Dynamit

Dynamit (fra andet græsk δύναμις "styrke") er en sprængstofblanding baseret på nitroglycerin med en absorber og andre tilsætningsstoffer [ 1] . Nitroglycerin i sin rene form er meget farligt og ubelejligt at bruge. Til den brede anvendelse af dette kraftige eksplosiv blev der derfor fundet faste absorbenter, hvis imprægnering med nitroglycerin gjorde det relativt sikkert at opbevare og bruge. Ud over absorbenten kan dynamit indeholde andre stoffer. Hele massen presses normalt til en cylindrisk form og anbringes i en patronpakke af papir eller plast. Underminering af ladningen udføres ved hjælp af en detonatorkapsel .

Dynamit blev patenteret af Alfred Nobel den 25. november 1867 [2] og blev brugt som det vigtigste sprængstof i minedrift indtil midten af ​​det 20. århundrede, hvorefter det gav plads til sikrere og billigere forbindelser.

Historie

Opdagelse af nitroglycerin

Nitroglycerin blev opdaget i 1846 af den italienske kemiker Ascanio Sobrero , der offentliggjorde sin opdagelse året efter. Stoffet viste sig at være et stærkt sprængstof, men meget farligt at håndtere. Til produktionen blev der bygget flere fabrikker, herunder i Rusland. Den russiske kemiker Nikolai Zinin og hans assistent Vasily Petrushevsky undersøgte nitroglycerin og ledte efter sikre måder at bruge det på. Deres elev var den unge Alfred Nobel [3] .

Begyndende i 1859 eksperimenterede Alfred Nobel, hans far og yngre bror med eksplosiv flydende nitroglycerin i Sverige, og forsøgte at finde de bedste måder at fremstille det på og bruge det i industrien. I 1863 fandt de især ud af, at detonationen af ​​nitroglycerin kan være forårsaget af detonation af kviksølvfulminat , hvilket forenklede dets praktiske anvendelse [4] og førte til Nobels opfindelse af en forbedret detonatorhætte , som stadig er i brug i dag - denne udvikling af nogle forfattere vurderes endnu højere end opfindelsen af ​​dynamit [5] . Alfred Nobel opfandt også en metode til industriel kontinuerlig produktion af nitroglycerin i en injektor, der blander glycerol og salpetersyre [6] .

Opfindelse af dynamit

Ifølge en udbredt legende blev begyndelsen til opfindelsen af ​​dynamit lagt ved en tilfældig opdagelse i 1866: de flasker, hvori nitroglycerin var beregnet til transport, blev anbragt i kiseljord ( kiselgur ), og en af ​​flaskerne lækkede, en del af nitroglycerin lækkede ud og blev absorberet af kiseljord. Nobel gjorde angiveligt opmærksom på, at den resulterende kiselgur fugtet med nitroglycerin ikke frigiver væske selv under stærkt tryk, og når eksplosivt kviksølv blæses op af en kapsel, eksploderer det med en kraft, der kun er lidt ringere end ren nitroglycerin i den absorberede mængde af kiseljord [7] [8] .

Faktisk begyndte Nobel, for at forenkle brugen af ​​nitroglycerin, storstilet forskning i materialer, der absorberer nitroglycerin i 1864, og testede successivt papir, krudt, savsmuld, vat, kul, gips, murstensstøv og andre materialer. Ved årets udgang viste det sig, at diatoméjord giver de bedste resultater, som Nobel slog sig ned på. Hele 1865 blev brugt på at finpudse sammensætningen og metoden til fremstilling af sprængstoffer, og i 1866 blev dynamit introduceret til offentligheden. Nobel selv tilbageviste legenden [9] :

Jeg har bestemt aldrig bemærket nogen utilsigtet lækage af nitroglycerin ind i kiselguremballage i en sådan mængde, at det danner et plastik eller endda vådt materiale, og ideen om en sådan ulykke må være opfundet af dem, der tager antagelser om virkeligheden. Det, der virkelig gjorde mig opmærksom på brugen af ​​diatoméjord til dynamit, var dens overdrevne lethed, når den er tør, hvilket naturligvis vidner om dens store porøsitet. Derfor dukkede dynamit ikke op tilfældigt, men fordi jeg så ulemperne ved flydende sprængstoffer helt fra begyndelsen og ledte efter måder at modvirke dem på.

- [7]

Denne udvikling af Nobel viste sig at være ekstremt vigtig: den gjorde det muligt helt at opgive brugen af ​​flydende nitroglycerin. Gennemvædet i pulveriserede absorbenter er dette sprængstof meget sikrere at håndtere [8] . Opfindelsen blev straks værdsat af samtidige: allerede i 1868 blev Alfred Nobel og hans far tildelt guldmedaljen fra det svenske videnskabsakademi "For meritter i brugen af ​​nitroglycerin som sprængstof" [10] .

Absorberende stoffer imprægneret med nitroglycerin blev kaldt "dynamitter", og i 1867 tog A. Nobel patent på fremstilling af den såkaldte "kieselguhr-dynamit", eller med andre ord "gur-dynamit", indeholdende fra 30 til 70 % nitroglycerin [11] [12] [13] .

Fordeling af dynamitter

Fremstilling af dynamit [14] .
År Produktionsmængde
, t
1867 11 [15]
1868 tyve
1869 156
1870 370
1871 848
1872 1570
1873 4100
1874 6240
1875 8000

I 1867 foreslog A. Nobel dynamit til at udstyre artillerigranater, men en særlig kommission nedsat til at teste dette forslag kom til den konklusion, at dynamit ikke var egnet til dette formål, da det ikke gav tilstrækkelig sikkerhed [13] .

I 1868 foreslog oberst Petrushevsky sin pulveriserede magnesianske dynamit, som bestod af 75 % nitroglycerin og 25 % magnesiacarbonat som absorbent (den såkaldte "Petrushevskys russiske dynamit"). Samme år blev 18 pund sådan dynamit fremstillet i Kronstadt , hvilket gav gode resultater under testning [13] . Denne dynamit blev på et tidspunkt brugt i USA under navnet Magnesia-pulver [16] .

