Взрывчатые свойства гремучей ртути

Гремучая ртуть при взрыве разлагается по уравнению:

Hg(ONC)₂ -> Hg + 2CO + N₂ + 116 Кал

Не исключена также возможность разложения ее частично и по уравнению:

Hg(ONC)₂ -> Hg + CO₂+ С + N₂

На основании же анализа продуктов взрывчатого разложения гре­мучей ртути в калориметрической бомбе можно выразить уравнение ее разложения следующим образом:

Hg(ONC)₂ -> Hg_nap + 0,05CO₂+1,9CO + 0,05C + N₂+ 105,2 Кал

Температура взрыва гремучей ртути, вычисленная на основании этого уравнения, равна 4450°С, объем газов V₀=311 л/кг, уд. энергия f = 5350 л*ат/кг;скорость детонации гремучей ртути около 4500 м/сек.

Гремучая ртуть — соединение эндотермическое и его молярная теплота образования равна — 62,9 Кал.

Таблица 16

Зависимость между температурой вспышки гремучей ртути и временем нагревания

Импульсом для взрыва гремучей ртути обычно служит накол жа­лом, а также удар бойка или луч огня. Гремучая ртуть чрезвычайно чувствительна к пла­мени и легко воспламе­няется как от луча огня бикфордова шнура, так и от электрической иск­ры; только ацетиленид серебра обладает более легкой воспламеняемо­стью. Гремучая ртуть легко взрывает от незначительного удара (0,08 кг/см²). На копре Велера чувствительность ее к удару определяется пре­делами 55—85 мм. Температура вспышки лежит между 160—165° при обычном способе ее определения. При определении же температуры вспышки бросанием в сосуд с постоянной температурой и продолжи­тельностью действия 5 сек. Велер получил температуру вспышки 215°.

Температура вспышки серой гремучей ртути, определенная при возрастающей со скоростью 20° в минуту температуре ванны, оказывается равной 169°, а белой 172—175°. Зависимости между темпера­турой вспышки и временем нагревания навески белой гремучей ртути при постоянной тем­пературе ванны при­ведены на фиг. 47 и в табл. 16.

Чувствительность гремучей ртути к тре­нию зависит от каче­ства трущих поверхностей; так, она наи­более чувствительна при трении между железными поверхностями. При трении между свинцовой и железной поверхностями чувствительность ее значительно меньше, а при трении между дере­вянными поверхностями — совсем незначительна.

Чувствительность гремучей ртути к удару и трению изменяется с ростом ее кристаллов- На фиг. 48 приведена кривая зависимости

чувствительности гремучей ртути к удару от величины кристалла, выведенная исходя из верхних и нижних пределов чувстви­тельности на копре Велера для белой гремучей ртути, запрессованной в кол­пачки капсюля Наган под давлением 1000 и 400 кг/см², В первом случае были взяты навески в 0,02 г, а в последнем 0,015 г. Падающий груз копра весил 465 г. По абсциссе отложена величина кристал­лов, по ординате — высота падения груза.

На температуре вспышки, а стало быть, и на способности воспламеняться от нагре­вания величина кристаллов существенно не отражается.

Несмотря на достаточно высокую чув­ствительность к удару и трению, гремучую ртуть можно безопасно спрессовать, даже под весьма большим давлением (до 7000 am), конечно, если давление прилагается не динамически, а постепенно.

Случаи взрывов гремучей ртути наблю­даются при прессовании ее в смеси с антимонием (играет роль трение).

Гремучая ртуть, свободно насыпанная в небольшом количестве (до 2 г) и воспламененная, дает вспышку, с характерным глухим звуком и не обладает инициирующими свойствами. Будучи слегка подпрессованной, она взрывает с сильным звуком и может инициировать бризантные ВВ. Будучи же спрессованной под очень большим давлением гремучая ртуть, воспламеняясь от простого начального импульса (луча огня), только выгорает, но не детонирует и не может иниции­ровать бризантные ВВ.

Предельное давление, при котором наблюдается явление «мерт­вой запрессовки», различными авторами дается разное. Велер счи­тает, что действие гремучей ртути при давлении запрессовки свыше

200 am ослабевает; по Форгу, гремучая ртуть достигает «мертвой за­прессовки» при давлении прессования в 700 am, а по.Штеттбахеру,— при давлении прессования около 2000 am. Однако Штеттбахер делает оговорку, что выражение «мертвая запрессовка» не следует понимать буквально, так как способность к детонации в таких случаях только затрудняется и может быть снова восстановленной полностью, если вместо луча огня от бикфордова шнура дать импульс требуемой силы (в чем он безусловно прав). Ниже мы остано­вимся на причине этого внешнего расхождения в цифрах.

