводов в бассейне Невы. Кроме того, существовали частные заводы, в основном производящие охотничий порох: Турпа в


Финляндии, Екатерининский, отставного генерала Виннера близ


станции Саблино и другие.

По размеру гранул дымный охотничий порох выпускается отечественной промышленностью трёх марок от мелкозернистого №1 до крупнозернистого №3.

34

Часть 1. Опасное знакомство

Так называемая «пороховая мякоть» (сост. 20) - незернённый дымный порох, более чувствительна к внешним воздействиям и широко применяется в пиротехнике.

Промышленное гранулирование пороха включает стадии прессования с добавлением до 5-8% воды, дробления, полирования (округления) зёрен, сушки и сортировки. На порядок дешевле приготовить такой продую— самому. Для этого надо отдельно измельчённые и тщательно просеянные компоненты пороховой мякоти смешать с сильно разведенным нитролаком (3-5% от массы) и протереть стеклянной пробкой через сито. Использовать такой эрзац-порох можно после окончательного улетучивания запаха растворителя.

Чуть не забыл, знаменитый запах чёрного пороха, кап и его дым, объясняются присутствием в составе взрывных газов взвеси сульфида калия, гидролизующегося с выделением сероводорода. Примесь образующихся полисульфидов состава K2SX (х=2-8) дополняет композицию запаха, позволяя отличить его от несвежих яиц.

А вот известный в своё время галлоксилиновый порох (coст. 7) был получен заменой серы на смесь древесной муки с желтой кровяной солью [K4Fe(CN)6] и традиционного запаха не имеет.

Некоторые виды дымного пороха дополнительно содержат неорганические добавки: сурьму (сост. 8), её сульфид (сост. 9), сегнетову (сост. 10) и даже глауберову соль (сост. 11).

Известны многочисленные вариации дымного пороха, представляющие смеси нитратов с горючими веществами: древесными опилками (сост. 7, 13), дубовой корой (сост. 14) и даже сухими отрубями (табл. 6). Причём, не обязательно, чтобы порох был чёрным. Некогда весьма знаменитым был белый порох, содержащий крахмал (сост. 8) либо свекловичный сахар (сост. 12).

В производстве пороха Пеймейера (сост. 15), Рюдонберга (сост. 10) и других (сост. 16) для минирования и взрывных работ в

Глава 2, Дымный двигатель прогресса

35

своё время широко использовался бурый уголь (лигнит), поэтому


такой порох также называли «бурым».

Некоторые современные сорта дымного пороха усилены взрывчатым веществом - нитратом гуанидина (сост, 372, 373, табл. 21).

Замена калийной селитры натриевой увеличивает мощность

пороха и снижает его


себестоимость: порох


Шварца (сост. 2),


минный порох Кюна


(сост. 17), скальный


порох Рюдонберга


(сост. 10), порох для


горных работ

«пиропон» (сост. 14).

Однако такие составы

гигроскопичны, имеют


ограниченный срок


хранения и

используются обычно

в прессованном виде, что


ограничивает механизированную закладку в шпуры.

Зато, благодаря своей гигроскопичности, натриевая и кальциевая селитра в смесях с аммиачной нашли применение в производстве водосодержащих ВВ. Эти современные взрывчатые средства описаны ниже. В отличие от представленных порохов они больше напоминают густой шампунь и не горят, но при действии капсюля мощно детонируют, причём, входящая в их состав вода только усиливает взрыв.

Натриевая селитра также входит в состав предохранительных ВВ, препятствующих возгоранию за счёт низкой температуры взрыва и пламегасящего эффекта.

Так, углениты 12ЦБ и Э-6 содержат смесь натриевой селитры с карбамидом, нитроэфирами (сенсибилизаторы, облегчающие детонацию), хлористым натрием (пламегаситель) и натрийкарбоксиметилцеллюлозой (желатинизатор). Они имеют низкую теплоту взры

36

Часть 1. Опасное знакомство

ва (Q) 2300 кДж/кг, ограниченную скорость детонации 1,9-2,0 км/с, и применяются в угольных шахтах, опасных по содержанию метана.

Отечественный ионит, германский веттер-энергит А и веттер- карбонит С содержат нитрат натрия, хлористый аммоний и нитроклетчатку, причем ионит пластифицирован коллодием. Английский керрифрекс и дайнаджекс имеют аналогичный состав, но усилены аммиачной селитрой. При взрыве этих составов в ходе обменной реакции образуется ультрадисперсный хлористый натрий с сильным пламегасящим действием.

Иоиит имеет низкую теплоту взрыва (1930 кДж/кг), небольшую скорость детонации (1,6-1,8 км/с) и применяется в виде накладных зарядов при дроблении негабаритных кусков породы в загазованных шахтах, для разрушения деревянных стоек и взрывного распыления воды.

В своё время натриевая селитра вместе с перхлоратом аммония широко использовалась для изготовления французских каипинитов и бельгийских ионкитов, выделяющих при взрыве хлористый аммоний. В ионкиты дополнительно вводится гаситель пламени - хлористый натрий.

Нитрат натрия был частым компонентом в составе так называемых «пороховых динамитов» с пониженным дробящим эффектом: кадмит, петролит, динамит Нобеля №2, А.

Взрывчатые вещества на основе нитрата бария обладают большой прогрессивностью горения, образуют при выстреле меньший нагар и значительно меньше дымят. Эти полезные качества позволили в своё время широко использовать их в технологии «малодымных» порохов. Однако высокая температура воспламенения и относительно низкая мощность взрыва отчасти ограничили применение бариевых «порохов». В их числе артиллерийский BN, Литофрактор (сост. 18), Саксифрагин (сост. 19). Нитрат бария иногда используется в качестве окислительной присадки в некоторых сортах пироксилинового пороха, например, французский охотничий марок R, S и М.

Нитрат свинца РЬ(№) з)2 нашёл применение в качестве смесевого взрывчатого вещества макарита. В некоторых странах он и сегодня используется в производстве детонаторов, но составы на его основе плохо хранятся во влажной среде. Наиболее широко они


37

Глава 2. Лычным двигатель прогресса

востребованы в мирной пиротехнике и, прежде всего, в устройстве


фейерверков, в частности, для изготовления огненного дождя или


золотых колосьев.

Близкий по взрывчатым свойствам нитрат олова Sn(N03)2 склонен к гидратообразованию, поэтому в пиротехнике обычно не применяется, однако в сухом виде он детонирует при резком нагревании и при ударе. Жаль, что порох на его основе даже в пороховнице


вряд ли можно сохранить сухим.

Бертолетовый кошмар

от день 12 мая 1899 г. не предвещал для жителей Сент-Галенса близ Ливерпуля ничего плохого, но случилось непредвиденное...

Каким-то образом искра от бочки, которую закатывали в цех, попала на сухую деревянную раму кристаллизатора, пропитанную


бертолетовой солью. Мгновенно вспыхнуло пламя и уже через несколько минут 156 т драгоценного продукта оказалось во власти


стихии.

