Dynamiitti ( toisesta kreikasta δύναμις "lujuus") on räjähdysaineseos , joka perustuu nitroglyseriiniin , jossa on absorboijaa ja muita lisäaineita [1] . Nitroglyseriini puhtaassa muodossaan on erittäin vaarallinen ja hankala käyttää. Siksi tämän voimakkaan räjähdysaineen laajaa käyttöä varten löydettiin kiinteitä absorbentteja, joiden kyllästäminen nitroglyseriinillä teki siitä suhteellisen turvallisen varastoinnin ja käytön. Imuaineen lisäksi dynamiitti voi sisältää muita aineita. Koko massa puristetaan yleensä lieriömäiseksi ja laitetaan paperi- tai muovikasettipakkaukseen. Panoksen heikentäminen tapahtuu sytytinkapselilla .
Alfred Nobel patentoi dynamiitin 25. marraskuuta 1867 [2] , ja sitä käytettiin kaivostoiminnan pääräjähteenä 1900-luvun puoliväliin asti, jolloin se väistyi turvallisemmille ja halvemmille yhdisteille.
Nitroglyseriinin löysi vuonna 1846 italialainen kemisti Ascanio Sobrero ja julkaisi löytönsä seuraavana vuonna. Aine osoittautui vahvaksi räjähteeksi, mutta erittäin vaaralliseksi käsitellä. Sen tuotantoa varten rakennettiin useita tehtaita, myös Venäjälle. Venäläinen kemisti Nikolai Zinin ja hänen avustajansa Vasili Petruševski tutkivat nitroglyseriiniä ja etsivät turvallisia tapoja käyttää sitä. Heidän oppilaansa oli nuori Alfred Nobel [3] .
Vuodesta 1859 lähtien Alfred Nobel, hänen isänsä ja nuorempi veljensä kokeilivat räjähtävää nestemäistä nitroglyseriiniä Ruotsissa yrittäen löytää parhaita tapoja tuottaa sitä ja käyttää sitä teollisuudessa. Vuonna 1863 he havaitsivat erityisesti, että nitroglyseriinin räjähdys voi johtua elohopeafulminaatin räjähdyksestä , mikä yksinkertaisti sen käytännön käyttöä [4] ja johti Nobelin keksimään parannetun sytytinkannen , joka on edelleen käytössä. - Joidenkin kirjoittajien arvion mukaan tämä kehitys on jopa korkeampi kuin dynamiitin keksintö [5] . Alfred Nobel keksi myös menetelmän nitroglyseriinin teolliseen jatkuvaan tuotantoon injektorissa, jossa sekoitetaan glyserolia ja typpihappoa [6] .
Laajalle levinneen legendan mukaan dynamiitin keksiminen sai alkunsa vahingossa sattuneesta löydöstä vuonna 1866: pullot, joissa nitroglyseriiniä oli tarkoitettu kuljetettaviksi, asetettiin piipitoiseen maahan ( kieselguhr ), ja yksi pulloista vuoti, osa nitroglyseriiniä vuoti ulos ja imeytyi piipitoiseen maahan. Nobel väitti kiinnittäneen huomion siihen, että syntyvä nitroglyseriinillä kostutettu piimaa ei vapauta nestettä edes voimakkaassa paineessa, ja kun räjähtävää elohopeaa räjäytetään kapselilla, se räjähtää vain hieman vähemmän kuin puhdas nitroglyseriini imeytyneenä määränä. piipitoisella maalla [7] [8] .
Itse asiassa Nobel aloitti nitroglyseriinin käytön yksinkertaistamiseksi laajamittaisen tutkimuksen nitroglyseriiniä absorboivista materiaaleista vuonna 1864 testaten peräkkäin paperia, ruutia, sahanpurua, puuvillaa, hiiltä, kipsiä, tiilipölyä ja muita materiaaleja. Vuoden loppuun mennessä todettiin, että piimaa antaa parhaat tulokset, joihin Nobel asettui. Koko vuosi 1865 käytettiin räjähteiden koostumuksen ja valmistustavan hiomiseen, ja vuonna 1866 dynamiitti esiteltiin yleisölle. Nobel itse kiisti legendan [9] :
En todellakaan ole koskaan huomannut nitroglyseriinin vahingossa vuotaneen piimaan pakkauksiin niin paljon, että ne muodostaisivat muovia tai jopa märkää materiaalia, ja ajatuksen tällaisesta onnettomuudesta on täytynyt keksiä ne, jotka pitävät olettamuksista todellisuutta. Se, mikä todella kiinnitti huomioni piimaan käyttöön dynamiitin valmistuksessa, oli sen liiallinen keveys kuivana, mikä tietysti todistaa sen suuresta huokoisuudesta. Siksi dynamiittia ei syntynyt sattumalta, vaan koska näin nestemäisten räjähteiden haitat alusta alkaen ja etsin tapoja torjua niitä.
- [7]Tämä Nobelin kehitys osoittautui erittäin tärkeäksi: se mahdollisti nestemäisen nitroglyseriinin käytön kokonaan luopumisen. Tämä räjähdysaine on jauhemaiseen imeytysaineeseen liotettuna paljon turvallisempi käsitellä [8] . Aikalaiset arvostivat keksintöä välittömästi: jo vuonna 1868 Alfred Nobel ja hänen isänsä saivat Ruotsin tiedeakatemian kultamitalin "ansioista nitroglyseriinin käytössä räjähteenä" [10] .