Изменение плотности впрессованной в оболоч­ку капсюля-детонатора № 8 серой гремучей ртути с 2,05% примесей в зависимости от давления прессования (прессование в два слоя) приведено на фиг. 49 и в табл. 17.

Таблица 17

Впрессованием гремучей ртути в капсюльные оболочки понижается ее чувствительность к механическим импульсам (удар, трение, сотрясение и т. п.), благодаря чему в значительной степени уменьшается опасность ее воспламенения от инерционного смещения чашечки капсюля. Но так как значительных давлений применять нельзя, не рискуя получить отказ в действии капсюля-детонатора, то при­ходится на практике ограничиваться давлениями запрессовки по­рядка 250—350 am.

Возможность перепрессовки является одним из существенных не­достатков гремучей ртути. При малых давлениях прессования нет гарантии от преждевременных разрывов снарядов при ударе о броню, а в случае высоких давлений форсирования—и при выстреле в канале ствола орудия.

Велер и Маттер исследовали влияние прессования под давлением от 100 до 2000 кг/см2 в оболочке капсюля-детонатора № 8 и регистрировали взрывы этих капсюлей в свинцовом цилиндре диаметром 80 мм по методу Трауцля. При заряде капсюля в 2 г гремучей ртути они по­лучили следующие ре­зультаты (табл. 18).

Таблица 18

Диаграмма расши­рения в зависимости от давления, приведенная на фиг. 50, показывает небольшое уменьшение расширения с возрастанием плотности гремучей ртути от 2,98 до 3,35, т. е. до давле­ния в 800 кг/см2. Дальнейшее увеличение давления до 2000 кг/см2 не оказывает влияния на величину расширения гне­зда свинцового цилиндра.

Изменяя заряды гремучей ртути, Велер получил следующие ве­личины расширения камеры свинцового цилиндра (табл. 19).

Таблица 19

Он пришел в результате этого к заключению, что расширение камеры почти пропорционально весу заряда гремучей ртути (фиг. 51).

Бертло и Вьель взрывали в стальной бомбе при разных плотностях заряжания гремучую ртуть при помощи накаленной электрическим током проволоки и опре­делили давления, разви­ваемые в моменты взры­ва. Они установили, что давление при взрыве гремучей ртути меньше, чем при взрыве пиро­ксилина (табл. 20).

Литературные данные о предельных иниции­рующих зарядах гре­мучей ртути различны: некоторые из них сведе­ны в табл. 21 (стр. 104).

Таблица 20

Наиболее достовер­ными и вполне соот­ветствующими нашим исследованиям являются данные Мартина. Разно­образие в полученных величинах предельных зарядов объясняется следующим:

1. Величина кристал­лов гремучей ртути, как показали исследования Велера и Бертмана, от­ражается на инициирую­щей способности: с уве­личением размеров кри­сталлов инициирующая способность повышает­ся. В своей работе они пользовались образцами гремучей ртути, кристаллизованными из азотной кислоты, водного аммиака, водного раствора цианистого калия и пиридина, и определяли предельный инициирующий заряд по отношению к 0,85 г кристаллизованного тротила, запрессованного в медной оболочке капсюля-детонатора №8 под давлением 250 кг/см2. Ими было установлено, что предельный заряд технической гремучей ртути равен 0,23 г и что изменение пре­дельного заряда в зависимости от величины кристаллов подчиняется закону гиперболы. Данное положение иллюстрируется на фиг. 52, где на оси абсцисс нанесены размеры кристаллов гремучей ртути, определенные по большой диагонали кристалла, а по оси ординат — предельные заряды.

Таблица 21

Причина изложенного, видимо, кроется в незначительной плот­ности заряжания мелких кристаллов, окруженных при незначитель­ных давлениях сравнительно большими воздушными прослойками.

Поэтому, если мы увеличим давление прессования даже весьма мелкокристаллических продуктов, полученных кристаллизацией из азотной кислоты и цианистого калия, до 600 кг/см², то предель­ный инициирующий заряд уменьшится с 1 до 0,27 г.

К аналогичным выводам пришел и Кестер. Он исследовал только три сорта более или менее крупной серой гремучей ртути (больше 0,13 мм, от 0,13 до 0,10 мм и меньше 0,10 мм) по их действию в отно­шении 1 г тротила (плотность 1,35), запрессованного в медной гильзе капсюля-детонатора № 8. Гремучая ртуть им прессовалась отдельна в медную чашечку под давлением 200 кг/см2 слоями по 0,2 г.

В результате опытов он по­лучил следующие дан­ные (см. таблицу).

