3.2.3. Метательные вв

Дымные пороха (или черные) ‑ механическая смесь селитры, угля и серы. Селитра служит окислителем, выделяющим кислород, уголь - горючим элементом, а сера играет роль цементатора, связывающего селитру с углем. Кроме того, сера горюча и способствует воспламенению пороха. Примерный состав дымного пороха: 75% калиевой селитры, 15% угля и 10% серы.

Дымный порох представляет собой полированные зерна серовато-черного цвета. Он гигроскопичен и легко впитывает влагу. Содержание влаги в порохе не должно превышать 1%.

От искры и пламени дымный порох легко воспламеняется. На воспламеняемость существенное влияние оказывает содержание влаги. Если содержание влаги превышает 2%, порох трудно воспламеняется, если влажность достигает 15%, он по воспламеняется. Дымный порох чувствителен к удару и трению. Падение груза массой 10 кг с высоты 45 см на заряд пороха дает 100% взрывов. Небольшие количества пороха при зажигании вспыхивают, а большие дают взрыв. Дымные пороха применяют при изготовлении огнепроводного шнура, воспламенителей, в зарядах аппаратуры для прострелочно-взрывных работ и в качестве зарядов взрывных пакеров.

Температура вспышки дымного пороха около 300°С. Он легко воспламеняется под действием пламени или искры. При этом по массе пороха протекает взрывное горение со скоростью 400 м/сек.

Некоторые сорта из числа перечисленных дымных порохов употребляются: шнуровой - для снаряжения сердцевины огнепроводного шнура, минный - для взрывных работ.

Бездымные пороха. Основой бездымных порохов является нитроцеллюлоза (нитроклетчатка). При их изготовлении нитроклетчатку обрабатывают растворителем, в результате чего образуется коллоидная тестообразная масса, которую прессуют, придавая пороху ту или иную форму.

В зависимости от применяемого растворителя бездымные пороха делятся на три основные группы.

Пироксилиновые пороха. Изготовляются на летучем растворителе - спиртово-эфирных смесях. Основой служит нитроцеллюлоза с высоким содержанием азота, называемая пироксилином.

Нитроглицериновые баллиститы. Изготовляются на слаболетучих растворителях, главным образом на нитроглицерине. Основа - нитроцеллюлоза с низким содержанием азота - коллоксилин.

Нитроглицериновые кордиты. Изготовляются на смешанных растворителях - нитроглицерине с добавками ацетона или спирто-эфирной смеси. Основой служит пироксилин.

Бездымные пороха химически менее стойки, чем бризантные ВВ. Повышение температуры и влажности среды при хранении порохов значительно ускоряет их разложение и вызывает изменение баллистических свойств. В связи с этим пороха нужно хранить в герметической укупорке, в закрытых от солнца и хорошо вентилируемых помещениях. Признаками сильного разложения пороха являются запах окислов азота и появление на поверхности пороховых зерен пятен, вздутий, углублений и трещин. Пороха, химическая стойкость которых становится ниже определенного предела, необходимо уничтожать. При некоторых условиях происходит эксудирование («выпотевание») нитроглицерина на поверхность зерен нитроглицеринового пороха, который становится очень опасным.

В геофизике нитроцеллюлозные пороха используют по прямому назначению - как метательные ВВ в прострелочной аппаратуре.

Следует отметить, что за рубежом (США) в качестве бризантного ВВ часто применяются динамиты.

Динамиты. Желатинообразные бризантные ВВ с высоким содержанием нитроглицерина и других жидких нитроэфиров в смеси с окислителями и горючим. Преимущества динамитов ‑ водоустойчивость, а также высокая мощность. К недостаткам относятся: повышенная чувствительность, эксудация - способность выделять жидкий нитроглицерин, при этом они становятся чрезвычайно опасными (подлежат немедленному уничтожению). Динамиты со временем стареют, т. е. теряют чувствительность к детонации. За рубежом динамиты с разным содержанием нитроглицерина применяют для сейсморазведочных работ. Наша промышленность выпускает 62%-ный динамит с температурой замерзания -19°С.

Существуют также жидкие и газовые взрывчатые смеси.

Жидкие взрывчатые смеси (ЖВС). Они могут быть созданы на разных жидких окислителях, например, на четырехокиси азота (N₂О₄), концентрированной (безводной) азотной кислоте (HN0₃) и т.д. В качестве горючего компонента могут служить соляровое масло, толуол, нитробензол и другие жидкие органические вещества. Жидкие взрывчатые смеси обладают рядом достоинств, отличаются высокой мощностью взрыва (теплота взрывчатого превращения в 1,4 - 1,7 раза выше, чем у тротила). Критические диаметры детонации ЖВС очень малы -менее 1 мм, что открывает ряд заманчивых перспектив для новых технологических приемов их применения. Технология их изготовления проста (смешение), многие из них дешевы. Основным недостатком ЖВС является высокая чувствительность к механическим воздействиям, затрудняющая их применение. Кроме того, смеси малоустойчивы.

Газовые взрывчатые смеси (ГВС). Эти смеси содержат горючие газы и кислород. Как уже было отмечено, горение и взрыв в таких смесях способны распространяться не при любом соотношении компонентов, а лишь в определенных пределах состава, называемых концентрационными пределами.

Наибольший интерес представляют смеси кислорода с пропаном или бутаном либо их смесью. Эти газы широко используются в народном хозяйстве, дешевы, их хранение и перевозка не сложны.

Смеси водород - кислород (гремучий газ) имеют очень небольшую плотность, которая для стехиометрического состава равна 0,5 г/л. Хотя энергия единицы массы такой смеси больше, чем у смеси пропан - кислород, энергия единицы ее объема меньше и составляет 2 ккал/л. Скорость детонации смеси водород - кислород стехиометрического состава 2,8 км/с. Концентрационные пределы детонации: нижний - 15% водорода, верхний - 90%. Оба компонента смеси: водород и кислород могут быть получены непосредственно электролизом воды. Применение такой смеси перспективно при морской сейсморазведке и при взрывах в скважинах, заполненных водой.