I den private industri introducerede Nobel dynamitter i 1869, og allerede i 1871 i Rusland blev de brugt til udvinding af zinkmalm og kul [13] .

Hvis den eneste Nobelfabrik til produktion af dynamit i 1867 kun producerede 11 tons af det, så syv år senere producerede mere end et dusin Nobelfabrikker tusindvis af tons dynamit om året, primært til mineindustriens behov [15] . Nysgerrigheder opstod ofte i introduktionen af ​​dynamit i praksis, da en række velkendte eksplosioner af nitroglycerin i begyndelsen til midten af ​​1860'erne førte til, at nogle lande forbød produktion og transport af nitroglycerinholdige materialer. I sådanne lande blev dynamit ofte sendt til minerne under dække af porcelæn eller glas [17] , og i Storbritannien, hvor et sådant forbud var gældende fra 1869 til 1893, måtte Nobel omgå det ved at bygge en stor dynamit fabrik i Glasgow  - under skotsk jurisdiktion, og leverer dynamit ikke med jernbane, men med hestetrukket transport [18] .

Under det fransk-preussiske felttog i 1870-1871 brugte tyskerne dualin til at udstyre undervandsminer , bestående af 50 % nitroglycerin, 30 % nitreret træ og 20 % kaliumnitrat , og tyske ingeniørtropper brugte den såkaldte litofraktor som subversive patroner - en speciel type dynamit, indeholdende 52-70% nitroglycerin, 30-25% kiselgur og en lille mængde kul, salpeter og svovl [13] .

Tyskernes succes med brugen af ​​dynamit til at sprænge fæstninger og broer i luften stimulerede franskmændene til at begynde at bruge det, hvilket tidligere var blevet modarbejdet af den statslige administration af krudt og salpeter, som havde monopol på produktionen af ​​sprængstoffer i Frankrig [ 15] . Som følge heraf blev dynamitter i samme krig også adopteret af de franske tropper, og i 1870-1871 blev der bygget to statsejede og en privat dynamitfabrik i Frankrig [13] , men derefter igen lukket indtil 1875 [15 ] . I 1871 dukkede dynamitter op i de østrigske ingeniørtropper [13] .

Udvidelsen af ​​produktionen blev ledsaget af eksplosioner i fabrikker: for eksempel var der i 1870 6 eksplosioner i Tyskland, den 14. januar 1871 døde 10 mennesker i en eksplosion i Prag , og den 8. april 1872 en dynamitfabrik i Alt . -Berow ( Schlesien ) eksploderede [14] .

I 1875-1879 blev der udført eksperimenter i Rusland med "cellulose-dynamit" fra den østrigske kemiker I. Trauzl . Eksperimenter blev udført i Ust-Izhora og Warszawa . Denne dynamit omfattede 70 % nitroglycerin og en absorber bestående af 29,5 % træ-papirmasse og 0,5 % sodavand [13] .

I 1876 blev de russiske kavaleri- og ingeniørtropper forsynet med "cellulose-dynamit"-patroner. Kavaleripatronerne var indesluttet i en cylindrisk papmuffe , lakeret udvendigt og indvendig beklædt med blypapir. Denne type dynamit var i brug under krigen i 1877-1878 og blev meget brugt til at ødelægge jernbaner og udvikle bjergveje i det europæiske operationsteater samt til at udstyre undervandsminer placeret i Sortehavet og på Donau. Efter krigens afslutning blev omkring 90 pund af denne dynamit brugt i likvideringen af ​​Vidin- fæstningen . Da dynamit blev sendt tilbage til Rusland, eksploderede 212 pund af dets rester på Fratesti-stationen af ​​en ukendt årsag [13] .

Opfindelse og distribution af gelatine-dynamitter

I 1875 vendte A. Nobel, i et forsøg på at forbedre dynamit, tilbage til eksperimenter med pyroxylin som absorbent, og efter at have skåret fingeren henledte han opmærksomheden på det faktum, at collodion , en nær slægtning til pyroxylin, der bruges til at lukke sår , danner gelatinøse. blandinger med mange organiske opløsningsmidler [19] . Nobel skyndte sig til laboratoriet, og efter at have skrevet et foreløbigt testamente modtog han natten over den første prøve af eksplosiv gelé  - en blanding af nitroglycerin med kollodium [19] . Så metoden til gelatinisering af nitroglycerin blev opdaget, og gelatinerede dynamitter blev opfundet [13] .

Gelatine-dynamitter er blevet fremstillet industrielt i England siden 1878, og i det kontinentale Europa siden 1880 [20] . Til at begynde med blev disse dynamitter ikke udbredt, da deres første prøver udstrålede nitroglycerin ("sved" dem) over tid og derfor ikke var sikre nok, men dette problem blev løst i England i 1887, og siden da, eksplosive geléer og gelatinerede dynamitter er blevet udbredt inden for minedrift [20] , hvilket betydeligt udvider det mulige omfang af sprængninger [21] . Således gjorde brugen af ​​disse dynamitter i konstruktionen af ​​den 15 kilometer store St. Gotthard-tunnel , som fandt sted i massiv granit , det muligt at færdiggøre tunnelen tre år tidligere end de oprindelige beregninger [19] . Opførelsen af ​​andre store tunneler gennem Alperne : Mont Cenis (12 km), Arlberg (10 km) og Simplon (19 km) - krævede også intensiv brug af dynamit [22] . Vigtige fordele ved gelerede dynamitter var, at de eksploderede uden at efterlade faste rester, havde en større eksplosiv kraft og slet ikke var bange for vand - og derfor var velegnede til undervandssprængning [23] [19] . Grøntsagspergament blev brugt til skaller af eksplosive gelépatroner [24] .