Nitroglyseriinillä kyllästettyjä imukykyisiä aineita kutsuttiin "dynamiiteiksi", ja vuonna 1867 A. Nobel haki patentin niin kutsutun "kieselguhr-dynamiitin" tai toisin sanoen "gur-dynamiitin" valmistukseen, joka sisälsi alkaen 30 70 % nitroglyseriiniä [11] [12] [13] .
vuosi | Tuotantomäärä , t |
---|---|
1867 | 11 [15] |
1868 | kaksikymmentä |
1869 | 156 |
1870 | 370 |
1871 | 848 |
1872 | 1570 |
1873 | 4100 |
1874 | 6240 |
1875 | 8000 |
Vuonna 1867 A. Nobel ehdotti dynamiittia tykistön ammusten varustamiseen, mutta tätä ehdotusta testaamaan nimetty erityinen komissio tuli siihen tulokseen, että dynamiitti ei sovellu tähän tarkoitukseen, koska se ei tarjonnut riittävää turvallisuutta [13] .
Vuonna 1868 eversti Petruševski ehdotti jauhemaista magnesiumdynamiittiaan, joka koostui 75 % nitroglyseriinistä ja 25 % magnesiumkarbonaatista imuaineena (ns. "Petrushevskyn venäläinen dynamiitti"). Samana vuonna valmistettiin 18 kiloa tällaista dynamiittia Kronstadtissa , mikä antoi hyviä tuloksia testauksen aikana [13] . Tätä dynamiittia käytettiin aikoinaan Yhdysvalloissa nimellä Magnesia-jauhe [16] .
Yksityisessä teollisuudessa Nobel esitteli dynamiitit vuonna 1869, ja jo vuonna 1871 Venäjällä niitä käytettiin sinkkimalmien ja hiilen louhinnassa [13] .
Jos vuonna 1867 ainoa dynamiittia valmistava Nobel-tehdas tuotti sitä vain 11 tonnia, niin seitsemän vuotta myöhemmin yli tusina Nobel-tehdasta tuotti tuhansia tonneja dynamiittia vuodessa pääasiassa kaivosteollisuuden tarpeisiin [15] . Dynamiitin käyttöönotossa käytäntöön nousi usein uteliaisuutta, sillä sarja tunnettuja nitroglyseriiniräjähdyksiä 1860-luvun alussa ja puolivälissä johti jotkin maat kieltämään nitroglyseriiniä sisältävien materiaalien tuotannon ja kuljetuksen. Tällaisissa maissa dynamiittia lähetettiin kaivoksille usein posliinin tai lasin varjolla [17] , ja Isossa-Britanniassa, jossa tällainen kielto oli voimassa vuosina 1869-1893, Nobelin täytyi kiertää se rakentamalla suuri dynamiitti. tehdas Glasgow'ssa - Skotlannin lainkäyttövallan alaisuudessa ja joka toimittaa dynamiittia ei rautateitse, vaan hevosvetoisina [18] .
Ranskalais -preussilaisen kampanjan aikana vuosina 1870-1871 saksalaiset käyttivät dualiinia varustaakseen vedenalaisia miinoja , jotka sisälsivät 50 % nitroglyseriiniä, 30 % nitrattua puuta ja 20 % kaliumnitraattia , ja saksalaiset insinöörijoukot käyttivät ns. litofractoria. kumoukselliset patruunat - erityinen dynamiittityyppi, joka sisältää 52-70% nitroglyseriiniä, 30-25% piimaaa ja pienen määrän hiiltä, salpeteria ja rikkiä [13] .
Saksalaisten menestys dynamiitin käytössä linnoitusten ja siltojen räjäyttämisessä sai ranskalaiset ryhtymään käyttämään sitä, mitä oli aiemmin vastustanut ruudin ja salpeterin valtionhallinto, jolla oli monopoli räjähteiden valmistuksessa Ranskassa. 15] . Tämän seurauksena samassa sodassa dynamiitit omaksuivat myös ranskalaiset joukot, ja vuosina 1870-1871 Ranskaan rakennettiin kaksi valtion ja yksi yksityinen dynamiittitehdasta [13] , jotka kuitenkin suljettiin jälleen vuoteen 1875 [15 ]. ] . Vuonna 1871 dynamiitit ilmestyivät Itävallan insinöörijoukkoon [13] .
Tuotannon laajentamiseen liittyi räjähdyksiä tehtaissa: esimerkiksi vuonna 1870 Saksassa tapahtui 6 räjähdystä, 14. tammikuuta 1871 Prahassa räjähdyksessä kuoli 10 ihmistä ja 8. huhtikuuta 1872 dynamiittitehdas Altissa . -Berow ( Slesia ) räjähti [14] .
Vuosina 1875-1879 Venäjällä suoritettiin kokeita itävaltalaisen kemistin I. Trauzlin "selluloosadynamiitilla" . Kokeet suoritettiin Ust-Izhorassa ja Varsovassa . Tämä dynamiitti sisälsi 70 % nitroglyseriiniä ja absorboijaa, joka koostui 29,5 % puupaperimassasta ja 0,5 % soodasta [13] .
Vuonna 1876 Venäjän ratsuväelle ja insinöörijoukoille toimitettiin "selluloosa-dynamiitti" patruunat. Ratsuväen patruunat suljettiin sylinterimäiseen pahviholkkiin , lakattiin ulkopuolelta ja vuorattiin sisältä lyijypaperilla. Tämä dynamiittiluokka oli käytössä sodan aikana 1877-1878, ja sitä käytettiin laajalti rautateiden tuhoamiseen ja vuoristoteiden kehittämiseen Euroopan operaatioteatterissa sekä Mustallemerelle ja Tonavalle sijoitettujen vedenalaisten miinojen varustamiseen. Sodan päätyttyä noin 90 kiloa tätä dynamiittia käytettiin Vidinin linnoituksen likvidaatiossa . Kun dynamiittia lähetettiin takaisin Venäjälle, 212 puntaa sen jäänteitä räjähti Fratestin asemalla tuntemattomasta syystä [13] .