Бушующий огонь охватил всё здание завода. Невероятный жар


вызвал разложение бертолетовой соли, расплавленные потони которой сжигали всё на своём пути. От выделившегося кислорода заводские постройки раскалились добела и больше напоминали пылающую доменную печь. Огромное пламя высотой свыше 200 м с


рёвом уносилось в чёрное небо. Мгновенно, как спички, сгорели


большие передвижные подъёмные краны...

И вдруг всё взорвалось! Двойной ужасающей силы взрыв сокрушил вдребезги завод, сравнял с землёй окружающие постройки, в том числе фабрику по производству серной кислоты и разрушил


соседнее газохранилище, превратив его руины в грандиозный факел. Падающие обломки подожгли уцелевшие дома.

От страшного удара земля всколыхнулась как при землетрясении. К несчастью, вагоны, проходившего вдалеке пассажирского


поезда, сошли с рельс, что ещё больше усугубило катастрофу...

А как всё хорошо начиналось... В 70-е годы XVIII в. французские химики и близкие друзья Антуан Лавуазье (1743-1794) и Клод


38

Часть I, Опасное знакомство

Бертолле (1748-1822) изобрели взрывчатую смесь на основе ими же


открытого хлората калия (1785) и организовали её производство.


Соль скромно назвали «бертолетовой».

Судьба дважды спасала этих великих изобретателей от верной


смерти во время грандиозных взрывов на подшефных бертолетовых


заводах. Однако А. Лавуазье решил рискнуть третий раз и в ущерб


химии занялся большой политикой, а вскоре (1794) был казнён якобинцами.

Знаменитый порох Бертолле (сост. 33, табл. 8) был разработан (1786) на базе пороховой мякоти (75:12, 5:12,5) путём замены селитры на хлорат палия. По силе взрыва новый порох превосходил все известные на то время. Однако его широкое распространение ограничивалось повышенной склонностью к детонации и опасностью возгорания при хранении во влажной среде.

Полное горение такого пороха, как установлено, протекает в другом соотношении ингредиентов (82,4: 8,8: 8,8) (сост. 34, порох Коссиньи). Уравнение его взрывного разложения имеет вид: 22КС103 + 9S + 24С —> 24CO2 +9S02 + 22КС1 Vo = 225 л/Кг, t = 3866°С, f = 3547 кг/см2, Р = 406,2 т/м

Таблица 8. Составы хлоратных ВВ

№

33

34

35

36

37

38

39

40

41

%

Порох

Бертолле

Порох

Коссиньи

Смесь

Матюкевича


Порох

д'Ожанда

Калия хлорат

75

82.4

71,7

87

90

75

49

56

60

Калия роданид


44

Сера

12,5

8,8

28.3


Сурьмы (III) сульфид


25


Уголь древесный

12.5

8,8

13


Сажа


10


Кровяная соль жёлт.


28

Сахароза


23

Декстрин


40


Глава 2. Дымный двигатель прогресса

39

Таблица 8. Продолжение

42

43

44

45

46

47

48

49

50

51

Запал

Кибальчича

Топливные ВВ

0№3

Прометей

ВВ Стритта (шеддиз ы)


гл



С.

О

X


О

ОХД/60

bis

Калия хлорат

74

74,2

90

75

91

90

90

81

80

80

Марганца диоксид


9

Нитробензол


5

Нитронафталин


12

13

Динптротолуол


2

Древесные опилки


25


Сахароза

25,8

10


Лактоза

26


Касторовое масло


8

5

Нефть


3

Вазелин


10

5


Воск


5


Скипидар


2

Керосин


9


По сравнению с аналогичным порохом на калийной селитре этот состав имеет почти в два раза более высокий потенциал и значительно превосходит его по силе взрывного действия.

В присутствии восстановителей (Sb2S3, As2S2, As2S3,Cu2S, С, S, Р, Mg, Sb, Zn и других), а также многих органических веществ, хлорат калия взрывается от трения или удара (сост. 35-38).


40

Часть 1, Опасное знакомство

К. Бертолле со своим учеником М. Бертло добился снаряжения французских торпед и гранат смесью бертолетовой соли с серой (сост. 35), хотя история сохранила для нас этот взрывчатый состав как «смесь Матюкевича». Скорость его детонации составляет 1,6 км/с.

Знаменитые «спички Бертолле» представляли собой сцементи-


рованную смесь бертолетовой соли и серы на деревянных палочках.


Они зажигались прикосновением К прилагаемому в комплекте ас-


бесту, пропитанному концентрированной серной кислотой.

Смеси хлората калия с желтой кровяной солью K4Fe(CN)6 (сост. 39) или роданидом калия KSCN (сост. 40) в своё время применялись в качестве минных и скальных ВВ большой мощности, но отличались повышенной взрывоопасностью.

Разработанные в короткий срок хлоратные пороха Горели, Поля, Гаффенеггера, Гана, как и самого Бертолле, по баллистическим характеристикам не удовлетворяли артиллерийским требованиям из-за очень высокой скорости горения и чрезмерно развиваемого давления в орудии. Высокая чувствительность к удару ограничивала их применение в горнорудном деле.

Вместе с тем, хлоратные пороха широко применялись на калийных карьерах в Германии.

Для снижения бризантных свойств этих порохов использовались попытки частичной замены хлоратов калийной селитрой, например, пороха Эдгарда, Кнаффеля, Вриля, Ниссера, Шарпа и Смита. Ружейный порох Мелло представлял собой бумажные полоски, пропитанные хлоратным составом. Можете попробовать. Этот мощный порох готовится абсолютно несложно.

Глава 2. Дымный двигатель прогресса

41

Относительно «спокойный» порох двойного действия Е. Тюрпена состоял из смеси окислителей хлората и нитрата калия с двуокисью марганца, пластифицированной гудроном. Такой «порох» при поджигании энергично

горит, а под действием

капсюля-детонатора

превращается в грозное

бризантное вещество.

Мощность хлорат-


ной смеси можно значительно увеличить, используя в качестве горючего материала декстрин (сост. 41), лактозу (сост. 42) или свекловичный сахар: порох


д’Ожанда (сост. 39),

запал Кибальчича или

белый порох (сост. 43, 44).

Применение в подобных составах древесной пыли позволяет повысить скорость детонации до 2,6 км/с (сост. 45), а жидких углеводородов, например, керосина - до 3,6 км/с (хлоратит-3, сост. 46).

На уровне хлоратита-3 надёжно работает ещё одно популярное «топливное ВВ», содержащее вазелин (сост. 47). Несмотря на простоту приготовления (достаточно перемешать компоненты в пластиковом мешке) и приличные детонационные характеристики, его


применение ограничено относительно низкой живучестью (в жаркое


время года, как правило, несколько суток). Для надёжной детонации


это ВВ помещают в жёсткий контейнер.

Более стабильно при хранении хлоратное топливное ВВ с добавлением воска (сост. 48), которое иногда за внешность называют «пластиковой хлоратной взрывчаткой». Эта несложная


композиция имеет относительную плотность 1,3, поэтому быстро


тонет в воде, не боится длительного контакта с ней, а по бризантным качествам не уступает многим известным ВВ.