I 1880 blev "eksplosiv gelatine" testet i Rusland, bestående af 89% nitroglycerin, 7% collodion pyroxylin og 4% kamfer . Dette lægemiddel havde en vigtig fordel i forhold til Trauzls "cellulose-dynamit": det frigav ikke nitroglycerin hverken i vand eller under stærkt tryk, eksploderede ikke fra stød fra en riffelkugle og detonerede med besvær gennem påvirkning og overgik andre dynamitter i styrke . Efterfølgende viste det sig dog, at denne kvalitet af dynamit ikke havde tilstrækkelig stabilitet og var tilbøjelig til selvnedbrydning (sandsynligvis på grund af utilstrækkelig renhed af nitroglycerin) [13] .

Frostvæske sikkerhedsdynamitter

Det 19. århundrede er kullets tidsalder. Dens udvinding var en af ​​mineindustriens hovedopgaver. Samtidig var det ret farligt: ​​eksplosioner af krudt , brugt til at synke kulminer og knuse sømme , dannede en masse giftige gasser og forårsagede på grund af en lang åben flamme ofte flamme- og kulstøveksplosioner , der kostede livet minearbejdere. Opfindelsen af ​​nye, sikrere sprængstoffer til kulindustrien var en presserende opgave, så dynamitter blev straks med succes testet i Anna Maria-kulminerne ( Nordwestfalen ) under vejledning af den tyske ingeniør Menzel [25] .

Den nyttige virkning af dynamit var større end krudts, og detonationshastigheden var højere, hvilket førte til dens større sikkerhed. Brugen af ​​krudt fortsatte dog i lang tid af kommercielle årsager, da det knuste kul svagere. Gurdynamit og gelerede dynamitter løste dog ikke helt sikkerhedsproblemet, så næste skridt var at undersøge måder, hvorpå man kunne forbedre sikkerheden til brug i miner yderligere - eller, som det blev kaldt på World Congress of Applied Chemistry i 1906, frostvæske (fra fransk.  grisou  - methan , hovedbestanddelen af ​​ilddamp) - sprængstoffer [26] .

Først og fremmest henledte forskerne opmærksomheden på eksplosionens flamme. Forsøg på at omgive ladningen med vand, imprægnere skallen med den eller placere den i en patron fyldt med vand, var praktisk talt mislykkede. I slutningen af ​​1870'erne og begyndelsen af ​​1880'erne oprettede de europæiske stormagter særlige anti-grizzle-kommissioner, der var engageret i eksperimentel test af forskellige sprængstoffers brændbare egenskaber og certificerede dem til brug i miner med forskellige farer [27] .

Den første termiske teori om frostvæske udviklet på grundlag af eksperimenter med antændelse af metan-luftblandinger af franske forskere, medlemmer af frostvæskekommissionen Francois Ernest Mallard og Henri Louis Le Chatelier , blev en succes . De fandt ud af, at der er en minimumsantændelsestemperatur på blandingen, og tændingsforsinkelsen falder med temperaturen: fra omkring 10 sekunder ved en minimumstemperatur på 650 °C til næsten øjeblikkelig antændelse ved 2200 °C. Heraf blev det konkluderet, at ilddamp ikke ville eksplodere, hvis

  1. temperaturen af ​​gasserne under detonation vil være mindre end 2200 ° C - dette begrænser sammensætningen af ​​eksplosivstoffet;
  2. i processen med udvidelse og afkøling af gasser vil tændingsforsinkelsen for deres aktuelle temperatur konstant overstige den tid, der er forløbet siden detonationsøjeblikket - dette giver den begrænsende ladning, over hvilken en flash er mulig.

Forsøgene bekræftede teoriens hovedbestemmelser, dog blev det besluttet at sænke den maksimale temperatur for gasser efter en eksplosion i en mine i 1888, hvor sprængstoffer med en begrænsende detonationstemperatur på 2200 °C blev brugt - til 1500 °C for kulminer og til 1900 °C for andre [28] .

Et lovende sprængstof med en lav temperatur på de resulterende gasser - kun 1100 ° C - var ammoniumnitrat . Nobels extradynamit, som indeholdt 70-80% salpeter og 30-20% fulminatgelé, blev det første udbredte antigrizzle-sprængstof baseret på det. Derefter blev der udviklet grizutiner, hvori der var 12-30% fulminant gelé, og carbonitter, bestående af 25-30% gelé, samme mængde mel og 25-40% alkalimetal eller bariumnitrat, opfundet af Bichel og Schmuth i 1885 . Siden 1887 har der spredt sig våderdynamitter, som omfattede inerte salte med et højt vandindhold, hvilket sænkede temperaturen på detonationsprodukterne - for første gang blev en sådan sammensætning foreslået af tyskerne Müller og Aufschleger: 48% nitroglycerin, 12% kiselgur og 40 % sodavand eller magnesiumsulfat [29] .

Røgfrit krudt og militær brug af dynamit

I slutningen af ​​1880'erne blev røgfrie drivmidler udviklet på basis af nitroglycerin : ballistit , patenteret af Nobel i 1888, og cordit , patenteret i England af Abel og Dewar , uanset Nobels ballistit i 1889 (Nobel overvejede selv forskellene mellem cordit og ballistit ubetydelig og førte en inkonklusiv retssag i et forsøg på at forsvare sit patent) [30] . I modsætning hertil indeholdt det røgfri pulver Poudre B udviklet tidligere i Frankrig af Paul Viel ikke nitroglycerin og bestod hovedsageligt af nitrocellulose [31] . Selve dynamitten har, på trods af militærforskernes langsigtede indsats og opfindelsen af ​​relativt sikre kamfervarianter, ikke fundet bred anvendelse i militære anliggender på grund af den øgede fare og følsomhed over for kugler, selvom kamferdynamitter blev brugt i den russiske hær og i Første Verdenskrig [32] .

