Производство фейерверков
Как делают фейерверки. Сырье, компоненты, части, пропорции, структура, шаги, процесс производства.

Случайный wallpaper

Как делают фейерверки

Предыстория

Фейерверк является устройством, которое использует горение или взрыв, чтобы произвести визуальный или звуковой эффект. Современная пиротехника также включает в себя устройства, подобные фейерверкам, такие как сигнально-осветительные патроны, спички и даже твердотопливные ракетные ускорители используемые в космических полетах.

Самые первые древние фейерверки представляли собой бумажные или бамбуковые трубки, наполненные мелко измельченными углем и серой, имеющие происхождение в Китае 2000 лет назад. После поджигания эти трубки производили вспышки огня и клубы дыма, без взрыва. Настоящих фейерверков не существовало, пока (спустя 1000 лет) к этой смеси не добавили селитру, в результате чего был получен черный порох, – первая химическая взрывчатка. Черный порох вероятно был также изобретен в Китае, хотя некоторые ученые предполагают, что его открыли арабы.

Китайцы использовали черный порох для фейерверков, сигнальных устройств и оружия, типа бомб и ракет в виде стрел. Черный порох был представлен в Европе в 14 веке как взрывчатое вещество и для фейерверков и для оружия. Его успешно применяли в горнодобывающей и дорожно-строительной отрасли уже в конце 17 века. Черный порох продолжал использоваться в ружейных патронах, пока не был заменен на нитроцеллюлозу (пироксилин) в конце 19 века, а затем и на динамит (для промышленных целей) в начале 20 века. Но тем не менее он всё ещё продолжает использоваться в пиротехнике в наши дни.

Фейерверки в Китае эволюционировали от простых петард к экстравагантным показам, свидетелями которых стали европейские исследователи в 16-м веке. В Европе фейерверки начали свой путь с военных взрывчатых веществ, адаптированных для празднования Дней Победы и дошли до сложной продукции разработанной итальянскими пиротехниками на протяжении 16, 17 и 18 веков. (Кстати, даже сегодня большинство американских компаний занимающихся фейерверк шоу, управляются итало-американскими семьями). Эти итальянские фейерверки как правило устанавливаются на богато украшенных деревянных декорациях, плавающих на водных объектах, как в целях безопасности, так и для отражения на воде самих фейерверков. А вот, например, немецкие фейерверки всегда запускались исключительно в воздух, также как и сегодня, и не использовались в военных целях.

Несмотря на то, что фейерверки итальянских мастеров были чрезвычайно сложными и являлись впечатляющими произведениями искусства, технология на то время была ограничена количеством цветов и яркости. На протяжении 19 века внедрение алюминия и магния значительно увеличили яркость фейерверков, а изобретение хлората калия французским химиком Клод-Луи Бертолле (который пытался улучшить пороха используемые войсками Наполеона) сделало возможным производить более интенсивные цвета.

Фейерверки пришли в Новый свет с первыми переселенцами и использовались для празднования Дня Независимости, 4 июля, с первых дней существования Соединенных Штатов. В начале 20-го века эти фейерверки стали больше, мощнее, и опаснее. В период с 1900 по 1930 год более 4000 человек погибли в результате из-за фейерверков. В связи с этим с 1930 года федеральное правительство и правительство штатов начало регулировать использование фейерверков. Взрывчатые вещества относятся к классу А (опасные вещества типа динамита и ТНТ), класс B (фейерверки используемые для профессиональных шоу) и класс C (небольшая пиротехника предназначенная для частного использования). При этом продукция класса С не должна содержать более 50 миллиграммов взрывчатки.

Политика разрешения немного отличается: в некоторых штатах свободно разрешена вся пиротехника класса С, в других только “безопасные и вменяемые” фейерверки (относящиеся к классу С которые не двигаются и не покидают поверхность земли), ну а в самых строгих округах или городах вообще наложен запрет на частное использование любой пиротехники. Тем не менее многие опасные изделия несмотря на запрет продолжают производится и продаваться незаконно. И по статистике именно такие изделия приводят к большему количеству смертей и травматизма в Соединенных Штатах.

Пока частное использование пиротехники в значительной степени остается ограниченным, массовые фейерверк демонстрации и шоу всё более и более развиваются. Сейчас уже для точного управления времени и задержками в шоу во всю используются компьютеры что сделало возможным наложение запуска фейерверков на музыкальный фон. Иногда также используются лазеры, чтобы создавать уникальные визуальные эффекты. Сегодня фейерверки изготавливаются и демонстрируются во всём мире, особенно в Европе, Латинской Америке, США и Японии.