Vuonna 1875 A. Nobel yrittää parantaa dynamiittia palasi kokeisiin pyroksyliinin kanssa imukykyisenä aineena ja leikattuaan sormensa kiinnitti huomion siihen tosiasiaan, että kollodium , haavojen sulkemiseen käytetyn pyroksyliinin lähisukulainen , muodostaa hyytelömäistä seokset monien orgaanisten liuottimien kanssa [19] . Nobel ryntäsi laboratorioon ja, joka varmuuden vuoksi oli kirjoittanut alustavan testamentin, sai yön aikana ensimmäisen näytteen räjähtävää hyytelöä - nitroglyseriinin ja kollodiumin seosta [19] . Niinpä nitroglyseriinin gelatinointimenetelmä keksittiin ja gelatinoidut dynamiitit keksittiin [13] .
Gelatiinidynamiittia on valmistettu teollisesti Englannissa vuodesta 1878 ja Manner-Euroopassa vuodesta 1880 [20] . Aluksi näitä dynamiiteja ei käytetty laajalti, koska niiden ensimmäiset näytteet erittivät nitroglyseriiniä ("hikoilivat" ne) ajan mittaan eivätkä siksi olleet tarpeeksi turvallisia, mutta tämä ongelma ratkaistiin Englannissa vuonna 1887, ja siitä lähtien räjähtäviä hyytelöitä ja hyytelöityjä dynamiitteja. ovat yleistyneet kaivostoiminnassa [20] , mikä laajentaa merkittävästi räjäytystyön mahdollisuutta [21] . Siten näiden dynamiittien käyttö 15 kilometriä suuren St. Gotthardin tunnelin rakentamisessa , joka toteutettiin kiinteässä graniitissa , mahdollisti tunnelin valmistumisen kolme vuotta aikaisemmin kuin alkuperäiset laskelmat [19] . Muiden suurten tunnelien rakentaminen Alppien halki : Mont Cenis (12 km), Arlberg (10 km) ja Simplon (19 km) vaati myös dynamiitin intensiivistä käyttöä [22] . Hyytelöityjen dynamiittien tärkeitä etuja olivat, että ne räjähtivat jättämättä kiinteitä jäämiä, niillä oli suurempi räjähdysvoima eivätkä ne pelänneet lainkaan vettä – ja siksi soveltuvat vedenalaiseen räjäytystyöskentelyyn [23] [19] . Kasvispergamenttia käytettiin räjähtävien hyytelöpatruunoiden kuoriin [24] .
Vuonna 1880 Venäjällä testattiin "räjähdysherkkää gelatiinia", joka sisälsi 89 % nitroglyseriiniä, 7 % kollodiumpyroksyliinia ja 4 % kamferia . Tällä lääkkeellä oli tärkeä etu Trauzlin "selluloosadynamiittiin" verrattuna: se ei vapauttanut nitroglyseriiniä vedessä eikä voimakkaan paineen alaisena, se ei räjähtänyt kiväärin luodin vaikutuksesta ja räjähti vaikeasti vaikutuksen kautta ja ylitti vahvuudeltaan muut dynamiitit . Myöhemmin kuitenkin havaittiin, että tämän luokan dynamiitti ei ollut riittävän stabiili ja se oli altis itsestään hajoamiselle (todennäköisesti nitroglyseriinin riittämättömän puhtauden vuoksi) [13] .
1800-luku on hiilen aikakautta. Sen louhinta oli yksi kaivosteollisuuden päätehtävistä. Samalla se oli varsin vaarallista: hiilikaivosten upottamiseen ja saumojen murskaamiseen käytetyn ruudin räjähdykset muodostivat paljon myrkyllisiä kaasuja ja aiheuttivat pitkän avoimen liekin vuoksi usein palo- ja hiilipölyräjähdyksiä , jotka vaativat kuolonuhreja. kaivostyöläiset. Uusien, turvallisempien räjähteiden keksiminen hiiliteollisuudelle oli kiireellinen tehtävä, joten dynamiittejä testattiin välittömästi menestyksekkäästi Anna Marian hiilikaivoksissa ( North Westfalen ) saksalaisen insinöörin Menzelin [25] ohjauksessa .
Dynamiitin hyötyvaikutus oli suurempi kuin ruudin, ja räjähdysnopeus oli suurempi, mikä johti sen parempaan turvallisuuteen. Ruudin käyttö jatkui kuitenkin pitkään kaupallisista syistä, sillä se murskasi hiiltä heikommin. Gurdynamiitti ja hyytelöity dynamiitti eivät kuitenkaan täysin ratkaisseet turvallisuusongelmaa, joten seuraava askel oli tutkia tapoja parantaa edelleen kaivoskäytön turvallisuutta - tai, kuten sitä kutsuttiin Maailman sovelletun kemian kongressissa vuonna 1906, jäätymisenestoaine ( ranskasta grisou - methane , tulipalon pääkomponentti) - räjähteet [26] .
Ensinnäkin tutkijat kiinnittivät huomion räjähdyksen liekkiin. Yritykset ympäröidä panos vedellä, kyllästämällä kuori sillä tai laittamalla se vedellä täytettyyn patruunaan, eivät käytännössä onnistuneet. 1870-luvun lopulla ja 1880-luvun alussa Euroopan suurvallat perustivat erityisiä ruiskeen vastaisia toimikuntia, jotka testasivat kokeellisesti erilaisten räjähteiden syttymisominaisuuksia ja sertifioivat ne käytettäviksi erilaisten vaarallisten aineiden kaivoksissa [27] .