42

Часть 1, Опасное знакомство

В 1881 г. запатентован взрывчатый состав рэкарок, получаемый пропиткой хлората калия в хлопчатобумажных мешках нитробензолом либо раствором каменноугольной смолы в сероуглероде. Более 100000 Кг этого вещества было использовано для взрыва знаменитого Нью-Йоркского рифа.

Прославленный английский «Прометей» Г. Шпренгеля (1871) представлял собой прессованную смесь хлората калия с двуокисью марганца, пропитанную непосредственно перед употреблением «коктейлем» из нитробензола, скипидара и нефти. Это ВВ во Франции нашло применение под названием «0№3» (сост. 49).

В своё время из хлоратных ВВ наиболее употребительны были вещества Стритта (знаменитые шеддиты) - смеси порошкообразных хлоратов калия и натрия с раствором нитронафталина или ди-, тринитротолуола в касторовом масле. В качестве пластификаторов вместо касторового масла также применяют вазелин, парафин и нефтяные масла (сост. 50-60).

Эти ВВ по мощности эквивалентны динамитам, но более устойчивы К удару и не боятся действия холода. Взрываются они от капсюля-детонатора. Вещество Стритта «0№2» (сост. 52) имеет взрывной потенциал 5920 т/м и среднюю скорость детонации 2,75 км/с.

Шеддиты, изготовленные на хлорате натрия, обладают большей мощностью (f<7360). Их себестоимость несколько ниже, однако, они гигроскопичны и требуют тщательного парафинирования зарядов (сост. 54, 55, 59-61).

Наиболее широко во Франции применялись составы марки «0№5» (сост. 54, 55) и «0№8» (сост. 60). Их использовали в шахтах и карьерах, не содержащих рудничного газа, а также для ракет, рассеивающих градовые тучи.


Глава 2, Дымный двигатель прогресса

43

Некоторые хлораты способны детонировать при нагревании и ударе. Особо взрывоопасен хлорат аммония NH4CIO3, бесцветные иглы которого самодетонируют при 102°С (в смесях значительно ниже, вплоть до 30-40°С) и механическом воздействии. Этот продукт может накапливаться при неправильном хранении в пиротехнических составах, содержащих одновременно бертолетову и любые аммонийные соли (очень опасно присутствие аммиачной селитры).

2.2. Альтернатива - это хорошо

С

первого дня появления бертолетовой соли учёные ломали голову, чем бы её заменить за необузданный нрав.

В 1885 г. А. Нобель получил патент на применение перхлоратов для артиллерийских порохов (сост. 62, табл. 9).

Дело в том, что составы, содержащие вместо опасной бертолетовой соли перхлорат калия КClO4, более стабильны при хранении и менее чувствительны в обращении. Они выделяют при горении или взрыве больший объём газов, но и —требуют более мощной детонации.

В числе таких ВВ порох Пауэлла (сост. 63), пермониты, пиродуалиты и вещества Жирара, которые в настоящее время практически не применяются (сост. 64-66).

Ещё полезнее для пиротехники оказалось открытие перхлората аммония NH4ClO4. Его стехиометрические смеси с тротилом (Q = 5550 кДж/кг, сост. 67) и с парафином (Q = 5230 кДж/кг, сост. 68) значительно более «энергоёмки», чем аналогичные составы с аммиачной селитрой (4190 кДж/кг и 3770 КДж/Кг соответственно). Из ВВ на его основе заслуживают внимания карбониты, пороха Келлоу


44

Часть 1. Опасное знакомство

(сост. 69), Каннеля, вещества Альвизи, перхлоратные шеддиты (сост. 70, 71), ионкиты (сост. 72-74), вещества Лёра, каипиниты (сост. 75, 76), карбогели и карлиты (сост. 240).

Таблица 9. Составы перхлоратных ВВ

№



%

62

63

64

65

66

67

68

69

Порох

Нобеля

Порох

Пауэлла


Порох

Келлоу

Калия нитрат

5.8


50

Калия перхлорат

85

69,2

71

- 72

70


Аммония перхлорат


68,5

91

25

Тринитротолуол


31,5

Сера

12,5


12.5

Уголь древесный

15

12.5


12,5

Сахароза


30


Лактоза

29


Декстрин


28


Парафин


9

Шеддиты с перхлоратом аммония бывают двух типов и обладают могучим бризантным действием. По силе взрыва «тип 1» (сост. 70) близок К легендарному «гремучему студню» (f = 9576 кг/см'), скорость его детонации достигает- 4,02 км/с при относительной плотности 1,04. Его предельная плотность - 1,33, за которой


Глава 2, Дымный двигатель прогресса

45

детонационные свойства вырождаются. Этот показатель ниже, чем для веществ Стритта, содержащих хлораты.

К сожалению, при длительном хранении из-за усадки и спекания плотность таких составов сильно увеличивается, поэтому старые инструкции даже предусматривали необходимость тщательно разминать руками взрывные патроны перед употреблением.

Применение перхлоратных ВВ в шахтах ограничивается выделением хлористого водорода (1 кг шеддита типа 1 образует при взрыве 156 л этого газа).

Наоборот, в своё время, данное свойство нашло применение при разработке на базе перхлората аммония первых предохранительных ВВ - бельгийских ионкитов (сост. 72-74) и французских каолинитов (сост. 75, 76). Эти составы дополнительно содержат натриевую селитру и выделяют при взрыве мелкодисперсный пламегаситель - хлористый натрий. Поначалу ионкиты усиливали хлористым натрием в свободном виде.

В настоящее время перхлорат аммония широко применяется в производстве гелеобразных водосодержащих американских карбогелов №5, 10 15, а также предохранительных японских карлитов, содержащих в качестве основного ВВ аммиачную селитру.

Кстати, популярный у японских горняков зелёный карлит по составу мало отличается от ионкита 0№9, используемого во Франции и в Бельгии ещё до первой мировой войны (сост. 72).

Вообще, при наличии перхлората аммония приготовить взрывчатое вещество несложно, достаточно осторожно смешать его с асфальтом (6:1) (сост. 77).

Всё больше находят применение «новые» перхлоратные соли. Так, перхлорат гидразина (N2H5C104), сенсибилизированный тротилом (24,6%), становится эффективнее последнего в чистом виде в полтора раза (V0= 795 л/кг, Q = 6090 кДж/кг, сост. 78). Перхлораты нитрозила (NOCIO4) и нитрония (NO2CIO4), содержащие 62,2% и 66,7% связанного кислорода, наряду с перхлоратом аммония являются главными окислительными компонентами современных смесевых твёрдотопливных ракет.

Некоторые неорганические перхлораты обладают взрывчатыми свойствами. Так, перхлорат магния Mg(C104)2 (ангидрон), не-


46

Часть 1, Опасное знакомство

смотря на высокую гигроскопичность, в сухом виде взрывается от сильного удара (tплав. 251 °С), а в смеси с древесными опилками представляет- неплохое взрывчатое вещество с низкой споростью детонации, которое, К сожалению, длительно не хранится (сост. 79).