Сырье для фейерверка

Современный фейерверк состоит из пластикового корпуса, папье-маше, или плотной бумаги окружающей разные отсеки разделенные картоном. В основании корпуса находится небольшой отсек, содержащий черный порох, необходимый для вышибания фейерверка в воздух из мортиры, которая в свою очередь может быть сделана из железа, алюминия, пластика или очень плотного картона. Большой отсек содержит части смеси химических веществ, которые при возгорании производят яркий свет и различные цвета. Эти части определенной формы так же известны как “звездки”. В американских и европейских фейерверках звездки смешивают с черным порохом внутри цилиндрического корпуса. Черный порох взрывается, поджигает звездки и рассеивает их по небу. А вот, например, в азиатских фейерверках более популярны сферические корпуса для звездок, чтобы получить более симметричные формы разлетающихся частиц. Вместо черного пороха и звезд, главный отсек может содержать флэш-порох, который даёт резкий яркий свет и громкий хлопок. Разные отсеки фейерверка присоединены к фитилю, сделанному из волокон, скрученных с зернами пороха.

Черный порох состоит из смеси селитры (нитрат калия), древесного угля и серы в пропорции 75:15:10 по весу. Флэш порох состоит из смеси бертолетовой соли или перхлората калия, серы и алюминия. Звезды состоят из топлива, которое сгорает для получения тепла, красителя, который обеспечивает нужный цвет при нагревании и окислителя для сжигания топлива. Топливо может быть медленного горения, такое как уголь, декстрин (на основе кукурузного крахмала), красная смола (секрет деревьев) чтобы получить тусклые, долго длящиеся эффекты, или быстрого горения, такие как алюминий, магний, титан для получения ярких, кратковременных эффектов. Сахар может быть использован в качестве топлива для производства дыма. Красители включают алюминий, магний или титан (белый цвет), углерод или железо (оранжевый), соединения натрия (желтый), соединения меди (синий), карбонат стронция (красный), и нитрат бария или хлорат бария (зеленый). Окислители обладают высокой реакционной способностью кислородсодержащих соединений, таких как перхлорат калия или перхлорат аммония. Они также являются донорами хлора, который вступает в реакцию с соединениями меди, стронция и бария для получения из этих элементов нестабильных хлоридов, которые фактически обеспечивают цвет.

Процесс производства фейерверков

Изготовление звезд

1. Ингредиенты для приготовления звезд поставляются химическими компаниями и хранятся в бочках. Во время смешивания химические вещества зачерпываются из бочек, взвешиваются и дважды просеиваются через медные экраны для удаления комков. Просеянные порошки высыпают на большой лист бумаги и осторожно перемешивают вручную. Порошки также могут быть смешаны внутри вращающегося барабана или стационарного контейнера с вращающимися лопастями. Эти устройства должны использоваться с большой осторожностью, чтобы избежать сильного нагрева в результате трения или попадания частиц порошка между движущимися частями.

2. Смешанный порошок помещают в бочки и переносят в другую комнату, где производится формовка и нарезка. Порошок замешивается на воде для получения мякоти (мягкого теста). Порции теста заливаются в специальную деревянную форму в виде буханок хлеба. При этом мякоть хорошо утрамбовывают в ячейки деревянным молотком. А так как оно находится во влажном состоянии, то с ним легко и безопасно работать, не боясь воспламенения.

3. Большие буханки порохового теста весят по 16 кг каждая. Они разрезаются в одном направлении на слои, а затем в другом для получения небольших кубиков. Их размер находится в пределах 0.15-5 см. Ещё влажные кубики посыпают черным порохом, который поможет им быстро загореться при взрыве фейерверка. В конце их оставляют сохнуть на бумажных экранах.

Изготовление зарядов

4. Высушенные кубики теперь являются готовыми звездами. Их переносят в упаковочную комнату и помещают в картонные контейнеры. Внутри цилиндрического контейнера находится полая картонная трубка вокруг которой равномерно засыпают звезды. Большой контейнер может вмещать аж до 900 звезд (около 2 кг). После заполнения главного контейнера полую трубку наполняют черным порохом, а затем вынимают. Он заполняет пространство между звездами и служит для их зажигания и рассеивания. После всего, контейнер закрывается бумажной заглушкой, и теперь он называется “заряд”.

Shell scheme

5. Заряд оборачивается прочными лентами, этот процесс известен как навивка. Навивка осуществляется путем привязывания одного конца большой ленточной катушки к заряду и обворачиванием вокруг него. Когда он будет полностью обмотан нужным слоем, лента обрезается и заклеивается. Некоторые заряды вместо навивки сделаны из пластика или очень прочного картона чтобы выдержать усилие на разрыв при запуске заряда. Фитиль-замедлитель (короткий медленно горящий фитиль который обеспечивает задержку взрывам, чтобы они могли произойти некоторое количество раз после запуска) вставляется в заряд и заворачивается в плотную бумагу. Обернутые заряды переносятся в комнату проклейки, чтобы ещё раз быть обмотанными в бумагу пропитанную специальной пастой, затем им дают высохнуть в течении двух дней. По мере высыхания пасты бумага сильно затвердевает и образует при этом хороший упрочняющий слой.