Ensimmäisestä jäätymisenestoaineen lämpöteoriasta, joka kehitettiin ranskalaisten tutkijoiden, jäätymisenestokomitean jäsenten Francois Ernest Mallardin ja Henri Louis Le Chatelierin metaani-ilmaseosten sytytyskokeiden perusteella, tuli menestys . He havaitsivat, että seoksella on vähimmäissyttymislämpötila, ja syttymisviive laskee lämpötilan mukaan: noin 10 sekunnista 650 °C:n vähimmäislämpötilassa lähes hetkelliseen syttymiseen 2200 °C:ssa. Tästä pääteltiin, että palopatruuna ei räjähtäisi, jos
Kokeet vahvistivat teorian pääsäännöt, mutta kaasujen maksimilämpötilaa päätettiin alentaa kaivoksessa vuonna 1888 tapahtuneen räjähdyksen jälkeen, jossa käytettiin räjähteitä, joiden räjähdyslämpötila on 2200 °C - 1500 °C:een. hiilikaivoksissa ja 1900 °C:ssa muille [28] .
Lupaava räjähdysaine, jonka syntyneiden kaasujen lämpötila oli alhainen – vain 1100 °C – oli ammoniumnitraatti . Nobelin ekstradynamiitista, joka sisälsi 70-80 % salpeteria ja 30-20 % fulminaattihyytelöä, tuli ensimmäinen laajalti käytetty siihen perustuva räjähdysaine. Sitten kehitettiin grizutiinit, joissa oli 12-30% fulminanttihyytelöä, ja karboniitteja, jotka koostuivat 25-30% hyytelöstä, sama määrä jauhoja ja 25-40% alkalimetalli- tai bariumnitraattia, jotka Bichel ja Schmuth keksivät vuonna 1885. . Vuodesta 1887 lähtien ovat levinneet kosteat dynamiitit, jotka sisälsivät korkean vesipitoisuuden omaavia inerttejä suoloja, jotka alensivat räjähdystuotteiden lämpötilaa - ensimmäistä kertaa saksalaiset Müller ja Aufschleger ehdottivat tällaista koostumusta: 48% nitroglyseriiniä, 12% piimaaa ja 40 % soodaa tai magnesiumsulfaattia [29] .
1880-luvun loppuun mennessä kehitettiin savuttomia ponneaineita nitroglyseriinin pohjalta : ballistiittia , jonka Nobel patentoi vuonna 1888, ja kordiittia , jonka Abel ja Dewar patentoivat Englannissa , riippumatta Nobelin ballistiitista vuonna 1889 (Nobel itse pohti kordiitin välisiä eroja ja ballistit ovat merkityksettömiä ja johti epäselvää oikeudenkäyntiä yrittääkseen puolustaa patenttiaan) [30] . Sitä vastoin Paul Vielin aiemmin Ranskassa kehittämä savuton jauhe Poudre B ei sisältänyt nitroglyseriiniä ja koostui pääasiassa nitroselluloosasta [31] . Itse dynamiitti sotilastutkijoiden pitkäaikaisista ponnisteluista ja suhteellisen turvallisten kamferilajikkeiden keksimisestä huolimatta ei ole löytänyt laajaa käyttöä sotilasasioissa lisääntyneen vaaran ja luotien herkkyyden vuoksi, vaikka kamferidynamiittia käytettiin Venäjän armeijassa ja ensimmäisessä maailmansodassa [32] .
Pneumaattista tykistöä , joka oli hetken käytössä Yhdysvaltain laivaston ja rannikkopattereiden kanssa 1800-luvun lopulla ja jota testattiin myös useissa Euroopan maissa, kutsuttiin "dynamiittiaseiksi". Nimi johtuu siitä, että tällaiset aseet pystyivät ampumaan myös dynamiittipanoksia ilman merkittävää ammuksen räjähdysvaaraa suoraan piipussa, koska painetta tykistötelineen reiässä voitiin säätää niin, että ei ollut voimakasta alkutyöntöä (esim. klassisen tykistön ruutipanoksesta), mutta päinvastoin, ammuksen kiihtyvyys kasvoi vähitellen [33] .
Palveluun otetut näytteet ampuivat useiden kilometrien etäisyydeltä pitkänomaisia , jopa useiden satojen kilojen painoisia höyhenen räjähdysherkkiä ammuksia, jotka oli varustettu räjähdysainehyytelöllä, jonka osuus ammuksen painosta oli jopa 75 %. Dynamiittiaseet menettivät merkityksensä 1900-luvulla, kun vakaammat räjähteet ( meliniitti , TNT ja muut) levisivät, mikä mahdollisti klassisen ruutitykistön räjähdysherkkien ammusten varustamisen, jonka lisäksi niiden alkunopeudet olivat korkeammat ja mahdollistivat näin ollen suurempi ampumaetäisyys [33] .
"Dynamiittiristeilijä" USS Vesuvius , joka rakennettiin erityisesti pneumaattisten aseiden testaamiseen, valmistui vuonna 1890 ja osallistui vuosien 1891 ja 1893 kokeellisen ampumisen jälkeen jopa Espanjan ja Amerikan väliseen sotaan vuonna 1898, ampuen Santiagoa yöllä . Sitten se kuitenkin hylättiin ja vuonna 1904 siitä tehtiin kokeellinen torpedolaiva, jossa kaikki dynamiittiaseet purettiin. Toinen dynamiittiaseella varustettu alus, brasilialainen apuristeilijä Niteroi, ampui siitä vain yhden symbolisen laukauksen 15. maaliskuuta 1894, päivänä, jolloin Rio de Janeiron kapina lopulta tukahdutettiin [34] .
