Чувствительность взрывчатых компонентов и стрт к вибрационному воздействию

В производстве нитроглицериновых порохов и СТРТ, имеющим дело с композициями, содержащими МВВ, при построении безопасной технологии недостаточно ориентироваться только на традиционные тесты на безопасность.

В процессе переработки пороховые массы испытывают на себе комбинированные воздействия ряда факторов – ударные, сдвиговые, тепловые, электромагнитные и т.д.

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 разрушением кристаллов, увеличением выходов дислокаций и деструкцией полимерных молекул, образованием активных 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, является многократное повторение сжимающих и растягивающих напряжений в исследуемых взрывчатых материалах, что уменьшает пределы их прочности, более широко изменяет площадь контакта порошкообразное ВВ — поверхность воздействия и реологические ха­рактеристики вязкопластичных взрывчатых систем. При этом длительность одного цикла вибронагружения (10^-1 -10^-3 с) больше времени удара (10^-3-10^-5 с) в 100 раз, что приводит к разогреву испытуемого ма­териала и изменению его физико-механических харак­теристик.

Повышение частоты колебаний может привести к переходу изотермического процесса в адиабатический, к неравномерному нагреву частиц ВВ и их химичес­кому разложению.

Необходимость исследований вибрационных воз­действий актуальна еще и потому, что на заводах заре­гистрированы случаи взрывов ВВ, в частности при виброшнековании и при вибросмешении.

Поскольку вибрация может возникать не только в виброустройствах, но и в обычных аппаратах и меха­низмах, методы оценки виброопасности должны стать в ближайшее время стандартными на всех пороховых заводах.

Обстоятельные исследования по воздействию вибрации на СТРТ проводятся в Центральном Научно-конструкторском бюро совместно с Самарским государственным техническим университетом. Ими разработаны лабораторно-стендовые, устройства и приборы для определения (изучения) чувствительности взрыв­чатых материалов к вибрации.

В СГТУ разработано примерно 14 разновидностей приборов. 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  0,10- 0,90

В табл. приведены результаты по определе­нию чувствительности взрывчатых компонентов и жидковязких масс ТРТ к вибрационному воздействию.

Методики определения чувствительности ВМ разра­ботаны для двух способов:

1) определения чувствительности по частости взрывов из 10 параллельных испытаний;

2) определения "пороговых характеристик" при регистрации давления газообразных продуктов, образующихся в процессе разложения. При этом из графичес­ких зависимостей определяется tg.

Исследованиями была доказана принципиальная возможность возникновения взрыва в заряде ВМ под воздействием вибрации и показано как влияют на эту возможность параметры вибрации: частота, амплитуда, ускорение колебаний, соотношения между динамической и статической составляющими нагрузки.

В предложенной методике исследований очень важным было не столько доведение испытаний до взрыва, сколько возможность получения количественных данных о сравнительной чувствительности ВМ к вибрационным нагрузкам. Конкретные данные получали путем замера газовыделений, возникающих при опыте. На основании найденных значений скорости газовыделения при различных давлениях рабочего органа прибора определяли сравнительную чувствительность ВМ к вибрационным нагрузкам.

Таблица

Чувствительность компонентов и жидковязких масс ТРТ к вибрации

Наименоание продукта	Частота колебаний, , Гц	Амплитуда колебаний, А, мм	Частость взрывчатого превращения, %
Гексоген	40 70 70 120	0,75 3,0 3,7 2,0	0 30 50 100
Октоген	70 120	1,8 1,5	0 10
Связующее к составу с октогеном	70 100	2,0 1,5	0 10
Топливная масса с ПХА	70 120	3,0 2,0	0 80
Топливная масса с гексогеном	70 120	3,0 2,0	0 10
ПХА	40 70	0,75 3,0	0 0
ПХА с октогеном 10/90	50	1,4	0
ПХА с октогеном 50/50	50	1,4	50