6. Некоторые заряды, известные как салюты, вместо звезд и черного пороха заполнены флэш-порохом. Он смешивается так же, как и химикаты для звезд. После чего он помещается в контейнеры, которые толще и прочнее чем для других зарядов. Это позволяет создавать большее давление перед разрывом оболочки салюта, что приводит к более громкому взрыву. Навивка и сушка для таких типов зарядов ничем не отличается от обычных.

Изготовление готовых снарядов

7. Высохшие заряды переносят в комнату финальной сборки, где их уже собирают в готовых корпусах. Самый простой снаряд состоит из небольшого отсека с черным порохом в сочетании с одним зарядом. Благодаря своей сферической структуре, азиатские снаряды всегда содержат только один заряд. А вот американские и европейские имеют цилиндрическую форму, поэтому несколько зарядов может быть соединено вместе, благодаря чему снаряд может взрываться поочередно с разными цветами. Многозарядные устройства как правило состоят из небольшого отсека с черным порохом, трех или четырех разноцветных зарядов и салюта. Самые большие снаряды имеют 10 зарядов и рекордсменом стал 22-ух зарядный фейерверк. Снаряд собирается укладыванием вместе всех компонентов, присоединяется стартовый фитиль (длинный быстрогорящий фитиль, нужный для воспламенения вышибного отсека с ЧП, который выталкивает фейерверк), всё оборачивается в плотную бумагу и стягивается прочной лентой. Завершенный фейерверк маркируется и хранится до отгрузки.

Изготовление малой пиротехники

8. Малые фейерверки, предназначенные для личного пользования, производятся так же, как и крупные, но они, как правило, проще по конструкции и содержат гораздо меньше взрывчатого вещества. К малой пиротехнике относятся петарды, фонтаны (бумажные конусы наполненные химическими веществами, которые выпускают цветные искры) и Римские свечи (длинные картонные трубки с небольшим количеством пороха и 10 и более звезд, разделенных бумажными пыжами, которые вылетают одна за другой. Некоторые изделия вообще не содержат взрывчатых смесей, а просто наполнены каким-либо одним химическим веществом. Например, дымовые шары или змеи (заполненные бихроматом аммония, который медленно сжигается и оставляет длинный шлейф пепла). Бенгальские огни производятся путем погружения металлической проволоки в суспензии, содержащей топливо, окислитель, краситель, и алюминиевые гранулы, которые обеспечивают искры.

Запуск фейерверка

9. Профессиональные фейерверки как правило запускаются теми же компаниями, которые их и производят. Для показа наземных эффектов, демонстрирующих горящие слова или рисунки, привлекают дизайнеров и плотников для изготовления деревянных конструкций и декораций. Если музыка будет сопровождать фейерверк, то разрабатывается специальная программа управления задержками запуска, чтобы они были в такт композиции.

10. За несколько часов до начала шоу (а при больших событиях даже за несколько дней) на стартовую площадку прибывает команда со всем необходимым оборудованием, в том числе огнетушителями и аптечками первой помощи. На нужных местах размещаются и закрепляются мортиры для запуска фейерверков. Самые большие ставят в ямы вырытые в земле или в железные бочки с песком. Мортиры поменьше помещают в деревянные стойки. Все снаряды заранее опускаются в мортиры, согласно своему размеру и диаметру. К ним на рейках подводятся либо фитили, либо что более чаще специальные воспламенители, от которых идет множество электрических проводов, которые все подключаются к центральному пульту управления. После окончания шоу, команда безопасно уничтожает все неразорвавшиеся снаряды.

Контроль качества производства фейерверков

Наиболее важным фактором контроля качества в производстве фейерверков является безопасность. Пиротехнические фабрики как правило защищаются от проникновения посторонних, используются цепи, колючая проволока, запертые ворота, стальные двери и крепкие замки. В пределах территории самих фабрик применяются многочисленные меры предосторожности для предотвращения несчастных случаев.

Электричество является самой большой опасностью. Всего лишь одна маленькая искра может взорвать комнату полную взрывчатки. Все электрические розетки расположены снаружи здания. А чтобы избежать возникновения статического электричества, все работники обязаны носить 100% хлопковую одежду. Перед тем как войти в здание, они касаются медной пластины для снятия статического электричества, которое они могут нести. На некоторых фабриках работники носят на ногах эластичные лямки, провода от которых идут к графитовому полу, а далее к штангам заземления, закопанным под зданием. Если имеется возможность появления магнитной бури, все работы прекращаются, а работники покидают здание.

Помимо прочего также используются и другие меры безопасности. Все работы продолжают выполнятся вручную, несмотря на развитие автоматизации, потому что машины и техника могут производить тепло и искры. Зимой помещения отапливаются горячей водой, так как горячий воздух мог бы спровоцировать взрыв. Сами помещения небольшие, для того чтобы покинуть его достаточно сделать пару шагов к выходу. Все выходы имеют широкие легко открываемые двери. Над рабочими столами находится система пожаротушения.

загрузка...

Проверка тиц

Partners