Sekä rikolliset että terroristijärjestöt arvostivat lähes välittömästi dynamiitin edut. Konfederaation armeijan entisen räjähdysainesabotöörin, amerikkalaisen merimiehen William King-Thomassenin yritys räjäyttää Mosel-pakettivene merellä vakuutuksen saamiseksi , päättyi epäonnistumiseen, kun 11. joulukuuta 1875 tynnyri jäätynyttä kotia. -kellokoneella valmistettu dynamiitti räjähti laivaan lastattaessa tappaen noin 80 ihmistä. Maaliskuun 1883 ja tammikuun 1885 välisenä aikana Lontoossa tapahtui 13 dynamiittiräjähdystä, jotka järjestivät Irlannin itsehallinnon ääriliikkeet kannattajat Clan-at-Gail -järjestöstä, mukaan lukien räjähdys Scotland Yardin rakennuksessa ja yritys horjuttaa London Bridgeä . Venäjän vallankumouksellinen puolue " Narodnaja Volja " osallistui aktiivisesti dynamiitin tuotantoon terroritekojen toteuttamista varten [35] . Euroopassa radikaalianarkistit käyttivät dynamiittia samaan tarkoitukseen [ 36] [37] . Kuten August Spies , Chicagon anarkistisen sanomalehden toimittaja, sanoi vuonna 1886: " Puna dynamiittia on vakakan arvoinen luoteja " 38] .
1890-luvulla Nobel johti kymmeniä yrityksiä, jotka tuottivat kymmeniä tuhansia tonneja dynamiittia vuodessa. Kaikki dynamiitista ja öljystä ansaitut omaisuudet, noin 32 miljoonaa kruunua , vuonna 1896 kuollut Nobel testamentti rahaston, joka jakaa vuosittain Nobel-palkintoja [39] .
Vuoteen 1910 mennessä dynamiittia tuotettiin maailmassa satoja tuhansia tonneja vuodessa [40] , ja pelkästään Panaman kanavan rakentamiseen kului useita miljoonia tonneja dynamiittia [41] . 1920-luvulla tuotettujen dynamiittimerkkien määrä oli satoja [42] , vaikka suuntaus olikin jo korvata ne uudemmilla, turvallisemmilla ja kustannustehokkaammilla räjähteillä [43] .
Aluksi lajikkeet, joissa oli passiivisia adsorbentteja , kuten piimaa [44] , olivat suositumpia , mutta 1920-luvulla niillä oli lähes vain historiallinen kiinnostus, mikä väistyi erilaisille tehokkaammille nitroglyseriiniadsorbenteilla, jotka palavat räjähdyksessä , kuten orgaaniset hartsit. , suolapippuria ja jopa sokeria [45] . Tämä johtui siitä, että nitroglyseriini on happiylimääräinen räjähdysaine, eli kun nitroglyseriini räjäytetään, vapautuu puhdasta happea, jota voidaan käyttää hapettavana aineena adsorbentille ja muille lisäaineille räjähdyksen tehostamiseksi. [46] .
Huolimatta kilpailusta uusien suolapohjaisten yhdisteiden kanssa, dynamiitti pysyi tärkeimpänä teollisena räjähteenä monissa maissa, kuten Englannissa ja Ruotsissa, 1900-luvun puoliväliin asti [47] . Etelä-Afrikassa, joka oli maailman suurin dynamiitin tuottaja ja kuluttaja useiden vuosikymmenien ajan, 1940-luvulta alkaen, dynamiittia käytettiin aktiivisesti kultakaivoksissa ja se pysyi pääräjähteenä vuoteen 1985 asti, jolloin AECI muutti tehtaita ammattiliittojen vaikutuksen alaisena. salpeteriin perustuvien räjähteiden tuotanto [48] [49] .
Venäjällä puolimuovisten dynamiittien valmistus aloitettiin 1870-luvun toisella puoliskolla, ja vuoteen 1932 asti valmistettiin dynamiittia, jonka nitroesteripitoisuus oli 93, 88, 83 ja 62 %, minkä jälkeen kolmen ensimmäisen luokan tuotantoa alettiin. rajoitettu niiden suuremman vaaran vuoksi verrattuna 62 % dynamiittiin. Suuren isänmaallisen sodan jälkeen tuskin jäätyvän 62-prosenttisen dynamiitin tuotanto nitroglyseriinin ja nitrodiglykolin seoksella aloitettiin uudelleen , mutta 1960-luvun alussa se pakotettiin myös pois teollisuudesta, Neuvostoliitossa valmistettiin vain jauhemaisia koostumuksia. nestemäinen nitroesteripitoisuus noin 15 % (detoniitit, karboniitit jne.) [47] . Samanaikaisesti jotkut kirjoittajat luokittelevat räjähteet, joissa on alhainen nitroesteripitoisuus, dynamiiteiksi [1] , ja jotkut eivät [50] . 1960-luvun alussa klassisen dynamiitin tuotanto Neuvostoliitossa lopetettiin kokonaan [51] .
1900-luvun viimeisellä neljänneksellä turvadynamiitit saivat jonkin aikaa suosiota kaivostoiminnassa Yhdysvalloissa, jossa nitroesteriseoksena käytettiin metriolitrinitraatin ja dietyleeniglykolidinitraatin seosta , jolla oli etuna on, että nämä yhdisteet eivät aiheuta päänsärkyä kosketuksessa, toisin kuin nitroglyseriini [52] . 2000-luvun alkuun mennessä niiden tuotantoa rajoitettiin [52] .