Pneumatisk artilleri , som kortvarigt var i tjeneste med den amerikanske flåde og kystbatterier i slutningen af ​​det 19. århundrede, og også blev testet af forskellige europæiske lande, blev kaldt "dynamitkanoner". Navnet skyldes, at sådanne kanoner også kunne affyre dynamitladninger uden væsentlig risiko for projektil-detonation lige i løbet, da trykket i boringen af ​​artilleribeslaget kunne justeres, så der ikke var et kraftigt indledende skub (som f.eks. fra en krudtladning i det klassiske artilleri), men tværtimod steg accelerationen af ​​projektilet gradvist [33] .

Prøverne, der blev vedtaget til tjenesteaffyrede aflange fjerbeklædte højeksplosive projektiler, der vejer op til flere hundrede kilogram, udstyret med eksplosiv gelé, som tegnede sig for op til 75 % af projektilets vægt, i en afstand af flere kilometer. Dynamitkanoner mistede deres betydning i 1900-tallet, hvor mere stabile sprængstoffer ( melinit , TNT og andre) spredte sig, hvilket gjorde det muligt at udstyre højeksplosive granater af klassisk pulverartilleri, som desuden havde højere begyndelseshastigheder og derfor tillod en større skydeområde [33] .

"Dynamitkrydseren" USS Vesuvius , bygget specielt til at teste pneumatiske kanoner, blev færdiggjort i 1890 og deltog efter eksperimentel affyring i 1891 og 1893 endda i den spansk-amerikanske krig i 1898, hvor han beskyde Santiago om natten . Derefter blev hun dog lagt op og blev i 1904 forvandlet til et eksperimentelt torpedoskib med demontering af alle dynamitkanoner. Et andet skib med en dynamitpistol, den brasilianske hjælpekrydser Niteroi, affyrede kun et enkelt symbolsk skud fra den den 15. marts 1894, den dag oprøret i Rio de Janeiro endelig blev undertrykt [34] .

Kriminel brug af dynamitter

Næsten øjeblikkeligt blev fordelene ved dynamit værdsat af både kriminelle og terrororganisationer. Et forsøg på at sprænge Mosel-pakkebåden i luften til søs for at opnå forsikring af den amerikanske sømand William King-Thomassen, en tidligere eksplosiv sabotør fra den konfødererede hær  , endte i fiasko, da en tønde frosset hjem den 11. december 1875 - lavet dynamit med et urværk eksploderede, mens det blev lastet på et skib, og dræbte omkring 80 mennesker. Mellem marts 1883 og januar 1885 var der 13 dynamiteksplosioner i London organiseret af ekstremistiske tilhængere af irsk selvstyre fra Clan-at-Gail organisationen, herunder en eksplosion i bygningen af ​​Scotland Yard og et forsøg på at underminere London Bridge . Det russiske revolutionære parti " Narodnaya Volya " var aktivt engageret i produktionen af ​​dynamit til udførelse af terrorhandlinger [35] . I Europa blev dynamit brugt til samme formål af radikale anarkister [36] [37] . Som August Spies , redaktør af en anarkistisk avis i Chicago, udtrykte det i 1886, " Et pund dynamit er en skæppe kugler værd " 38] . 

Brugen af ​​dynamitters storhedstid

I 1890'erne ledede Nobel snesevis af virksomheder, der producerede titusindvis af tons dynamit om året. Al formuen tjent hovedsageligt på dynamit og olie, omkring 32 millioner kroner , testamenterede Nobel, som døde i 1896, til at danne en fond, der årligt uddeler Nobelpriser [39] .

I 1910 nåede produktionen af ​​dynamit i verden op på hundredtusindvis af tons om året [40] , alene konstruktionen af ​​Panamakanalen brugte flere millioner tons dynamit [41] . I 1920'erne var antallet af producerede mærker af dynamit i hundredvis [42] , selvom der allerede var en tendens til at erstatte dem med nyere, sikrere og mere omkostningseffektive sprængstoffer [43] .

Til at begynde med var sorter med passive adsorbenter, såsom diatoméjord [44] , mere populære , men i 1920'erne havde de næsten kun historisk interesse og gav plads til forskellige mere kraftfulde formuleringer med nitroglycerin- adsorbenter , der brænder i detonation , såsom organiske harpikser. , salpeter og endda sukker [45] . Dette var en konsekvens af, at nitroglycerin er et eksplosivt stof i overskud af oxygen, det vil sige, at når nitroglycerin detoneres, frigives der ren oxygen, som kan bruges som oxidationsmiddel for adsorbenten og andre tilsætningsstoffer for at forstærke eksplosionen [46] .

Dynamit solnedgang

På trods af konkurrence fra nye forbindelser baseret på salpeter forblev dynamit det vigtigste industrielle sprængstof i mange lande, såsom England og Sverige, indtil midten af ​​det 20. århundrede [47] . I Sydafrika, verdens største producent og forbruger af dynamit i flere årtier, startede i 1940'erne, blev dynamit aktivt brugt i guldminer og forblev det vigtigste sprængstof indtil 1985, hvor AECI under indflydelse af fagforeninger omdannede fabrikker til fremstilling af sprængstoffer baseret på salpeter [48] ​​[49] .

I Rusland begyndte man i anden halvdel af 1870'erne produktionen af ​​semi-plastiske dynamitter, og indtil 1932 blev der fremstillet dynamitter med et nitroesterindhold på 93, 88, 83 og 62%, hvorefter produktionen af ​​de tre første kvaliteter blev indskrænket på grund af deres større fare sammenlignet med med 62 % dynamit. Efter den store patriotiske krig blev produktionen af ​​næppe frysning af 62% dynamit på en blanding af nitroglycerin med nitrodiglycol genoptaget , men i begyndelsen af ​​1960'erne blev den også tvunget ud af industrien, i USSR kun produktionen af ​​pulveriserede sammensætninger med en flydende nitroesterindhold på ca. 15 % (detonitter, carbonitter osv.) [47] . Samtidig klassificerer nogle forfattere sprængstoffer med et lavt indhold af nitroestere som dynamitter [1] , og nogle gør ikke [50] . I begyndelsen af ​​1960'erne blev produktionen af ​​klassisk dynamit i USSR helt stoppet [51] .