Перхлораты тяжелых металлов ещё более склонны К детонации.

Большинство органических растворов перхлоратов также взрывоопасны.

Склонность К детонации также проявляют многие соли бромной, йодной и хлористой Кислот особенно с тяжёлыми металлами.

Так, хлорит серебра и хлорит свинца (соли хлористой кислоты НClO2) очень взрывоопасны. Они легко детонируют при нагревании или ударе.

Для взрыва перйодаТа аммония или органических йодоксипроизводных достаточно их нагреть.


Глава 2. Дымный двигатель прогресса

47

Казывается, после нехитрого усовершенствования можно приспособить аммиачную селитру не только в качестве удобрения, но и для уничтожения сорняков, правда... самым радикальным


способом.

Дело в том, что не все огородники-любители, хоть раз удобрявшие землю и державшие в руках эту селитру (NH4NO3), знают, что смеси на её основе на сегодняшний день являются наиболее распространёнными промышленными взрывчатыми веществами, а любой цветочный магазин, где она сложена мешками, представляет реальную угрозу для жителей соседнего квартала.

Данная соль в чистом виде вполне стабильна и взрывается только под действием очень мощного детонатора, однако иногда трагедия случается и без него. Быстрое нагревание нитрата аммония выше 220°С может закончится Катастрофой.

Так, во время железнодорожной аварии (Трасквуд, США, 1960) загорелся вагон с аммиачной селитрой, упакованной в мешки. Грандиозный взрыв в доли секунды расправился с остальными 23 вагонами.

Печально закончился пожар в упаковочном отделении аммиачной селитры (Оклахома, США, 1973). Продукт хранился насыпом в помещении, обшитом фанерой и гофрированным алюминием. Это здание по своему составу больше напоминало огромный заряд взрывчатого аммонала, что и доказал огонь.


48

Часть 1, Опасное знакомство

Загорание селитры в отделении грануляции фирмы «Атлас Паудер» (США, 1974) также спровоцировало мощнейший взрыв.

Вместе с тем, взорвать аммиачную селитру даже с помощью детонатора - дело неблагодарное. Сухой брикет селитры в бумажной


оболочке, запрессованный в форме цилиндра диаметром 80 мм и


плотностью 0,8, устойчиво детонирует только от 15 г гексогена.


Развить такое давление с помощью молотка тем более не реально.


При желании всё же можно спровоцировать взрыв аммиачной селитры даже стандартным детонатором №8, правда, для этого нужно


запрессовать её навеску в отверстие стальной болванки.

Температура взрыва аммиачной селитры, равная 1051°С, является, пожалуй, наиболее низкой из всех известных для взрывчатых веществ. Это позволило создать на её основе огромный арсенал так называемых «антигризутных» смесей («гризой» в старину называли рудничный газ), не вызывающих воспламенение горючих газов или взрывоопасной пыли. Термин принят Конгрессом прикладной химии в 1906 г., хотя в России он широко использовался ещё в конце XIX в.

Благодаря работам Маляра и Анри Ле Шателье (1850-1936) было установлено, что использовать огонь в загазованных штольнях значительно опаснее, чем производить плановые подрывы. Дело в том, что температура воспламенения шахтных газов обратно пропорционально зависит от продолжительности теплового воздействия. Так, при 650°С контакт должен составлять более 10 секунд, а при 1000°С - около 1 секунды. Учитывая короткий период детонации, в загазованных рудниках вполне безвредно могут применяться ВВ, развивающие температуру не выше 1500-1900°С. Для снижения температуры взрыва в своё время применяли «водяную забив-

Глава 3. В помощь огороднику

49

Ку» скважин, добавляли соли с кристаллизационной водой, но самые лучшие результаты показали составы с аммиачной селитрой.

Столь широкое использование взрывчатых веществ на основе нитрата аммония связано с доступностью и низкой себестоимостью самой селитры, а также безопасностью этих составов в переработке и обращении. Кроме того, эти смеси отличаются большим объёмом выделяющихся неядовитых газов при низкой температуре взрыва, что делает их незаменимыми в горнодобывающей промышленности. Подобные взрывчатые композиции можно сгруппировать следующим образом (табл. 10-15):

- с горючими невзрывчатыми веществами, в том числе гранулированные («простейшие ВВ», AN-FO или АС-ДТ, динамоны, игданиты, гранулиты и другие);

- с алюминием или другими металлами (аммоналы);

- с тротилом или другими нитросоединениями (аммониты);

- гранулированные аммоналы (граммоналы) и аммониты (граммониты);

- водосодержащие составы, пластифицированные водным гелем (акватолы, акваниты, акваналы, slurry).

Взрывчатые вещества на основе аммиачной селитры были предложены почти одновременно с динамитами шведами И. Норбином и И. Ольсеном (1867). Основная реакция разложения селитры протекает с положительным кислородным балансом:

Это позволяет включать в подобные составы горючие вещества, которые увеличивают объём выделяемых при взрыве газов, и


облегчают детонацию.

Первоначально такие смеси помимо селитры включали древесный уголь (сост. 80, 82), часто в комбинации с серой (сост. 83), сульфатами (сост. 83, 84) или оксалатами (сост. 85), широко использовались горючие органические добавки: торф (сост. 81), древесные опилки (сост. 86-88), ржаная мука и Крахмал (сост. 89, 90), а также оазличные смолы (сост. 93-97) ("табл. 10).


50

Часть 1. Опасное знакомство

Таблица 10. Простейшие взрывчатые смеси на основе

аммиачной селитры


Глава 3, В помощь огороднику

51

Таблица 10. Продолжение

ИЗ

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

Аммония нитрат

86

72

75

72

81

86

80

88

90

70

94

Калия бихромат


3


Уголь древесный

6

20

3

4

3

2

4

6

20

3

Алюминий

8

22

5

25

15

8

18

8

4

5

3

Цинк


5

Стеарин

6


Уже К 1869 г. Германия приступила к производству некоторых


из этих веществ под общим названием «аммонкрут». Чуть позже


Франция и Россия наладили выпуск «аммиачных» и «амидных» порохов.

Для облегчения взрыва в некоторые такие составы дополнительно вводили сильные окислители (нитраты, бихроматы, хлораты) (сост. 85, 86, 95-100). К примеру сказать, вестфалиты представляли смеси аммиачной и натриевой или калиевой селитры с резиной. Вещество пропитывали спиртовым раствором нитрата натрия, тщательно перемешивали и сухую, измельчённую массу фасовали в


парафинированные патроны. Более поздние составы содержали бертолетову соль.

С 1900 г. в Австрии начали производить взрывчатое вещество динамон, содержавший в качестве горючего бурый уголь.

В 30-е годы XX в, в США наладили выпуск дисперсной аммиачной селитры с парафином под названием «нитроамон» (сост. 101). Аналогичные взрывчатые смеси применялись и в Европе (сост. 90). В некоторых из них в качестве горючего компонента использовался нафталин (сост. 99) и анилин (сост. 84, 88, 102).