Maailman räjähteiden kokonaisliikevaihdosta dynamiitin osuus on nyt enintään 2 prosenttia [53] .
Dynamiitit olivat ensimmäiset räjähdysaineseokset, joita käytettiin laajasti kaivostoiminnassa, ja niillä oli merkittävä rooli räjähteiden kehityksessä [47] . Dynamiitit ylittivät aikaisemman pääräjähdysaineen - mustan jauheen - lähes kaikissa suhteissa: räjähdyksen voimakkuudessa ja energiapitoisuudessa (dynamiitin räjähdyslämpö on 7100-10 700 MJ / m³ ), vedenkestävyydessä ja plastisuudessa, käsittelyn turvallisuudesta. Nämä edut tekivät dynamiittien käytöstä erityisen tehokkaan eräässä tuolloin tärkeimmistä räjäytysmenetelmistä - räjäytysreikien menetelmässä , jossa räjäytysreikiä ladataan käsin patruunoilla [47] . Yleisesti ottaen dynamiitin käyttöönotto yksinkertaisti huomattavasti räjäytystekniikkaa, mikä mahdollisti siirtymisen kammio- ja pienreikäpanokset porausreikään [54] .
Etujen lisäksi dynamiiteilla on myös haittoja. Ne ovat erittäin herkkiä mekaaniselle rasitukselle ja siksi vaarallisia käsitellä, erityisesti jäätyneet ja puolisulaneet dynamiitit - mikä vaatii hyvin lämmitettyjä varastoja dynamiitin varastointiin [47] : esimerkiksi puhdasta nitroglyseriiniä käyttävät dynamiitit jäätyvät 10-12 °C:n lämpötiloissa. ja menettävät plastisuutta [51] , jäätymispisteen alentamiseksi dynamiitteihin lisätään myös muita nitroestereitä, esimerkiksi nitroglykolia [47] . Gelatiinidynamiittien negatiivisia ominaisuuksia (katso Dynamiittien tyypit ja tuotanto ) ovat vanheneminen (räjähdyksen osittainen häviäminen varastoinnin aikana, vaikka se on paljon vähemmän voimakas kuin muiden dynamiittien) ja jäätyminen alle -20 °C:n lämpötiloissa [55] . Yleinen mekaanisesta herkkyydestä johtuva vaara oli mahdollisuus räjähtää patruunan jäämiä reikäkupeissa myöhemmän pohjareikien porauksen aikana [ 47] . Toinen dynamiittien historiallinen haittapuoli oli nitroglyseriinin erittyminen - sen tippuminen dynamiitin pinnalle, "hikoileva" nitroglyseriiniä - joka kosketuksissa aiheuttaa pitkäaikaista päänsärkyä ja on myös räjähtävämpi kuin dynamiitti itse (samankaltaisia ongelmia oli kalkkarokäärmehyytelössä ) [56] .
Tuotannon taloudellisen tehokkuuden kannalta dynamiitit ovat huomattavasti huonompia kuin nykyaikaisemmat ammoniumnitraattipohjaiset teollisuusräjähteet . Toinen niiden käyttöä haittaava tekijä on niiden korkean herkkyyden ja irrotusmuodon (halkaisijaltaan 20-40 mm :n patruunat ) huono soveltuvuus käytettäväksi automaattisissa räjähteiden lastausjärjestelmissä, vaikka vastaavia pneumaattisiin järjestelmiin perustuvia yrityksiä tehtiin mm. Ruotsi [47] .
Koostumus [58] | |
---|---|
nitroseos [*1] | 62 % |
koloksiliini | 3,5 % |
natriumnitraatti | 32 % |
puujauhot | 2,5 % |
Omaisuus | Merkitys |
Iskuherkkyys 2 kg:n kuormalla | 25 cm |
Leimahduspiste | 205 °C |
Räjähdysnopeus | 6000 m/s |
Räjähdyksen lämpö | 1210 kcal/kg |
Räjähdystuotteiden lämpötila | 4040 °C |
Räjähdystuotteiden määrä | 630 l/kg |
Brisance Hessin mukaan | 16 mm |
Työkyky Trauzlin mukaan | 350 cm³ |
räjähdystehokkuus | 76 % [59] |
TNT:tä vastaava | 1.2 [59] |
|
Dynamiittien pääräjähdysaine on nitroglyseriini, johon lisätään nitroglykolia tai dietyleeniglykolidinitraattia jähmettymislämpötilan alentamiseksi (syntyvää seosta kutsutaan usein nitroseokseksi). Lisäaineosien koostumuksen mukaan dynamiitit jaetaan seka- ja gelatiinidynamiitteihin ja nitroglyseriinin osuuden mukaan suuriin ja pieniin prosenttiosuuksiin [55] . Suurin osa käytöstä kohdistui historiallisesti dynamiittiin, jonka nitroglyseriinipitoisuus oli 40-60 %, mukaan lukien 62 % dynamiittia Neuvostoliitossa [51] .
