Производство пироксилиновых и сферических порохов, сгорающих гильз и зарядов из них

На фазах получения порохов требования по безопас­ности резко возрастают по сравнению с фазами про­изводства нитроклетчатки.

Замкнутые объемы аппаратов способствуют при за­горании быстрому росту давления. Спиртоэфирный растворитель, будучи легко летучим растворителем, при неблагоприятных условиях может создать в поме­щении взрывоопасные концентрации паров. При дви­жении в процессах сушки, мешки и укупорки больших масс пороха существенно возрастает вероятность эле­ктризации, пылеобразования и россыпей. Указанные факторы требуют более тщательной разработки техни­ческих мер по обеспечению технологической безопасности.

Для всех помещений в производстве пироксилино­вых и сферических порохов, сгорающих гильз и за­рядном производстве важнейшим условием является поддержание относительной влажности, температуры и влажности полов для защиты от статического элект­ричества.

Исправность заземления оборудования, коммуника­ций, приспособлений и инструмента должна систематически (по графику) проверяться с регистрацией в журналах.

Для предотвращения перехода загорания во взрыв все замкнутые аппараты для работы с порохами должны быть оборудованы вышибными поверхностями или разрывными мембранами, расчитываемыми из усло­вий, соответствующих обеспечению безопасных условий для каждого конкретного аппарата.

Особые требования установлены для участков реку­перации растворителей:

- массовая концентрация паров растворителя в по­ступающей на установки паровоздушной смеси должна быть не более 30 г/м³, а по эфиру — не более 16 г/м³;

- на газоходах должны быть установлены либо мембраны, либо прерыватели взрывной волны;

- для транспортировки паровоздушной смеси каждая рекуперационная установка должна иметь резервный вентилятор;

- для исключения самовозгорания активированного угля, температурные режимы регенерации должны строго соблюдаться и поддерживаться автоматически.

В помещениях, где осуществляется работа с порохами, не допускается попадание на порох прямых сол­нечных лучей. Окна должны быть застеклены матовы­ми стеклами или закрашены светлой краской.

На всех, фазах производства порохов предусматри­ваются меры, исключающие подсыхание пленок.

3.Анализ статистики аварий в пороховых производствах и практические выводы из статистики

Аварийные случаи в пороховых производствах всегда были объектом тщательного изучения и анализа.

По результатам расследований, которые иногда со­провождались и исследованиями, в процесс производ­ства вносились либо дополнительные требования, либо предлагалось совершенно новое техническое решение. Даже в тех случаях, когда технические комиссии не находили однозначной причины аварии, в производст­венный процесс вносились ограничения, новая точка контроля и т.п., сразу по нескольким предположитель­ным причинам.

В таблицах приведена упрощенная статистика аварийности за различные временные отрезки. В действительности анализу под­вергается более обширный материал, в частности ма­териальный ущерб, характеризующий масштабы ава­рии, число пострадавших, в том числе со смертельны­ми исходами, конкретные технические причины каждой аварии и т.д.

Таблица 16

Аварийность во взрывоопасных производствах (1981-1990 гг.)

№ п/п	Вид производства	Число аварийных случаев в % к общему количеству аварий
1	Производство нитроклетчатки	2,8
2	Производство пириксилиновых порохов	5,45
3	Производство сферических порохов	0,75
4	Производство дымных порохов	0,93
5	Производство нитроэфиров	1,06
6	Производство баллиститных порохов	79,4
7	Производство СТРТ	9,79

В табл. 16 видно, что производства нитроклетчатки, пироксилиновых порохов, сферичес­ких и дымных порохов, а также нитроэфиров, за ука­занный период дали 11% от общего числа аварий; 89% приходится на баллиститные и смесевые пороха.

Производства дымных порохов, нитроклетчатки и пироксилиновых порохов за большой исторический период их функционирования достигли высокого уровня в реализации безопасных условий работы. В технологии были выбраны все "люфты". Низкий уровень аварийности в производстве нитроэфиров и сферических порохов объясняется другим фактором, и то и другое произ­водство базировалось в этот период на новой совре­менной технологии, с применением компьютерных методов управления процессом, резко уменьшенными загрузками аппаратов в производстве нитроглицерина (инжекторный метод) и организацией технологическо­го процесса сферических порохов без каких-либо ме­ханических воздействий на порох. Основная часть процесса производства ведется в водной среде (кроме сушки и мешки).

