- •Забелин Л.В.
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
- •ДЫМНЫЕ ПОРОХА
- •НИТРОГЛИЦЕРИН
- •СМЕСЕВЫЕ ТВЕРДЫЕ РАКЕТНЫЕ ТОПЛИВА
- •ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ТРЕНИЮ
- •ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ К ТЕПЛОВОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
- •СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
- •ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ
- •ТРОТИЛОВЫЙ ЭКВИВАЛЕНТ (а)
- •КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВ ПО СТЕПЕНИ ИХ ОПАСНОСТИ
- •ДЫМНЫЕ ПОРОХА
- •ПРОИЗВОДСТВО ПИРОКСИЛИНА И КОЛЛОКСИЛИНА
- •ПРОИЗВОДСТВО ПИРОКСИЛИНОВЫХ И СФЕРИЧЕСКИХ ПОРОХОВ,
- •ПРОИЗВОДСТВО СГОРАЮЩИХ гильз
- •ПРОИЗВОДСТВО БАЛЛИСТИТНЫХ ПОРОХОВ
- •ПРОИЗВОДСТВО СТРТ
- •ТЕФЛОНОВЫЕ ПОКРЫТИЯ В СМЕСИТЕЛЯХ ДЛЯ СТРТ
- •МЕТАЛЛООТСЕКАТЕЛЬ
- •РЕНТГЕН СВАРНЫХ ШВОВ
- •ВЫШИВНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ
- •АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАРЯДОВ К СИСТЕМЕ "ГРАД”
- •ПОЛУАВТОМАТЫ ЗАЛИВКИ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТТ (ПАЗ)
- •СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- •ПРИЛОЖЕНИЕ1
- •СЕЛИПОР
- •АКРИЛОВАЯ ДИСПЕРСИЯ "ДИАКАМ"
- •СОДЕРЖАНИЕ
Для оценки безопасности от электризации пользу ются неравенством
WH< K6.WD,
где WH — энергия искрового разряда с наэлектризо ванного продукта или оборудования, Дж; WB — энер гия воспламенения продукта, Дж; Кб — коэффициент безопасности, в зависимости от условий составляющий от 0,4 до 0,1 [241.
СРЕДСТВА ЗАЩИТЫ ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
Традиционно в производствах дымных, пироксилино вых и баллиститных порохов средством защиты от за рядов статического электричества являлось заземление и поддержание относительной влажности около 60 %.
Внедрение в производство ТРТ механизации и ав томатизации технологических процессов, использова ние в процессах взрывоопасных компонентов (гексо ген, октоген и других высокоэнергетических веществ), обладающих высокими диэлектрическими свойствами и чувствительностью к электрической искре, потребо вали от исследователей и заводских инженеров обра тить особое внимание на явление статической элект ризации, тем более что этому явлению в последние го ды как у нас, так и за рубежом стали приписывать все больше и больше аварийных случаев, особенно из раз ряда труднообъяснимых.
Показано, что по вине статического электричества происходит от 3,1 до 5,7 % аварийных случаев в произ водствах ВВ и порохов [8]. Несмотря на многочислен ные исследования, механизм возникновения электро статических зарядов еще недостаточно изучен из-за сложного комплекса одновременно протекающих фи зико-химических процессов, а именно:
образования двойного слоя зарядов на межфазной границе;
разделения разноименно заряженных обкладок двой
ного слоя при механическом разделении тел, нахо дившихся в контакте;
появления частичных разрядов при разделении на электризованных тел.
Все это затрудняет теоретическую интерпретацию явления и требует от исследователей проведения экс периментов в каждом конкретном случае. Основной вклад в электризацию при переработке сыпучих мате риалов в различных аппаратах, а также при пневмо- и вакуум-транспортировке, вносит интенсивное заряже ние при прерывании и возобновлении контакта частиц со стенками аппарата или трубопровода. Этот процесс заряжания зависит от наличия пленок влаги, загрязне ния поверхностей, внешних электромагнитных полей и других факторов. В докторской диссертации С.Е. Ма линина показаны наиболее опасные стадии технологи ческого процесса, когда могут скапливаться довольно большие заряды статического электричества. К таким операциям относится загрузка смесителей объемного типа для приготовления СТТ взрывоопасными компо нентами: гексогеном, октогеном и другими мощными окислителями, обладающими склонностью к повышен ной электризации и высокой чувствительностью к ис кровым разрядам (табл. И).