Хорошо зарекомендовали себя взрывчатые смеси селитры с формиатом натрия (сост. 107) и мочевиной (сост. 91, 92). Теплота взрыва таких составов не превышает 3000 КДж/Кг. Готовить эта смеси методом сплавления нельзя, так как в жидком состоянии компоненты реагируют друг с другом.


52

Часть 1, Опасное знакомство

Другое дело - взрывчатые композиции аммиачной селитры с уротропином (сост. 103, 104). Их нагревают до 145°С и гранулируют-. Состав 104 при относительной плотности 1,4 детонирует со скоростью 5,0 км/с. Добавление К этому ВВ всего 1% абиетиновой кислоты облегчает плавление и грануляцию смеси, а также повышает её взрывные характеристики (сост. 103). Заряд этого вещества диаметром 38 мм и длиной 30 см даже в бумажной упаковке детонирует со споростью 5,7 Км/с.

В своё время для шахтных работ- широт) применялись ромнты - смеси аммиачной селитры с бертолетовой солью и нафталином, приготовляемые на месте взрыва перед употреблением.

Под руководством Б. Д. Росси в 1936 г. в СССР был освоен выпуск динамона К, содержавшего муку сосновой коры. Этот недорогой состав широт) применялся для взрывных работ- на рудниках Криворожья. В годы Белиной Отечественной войны дополнительно был разработан и срочно внедрён в производство ряд динамонов на местном органическом сырье, включая жмых и торф (динамоны Ж и Т. сост. 81).

К современным «простейшим ВВ» на основе нитрата аммония относятся смеси гранулированной селитры с жидкими или легкоплавкими нефтепродуктами, многие из которых можно несложно приготовить на месте подрыва. В их числе: гранулиты и игданиты отечественного производства; амонекс, андекс, декамон (Германия); пеллит, алювит, алюмекс, темприл, аустенит, нилит (США); андомет, амекс, метамит (Канада); анабел, аноприл, нобелит, гранулекс (Великобритания); ферролит, селтит, нитрат фуэл (Франция); Пермон, пермонекс (Чехия и Словакия); энергел (Индия); прилит (Швеция); нитрекс, ннтрол (Югославия); нике- гран (Венгрия); Солетрол (Польша); нафтенит (Болгария); анол,


Глава 3. В помощь огороднику

53

амелен, низрамон (Румыния); наголит, алнафТ, наурит (Испания); лабрит (Австрия); аннит (Финляндия) и другие (табл. 11).

Таблица 11. Простейшие гранулированные ВВ на основе


аммиачной селитры

Смеси гранулированной аммиачной селитры с дизельным топливом (АС-ДТ) начали активно применять в 60-е годы XX в. Теплота взрыва подобных веществ составляет 3800-5200 кДж/кг. В отличие от тонкодисперсных динамонов они не слеживаются, менее гигроскопичны, обладают хорошей сыпучестью, что упрощает механизированную закладку, и наиболее безопасны в обращении. Однако они менее восприимчивы к детонации и требуют для подрыва более мощный инициирующий заряд. В настоящее время доля потребления подобных ВВ в США превысила 85%.


54

Часть 1, Опасное знакомство

Простейшая отечественная бинарная смесь гранулированной аммиачной селитры с дизельным топливом, сбалансированная по кислороду, получила название «Игданит» (сост. 129).

Игданит в бумажных патронах диаметром 150 мм детонирует со


скоростью 1,54 км/с, а в скважинах того же диаметра в крепком известняке - 3,76 км/с. Теплота его взрыва 3700 кДж/кг, а относительная плотность 1,1.

Бризантность игданита возрастает с увеличением площади его


поверхности. Для игданита на микропористой селитре критический


диаметр шпуров уменьшается до 16 мм, скорость детонации при


диаметре 28 мм составляет 2,8 км/с и 4,5 Км/с при диаметре 50 мм.

Чем суше гранулированная аммиачная селитра, тем больше она может впитать горючей добавки. Так, при влажности 0,19% отечественная селитра марки «Б» поглощает 13,3% дизельного топлива, 18% скипидара или 12% глицерина, тогда как при влажности 0,26% - только 1,5% ДТ.

Для большей физической стабильности подобных составов и обеспечения нулевого кислородного баланса применяют микропористую селитру типа отечественной марки «П» или японской «Асахи». Такой продукт способен впитывать до 12-17% дизельного топлива и хорошо удерживает более вязкие масла (в основном соляровое и индустриальное). Смоченные гранулы иногда припудривают твёрдыми горючими материалами: древесной мукой, углем или сажей.

С целью повышения водоустойчивости в составы вводят соли жирных кислот (стеараты и пальмитаты) или полиакриламид.

В нашей стране широко используется водоустойчивая пористо- папиллярная селитра марки «ЖВ» Н.М.Шестакова, технология


Глава 3, В помощь огороднику

55

изготовления которой предусматривает введение на стадии кристаллизации железных солей жирных Кислот с парафином (до 1,5%).

В Канаде и США выпускается селитра с добавками поверхностно-активных веществ, припудренная пористым диатомитом (до 3%).

Спорость детонации чистой


аммиачной селитры марки «А» в металлической трубе диаметром 40 мм составляет 1,95 км/с, а её водоустойчивой марки «ЖВК» - 2,6 км/с. Этот же показатель для водных растворов


селитры в зависимости от температуры и концентрации лежит в пределах - 1,1-2,1 км/с, а


простейших ВВ на её основе в


зависимости от условий взрыва (диаметр шпура, плотность забивки, прочность породы, тип


оболочки) 1,5-4,0 Км/с.

Гранулит М (сост. 128) изготовляется на пористых сортах


селитры путём пропитки соляровым маслом. Состав физически

стабилен, практически не слеживается, характеризуется низкой чувствительностью к механическим


воздействиям. Имеет более высокую детонационную способность, чем обычный Игданит, что выражается в меньшем критическом


диаметре. Скорость детонации гранулита М в пределах 2,8-3,8 км/с.


По эффективности взрыва он превосходит аммонит 6ЖВ.

Одним из достоинств смесей типа игдаиита или гранулита является их способность легко уплотняться в скважинах при пневмозарядке, благодаря чему по эффективности взрыва они приближаются к наиболее мощным аммоналам и детонитам.

Для повышения энергетических характеристик простейших ВВ в их состав вводят алюминий, цинк (сост. 122), а также аморфный кремний или ферросилициевые сплавы (сост. 108). Установлено, что включение в такие составы 4-8% алюминиевой пудры увеличивает теплоту взрыва на 20-40% (сост. 109-123). Первые взрывчатые смеси, содержавшие алюминий, под названием «аммоналы» предложили ещё в 1899-1901 гг. немецкие учёные Р. Эскалес и Г. Каста


56

Часть 1, Опасное знакомство

.