Как видно из таблиц, основная доля аварийности приходится на баллиститные пороха. Из табл. вид­но, что основным виновником отрицательной статистики в этом производстве является фаза вальцевания (50%). "Вспышки" на вальцах не носят разрушительного характера. При дистанционном управлении непрерывным процессом вальцевания, травматизм здесь крайне редкое явление.

Таблица

Усредненная статистика случаев аварийности в производстве баллиститных порохов по фазам производства (1981-1986 гг.)

№ п/п	Фазы производства	Аварии, % от общего числа аварий
1	Вальцевание	50,0
2	Формование	19,0
3	Отжим пороховой массы	5,0
4	Сушка	1,5
5	Концевые операции	11,0

Таблица 18

Аварийность в производстве СТТ по годам

Года	Аварии, % от общего числа аварий	Ущерб от аварий, %
19611970	53	33,3
19711980	23,8	17,3
19811990	23,2	49,4

Чет­верть аварийных случаев в производстве баллиститных порохов происходила из-за неудовлетворительной под­готовки оборудования, в том числе и вальцмашин. Вальцы требуют тщательной регулировки зазоров меж­ду "бочками", регулировки, питающих устройств, хоро­шей настройки срезающих таблетку ножей, системы обогрева и т.д. В производстве 26% аварий классифи­цируется при расследовании как нарушение правил технической безопасности и т.д.

Среднестатистическое распределение причин аварий в производстве баллиститных порохов (в процентах) за 1981-1986 гг.:

а — нарушение технологичес­кого режима; б — неудовлетво­рительная подготовка оборудо­вания; в — нарушение правил техники безопасности: г — попадание посторонних предме­тов; д — нетехнологичность прерабатываемых составов; е — конструктивные недостат­ки оборудования

Выяснение причин аварий позволяет заводам принимать практические меры в зависимости от конкрет­ных значений статистики данного завода (а не усред­ненных по всем заводам). Тем не менее, статистика аварийности на вальцах отражает общий характер, и принимаемые меры также были общими для всех за­водов. Это:

- модернизация вальцев (завод "Большевик") в части регулировки числа оборотов, зазоров и т.п.,

- отработка новых формующих колец,

- установка датчиков контроля за температурой по­лотна и т.д.

Из табл. 18, 19, характеризующих аварийность в производстве СТТ, можно сделать следующие выводы.

Аварийность за 30 лет (1961— 1990 гг.) характеризуется цикличностью, каждый 10-летний цикл имеет свою причинность.

В 1961-1970 гг. на аварийность в наибольшей сте­пени повлияла недостаточная квалификация кадров - технология только осваивалась и привитие производ­ственного опыта и навыков происходило "на ходу" в процессе реального, а не учебного производства. В этот же период изучались рецептуры СТТ с точки зрения поведения их в производстве.

В 1971-1980 гг. произошло резкое падение числа аварий по перечисленным причинам, но аварии все-таки происходили, и главной их причиной в эти годы стал фактор масштабности производства. Эти годы бы­ли самыми напряженными по тоннажу перерабатываемых топлив и по числу новых составов, осваиваемых в производствах. Сюда же следует отнести такие фак­торы как введение новых мощностей, работы по ин­тенсификации производства, рост габаритно-массовых характеристик зарядов.