Т а б л и ц а 11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Удельное электри |
|
Энергия воспламе |
|||||||||
|
ческое сопротивле |
Электри- |
||||||||||
|
|
нения, Дж* |
||||||||||
Компоненты |
|
|
|
|
ние |
|
зуемость, |
|
|
|
|
|
объемное, |
поверх |
g - ю - 8 , |
Взвесь в |
Насып |
||||||||
|
pv, Ом-см |
ностное |
К/г |
воздухе |
ной слой |
|||||||
Гексоген |
|
|
1015 |
Рп Ом |
9,0 |
1 0 |
|
10"2 |
|
|||
> |
> |
1015 |
- |
2,0- 10~2 |
||||||||
Гексоген в атмо |
|
— |
— |
— |
, |
|
||||||
|
|
|
|
>36 |
— |
|||||||
сфере с о 2 |
|
|
10,s |
|
|
|
|
__ |
|
|||
Октоген |
> |
> 10" |
18,0 |
|
6,0- 10"2 |
|||||||
Алюминий |
1 0 |
|
109 |
2,0- 10'° |
14,0 |
2,2- 10“3 |
1,6- 10~3 |
|||||
(АСД-4) |
, |
|
- |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,0- 10"3 |
|
Смесь гексогена |
3,0- 10ш |
3,0- 10" |
1,2 |
4,0- 10“3 |
||||||||
с алюминием |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20,0 |
ПХА |
3 |
0-1 о 10 |
*3,0- 10" |
5,0 |
3,0 |
|||||||
|
- , |
|
|
|
|
|
*Данные работы [8].
В исследовательских работах были зарегистриро ваны электростатические заряды с энергией выше 10-4Дж при загрузке объемных смесителей гексогеном и алюминием. Полученные результаты стимулировали разработку технических мер по снижению энергии электростатических зарядов.
К таким мерам относится организация передачи сыпучих материалов по пневмоили вакуум-транспор ту в максимально однородном, "плотном", без разры вов потоке. В этом случае удельный массовый заряд снижается в 40 —50 раз.
В ряде исследований была показана эффективность использования ПАВ, например ОП-Ю (оксиэтилированный алкилфенол), алкомонов (ОС-2, ГН) при обра ботке ими порошков гексогена и октогена. Обработка гексогена различными ПАВ позволяет снизить элект ризацию в 10—20 раз, а октогена в 10 —200 раз. ПАВ не сказываются отрицательно на физико-химических свойствах, чувствительности к механическим воздей ствиям, сохранности свойств в течение гарантийного срока, но могут сказываться на уровне прочности свойств кристаллов ВВ и соответственно готовых изде лий СТРТ.
Большое значение для повышения безопасности имеет создание и использование электропроводящих резин и полимерных композиций для различных узлов в устройствах и механизмах, работающих в пороховых производствах (катки и ролики на дефектоскопии, ко леса внутрицехового транспорта, полы, стеллажи, сто лы и детали оборудования).
Для этих целей используются резина на основе бу- тадиен-стирольного каучука (КР-388), на основе нату рального каучука (КР-245). На основе бутадиеннитрильных каучуков разработаны электропроводные резины для вибростойких рукавов, течек, патрубков и клиновых ремней.
Электропроводные полимерные материалы в про мышленности СТТ применяют для изготовления кор пусов изложниц, элементов техоснастки, емкостей, контейнеров и т.п.
ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ВЗРЫВЧАТЫХ КОМПОНЕНТОВ И СТРТ
КВИБРАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
Впроизводстве нитроглицериновых Дорохов и СТРТ, имеющем дело с композициями, содержащими МВВ, при построении безопасной технологии недостаточно ориентироваться только на традиционные тесты на безопасность.
Впроцессе переработки пороховые массы испыты вают на себе комбинированные воздействия ряда фак торов — ударные, сдвиговые, тепловые, электромаг нитные и т.д.
Впроизводственных условиях сегодня методики определения комбинированных воздействий не ис пользуются, но исследования в этом направлении ак тивно ведутся, и выход в заводские условия вопрос времени.
К настоящему времени нет достаточно приемлемого математического решения задачи по механизму воз буждения взрыва через механическое воздействие.
Поэтому исследователи вынуждены в каждом кон кретном случае получать зависимости из эксперимен та. В последние годы все больше внимания уделяется такому фактору воздействия на СТРТ, как вибрация.