+Аммоналы - смеси аммиачной селитры с алюминиевой пудрой и горючими веществами (древесный уголь, древесная мука и т. д.). Серая с металлическим отливом порошкообразная масса жирная на ощупь. Не чувствительны к удару, трению и электрической искре. При плотности 1,0-1,3 скорость их детонации 3,5- 4,5 км/с. Критический диаметр открытого заряда - 28 мм. Бризантность 13-15 мм. Фугасность 480-550 см2. Тротиловый эквивалент до 1,4. Выпускают в патронированном виде массой

200 г, 250 г и 300 г. Передача детонации между сухими патронами на


расстоянии 31-37 мм. Применяют в открытых карьерах и шахтах безопасных по газу.

Глава 3. В помощь огороднику

57

Наибольшей «энергетичностью» обладает бинарная смесь аммиачной селитры с алюминиевой пудрой (60:40, сост. 111) - 9200- 9750 кДж/кг. Её тротиловый эквивалент составляет 0,9. Она «заводится» от гремучей ртути массой не менее 0,3 г, однако из-за низких детонационных свойств в настоящее время практически не применяется.

Так называемый «французский аммонал» (сост. 113) в качестве горючей добавки включает 6 % стеариновой кислоты, что делает его достаточно влагоустойчивым. Правда, детонирует он менее эффектно, чем некоторые аммоналы и тротил аналогичной массы.

0Течественный Гранулит АС-4 содержит алюминиевую пудру (d = 0,8-0,9) и по объёмной концентрации энергии превосходит мощные аммониты: Q = 4520 кДж/кг, V0 = 907 смД Фугасность 390- 410 см', бризантность в стальном кольце 22-26 мм, скорость детонации 3,5 км/с, тротиловый эквивалент 0,96. Он применяется в сухих или слабо обводнённых забоях и надёжно детонирует от промежуточного детонатора.

Влагоустойчивые гранулизы АС-4В и АС-8В в качестве органического горючего содержат легкоплавкие нефтепродукты (парафин, воск) и представляют гранулы, «напудренные» тонкодисперсным алюминием. Они устойчиво детонируют даже после 4-х часового пребывания под непроточной водой на глубине 1 м, но уплотняются в шпурах несколько хуже. Критический диаметр этих ВВ в бумажной оболочке 70-110 мм, а в стальной оболочке - 15-25 мм.

В 70-х годах XIX в. в Англии и Швеции появился ряд патентов на взрывчатые вещества, изготовленные на базе нитрата аммония, сенсибилизированного нитроглицерином. Это были первые детониты (табл. 12). Вскоре их выпуск был налажен в России. Сравнительно невысокая температура взрыва таких смесей (1450-1850°С) позволила использовать их вместо первичных динамитов в горном деле вплоть до 60-х годов XX в.

Некоторые из них применялись в качестве антигризутных средств (сост. 136-157): гризутины, гризутцты, гризутиндннамиты, антигризутины Арендонка, форсисты и другие.

По содержанию нитроглицерина они подразделялись на пластовые (сост. 136-141), например, лигнамиты, грицелиты (сост. 138),


58

Часть 1. Опасное знакомство

и более мощные скальные (сост. 142-149), в частности, толамит, усиленный динитроголуолом (сост. 144).

Таблица 12. Составы некоторых бетонитов, гризутиндинамитов и аммонитов

\ № % \

136

137

138 j 139

140 } 141

142

143

144

145

146

147

148

149

Гризутиндинамиты

Пластовые

Скальные

Г'рмцелмт

Лигнамит


3»

я

с;

С


1—1

Калия нитрат

5


5

5


6

Натрия нитрат


30

Натрия хлорид


15

19


1


Аммония нитрат

87,5

82.5

86

59

60

76,5

70

65

61

75

68

32

30

23

Аммония оксалат


10

5


Бария сульфат


1,3

Динптротолуол


9.5


Нитроцеллюлоза

0.5

0,5

0,5

0,5

0,5

0.5

1

1

1

1

1

0.5

0,7

4

Динитроггликоль


9.4


Нитроглицерин

12

12

12

9,5

9,5

8,6

29

29

27

24

30

29.5

27

71

Уголь древесный


Е

2

Древесная мука

1,5

6

6


1.5

2

Ржаная мука


17

Вазелин


3

Мыло


10


150

151

152

153

154 | 155

156

157

158

159 | 160

161

162

Детониты

Аммониты

Калия нитрат


34

33

Калия хлорид


15


Натрия хлорид

15

20


21

20

Аммония нитрат

67

60

70

68

80

77

80

62

80

64

34

65

35

Аммония сульфат

9


Аммония хлорид


15

20

Бария сульфат

7


Тринитротолуол


12

12

15

17

6

12

Нитроцеллюлоза


5

20


Нитроглицерин

10

10

6

9

10

3

4

25


Тетрил


!


Уголь древесный


12


Древесная мука

8

10

8

10

3


Ржаная мука


4


9

Декстрин

8


Г лава 3. В помощь огородника

59

Таблица 12. Продолжение

—

%

163 | 164 ] 165

166

167

168

169

170

171

172

173

174

175

Аммониты

Кадия нитрат


24

29,5

Калия перхлорат

6


Натрия нитрат


33,3


Натрия хлорид

5

10


20,2

15

2!

Аммония нитрат

66

76

89

66

8!

78

85

34,3

88

61

47.5

57

38,5

Аммония хлорид

14


18.5

22

Тринитротолуол

15

16

5

15

17

8

15

12,2

8

15

10

15

10

Нитронафталин


4


Графит


7

Ржаная мука

6

9

2


9


Древесная мука

2


Кальция силицид


14


% '

176

177

178

179

180

181

182

183

184

185

186

187

Аммониты

Калия нитрат

35


33

Аммония нитрат

75

30

89

88

78

70

75

55

70

72

35

78,5

Аммония оксалат

1


Аммония хлорид

20


20

Аммония пикрат


30


Тринитротолуол

20

15

10

10

22


Тетрил


28

12

21.5

ТЭН


10


Гексоген


15

42


Динитробензол


50


Графит


2


Алюминий

5


20


Кальция стеарат


3


Состав подобных гризутинов усложнялся добавкой летучих солей (карбониты, гелигниты), древесной и ржаной муки (секурофор, фламмивор) или нитроклетчатки (гремучие студни, сост. 149) для повышения физической стабильности. Для снижения температуры замерзания в некоторые Гризутиндинамиты вводят динитрогликоль (сост. 141).

Неуживчивый характер, низкая физическая стабильность и сложность хранения подобных составов способствовали их полному вытеснению простейшими ВВ.

В 1884 г. во Франции П. Фавье разработал предохранительные взрывчатые вещества для угольных шахт на основе аммиачной


60

Часть 1. Опасное знакомство

селитры и моно-, ди - или тринитронафталина (вещества типа «N», безопасные пороха Фавье, тринафтиты, нафталиты, гризуниты). Несколько позже производство этих «порохов» было развёрнуто в России (табл. 13).

—Составы Фавье активно выпускались в рассыпном виде действительной плотностью 1,4, гравиметрической (насыпной) плотностью 0,65, влажностью 0,2%, с числом зёрен 1200 на 1 г, а также в виде прессованных патронов, парафинированных снаружи и с каналом для детонатора.

