10. Пироқұрамдардың жарылғыш қасиеттерін сынау

Пиротехникалық құрамдардың жарылғыш қасиеттерін анықтау үшін лабораториялық сынау өткізіледі, олардың жарылғыш заттардан айырмашылығы бар. Пиротехникалық құрамдар (хлораттардан басқа) көбінесе жарылғыш заттармен салыстырғанда қиынырақ тұтанады. Сынау жағдайлары қатаң болуы керек.

1. ұнтақ тәрізді 50-100 г заряд

2. мықты

3. Зарядты мықты темір түтікшесі немесе қорғасын қабықшаға орнату.

Сынаудан кейін Pb - Трауцль блогы жарылысқа қабілетті блок каналының кеңеюі бойынша анықталады, заряд диаметрі 40 мм, ұзындығы 150-200 мм, қосымша детонатор.

Pb - Гесс сынама бағанасы, пластинка 2 мм, жарылыс таралу жылдамдығы Дотриш әдісі бойынша немесе фоторегистр арқылы анықталады.

10.1 Жанудың жарылысқа айналуы

Жарылыс пайда болу үшін қажетті (кейде жеткіліксіз) жағдайда реакцияның ыдырауы нәтижесінде басымды мөлшерде газдардың түзілуі. Сондықтан аз газды және газсыз құрамдарда жарылғыш қасиеттер минималды болады.

Темір оксиді + Al газды фаза түзбейді, сондықтан жарылғыш қасиеттері болмайды. Термиттің жану кезінде температура жоғарлағанда ұшқын түзілу мен бөлшектердің шашырауы термиттегі ауа кеңею нәтижесінде өтеді.

Жанғыш құрамдарда термитпен қатар Ba(NO₃)₂ және органикалық байланыстырғыш болса аздап газдар түзіледі, термитті қосылыс 50-60 % жоғары болса тұрақты жарылыс таралмайды.

Келесі қажетті (кейде жеткіліксіз) жарылыс өту жағдай реакцияның жоғары экзотермиялығы. Реакция зонасында температура 500-600 ⁰С кем болмауы керек. Бұл жағдай тек қана кейбір түтінді құрамдарда орындалмайды (құрамында 40-50 % NН₄Cl болғанда).

Үшінші жағдай – жүйенің гомогендігі.

Пироқұрамдар жарылғыш қасиеттерін тек қана жарылғыш өткізетін зат –өздігінен ыдырау экзотермиялық реакцияға қабілеті бар зат болғанда ғана көрсетеді. Мысалы, хлоратты құрамдарда калий хлораты, немесе NН₄ClО₄- оқ дәрісінде. Хлораттарға қарағанда, перхлораттар ыдырағанда жылу аз бөлінеді, сондықтан жарылғыш заттардың ыдырауы қиындау жүреді.

10.1–сурет - К. К. Андреев түтікшесінің деформация түрі

(а) жану кезіндегі (б) жанудың жарылысқа айналғанда

Нитраттарда, аммоний нитратынан басқа, жарылыс өту үшін біраз сыртқы жылу қажет. Жарықтандыратын құралдарда Ba(NO₃)₂+Al жарылыс өтуі үшін жоғары бастапқы импульс қажет.

Жарылыс ыдырау жарықтандыратын құрамдарда Mg болғанда жеңіл өтеді. Жарылғыш ыдырау жылдамдығы 1000 м/с, түтінді оқ дәрі үшін ~400м/с.

Тығыздалмаған қоспаларда нитрат +Mg, немесе нитрат + құйма, Al–Mg (50г-100г) жарылыс импульстан (капсюль – детонатор) және от импульстан (стопин, оқдәрісі) өтеді, сондықтан мұндай құрамдар қауіпті.

Жарылғыш заттармен пироқұрамдар үшін жанудың жоғары температурасы жанудың жарылысқа өтуіне көмектеседі.

Қажау, соғу құрамның әсер ету жерінде ғана жарылыс тудырады және құрамның басқа бөлігі әдеттегідей жанады.

Егер көп мөлшерде тез жанатын құрамды жақса (бірнеше кг), қысым жоғарылайды және жану жарылысқа өтуі мүмкін.

Жабық ортада жанудың жарылысқа өту мүмкіншілігін зерттеу үшін Андреев әдісі қолданылады. Түтікшеде (ұзындығы 200мм, ішкі d=40мм, қоспа 50г) тұтандырғыш құрам қыздырылған сыммен тұтанадырылады. Егер түтікше 5 -6 қалдықтар берсе, онда жану жарылысқа өткенін көрсетеді (10.1–сурет).

Жанудың жарылысқа өтуін манометрлік бомбада, престелген аздаған зарядтарды плексигластан жасалған стаканда да сынайды (Андреев әдісі) (инициатор ретінде түтінді оқ дәрі, қысым жоғарылауын осциллографте байқауға болады). Бұл әдістің кемшілігі кіші сынама және үлгі тек қана ұшынан тұтанау. Сынау жағдайлары тәжірибеден алыстайды.

Жабық кеңістікте газдар шығуы қиындаған жағдайда Андреевпен ұсынылған тесігі бар темір түтікшелер қолданылады. Сондай-ақ Трауцль блогында сынау өткізіледі, импульсті бикфорд бауы немесе оқ дәрісі береді.

Егер ауада аммоний далабы, Mg ұнтағы, Al-Mg құймасының ұнтақтары, Ti, Zr, көмір, көмірсулардың шаң-тозаңды ұнтақтары көп мөлшерде болса болса, жарылыс өтуі мүмкін.

Мысалы, Al шаң-тозаңды ұнтағының төменгі жарылыс шегі ауада 40 г / м³, Mg - 25 г/м³.

Көптеген суланған металл ұнтақтарының жануы белгілі жағдайларда өтеді, реакция көп жылу және газ бөлуімен өтеді. Мысалы:

H₂O + Mg = MgO + H₂ + 318 кДж

а б

10.2–сурет. Қабырғалары қалың Pb-түтікшесі (H₂O + Mg)

(а) жарылысқа дейін (б) жанудың жарылысқа айналғанда

Бөлінетін газ көлемі 530 см³/г, жану жылуы 7,54 кДж/г, сонымен жарылысқа қажетті жағдайлары бар, бастапқы импульс беретін капсюль-детонатор (10.2 - сурет).

Шаң-тозаңды көмірсулардың (ұнның, қанттың) жоғары жарылғыштығы белгілі.