В результате действия вибронагрузки, по мнению Н.П. Логинова и С.М. Муратова, происходит неупругая деформация частиц ВМ, сопровождающаяся разруше нием кристаллов, увеличением выходов дислокаций и деструкцией полимерных молекул, образованием ак тивных ядер и радикалов. На дислокациях в твердых ВМ образуются локальные очаги химической реакции разложения, которые постепенно развиваются и при определенных условиях распространяются на весь объем ВМ с переходом разложения во взрыв.
Одной из особенностей вибрационной нагрузки, по сравнению с однократной ударной и статической, яв ляется многократное повторение сжимающих и растя гивающих напряжений в исследуемых взрывчатых ма териалах, что уменьшает пределы их прочности, более
широко изменяет площадь контакта порошкообразное ВВ — поверхность воздействия и реологические ха рактеристики вязкопластичных взрывчатых систем. При этом длительность одного цикла вибронагруже ния (10-1 —1СГ3 с) больше времени удара (10_3 —10-5 с) в 100 раз, что приводит к разогреву испытуемого ма териала и изменению его физико-механических харак теристик.
Повышение частоты колебаний может привести к переходу изотермического процесса в адиабатический, к неравномерному нагреву частиц ВВ и их химичес кому разложению.
Необходимость исследований вибрационных воз действий актуальна еще и потому, что на заводах заре гистрированы случаи взрывов ВВ, в частности при виброшнековании и при вибросмешении.
Поскольку вибрация может возникать не только в виброустройствах, но и в обычных аппаратах и меха низмах, методы оценки виброопасности должны стать в ближайшее время стандартными на всех пороховых заводах.
Обстоятельные исследования по воздействию виб рации на СТРТ проводятся в Центральном Научно конструкторском бюро совместно с Самарским госу дарственным техническим университетом. Ими разра ботаны лабораторно-стендовые устройства и приборы для определения (изучения) чувствительности взрыв чатых материалов к вибрации.
В СГТУ разработано примерно 14 разновидностей приборов [9]. Наиболее универсальный по широкому диапазону регулируемых параметров прибор ВП-2НЧ. Прибор имеет следующие характеристики:
Частота вибрации, Гц.................. |
0... |
60 |
Статическая нагрузка, т ............. |
0... |
10 |
Амплитуда вибрации, мм............ |
0... |
6.0 |
Возмущающая сила, кН.............. |
0Д0...0,90 |
В табл. 12 приведены результаты [8] по определе нию чувствительности взрывчатых компонентов и жид ковязких масс ТРТ к вибрационному воздействию.
Вероятность развития химических реакций до взры-
Чувствительность компонентов и жидковязких масс ТРТ к вибрации
Наименование |
Частота коле |
Амплитуда ко |
Частость взрыв |
продукта |
баний, о, Гц |
лебаний А, мм |
чатого превра |
Гексоген |
40 |
0,75 |
щения, % |
0 |
|||
|
70 |
3,0 |
30 |
|
70 |
3,7 |
50 |
|
120 |
2,0 |
100 |
Октоген |
70 |
1,8 |
0 |
|
120 |
1,5 |
10 |
Связующее к со |
70 |
2,0 |
0 |
ставу с октогеном |
100 |
1,5 |
10 |
Топливная масса |
70 |
3,0 |
0 |
с ПХА |
120 |
2,0 |
80 |
Топливная масса |
70 |
3,0 |
0 |
с гексогеном |
120 |
2,0 |
10 |
ПХА |
40 |
0,75 |
0 |
ПХА с октогеном |
70 |
3,0 |
0 |
50 |
1,4 |
0 |
|
10/90 |
50 |
|
|
ПХА с октогеном |
1,4 |
50 |
|
50/50 |
|
|
|
ва определяется по углу наклона (tga) прямых в лога рифмических координатах газовыделение (АР) — вре мя т, а степень разложения — по углу (а). Исследова ниями установлено, что для таких рецептур порохов, как Опал-55, Опал-МС и НБл, угол наклона, равный 17°, является критическим и при его увеличении на блюдается переход медленного разложения во взрыв.
Методики определения чувствительности ВМ разра ботаны для двух способов:
определения чувствительности по частости взрывов из 10 параллельных испытаний;
определения "пороговых характеристик" при регис трации давления газообразных продуктов, образую щихся в процессе разложения. При этом из графичес ких зависимостей определяется tga.
Исследованиями была доказана принципиальная возможность возникновения взрыва в заряде ВМ под