По характеру применения в рудниках состав Nn°lb назывался «скальный гризунафталит— roche» или «динафтит» (сост. 195). Смеси Nn°4 - пластовый гризунафталит (сост. 197) и Nn°5 - тринафталит (сост. 198) употреблялись в угольных шахтах. Наиболее сильный порох Фавье Nn°lCbiS (гризунит cuche) под именем «шнейдерига» использовался для запрессовки артиллерийских снарядов (сост. 191). Его взрывное разложение протекает по уравнению:

19NH4N03 +? —> 10СО2 + 41Н20 + 20N2 V0= 912 л/КГ, t = 2163°С, f = 8405 кг/см2, Р = 415 т/м, при скорости детонации - 5,5км/с.

Таблица 13. Нафталиты, гризуниты, аммониты и аммоналы

ведущих стран мира

г





% \

Франция

188

189

190

191

192

193

194

195

196

197

198

Взрывчатые вещества Фавье

Нитрат 0

Нитрат 0а

Нитрат 0Ь

Нафталит lc bis Шнейдерит

<

2C

%

Г4

Гризунафталит lb roclic

Тринафтит 3

Г гризунафталит пластовый 4

О.

£

Калия нитрат

5


5

5

Натрия нитрат


18

37.5

58

Аммония нитрат

79

88,5

87.5

95.5

88

67

44

91,5

15

90

86,5

Тротил

2!

6,5

12,5


Мононитронафталин


15

18.5


Динитронафталин


12

8,5

8,5

Тринитронафталин


4.5


27

5

Древесная мука


Глава 3. В помощь огороднику

61

Таблица 13. Продолжение


62

Часть 1, Опасное знакомство

Количество гремучей ртути в детонаторе, необходимое для надёжного взрыва нафталитов быстро увеличивается по мере прессования патронов. Так, составы № 1А и 1C при плотности 1,0 легко взрываются посредством капсюля, содержащего 0,75 г гремучей ртути, а при плотности 1,25 требуется уже 2 г этой соли. Поэтому, для верной детонации порохов Фавье применяют гремучертутные детонаторы в 1,5-2,0 г.

Все нафталиты нечувствительны к удару. Так, например, наиболее мощные сорта 1C (шнейдерит, сост. 202) и 1В (сост. 195) не взрываются даже при падении на них стального груза весом 4 кг с высоты 1 м. Кроме того, они не чувствительны к температурным колебаниям, без ущерба переносят заморозки, благодаря нему имеют явные преимущества перед динамитами, не уступая им по силе действия. Взрывной потенциал сортов от №1 до №4 постепенно падает.

Шнейдерит представляет собой стехиометрическую смесь аммиачной селитры с динитронафталином. По детонационным характеристикам он близок к динамиту с содержанием нитроглицерина 75%. При этом теплота его взрыва составляет 4100 кДж/кг. Отсутствие токсинных газов и низкая температура взрыва (для гризунита roche - 1875°С и couche - 1445°С) в своё время сделали эти составы очень удобными для подземных взрывных работ.

Однако массовое применение подобных ВВ ограничивалось низкой насыпной плотностью, что требовало объёмных буровых скважин, а твёрдая консистенция патронов затрудняла заполнение шпуров. Кроме того, составы оказались весьма чувствительны к содержанию влаги. Уже 1% поглощённой воды достаточно, чтобы крайне ограничить их детонацию.

Главный недостаток шнейдерига, применяемого для военных целей, оказался в очень незначительной разнице между плотностью закладки в снаряд (во избежание смещения при выстреле) и предельной плотностью заряда.


Глава 3. В помощь огороднику

63

64

Часть 1. Опасное знакомство

Вплоть до появления гранулированных простейших ВВ


эти порошковые составы были лидирующими в арсенале


горнодобытчиков. В


их числе: секурит, донарит, робурит


(Германия); нитраммонит (Румыния); аматол (США); балканит, перник (Болгария); паксит (Венгрия); баэлинит (Бельгия); паудер (Англия); нитраты Nn°Oa


и Nn°Ob (Франция); отечественный аммонит 6ЖВ и другие.

Некоторые аммониты (нитрат Nn°31R, Франция, сост. 200) содержат пентолит - сплав тротила с ТЭНом (тринитропентаэритритом).

Одним из путей повышения энергоёмкости аммонитов является введение в их состав алюминия или более дешёвых металлических


65

порошков, содержащих кремний: ферросилиций и силикокальций (аммоналы и пермоналы). Например, болгарский аммонит ФС в качестве горючего содержит ферросилиций и характеризуется теплотой взрыва 6130 кДж/кг, скоростью детонации 3,5 км/с (при d = 1,1), критическим диаметром 9 мм.

Для подрыва крепчайших пород до середины 80-х годов XX в. выпускался отечественный прессованный скальный аммонит №1, сенсибилизированный гексогеном. Этот продукт отличается повышенной бризантностью, при относительной плотности 1,5 скорость его детонации достигает 6,0 км/с.

Введение в аммониты и аммоналы 6-15% гексогена (сост. 182, 183) или ТЭНа (сост. 181) позволяет уменьшить их критический диаметр до 4 мм, что используется для контурных взрывов.

Современные порошкообразные аммониты и аммоналы используют в основном в патронированном виде для вторичного инициирования более удобных в работе гранулированных и водонаполненных ВВ.

Отечественный вариант порошкообразных аммонитов выпускаются только в водоустойчивом варианте на базе гидрофобией аммиачной селитры ЖВК.

Так, аммонит 6ЖВ представляет собой бинарную смесь аммиачной селитры с тротилом, в аммонал М-10 входит алюминиевый порошок, а в скальный аммонал №3 добавлен гексоген. Скорость их детонации составляет 3,6-4,8 км/с, а критический диаметр при насыпной плотности 8-13 мм.

Тонкодисперсная структура порошкообразных аммонитов, с одной стороны, обусловливает их более высокую детонационную способность: для подрыва достаточно капсюля-детонатора. Однако возникают многочисленные проблемы в процессе их эксплуатации. Так, при хранении эти составы постепенно слеживаются, что приводит


66

Часть 1. Опасное знакомство

к резкому падению взрывчатых свойств. Подобные вещества мало пригодны для механизированной закладки: они пылят и, главное, чувствительны к механическим воздействиям. Наконец, они не подходят для обводнённых скважин: плохо тонут, флотируют, флегматизируются водой.

Избежать этих недостатков позволяют гранулированные аммониты: граммониты, граммоналы и гранитолы. На сегодня установлено, что при подрыве скважин диаметром свыше 150 мм нет особой разницы в скорости детонации мелкодисперсных и гранулированных взрывчатых составов.

До недавнего времени выпускалось несколько марок отечественных граммонитов с содержанием тротила 21-70%. В настоящий момент производится только граммонит 79/21 (бывший аммонит №6, только в гранулированном виде), представляющий механическую смесь аммиачной селитры с чешуйчатым тротилом. Состав сохраняет детонационную способность при содержании в нём до 25% воды. Скорость его детонации 3,2-4,6 км/с при плотности 1,0- 1,35 (чаще 4,2 км/с), а теплота взрыва 4000 кДж/кг. Причём, при содержании в нём до 10-12% воды эффективность взрыва даже возрастает. Гранулирование этого продукта приводит к усилению его бризантных свойств: в тесте на обжатие свинцового цилиндра деформация возрастает с 14-18 мм до 20-25 мм.