Sekadynamiittien koostumus sisältää nitrososeoksen lisäksi jauhemaisen huokoisen absorboijan. Erityisesti gurdynamiitti (korkea prosenttiosuus sekadynamiittia) sisältää 75 % nitroglyseriiniä ja 25 % piimaata , mikä muodostaa murenevan märkä massan, joka muistuttaa mustaa maata (piimaata käytettiin myös absorbenttinä Nobelin patentoidussa dynamiitissa [60] , toinen varhainen absorboija oli magnesium karbonaatti [51] ). Matalaprosenttisissa sekadynamiiteissa, joiden räjähdyslämpö on 1200-1400 kcal/kg ( detoniitit ), voidaan absorboijana käyttää dietyleeniglykolidinitraattia, alumiinijauhetta tai ammoniumnitraattia . Gelatiinidynamiitit perustuvat gelatinoituihin nitroestereihin, jotka on saatu lisäämällä perusaineeseen enintään 10 % koloksiliinia . Gelatiinidynamiiteista erottuu niin kutsuttu räjähtävä hyytelö - nitroglyseriini, johon on lisätty 7-10% koloksiliinia, joka antaa räjähdyksen lämmöksi 1550 kcal / kg ja jonka räjähdysnopeus on 8 km / s . Nitroeetterin ja koloksiliinin lisäksi gelatiinidynamiittien koostumus voi sisältää natrium- ja kaliumnitraattia [55] , palavia lisäaineita (puujauho) ja stabilointiaineita (sooda) [51] .
Dynamiittien koostumukset vaihtelivat suuresti käyttötarkoituksensa mukaan. Joten hiilikaivoksissa käytettäviksi tarkoitetut dynamiitit , joissa on mahdollista sytyttää ja räjähtää saumoista vapautuvaa hiilipölyä tai metaania , sisältävät pienen määrän nitroglyseriiniä (10-40 %), usein sekoitettuna ammoniumnitraatin kanssa (20-80 % - jos saatavilla) ja erilaisia lisäaineita, jotka alentavat tuloksena olevien kaasujen lämpötilaa. Tällaisia dynamiitteja valmistettiin grisutiinien, grisutiittien ja karboniittien tuotemerkeillä, ja niitä kutsutaan yleisesti antigrisutiksi tai turvaksi [61] . Räjähtäviä hyytelöitä , jotka sisälsivät noin 90 % nitroglyseriiniä, 7-12 % kolloidista pyroksyliinia ja joskus useita prosentteja erilaisia lisäaineita, käytettiin räjäytystyössä erityisen viskooseissa ja kovissa kiveissä [62] sekä läheisiä hyytelöitä tai gelatiinidynamiiteja, joihin on lisätty merkittäviä lisäaineita. salpietari ja vähemmän räjähdysvoimaa - pehmeämmille kiville ja suurille sirpaleille [20] [63] . Niin sanotut sotilaalliset dynamiitit, jotka kestivät erityisen mekaanisia vaikutuksia – aina siihen asti, kun luoteja osui räjähdys, valmistettiin fulminoivasta hyytelöstä, johon oli lisätty useita prosentteja vaseliinia ja kamferia [64] . Taloudelliset dynamiitit olivat koostumukseltaan samanlaisia kuin hyytelö, mutta ne oli tarkoitettu pintapuhallukseen, kuten kantojen kitkemiseen , ja ne sisälsivät usein salpeteria, rikkiä ja puujauhoja [65] . Kovapakastuvat dynamiitit olivat erityisen kysyttyjä Skandinavian maissa, ja ne sisälsivät erilaisia lisäaineita, jotka alentavat nitroglyseriinin jäätymispistettä [66] .
Pitkään standardi, johon kaikkia dynamiittityyppejä verrattiin, oli "gur-dynamiitti nro 1" tai yksinkertaisesti "dynamiitti nro 1", joka koostui 75 % nitroglyseriinistä, 24,5 % piimaasta ja 0,5 % soodasta [67] . Tämän dynamiitin tiheys oli 1,67 g/cm³, ja se oli muovimassaa, rasvaista kosketusta, jonka väri vaihteli ruskean ympärillä punaisen seoksen kanssa erilaisten piimaalaatujen käytön vuoksi [68] . Gur-dynamiitti ei ollut hygroskooppinen, mutta joutuessaan kosketuksiin veden kanssa se syrjäytti hitaasti nitroglyseriinin piimaan huokosista, joten sitä oli säilytettävä kuivissa tiloissa [69] . Räjähdyksessä se ei muodostanut myrkyllisiä kaasuja, mutta jätti kiinteitä täyteainejäämiä [70] ja suorassa kosketuksessa aiheutti päänsärkyä, kuten nitroglyseriini [71] .
Nitroglyseriinistä ja kollodiumista valmistettu räjähtävä hyytelö on hyytelömäinen läpinäkyvä hieman kellertävä aine, joka muistuttaa koostumukseltaan tiheää persikkahyytelöä [19] . Tyypillinen teollisuudessa laajalti käytetyn hyytelöidyn dynamiitin koostumus oli: 62,5 % nitroglyseriiniä, 2,5 % kolloidista puuvillaa, 8 % puujauhoa ja 27 % natriumnitraattia [32] .
Gur-dynamiitin tiheys on 1400-1500 kg/m³ [72] . 75 % nitroglyseriiniä sisältävän hyytelöfulminaatin ja dynamiitin syttymislämpötila on 180-200°C [73] . Vapautuvien kaasujen tilavuus 1 kg:aa kohden on 0,71 m³ fulminoivalla hyytelöllä (91,5 % nitroglyseriiniä ja 8,5 % kolloidista pyroksyliinia), gurdynamiitilla, jossa on 75 % nitroglyseriiniä - 0,63 m³ [74] , räjähdyslämpö vakiotilavuudessa 0 -15 ja 1150 cal/kg [75] , räjähdystuotteiden lämpötila - 3200-3550 ja 3000-3150 °C [76] , räjähdysnopeus - 7700 ja 6820 m/s, kaasujen kehittämä paine - 1,75 ja 1,25 GPa [77] ] , vastaavasti. Dynamiittien räjähdystä ei tapahdu edes pudotessaan noin kymmenien metrien korkeudelta, mutta ne ovat erittäin herkkiä iskuille metalliesineillä [78] .