I den sidste fjerdedel af det 20. århundrede vandt sikkerhedsdynamitter popularitet i minedrift i USA i nogen tid, hvor en blanding af metrioltrinitrat og diethylenglycoldinitrat blev brugt som en nitroesterblanding , som havde fordel, at disse forbindelser ikke forårsager hovedpine ved kontakt, i modsætning til nitroglycerin [52] . I begyndelsen af ​​det 21. århundrede blev deres produktion indskrænket [52] .

I den samlede omsætning af sprængstoffer i verden fylder dynamit nu maksimalt 2 % [53] .

Dynamitternes rolle i teknologihistorien, deres fordele og ulemper

Dynamitter var de første blandede højsprængstoffer, der blev brugt i vid udstrækning i minedrift, og de spillede en væsentlig rolle i udviklingen af ​​sprængstoffer [47] . Dynamitter overgik det tidligere hovedsprængstof - sortkrudt  - i næsten alle henseender: i styrken af ​​eksplosionen og energikoncentrationen (varmen fra eksplosionen af ​​dynamit er 7100-10 700 MJ / m³ ), ​​i vandmodstand og plasticitet, i sikkerhed ved håndtering. Disse fordele gjorde brugen af ​​dynamit særlig effektiv til en af ​​de vigtigste metoder til sprængning på det tidspunkt - sprænghulsmetoden med manuel fyldning af sprænghuller med patroner [47] . Generelt forenklede introduktionen af ​​dynamit sprængningsteknologien betydeligt, hvilket tillod overgangen fra kammer- og småhulsladninger til borehul [54] .

Ud over fordelene har dynamitter også ulemper. De er meget følsomme over for mekanisk belastning og derfor farlige at håndtere, især frosne og halvtøede dynamitter - hvilket kræver velopvarmede lagre til opbevaring af dynamit [47] : for eksempel dynamitter, der bruger ren nitroglycerin, fryser ved temperaturer på 10-12°C og mister plasticitet [51] , for at sænke frysepunktet tilsættes andre nitroestere også til dynamitter, for eksempel nitroglycol [47] . De negative egenskaber ved gelatine-dynamitter (se Typer og produktion af dynamitter ) er ældning (delvist tab af detonation under opbevaring, dog meget mindre udtalt end andre dynamitter) og frysning ved temperaturer under -20 °C [55] . En almindelig fare på grund af mekanisk følsomhed var muligheden for detonering af patronrester i hulskålene under den efterfølgende boring af bundhuller [47] . En anden historisk ulempe ved dynamitter var udsivningen af ​​nitroglycerin - at tabe det på overfladen af ​​dynamit, "svedende" nitroglycerin - som ved kontakt forårsager langvarig hovedpine og også er mere eksplosiv end dynamit selv (lignende problemer fandtes i klapperslangegelé ) [56] .

Med hensyn til økonomisk effektivitet i produktionen er dynamitter væsentligt ringere end mere moderne industrielle sprængstoffer baseret på ammoniumnitrat . En anden faktor, der hindrer deres anvendelse, er deres dårlige egnethed på grund af deres høje følsomhed og frigivelsesform (patroner med en diameter på 20-40 mm ) til brug i automatiske systemer til lastning af sprængstoffer i huller, selvom lignende forsøg baseret på pneumatiske systemer blev udført i Sverige [47] .

Typer og produktion af dynamitter

Generel oversigt

Karakteristika for sovjetisk dynamit 62% [57]
Sammensætning [58]
nitroblanding [*1] 62 %
colloxylin 3,5 %
natriumnitrat 32 %
træmel 2,5 %
Ejendom Betyder
Stødfølsomhed med 2 kg belastning 25 cm
Flammepunkt 205°C
Detonationshastighed 6000 m/s
Eksplosionens varme 1210 kcal/kg
Temperaturen af ​​eksplosionsprodukterne 4040°C
Mængde af eksplosionsprodukter 630 l/kg
Brisance ifølge Hess 16 mm
Arbejdskapacitet ifølge Trauzl 350 cm³
eksplosionseffektivitet 76 % [59]
TNT tilsvarende 1.2 [59]
  1. ↑ Blanding af nitroglycerin med diethylenglycoldinitrat

Dynamitternes hovedeksplosive komponent er nitroglycerin, hvortil nitroglycol eller diethylenglycoldinitrat tilsættes for at sænke størkningstemperaturen (den resulterende blanding kaldes ofte en nitroblanding). I henhold til sammensætningen af ​​yderligere ingredienser opdeles dynamitter i blandede og gelatine-dynamitter, og efter andelen af ​​nitroglycerin i høje og lave procenter [55] . Størstedelen af ​​anvendelsen faldt historisk på dynamitter med 40-60% nitroglycerinindhold, herunder  62% dynamit i USSR [51] .

Sammensætningen af ​​blandede dynamitter omfatter udover nitrosblandingen en pulveriseret porøs absorber. Især gurdynamit (høj procent blandet dynamit) er 75 % nitroglycerin og 25 % diatoméjord , der danner en sprød våd masse, der ligner sort jord (kiselgur blev også brugt som absorbent i Nobels patenterede dynamit [60] , en anden tidlig absorber var magnesium carbonat [51] ). I lavprocent blandede dynamitter med en eksplosionsvarme på 1200-1400 kcal/kg ( detonitter ), kan diethylenglycoldinitrat, aluminiumpulver eller ammoniumnitrat bruges som absorber . Gelatine-dynamitter er baseret på gelatinerede nitroestere opnået ved at tilsætte op til 10% colloxylin til basisstoffet . Blandt gelatine-dynamitterne skiller den såkaldte eksplosive gelé sig ud  - nitroglycerin med tilsætning af 7-10% colloxylin, som giver eksplosionsvarmen 1550 kcal/kg og har en detonationshastighed på 8 km/s . Ud over nitroether og colloxylin kan sammensætningen af ​​gelatine-dynamitt omfatte natrium- og kaliumnitrat [55] , brændbare tilsætningsstoffer (træmel) og stabilisatorer (sodavand) [51] .