2. Следующий фак­тор, влияющий на ини­циирующую способность гремучей ртути, — это плотность оболочки и особенно покрытия (ча­шечки), в которые она заключена. Установлено, что гремучая ртуть хорошо и безотказно инициирует бризантные ВВ только будучи заключена в прочную металлическую гильзу под опре­деленным давлением. Если оболочка недостаточно прочна или если от­сутствует чашечка, прикрывающая гремучую ртуть в капсюле сверху, то количество гремучей ртути, необходимое для вызова детонации бризантного вещества, значительно выше. Если предельный иници­ирующий заряд гремучей ртути по тротилу равен при обычном спо­собе его определения около 0,36 г, то, находясь в капсюле без чашечки, предельный заряд возрастает до величины более 1,2 г. Из опытов же Нейгоффа вытекает еще большая разница предельных зарядов гре­мучей ртути по тетрилу, а именно:

в капсюле с чашечкой ...... 0,50 г

» » без чашечки ...... 2,7 г

Роль металла оболочки, как это видно из табл. 22, также велика. Это было установлено испытанием серой гремучей ртути с содержа­нием 2,05% примесей по тротилу (плотность 1,35), запрессованному в капсюли-детонаторы №8. Чашечка снаряжалась отдельно: грему­чая ртуть запрессовывалась слоями по 0,2 г в каждом слое под дав­лением 200 am,

То же самое следует и из данных предельных инициирующих: зарядов гремучей ртути по тетрилу, определенных Нейгоффом (табл. 23).

3. Величина предельных инициирующих зарядов серой гремучей ртути по тротилу в изложенных выше условиях показывает, что с увеличением давления прессования предельный заряд также уве­личивается. В табл. 24 и на фиг. 53 дано наглядное представление об этом.

Таблица 22

Таблица 23

Таблица 24

4. Способ прессования гремучей ртути в капсюль также играет немалую роль. Так, если ту же серую гремучую ртуть прессовать не слоями по 0,2 г отдельно в чашечку, а прессовать навеску вместе с чашеч­кой непосредственно в гильзу, то предельный заряд уменьшится с 0,38 до 0,29 г. Причина столь значительного повыше­ния инициирующей спо­собности кроется в том, что при прессовании в чашечку слоями по­являются плоскости раздела, неблагоприятно отражающиеся на распространении детонации.

5. Кроме того, величина предельного заряда зависит от длины чашечки, погружающейся во вторичный заряд капсюля-детонатора. Опыты Кестера с серой гремучей ртутью показали следующие изме­нения предельного заряда с увеличением длины чашечки при том же способе снаряжения (табл. 25).

Таблица 25

То же самое следует и из опытов Сухова, повторившего опыты Кестера и определившего предельные заряды белой гремучей ртути, спрессованной под давлением 400 am, по I г тетрила, спрес­сованного под давлением 500 am.

Результаты этих опытов представлены в табл. 26 и на фиг. 54.

Таблица 26

Стало быть, чем длиннее чашечка (до предела в 5,5 мм), тем меньше предельный инициирующий заряд гремучей ртути.

6. Степень чистоты гремучей ртути отражается незначительно на величине предельного заряда, что видно из данных табл. 27.

Примесь воды сильно ослабляет взрывчатые свойства и умень­шает чувствительность гремучей ртути, в особенности в непрессо­ванном состоянии. Это становится заметным при 5% влаги. При со­держании 10% влаги гремучая ртуть в небольшом количестве, может сгорать на открытом воздухе без взрыва, при содержании же 30% влаги гремучая ртуть даже не загорается. Капсюлем-детонатором и такая гремучая ртуть может быть взорвана, что подтверждается данными О. Гуттмана. Чувствительность гремучей ртути также умень­шается в результате добавки жиров, глицерина или парафина, чем пользуются при снаряжении детонирующих шнуров.

Таблица 27

Понижение температуры гремучей ртути также отрицательно ска­зывается на взрывчатых ее свойствах. При температуре жидкого воздуха инициирующая ее способность становится не­значительной, и поэтому кап­сюли, снаряженные гремучей ртутью, непригодны для взрыва оксиликвитов.

Гремучую ртуть обычно хранят под водой. Однако следует отметить, что в воде она подвергается некоторому изменению, что видно из табл. 28, в которой собран опыт­ный материал по исследо­ванию гремучей ртути до хранения под водой, а также после двухнедельного и ме­сячного хранения под водой.

Из таблицы видно, что при хранении под водой в течение даже сравнительно небольшого промежутка вре­мени качество гремучей ртути ухудшается. С этим приходится мириться, так как хранение гремучей ртути в сухом виде, несмотря на то, что при этом не наблюдается прак­тически заметных изменений ее качества, является чрезвычайно опасным и недопустимым с точки зрения техники безопасности.

Перевозка гремучей ртути на оольшие расстояния не практикуется из-за ее значительной чувствительности, поэтому она перерабаты­вается на месте производства.