Nykyaikaiset teolliset dynamiitit valmistetaan patruunoiden muodossa, joiden halkaisija on 32 mm, paino 150 g ja 200 g ja jotka on täytetty muovisella tai jauhemaisella öljyisellä räjähdysaineella. Säilytysaika - 6 kuukautta. Ne on jaettu kahteen ryhmään [1] :
Tavallisen dynamiitin jäätymispiste on +8 °C, kovajäätymispiste -20 °C. Dynamiitit ovat erittäin herkkiä ja vaarallisia käsitellä, erityisesti jäätyneitä - tässä muodossa niitä ei voi altistaa mekaaniselle rasitukselle: leikata, rikkoa, heittää jne. Ennen käyttöä jäädytetyt dynamiitit sulatetaan [1] .
Dyno Nobel ( Carthage , Missouri ) on ainoa dynamiittia valmistava yritys Yhdysvalloissa . Dynamiitin kokonaistuotanto Yhdysvalloissa vuonna 2006 oli noin 14 000 tonnia [52] . Lisäksi Yhdysvaltain armeijan palveluksessa on niin sanottu "sotilaallinen dynamiitti", joka ei kuitenkaan sisällä nitroestereitä ja koostuu 75 % heksogeenistä , 15 % TNT :stä ja 10 % herkkyyttä vähentävistä aineista ja pehmittimistä [53] .
Komponentti | Dynamiitti | 60 % ylimääräistä dynamiittia | Räjähtävä hyytelö | 60 % ylimääräistä gelatiinia | Taloudellinen dynamiitti |
---|---|---|---|---|---|
Nitroseos [** 1] | 40,0 | 15.8 | 91,0 | 26.0 | 9.5 |
Nitroselluloosa | 0.1 | 0.1 | 6.0 | 0.4 | 0.1 |
ammoniumnitraatti | 30.0 | 63.1 | — | 39,0 | 72.2 |
natriumnitraatti | 18.9 | 11.9 | — | 27.5 | — |
puujauhot | 8.0 | 3.4 | 0.5 | 2.0 | 2.4 |
Balsa | 2.0 | — | — | — | — |
Tärkkelys tai jauhot | — | 3.9 | 1.5 | 3.8 | 4.0 |
Guarkumi | — | 1.3 | — | — | 1.3 |
Fenolimikropallot | — | — | — | 0.3 | — |
Natriumkloridia | — | — | — | — | 10.0 |
Talkki | 1.0 | 0.5 | 1.0 | 1.0 | 0.5 |
|
Dynamiittien tuotantoprosessiin liittyy kaikki varotoimet, joita käytetään räjähteiden valmistuksessa: tuotantoa säännellään tiukasti tahattoman räjähdyksen estämiseksi; laite on erityisesti suunniteltu minimoimaan sekoitettuihin komponentteihin kohdistuvat ulkoiset vaikutukset, kuten tulipalo, lämpö tai sähköisku; rakennuksia ja varastoja vahvistetaan erityisesti, niihin rakennetaan räjähdyssuojatut katot ja luodaan tiukka kulunvalvonta; rakennukset ja varastot ovat hajallaan tehtaiden alueella ja varustettu erityisillä lämmitys-, ilmanvaihto- ja sähköjärjestelmillä; automaattiset järjestelmät ja työntekijät valvovat jatkuvasti prosessien kaikkia vaiheita; työntekijät saavat erityiskoulutusta, mukaan lukien lääketieteellisen koulutuksen, jotta he voivat antaa ensiapua räjähdyksen uhreille, ja heidän terveyttään seurataan tehostetusti [79] .
Lähtöaineet ovat nitroseos (nitroglyseriini etyleeniglykolidinitraatin kanssa, joka alentaa sen jäätymispistettä), absorbentti ja antasidi . Ensin typpipitoinen seos lisätään vähitellen mekaaniseen sekoittimeen, jossa se imeytyy adsorbenttiin, nykyään tyypillisesti orgaaniseen aineeseen, kuten puu- tai vehnäjauhoon, sahanpuruun ja vastaaviin, mahdollisesti lisäämällä natrium- ja/tai ammoniumnitraattia, jotka parantavat dynamiitin räjähdysominaisuuksia. Sitten lisätään noin 1 % antasidia, tyypillisesti kalsiumkarbonaattia tai sinkkioksidia neutraloimaan täysin adsorbentin mahdollinen happamuus - happamassa ympäristössä nitroglyseriinillä on taipumus hajota. Sekoituksen jälkeen seos on valmis pakattavaksi [55] [79] .
Dynamiitit panostetaan yleensä halkaisijaltaan 2-3 cm ja 10-20 cm pitkiin paperiholkkeihin , jotka on suljettu parafiinilla - se suojaa dynamiittia kosteudelta ja hiilivetynä tehostaa räjähdystä. Myös monia muita dynamiittimuotoja valmistetaan pienistä purkupatruunoista suuriin, halkaisijaltaan jopa 25 cm:n, enintään 75 cm pitkiin ja 23 kg painaviin panoksiin, joita käytetään avolouhoksessa. Joskus käytetään jauhemaista dynamiittia, ja vedenalaiseen työhön on saatavilla hyytelöityjä dynamiitteja [55] [79] .
Temaattiset sivustot | |
---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
Bibliografisissa luetteloissa |