Historiske varianter af dynamitter og deres egenskaber

Sammensætningen af ​​dynamit varierede meget afhængigt af deres formål. Så dynamitter beregnet til brug i kulminer , hvor antændelse og detonation af kulstøv eller metan frigivet fra sømme er mulig , indeholder en lille mængde nitroglycerin (10-40%), ofte blandet med ammoniumnitrat (20-80% - hvis tilgængelige), og forskellige tilsætningsstoffer, der reducerer temperaturen af ​​de resulterende gasser. Sådanne dynamitter blev produceret under mærkerne grisutiner, grisutiter, carbonitter og kaldes generelt antigrisut eller sikkerhed [61] . Eksplosive geléer , indeholdende omkring 90% nitroglycerin, 7-12% kolloid pyroxylin, og nogle gange flere procent af forskellige tilsætningsstoffer, blev brugt til sprængning i især tyktflydende og hårde bjergarter [62] og nært beslægtede gelatine- eller gelatine-dynamitter med betydelige tilsætninger af salpeter og mindre eksplosiv kraft - til blødere sten og behov for at få store fragmenter [20] [63] . De såkaldte militærdynamitter, især modstandsdygtige over for mekaniske påvirkninger - op til fravær af detonation, når de rammes af kugler, blev lavet af fulminerende gelé med tilsætning af flere procent vaseline og kamfer [64] . Økonomiske dynamitter lignede i sammensætning til gelatinøse, men var beregnet til overfladeblæsning, såsom oprivning af stubbe , og omfattede ofte salpeter, svovl og træmel [65] . Hårdfrysende dynamitter var i særlig efterspørgsel i de skandinaviske lande og omfattede en række tilsætningsstoffer, der sænker frysepunktet for nitroglycerin [66] .

I lang tid var standarden, som alle typer dynamit blev sammenlignet med, "gur-dynamit nr. 1" eller blot "dynamit nr. 1", bestående af 75% nitroglycerin, 24,5% diatoméjord og 0,5% sodavand [67] . Denne dynamit havde en densitet på 1,67 g/cm³ og var en plastisk masse, fedtet at røre ved, hvis farve varierede omkring brun med en blanding af rødt på grund af brugen af ​​forskellige kvaliteter af diatoméjord [68] . Gur-dynamit var ikke hygroskopisk, men når det kom i kontakt med vand, fortrængte det langsomt nitroglycerin fra porerne i kiselgur, så det måtte opbevares i tørre rum [69] . Ved eksplosion dannede det ikke giftige gasser, men efterlod faste rester af fyldstoffet [70] , og ved direkte kontakt forårsagede det hovedpine, som nitroglycerin [71] .

Eksplosiv gelé lavet af nitroglycerin og kollodium er et gelatinøst gennemsigtigt let gulligt stof, der ligner tæt ferskengelé i konsistensen [19] . En typisk sammensætning af geleret dynamit, meget brugt i industrien, var: 62,5% nitroglycerin, 2,5% kolloid bomuld, 8% træmel og 27% natriumnitrat [32] .

Densiteten af ​​gur-dynamit er 1400-1500 kg/m³ [72] . Antændelsestemperaturen for geléfulminat og dynamit indeholdende 75 % nitroglycerin er 180-200°C [73] . Mængden af ​​frigjorte gasser pr. 1 kg stof er 0,71 m³ for fulminerende gelé (91,5% nitroglycerin og 8,5% kolloid pyroxylin), for gurdynamit med 75% nitroglycerin - 0,63 m³ [74] , eksplosionsvarmen 1530 - konstant volumen - og 1150 cal/kg [75] , temperatur af detonationsprodukter - 3200-3550 og 3000-3150 °C [76] , detonationshastighed - 7700 og 6820 m/s, tryk udviklet af gasser - 1,75 og 1,25 GPa [77 ] henholdsvis. Detonation af dynamitter forekommer ikke, selv når de falder fra en højde på omkring 10 meter, men de er meget følsomme over for stød med metalgenstande [78] .

Moderne dynamitter

Moderne industrielle dynamitter fremstilles i form af patroner med en diameter på 32 mm, der vejer 150 g og 200 g, fyldt med et plastisk eller pulveriseret olieagtigt sprængstof. Garantiperiode for opbevaring - 6 måneder. De er opdelt i to grupper [1] :

  1. Høj procentdel - med et nitroesterindhold på mere end 35% er der tale om almindelige (plastik) og hårdfrysende dynamitter.
  2. Lav procentdel - med et indhold af nitroestere på op til 15% er disse detonitter , koalitter og vinder . Uglenits og Pobedity er sikkerhedsdynamitter fremstillet af nitroglycerin, et oxidationsmiddel og en flammehæmmer (russiske koalitter E-6 og nr. 5, VP-4 vinder) [1] . Nogle forfattere klassificerer ikke disse sprængstoffer som dynamitter [50] .

Frysepunktet for almindelig dynamit er +8 ° C, hårdfrysning - -20 ° C. Dynamitter er meget følsomme og farlige at håndtere, især frosne - i denne form kan de ikke udsættes for mekanisk belastning: skære, knække, kaste og så videre. Inden brug optøs frosne dynamitter [1] .