Таблица 19

Распределение аварий в 1961-1990 гг. по фазам производства СТТ

№ п/п	Фаза производства	Аварии, в % от общего числа аварий
1	Подготовка окислителя	12,9
2	Подготовка активного связующего и загрузка его в смеситель	1,6
3	Приготовление топливной массы и формирование изделий - методом литья под давлением - методом свободного литья	33,2 7,25
4	Смешение топливной массы в различного типа смесителях	4,8
5	Отверждение изделий	5,6
6	Распрессовка изделий	7,25
7	Дефектоскопия	0,8
8	Механическая обработка	1,6
9	Погрузочно-разгрузочные работы	6,45
10	Очистка оборудования	8,9
11	Работа с отходами	3,2
12	Хранение окислителя изделий, укупорка, комплектация, уничтожение изделий и т.д.	6,45

В 1981-1990 гг. промышленность не получила существенного сокращения аварий, так как вступила в фазу освоения высокоэнергетических и высокоскоростных составов, в том числе содержащих высокоэнергетические добавки. Существенно повысилась опасность производства высокоскоростных составов с ультрадис­персным ПХА и быстрогорящими ВВ (БГВВ).

Число аварий в это десятилетие не увеличилось, но по мощности и разрушительности они были значи­тельнее аварий предыдущих лет.

Типичное разрушение технологического здания по­сле взрыва СТТ показано на рис. 23.

Выводы из анализа приведенной статистики были незамедлительно сделаны. В короткие сроки была про­делана необходимая работа:

- пересмотрены существовавшие редакции правил устройства и эксплуатации;

- пересмотрены нормы загрузки зданий и безопасные расстояния;

- реализована технологическая схема производства с "разрывом" фаз смешения и формования;

- отработаны новые приемы ввода в рецептуру высокоэнергетических добавок и мощных окислителей;

- реализованы новые конструкции зданий, позволяю­щих локализовать аварию в них полностью;

- выработаны конкретные мероприятия по предот­вращению перехода горения крупных изделий в дето­нацию и т.д.

Типичное разрушение технологического здания после взрыва СТТ

В последние годы рассматриваемого десятилетия за счет внедрения этих мероприятий аварийность была существенно снижена.

Анализ аварийности по фазам производства позво­ляет целенаправленно реализовать технические реше­ния по ликвидации или существенному ее снижению данной фазе.

В таб. 19 приведена аварийность за 30 лет по фа­зам технологического процесса. Следует сразу сказать, что это сильно усредненные показатели. Можно утверждать, что последнее десятилетие или пятилетие дали бы совершенно иное распределение. И, тем не менее, статистика показывает, в каких направлениях шел технический поиск безопасных приемов работы.

12,9% аварий на фазе подготовки окислителя отра­жают по существу работу в первом десятилетии (1961—1970 гг.), когда отрабатывалось оборудование, приемы смешения с другими порошкообразными ком­понентами, порядок транспортирования и ввода порошков в смесители и т.д.

Самый высокий процент аварий (33,2%) приходится на фазу приготовления и формирования изделий по технологии литья под давлением. В последнее десятилетие количество этих аварий было уменьшено за счет большого числа эффективных технических решений:

- дистанционной разборки смесителя непрерывного действия (СНД) для осуществления чистки и мойки;

- покрытия внутренних поверхностей смесителя теф­лоном;

- повышения надежности дозирующих устройств;

- существенного улучшения диагностики и управления процессом с помощью новых технических средств и специальных компьютерных программ.

Существенные технические меры были приняты и по другим фазам, к ним относятся:

- компьютерное управление термостатированием;

- новые методики диагностики режимов распрессовки;

- снижение крановых перегрузок и замена их бескрановыми;

- совершенствование технологической схемы свобод­ного литья и т.д.

В авариях, происходивших в 1961— 1990гг., факторы статистики (см. табл. 19) были сведены практически к нулю, но появились причины порожденные перестрой­кой. На заводах было подорвано единоначалие дирек­торов и начальников цехов, их должности стали вы­борными, а выборы зачастую носили демагогический характер. Дисциплина в опасных производствах резко упала, возросла текучесть кадров, отток высококвали­фицированных кадров стал массовым и необратимым.

Многочисленные реорганизации управления обо­ронной отраслью, в том числе и пороховой промыш­ленностью, привели к существенному ослаблению служб специального режима и техники безопасности, предметно занимавшихся статистикой и анализом ава­рийных ситуаций и стимулированием руководителей заводов по разработке безопасных технологий.