Граммоналы представляют собой гранулированные аммоналы. Хорошо зарекомендовали себя гранитолы - водоустойчивые составы, в которых гидроизоляция аммиачной селитры достигается в результате образования эмульсии окислителей в тротиле в присутствии поверхностно-активных веществ.

Отечественные гранитолы марки «1» и «7А», содержащие алюминий, без ущерба выдерживают длительное пребывание под водой. Скорость их детонации 5,0-5,5 км/с.

Ещё в начале XX в. было установлено ингибирующее действие некоторых веществ на реакцию взрывного окисления рудных газов. Вначале этот эффект был обнаружен у солей щелочных металлов. В числе современных добавок с подобным действием хлорид, нитрат и формиат натрия; хлорид, сульфат и оксалат аммония; сульфат бария и другие соли. Их антигризутное влияние связано как с пони-


Глава 3. В помощь огороднику

67

жением температуры взрыва, так и прямым пламегасящим действием, что позволило создать на базе аммиачной селитры целый арсенал предохранительных ВВ (табл. 14).

Таблица 14. Предохранительные ВВ ведущих стран на основе

аммиачной селитры


68

Часть 1. Опасное знакомство

Отечественные предохранительные аммониты, в основном


состоящие из смеси аммиачной селитры, тротила и обычной поваренной соли, представлены марками АП-5ЖВ и Т-19. Температура


взрыва этих составов достигает 2230-2520°С, теплота взрыва -3410-


3500 кДж/кг, скорость детонации при относительной плотности 1,0-

1,2 составляет 3,6-4,6 км/с, критический диаметр - 10-12 мм. В своё


время для этих целей активно применялся предохранительный


аммонит ПЖВ-20 (сост. 226).

Бризантность угленитов марок Э-6 и 12-ЦБ, сенсибилизированных нитроэфирами, и ионитов, в которых аммиачная селитра


заменена натриевой, в 2-3 раза ниже, но они имеют более низкую


температуру взрыва (1790°С), что делает их безопаснее в загазованных шахтах.


Несмотря на внушительные детонационные характеристики


нитрат аммония можно заставить гореть поспокойнее. Так, он применяется в качестве реактивного смесевого горючего в некоторых


системах твердотопливных ракет (например, Полярис или Fillips


petrol, сост. 1687).

Кстати, родной брат аммиачной селитры нитрит аммония


очень взрывоопасен и легко разлагается со взрывом на азот и воду


при быстром нагревании выше 60°С.

В производстве взрывчатых веществ нитрит аммония обычно не применяется из-за высокой склонности к самодетонации, зато он успел не раз подшутить над изучавшими его химиками.



вах водой. Результаты превзошли все ожидания, ну прямо как каша из топора.

Так, на основе всё той же аммиачной селитры и воды появился целый класс высокоэффективных бризантных композиций - водосодержащих взрывчатых веществ (ВВВ). В качестве жидкого наполнителя и пластификатора они включают водные гели с раствором аммиачной селитры (табл. 15).

Таблица 15. Промышленные водосодержащие ВВ

Это позволяет почта вдвое увеличить относительную плотность подобных составов (1,5-1,6), придать им водоустойчивость и теку

охоже, кто-то и впрямь поверил, что «капля камень точит» и решил заполнить все пустоты в сыпучих взрывчатых вещест-


70

Часть I, Опасное знакомство

честь для механизированной загрузки по трубопроводам, а также снизить чувствительность к механическим воздействиям.

Акватолы представляют собой плотные устойчивые суспензии, твёрдой фазой которых служит смесь гранулированной аммиачной селитры с гранулотолом или алюмотолом. Гелевая фаза представлена насыщенным раствором аммиачной селитры в сочетании с натриевой или кальциевой, повышающих концентрацию окислителя. Раствор загущается гуаргамом (гуаром), крахмалом либо солями карбоксиметилцеллюлозы и структурируется сшивающими реагентами.

В числе таких отечественных составов акватол Т-20, ифзаниты и разливающиеся в горячем виде ВВВ марки ГЛТ.

Карботолы - ВВВ, застывающие после заливки в скважину. Представляют собой низкоплавкую смесь аммиачной селитры и карбамида, усиленную тротилом. Содержат водный раствор солей карбоксиметилцеллюлозы, «прошитый» бихроматами. Они не чувствительны к механическому воздействию, в том числе даже при нагревании, и могут без ущерба находиться в скважине под водой в течение месяца.

Их взрыв обеспечивается мощным промежуточным детонатором и протекает по уравнению:


Глава 3. В помощь огороднику

71

3NH4NO3 + CO(NH2)2 —> СОз + 4N2 + 8Н20 V0= 968 л/Кг, Q = 3810 КДж/кг

Отечественный карботол марки ГЛ-15Т включает гранулотол. Карботол ГЛ-10В усилен алюминиевым порошком. А карботол ФТ-10 содержит ферросилиций. Их приготовляют на месте подрыва из отдельных компонентов.

Акванал А-10 представляет собой смесь металлизированной фазы (мелко дисперсного алюминия или ферросилиция) с насыщенным раствором аммиачной селитры и изготовляется на месте применения. От других ВВ отличается рекордно большим Критическим диаметром детонации до 300 мм.

Акваниты раздельного заряжания сочетают достоинства гранулированных и водосодержащих ВВ. Отечественные сорта представлены марками АРЗ-8Н и АРЗ-8Н. Они применяются в подземных условиях. Состоят из смеси аммиачной селитры, алюминиевого порошка, воды и загустителя. Приготовляются по эмульсионной технологии и выпускаются в виде гранул, которые пластифицируются водой в процессе пневмозарядки.

Арсенал подобных импортных ВВВ очень внушительный:

- шведские реолиты и реомекс А (усилены алюминием);

- канадские аквамексы, нитрексы, гидромексы и повергел (отличаются хорошей текучестью, скорость детонации 3,5-5,2 км/с при плотности 1,25-1,58);

- американские пастообразные товексы, сларриты, сларан, трогелы, слары и гелеобразные карбогелы, усиленные перхлоратами (скорость детонации 3,4-6,8 км/с при плотности 1, М,5, Q = 2770-5710 КДж/Кг);

ТЕЛЕГРАМ

Канал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками

Книжный Вестник

Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)

Поиск книг

Свежие любовные романы в удобных форматах

Любовные романы

О психологии, саморазвитии и личностном росте

Саморазвитие

Детективы и триллеры, все новинки

Детективы

Фантастика и фэнтези, все новинки

Фантастика

Отборные классические книги

Классика
ВКОНТАКТЕ

Цитаты, афоризмы, стихи, книжные подборки, обсуждения и многое другое

Книжный Вестник
БИБЛИОТЕКИ

Библиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории

Любовные романы

Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров

Фантастика

Самые популярные книги в формате фб2

Топ фб2 книги