Dyno Nobel ( Carthage , Missouri ) er den eneste virksomhed, der fremstiller dynamit i USA . Den samlede produktion af dynamit i USA i 2006 var cirka 14.000 tons [52] . Derudover er den såkaldte "militære dynamit" i tjeneste hos den amerikanske hær, som dog ikke indeholder nitroestere, og består af 75 % hexogen , 15 % TNT og 10 % desensibilisatorer og blødgørere [53] .

Vægtsammensætning (i %) af typiske amerikansk-producerede dynamitter [52]
Komponent Dynamit 60% ekstra dynamit Eksplosiv gelé 60% ekstra gelatine Økonomisk dynamit
Nitroblanding [** 1] 40,0 15.8 91,0 26,0 9.5
Nitrocellulose 0,1 0,1 6,0 0,4 0,1
ammoniumnitrat 30,0 63,1 — 39,0 72,2
natriumnitrat 18.9 11.9 — 27,5 —
træmel 8,0 3.4 0,5 2.0 2.4
Balsa 2.0 — — — —
Stivelse eller mel — 3.9 1.5 3.8 4.0
Guargummi — 1.3 — — 1.3
Phenol mikrosfærer — — — 0,3 —
Natriumchlorid — — — — 10,0
Talkum 1.0 0,5 1.0 1.0 0,5
  1. ↑ Nitroblandingen, der siden midten af ​​1920'erne er brugt til at øge frostbestandigheden af ​​dynamitter i USA, har typisk bestået af dinitroglycol og nitroglycerin i forholdet 83 til 17

Fremstilling af dynamit

Produktionsprocessen af ​​dynamit er ledsaget af alle de forholdsregler, der anvendes ved fremstilling af sprængstoffer: produktionen er strengt reguleret for at forhindre utilsigtet detonation; udstyret er specielt designet til at minimere ydre påvirkninger på de komponenter, der blandes, såsom brand, varme eller stød; bygninger og varehuse er specielt styrket, sprængsikre tage er opført i dem, og der skabes streng adgangskontrol; bygninger og varehuse er spredt over fabrikkens territorium og udstyret med specielle varme-, ventilations- og elektriske systemer; alle stadier af processer overvåges konstant af automatiske systemer og arbejdere; ansatte modtager særlig uddannelse, herunder medicinsk træning, til at yde førstehjælp til ofre for eksplosionen, og deres helbred er underlagt øget overvågning [79] .

Udgangsmaterialerne er en nitroblanding (nitroglycerin med ethylenglycoldinitrat, som sænker dets frysepunkt), et absorberende middel og et antacida . Først tilsættes salpeterblandingen gradvist til en mekanisk blander, hvor den optages af en adsorbent, nu typisk organisk materiale som træ- eller hvedemel, savsmuld og lignende, med eventuel tilsætning af natrium- og/eller ammoniumnitrat, som forbedrer dynamits eksplosive egenskaber. Derefter tilsættes omkring 1 % af et antacidum, typisk calciumcarbonat eller zinkoxid, for fuldstændigt at neutralisere adsorbentens mulige surhedsgrad – i et surt miljø har nitroglycerin en tendens til at nedbrydes. Efter blanding er blandingen klar til emballering [55] [79] .

Dynamitter sættes normalt i papirhylstre på 2-3 cm i diameter og 10-20 cm lange, som er forseglet med paraffin - det beskytter dynamitten mod fugt og forstærker som kulbrinte eksplosionen. Der produceres også mange andre former for dynamit, lige fra små nedrivningspatroner til store ladninger op til 25 cm i diameter, op til 75 cm lange og veje op til 23 kg, brugt til minedrift i åbne brud. Nogle gange bruges pulveriserede dynamitter, og gelerede dynamitter er tilgængelige til undervandsarbejde [55] [79] .

Noter

  1. ↑ 1 2 3 4 5 Dick V. N. 3.5.2 Dynamitter // Sprængstoffer, krudt og ammunition af indenlandsk produktion. Del 1. Referencematerialer: Håndbog. - Minsk: Okhotkontrakt, 2009. - S. 24. - 280 s. — ISBN 978-985-6911-02-9 .
  2. ↑ Dynamit  . _ — artikel fra Encyclopædia Britannica Online . Hentet: 10. december 2015.
  3. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 16-18.
  4. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. atten.
  5. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 81.
  6. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 82.
  7. ↑ 1 2 Krasnogorov, 1977 , s. 85.
  8. ↑ 1 2 Sukharevsky, 1923 , s. 18-19.
  9. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 84-85.
  10. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 86.
  11. ↑ Alfred Nobel (utilgængeligt link) . Hentet 14. august 2015. Arkiveret fra originalen 4. marts 2016. 
  12. ↑ 1867 - Alfred Nobel demonstrerede første gang dynamit Arkiveret 26. marts 2015 på Wayback Machine
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sukharevsky, 1923 , s. 19.
  14. ↑ 1 2 Geiman, 1978 , s. 26.
  15. ↑ 1 2 3 4 Krasnogorov, 1977 , s. 87.
  16. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 651.
  17. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 85-86.
  18. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 88.
  19. ↑ 1 2 3 4 5 Krasnogorov, 1977 , s. 92.
  20. ↑ 1 2 3 Sukharevsky, 1923 , s. 682.
  21. ↑ Krasnogorov, 1977 , s. 110.
  22. ↑ Gaiman, 1978 , s. 110.
  23. ↑ Naum, 1934 , s. fjorten.
  24. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 684-685.
  25. ↑ Gaiman, 1978 , s. 26-27.
  26. ↑ Gaiman, 1978 , s. 27-28, 35.
  27. ↑ Gaiman, 1978 , s. 28.
  28. ↑ Gaiman, 1978 , s. 28-29.
  29. ↑ Gaiman, 1978 , s. 30-31.
  30. ↑ Naum, 1934 , s. 16-17.
  31. ↑ Richard E. Rice. Røgfrit pulver: Videnskabelige og institutionelle sammenhænge i slutningen af ​​det nittende århundrede  // Gunpowder, Explosives and the State: A Technological History / Brenda J. Buchanan (Red.). - Ashgate, 2006. - S. 356-357. — ISBN 0-7546-5259-9 .
  32. ↑ 1 2 Naum, 1934 , s. femten.
  33. ↑ 1 2 Dynamitpistoler  // Militær encyklopædi  : [i 18 bind] / udg. V. F. Novitsky  ... [ og andre ]. - Sankt Petersborg.  ; [ M. ] : Type. t-va I. D. Sytin , 1911-1915.
  34. ↑ Dynamitvåbens skæbne // Udstyr og våben. - 2003. - Nr. 4, 5, 8, 10 .
  35. ↑ Narodnaya Volya | Security Encyclopedia. Hentet 14. maj 2013. Arkiveret fra originalen 19. august 2012.
  36. ↑ Torvalds, Jürgen. Del I. Det uudslettelige segl, eller særheder ved identifikation. Kapitel 7. 1892 parisiske anarkister. Bertillon identificerer Ravachol. På tærsklen til verdens herlighed. // The Age of Forensics  (engelsk) . - Prospekt Publishing House, 2015. - ISBN 9785392171071 .
  37. ↑ For jihadist , læs anarkist  . The Economist (18. august 2005). Hentet 11. december 2015. Arkiveret fra originalen 11. oktober 2015.
  38. ↑ Matheson R. 5 Dynamitards // Death, Dynamite and Disaster: A Grisly British Railway History  . - History Press Limited, 2014. - ISBN 9780750957014 .
  39. ↑ K. N. Zelenin, A. D. Nozdrachev, E. L. Polyakov. Nobels sprængstof // Nature. - 2002. - Nr. 9.
  40. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 740-741.
  41. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 662-663.
  42. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. tyve.
  43. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 740.
  44. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 647-655.
  45. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 655-681.
  46. ↑ Nitroglycerin. Historie om opdagelse og anvendelse. Dynamite Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine // Chemistry and Chemists nr. 6, 2011.
  47. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Dubnov L. V., Bakharevich N. S., Romanov A. I. 1.3 Kort historie om udviklingen af ​​industrielle sprængstoffer // Industrielle sprængstoffer. — 3. Oplag, revideret og forstørret. - M .  : Nedra, 1988. - S. 14-15. — ISBN 5-247-00285-7 .
  48. ↑ AECI: Sydafrika - Den kemiske industris historie . Dato for adgang: 11. december 2015. Arkiveret fra originalen 23. juli 2013.
  49. ↑ Historiske højdepunkter 1980'erne . Web.archive.org (30. juni 2006). Hentet 9. juni 2012. Arkiveret fra originalen 30. juni 2006.
  50. ↑ 1 2 Svetlov B. Ya., Yaremenko N. E. Kapitel XVIII. Nitroglycerinsprængstoffer // Industrielle sprængstoffers teori og egenskaber. - 3. udg., Rev. og yderligere - M . : Nedra, 1973. - S. 180.
  51. ↑ 1 2 3 4 5 N. S. Bakharevich, L. V. Dubnov. Dynamites // Mining Encyclopedia / Ed. E. A. Kozlovsky. - M . : Sovjetisk encyklopædi.
  52. ↑ 1 2 3 4 Hopler Robert B. Sprængstoffers og drivmidlers historie, udvikling og karakteristika. 1.4.2 Dynamit  //  Retsmedicinsk undersøgelse af eksplosioner, anden udgave / Ed. af Beveridge A. - Taylor & Francis, 2011. - S. 8-11. — ISBN 9781420087253 .
  53. ↑ 1 2 Yuri Veremeev. Taming the Devil: Recalcitrant Substance // Popular Mechanics. - 2006. - nr. 48 (oktober).  — Arkiveret fra originalen den 30. maj 2015.
  54. ↑ Gaiman, 1978 , s. 110-111.
  55. ↑ 1 2 3 4 5 Dynamites / B. N. Kondrikov. // Great Soviet Encyclopedia  : [i 30 bind]  / kap. udg. A. M. Prokhorov . - 3. udg. - M .  : Sovjetisk encyklopædi, 1969-1978.
  56. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 686.
  57. ↑ Epov B. A. Fundamentals of explosive business (manual). - M .  : Military Publishing House , 1974. - S. 23, 29.
  58. ↑ Dynamites  / G. D. Kozak // Greater Kaukasus - Store Kanal. - M .  : Great Russian Encyclopedia, 2006. - ( Great Russian Encyclopedia  : [i 35 bind]  / chefredaktør Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 4). — ISBN 5-85270-333-8 .
  59. ↑ 1 2 Danilenko V.V. Eksplosion: fysik, teknik, teknologi. - M.  : Energoatomizdat, 2010. - S. 438. - 784 s. - ISBN 978-5-283-00857-8 .
  60. ↑ A. Azimov . Kort historie om kemi. Udviklingen af ​​ideer og begreber i kemi . - M .  : Mir, 1983. - S. 132.
  61. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 701-721.
  62. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 682-685.
  63. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 687-692.
  64. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 685-687.
  65. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 692-693.
  66. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 695-700.
  67. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 647.
  68. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 648.
  69. ↑ Naum, 1934 , s. 233-234.
  70. ↑ Naum, 1934 , s. 238.
  71. ↑ Naum, 1934 , s. 234.
  72. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 72.
  73. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 82.
  74. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 102.
  75. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 117.
  76. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 123-124.
  77. ↑ Sukharevsky, 1923 , s. 133.
  78. ↑ Naum, 1934 , s. 236.
  79. ↑ 1 2 3 Douglas E. Betts. Dynamit  (engelsk) . Sådan fremstilles produkter. Vol. 2 . Dato for adgang: 30. december 2015. Arkiveret fra originalen den 7. oktober 2015.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger