Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Иванов Б.А. Безопасность применения материалов в контакте с кислородом

.pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
16.66 Mб
Скачать

Жесткость чашек зависит от способа их изготовления, приме­ няемого материала и толщины чашки. В экспериментах [69] использовали изготовленные точением чашки из сплава Д16Т с толщиной донышка 1,5 ± 0,05 мм.

Воспроизводимость результатов при использовании чашечек из сплава Д16Т находилась в пределах ±5% . При применении чашечек из алюминия необходимая для взрыва энергия повыси­ лась на 30—40 Дж, а воспроизводимость резко ухудшилась.

Перед опытом чашку и ударник тщательно обезжиривали, про­ мывали дистиллированной водой и высушивали.

Образец в форме диска диаметром 18 мм и толщиной 1 мм поме­ щали на дно чашки. Затем чашку с образцом и ударник охлаж­ дали в жидком кислороде. После прекращения бурного кипения кислорода чашку с образцом устанавливали в паз на наковальне, в чашку вставляли ударник, который фиксировался в вертикаль­ ном положении направляющей обоймой.

Чувствительность материалов к удару в жидком кислороде зависит от вида материала, состояния его поверхности, пори­ стости, содержания химических и механических примесей и харак­ теризуется максимальной энергией падающего груза, при которой из определенного числа опытов (не менее пяти) получается 100% отказов.

Часто используют также понятие «пороговой энергии». Под «пороговой энергией» понимается минимальная энергия груза, при которой в трех последовательных опытах произошел один взрыв.

Результаты испытаний материалов на чувствительность к уда­ ру являются сравнительными. Описанная установка, которая ис­ пользуется во многих экспериментах, позволяет получать значения чувствительности материалов к воздействию механического удара в жидком кислороде.

Температура самовоспламенения

Температурой самовоспламенения Тсв называется наименьшая температура материала, при которой происходит резкое увеличе­ ние скорости экзотермической реакции, заканчивающейся само­ произвольным возникновением пламенного горения.

Температуру самовоспламенения можно рассматривать лишь как условную характеристику материала, так как она не является физико-химической константой, а зависит от многих факторов, в том числе от объема реакционного сосуда, скорости нагрева, формы и размеров образца, структуры материала и др.

В литературе [71—73] описано несколько методов определения температуры самовоспламенения. В основном эти методы разрабо­ таны для измерения Тсв газообразных веществ и жидких топлив, для которых этот показатель является очень важным при практи­ ческом использовании.

90

термопара; 5 — образец териала; в — чашечка.
2
4
ма­
1 — тепловые экраны; электропечь; з — бомба;
Рис. 3.19. Схема установки для измерения температуры самовоспламенения неме­ таллических материалов в кислороде [75]:

Метод определения Тсв твердых неметаллических материалов предложен в работе [11]. В реакционный сосуд, предварительно нагретый до заданной температуры с помощью электрической печи, вносят корзиночку с образцом.

Воздух, а в отдельных случаях кис­ лород, подается в камеру с заданной температурой. При различных темпе­ ратурах проводят серии опытов. За тем­ пературу самовоспламенения прини­ мается наименьшая температура, при которой наблюдалось воспламенение материала.

В работах [74, 75] разработан ме­ тод измерения температуры самовос­ пламенения неметаллических материа­ лов в кислороде (рис. 3.19). Иссле­ довано влияние на Тсв давления кис­ лорода, формы и размеров образца, объема сосуда и др.

Для выбора оптимальной формы и размеров образца проводили опыты по измерению температуры самовоспламе­ нения материалов при различных массе образца, абсолютной и удельной по­ верхности. Образец исследуемого ма­ териала помещали в графитовую ча­ шечку, затем чашечку и образец, пре­ дварительно обезжиренные четыреххло­

ристым углеродом, располагали в центре бомбы около спая термопары. Бомбу, после продувания 10—20 объемами кис-

металлов в кислороде;

— бомба; 2 — термопара; 3 — образец; 4 — неподвижный электрод; 5 — направляющая стойка; в — шина.

лорода и установления в ней заданного в опыте давления, помещали в разогретую до 800—1000 °С печь шахтного типа.

91

Для более равномерного нагревания внутри бомбы устанавливали специальные экраны, скорость нагревания газа в бомбе регулиро­ валась в пределах 7—150 °С/мин. Давление в бомбе поддержива­ лось постоянным путем сбрасывания избытка газа. Температуру самовоспламенения определяли по диаграммам записи изменения температуры, измеренной термопарой, во времени. Момент вос­

пламенения фиксировался в виде резкого подъема

температуры

в газовой фазе около образца либо наблюдался визуально.

 

В работах [17,

76—78] описаны эксперименты по

определению

. температуры самовоспламенения

металлов.

Металлические об­

n

разцы, выполненные

в

виде

стержней с

утолщениями в местах подвода тока, на­

Кпотен­

гревают электрическим током до их

вос­

циометру

пламенения (рис. 3.20). Для определения

 

 

температуры исследуемого образца ме­

 

талла обычно используют термопары или

 

оптические

пирометры.

Термопары

кре­

 

пят либо

запрессовкой

ее

в

предвари­

 

тельно

засверленное

 

отверстие,

либо

 

 

 

 

 

приваркой

к поверхности образца.

 

 

 

 

 

 

Установлено, что

Тсв черных металлов

 

 

 

 

 

составляют величины 900—1350 °С, кото­

 

 

 

 

 

рые меньше, чем

соответствующие темпе­

 

 

 

 

 

ратуры плавления. Для цветных металлов

Рис. 3.21. Схема установ­

Гсв

выше их температур плавления. Тем­

ки

для

измерения

тем­

пература

самовоспламенения зависит от

ператур

самовоспламене­

давления

кислорода

и вида металла. Мо­

ния

веществ

методом

мент воспламенения образца регистрирует­

 

 

капли-

 

ся

по резкому

повышению температуры

1 — пипетка; 2

— цилиндр;

на

диаграмме

температура

образца —

3 — электропечь; 4 — стекло

смотровое;

5 — тигель

кера­

время. Точность измерения невысока,

мический; в — термопара.

 

 

 

 

 

обычно не выше ± 5 0

°С (т. е. около 5%).

 

Температуру

самовоспламенения жидких

веществ,

как пра­

вило, измеряют по методу капли. Схема экспериментальной уста­ новки показана на рис. 3.21. Основным элементом установки является тонкий латунный цилиндр (d = 75 мм), теплоизолиро­ ванный слоем асбеста. В асбесте размещена спираль, нагреваемая электрическим током. В цилиндре на высоте 70—75 мм от дна уста­ навливается керамический тигель диаметром 55 мм и высотой 70 мм. В цилиндр по трубке подается кислород. Для вывода про­ дуктов из зоны горения кислород в небольших количествах по­ дается также непосредственно в тигель. Температуру измеряют хромель-копелевой термопарой, помещенной внутри тигля. В стенке цилиндра и электропечи имеется прозрачное вертикаль­ ное окно, позволяющее проводить визуальное наблюдение за процессом.

Печь нагревают до температуры на 200 °С выше ожидаемой температуры самовоспламенения. Затем печь медленно охлаждают

9 /

со скоростью 2—5 °С/мин и в тигель через отверстие в крышке цилиндра пипеткой вводят каплю исследуемой жидкости. За тем­ пературу самовоспламенения принимают наименьшую темпера­ туру, при которой наблюдается воспламенение капли в тигле.

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

 

 

 

 

 

1.

Л ь ю и с Б . , Э л ь б е

Г. Горение, пламя и. взрывы в газах. М., «Мир»>

2.

1968. 592 с.

 

 

 

 

Д. А.

Диффузия и теплопередача

в

хи­

Ф р а н к-К а м е н е ц к и й

 

мической кинетике. М.—Л ., «Наука», 1947. 368 с.

Б. И. Физика

.3. Б а у м Ф. А. ,

С т а н ю к о в и ч

К. П., Ш е х т е р

4.

взрыва. М., Физматгиз, 1959. 800 с.

и взрыва. М., Изд. МГУ,

1957.

X и т р и н

Л. Н. Физика

горения

5.

442 с.

А. С. Самовоспламенение, пламя и детонация в

газах.

С о к о л и к

6.

М., Изд. АН

СССР, 1960. 428 с.

 

В. В. Тепловой взрыв и рас­

З е л ь д о в и ч

Я.

Б . , В о е в о д с к и й

7.

пространение пламени в газах. М., ММИ, 1947. 137 с.

 

с.

 

ЛМ о р г а н

Д. Принципы зажигания. М., Машгиз, 1947. 128

М.,

8.

Щ е л к и н

К. И.,

Т р о ш и н Я. К.

Газодинамика

горения.

9.

Изд. АН СССР, 1963. 256 с.

 

 

 

 

740 с.

Щ е т и н к о в

Е. С. Физика горения газов. М., «Наука», 1965.

10.

С о w а г d Н .,

J o n e s

G.

Bureau

of

Mines, 1952, Bulletin №

503.

 

р. 154.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.Пожарная опасность веществ и материалов. Справочник под редакцией И. В. Рябова. М., «Химия», 1970.' 336 с.

12.

П о п о в

Б. Г., С м е л к о в Г. И. Хим. пром., 1970, № 10, с. 30—35.

13.

И о ф ф е

В. Г. В кн.: Проблемы инженерной охраны труда. Сб. XIII.

14.

М., «Металлургия», 1970, с. 11—19.

 

 

 

 

 

 

М о н а х о в В. Т.

Методы исследования пожарной опасности ве­

15.

ществ. М., «Химия», 1972. 414 с.

Б. А . , М е л ь н и к о в

Е. А. В кн.:

Щ е п о т ь е в

Н.

А., И в а н о в

 

Аппараты и машины кислородных и криогенных установок. М., «Маши­

16.

ностроение», 1971, с. 304—308.

Б. А. В кн.: Аппараты и машины

Щ е п о т ь е в

Н. А ., И в а н о в

 

кислородных и

криогенных установок.

М.,

«Машиностроение»,

1971,

17.

с. 299—303.

 

Н и к о н о в

А. П. В кн.: Проблемы инженерной

И в а н о в

Б. А.,

18.

охраны труда.

Сб. LXIII. М., «Металлургия», 1970, с. 55—63.

 

И в а н о в

Б. А.,

Н а р к у н с к и й

С. Е.,

М е л и х о в

А-

С. Кис-

19.

лородн. пром.,

1972, № 1, с. 9—16.

 

Р о з о в с к и й

А. С.

Кис-

И в а н о в

Б. А.,

М е л и х о в

А. С.,

20.

лородн. пром., 1972, № 1, с. 17—20.

 

 

 

 

С. Е. и

И в а н о в

Б. А. ,

Щ е п о т ь е в

Н. А., Н а р к у н с к и й

21.

др. Кислородн. пром., 1973, № 1, с. 3—7.

В кн.: Процессы

горения

И в а н о в

Б. А.,

М е л ь н и к о в

Е. А.

 

и проблемы тушения пожаров (Материалы III Всесоюзной научно-

22.

технической конференции). Часть

1 М., изд. ВНИИПО, 1973, с. 77—83.

И в а н о в

Б. А .,

М е л и х о в

А.

С., Р о з о в с к и й

А. С.,

ФГВ,

23.

1972, № 4, с. 593—595.

 

Е. М.,

Н а р к у н с к и й

С. Е.

И в а н о в

Б. А. ,

И з м а й л о в

 

и др. В кн.: Горение и взрыв (материалы Третьего Всесоюзного симпо­

24.

зиума по горению и взрыву). М., «Наука», 1973, с. 148—153.

 

Е. А.

И в а н о в

Б. А. ,

Щ е п о т ь е в

Н. А. ,

М е л ь н и к о в

 

 

В кн.: Исследования в области компрессорных машин. Киев, «БудГ

 

вельник»,

1970,

с. 122—128.

 

 

 

 

 

 

 

93

25.

М е л и х о в

А. С. Кандидатская диссертация. М., МИХМ, 1970. 124

с.

26.

С h i a n t а

М. A., S t e l l

А. М.

Aerospace Medicine,

1964,

v.

35,

27.

№ 9, р. 870—873.

М а л ь ц е в

В.

М., З а й ц е в В. М. Методы ис­

П о х и л П. Ф.,

28.

следования

процессов горения и детонации. М., «Наука», 1969.

302

с.

И в а н о в

Б. А .,

Н и к о н о в

А.

П., И з м а й л о в

Е. М. Кисло-

29.

родн. лром., 1970, № 1, с. 21—24.

А. С., Н а р к у н с к и й

С. Е.

И в а н о в

Б. А.,

М е л и х о в

 

Кислородн. пром.,

1972, № 1,

с.

9—16.

 

 

 

30.Кислород. Справочник. Т. II. Под ред. Д. Л. Глизманенко. М., «Ме­ таллургия», 464 с.

31.ГОСТ 8676 -58 .

32.

Ф р и с т р о м

 

Р. М.,

 

В е с т е н б е р г

А. А.

Структура

пламени.

33.

М., «Металлургия»,

1969. 364

с.

 

 

 

 

АН

СССР,

1962, 127 с.

 

3 е н и и

А. А.

Диссертация. М., ИХФ

 

34.

С о л о у х и н

 

Р. И. Ударные волны и детонация в газах. М., Физ-

35.

матгиз, 1963. 175 с.

И в а н о в

Б. А.,

Г у л я е в

В. А. и др. В кн.:

Н и к о н о в

А.

П.,

 

Тезисы

 

докладов

I

Всесоюзной

конференции

по

криогенной технике.

 

М., ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, 1973, с. 170—171.

 

 

 

 

 

36.

3 е л ь д о в и ч

Я. Б .,

С и м о и о в

Н. Н. ЖФХ,

1949,

И .

 

 

37.

S w e t t

С. С.,

D o n

I o n

R. Н.

NACA

RM, 1953, E52128, p. 18.

 

38.

B l a n c

M. V.

J. Chem. Phys., 1947, v.

15, № 11, p. 798—802.

 

39.

D e n i s о n

D. M.,

E r n s t i n g

 

J.

A.,

C r e s s w e l l

A. M.,

Lan­

40.

cet, 1966,

v. 11,

p. 1401—1405.

 

v.

11, p.

1406—1408.

 

 

 

 

W o i t s b e r g

 

A. L a n c e t ,

1966,

 

 

 

 

41.

P u r s e r

P.

R.

Lancet, 1966,

v.

11,

p. 1405—1406.

 

 

 

E. A.

42.

И в а н о в

 

Б. А.,

 

М е л и х о в

А. С.,

М е л ь н и к о в

43.

«Медицинская техника», 1972, № 3, с. 29—31.

 

1,

с. 10—14.

 

 

 

И в а н о в

 

Б. А.

Кислородн. пром.,

1969, №

безопас­

44.

Д е н и с е н к о

 

Г. Ф.,

Ф а й н ш т е й н

В. И.

Техника

45.

ности

при

производстве

кислорода. М.,

«Металлургия», 1968. 220 с.

D е a n

L. E . , T o m p s o n

W .B ., ARS Journal, 1961, v. 31, р. 917—923.

46.

R e y n o l d s

W. С.

NACA Tech.

Note,

TND—182,

1959.

 

 

 

47.

Н и к о н о в

 

А. П.

В

кн.: Исследование в

области компрессорных

48.

машин. Киев, «БудФельник», 1970, с. 253—257.

 

1965, т. 3,

5,

Б и р , Р а й а н .

 

Ракетная

техника

и космонавтика,

49.

с. 109-116.

 

В. Ф.,

 

К о в а л ь с к и й

 

А. А.,

Х л е в н о й

 

С.

С.

М и х е е в

 

 

 

 

50.

ФГВ,

1968,

т. 4,

№ 1,

с.

5—11.

 

 

 

 

В. И.,

М е р ж а н о в

А. Г.

Г р и г о р ь е в

 

Ю. М.,

Л и с и ц к и й

 

51.

ФГВ, 1967, т.

 

3, № 4, с. 512—526.

 

А. Г.

 

НТПГВ,

1965,

№ 2,

Л и с и ц к и й

В. И.,

М е р ж а н о в

 

52.

с. 62—68.

 

 

 

Ф и ш м а н

Н. А. В кн.: Исследования ракетных дви­

Б е е р

Р. Б .,

 

гателей на твердом топливе. М., Издатинлит,

1963,

с. 254—292.

 

 

53.

S i m s

D. L.

 

Combustion

a.

Flame,

1962, v. 6,

№ 4,

p.

303—348.

54.

К е л л е р

 

И.,

Б и р

А.,

Р а й н

H.

Ракетная

техника

и

космонав­

55.

тика, 1966, т.

 

4, № 8, с. 59—73.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г е й д о н

 

А .,

Г е р л

 

И. Ударные трубы в химической физике высо­

56.

ких температур. М.,

«Мир», 1966. 428 с.

 

С а м м е р ф и л д

М.

М а к - А л е в и

Р.

Ф.,

К а й я н

 

П. Л.,

 

 

В кн.: Исследования ракетных двигателей на твердом топливе. М.,

57.

Издатинлит, 1963, с. 395—427.

 

Б. А.,

П о п о в

Б. Г.

В

кн.:

М е л и х о в

А. С.,

И в а н о в

 

 

Второй Всесоюзный симпозиум по горению и взрыву (авторефераты

58.

докладов). Черноголовка, 1969, с. 20—24.

 

 

 

 

 

 

 

 

М е л и х о в

А. С., И в а н о в

Б. А. В кн.: Процессы горения и проб­

 

лемы тушения пожаров (Материалы III Всесоюзной научно-технической

 

конференции).

 

Часть 1 М.,

изд. ВНИИПО, 1973,

с. 230—241.

 

 

94

59.Л ы к о в А. В. Теория теплопроводности. М,, «Высшая школа», 1967. 599 с.

60.

Г р е б е р

Г.,

Э р к

С., Г р и к у л ь

У.

Основы

учения о тепло­

61.

обмене. Издатинлит, 1958, 566 с.

 

1963, т. 150,

№ 2, с. 283—289.

З е л ь д о в и ч

Я. Б. ДАН СССР,

62.

А в е р с б н

А. Э.,

4,

Б а р з ы к и н

В.

В.,

М е р ж а н о в

А. Г.

63.

1968, ФГВ, т. 4, №

с. 494—500.

6, с. 74—79.

 

 

Л и б р о в и ч

В. Б.,

ПМТФ,

1963,

 

 

64.

Я н к е

Е.,

Э м д е

Ф . , Л е ш

Ф. Специальные функции. М., «Наука»,

65.

1964, 344

с.

П а т т е р с о н

Г.

В

кн.: Ударные

трубы. Сб. статей

Г л а с с

И.,

 

под ред. X. Н. Рахматтулина и С. С. Семенова. М.,

Издатинлит,

1962,

66.

с. 138—189,

А. В .,

Б о б о л е в

В. К.

В кн.: Третий Всесоюзный

Д у б о в и к

 

симпозиум по горению и взрыву (Авторефераты

докладов). Черного­

67.

ловка, 1971, с. 221—223.

 

1971,

v. 11, № 6, р. 28—30.

 

K e y

С. F. Mater. Res. a. Stand.,

№ 6,

68.

В 1 а с k s t о n е

W. R. Mater.

Res. and Stand.,

 

1971,

v. 11,

69.

p. 30—35.

 

 

 

М е л и х о в

А.

С.,

Р о з о в с к и й

А. С.

и др.

И в а н о в Б. А .,

 

В кн.: Процессы

горения и проблемы тушения

пожаров (Материалы

 

III Всесоюзной научно-технической конференции).

 

Часть

2 М.,

изд.

 

ВНИИПО, 63—74 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

70.A f г i с а п о A. Advances in Cryogenic Engineering, 1960, v. 5, p. 532— 537.

71.

П о п о в

E. И., Ф и н а е в

Ю. А.

Изв. АН

БССР,

Сер. физ.-энерг.,

72.

1969, № 3, c. 126—128.

 

J. S.

Mater.

Res.

a.

Stand.,

1971,

P i p p e n

6,

D.

L.,

S t r a d l i n g

73.

v. 11,

p. 3 5 -4 3 .

 

1969,

3,

p. 81—87.

 

 

В a z i n

L. Annales des Mines,

 

 

74.

Z e n n e r

 

J. H. Proc, 1954.

Cryogenic Eng. Conf., 1954, p. 216—220.

75.

И в а н о в

Б. А .,

М е л и х о в

А. С.,

 

М е л ь н и к о в

E. A.

76.

Медицинская техника, 1972, № 3, с. 29—31.

 

 

1961, v. 7, p.

971 —

D e a n

L. E .,

T o m p s o n

W. R. ARS

Journal,

 

983.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

77.

G r o s s e

A.

B..

C o n v a y

I. B.

Ind.

Eng.

Chem.,

1958,

v. 50,

78.

p. 663—668.

J. D.

Defence

Metals

Inform.

Center.

Battele Memorial

J a c k s о n

 

Inst., 1963,

163,

p. 1—28.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

таких загораний является, как правило, полное разрушение и выход из строя оборудования (рис. 4.1).

Загорание металлов может произойти вследствие трения дета­ лей в атмосфере кислорода[1 ], сгорания контактирующих с метал­ лом неметаллических материалов и масляных отложений [2 , 3],

механических примесей (кокс, окалина и др.) в потоке кислорода [4], случайного контакта с нагретыми телами, разогрева металла в результате замыкания электрических цепей и по другим при­ чинам [5, 6 ].

4.1.ПРЕДЕЛЬНЫЕ ДАВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА

Внекоторых экспериментах наблюдалось потухание горящих металлов при снижении давления кислорода [7]. Отмечалась также очень большая трудность зажигания металлов при низких давлениях кислорода.

Исследования предельных условий горения металлов в кисло­ роде проведены в работах [8—21]. Было установлено, что распро­ странение горения по образцам любого монолитного металла возможно только, начиная с определенного давления кислорода [8 ].

Это давление названо предельным давлением распространения горения рпр или предельным давлением горения.

Рис. 4.2. Схема экспериментальной установки для ис­ следования предельных условий горения металлов в кис­ лороде при давлениях до 420кгс/сма:

1

га зи ф и к а то р

ж и д к о го к и сл о р о д а ; 2 — бом ба;

3 — образец ;

4

защ и тн ы й к

о ж у х ;

5 — и сто ч н и к за ж и г а н и я ;

6 — л ату н н ы й

стакан .

Схема экспериментальной установки [ИЗ, на которой полу­ чены практически все приводимые ниже данные, показана на рис. 4.2. Основными элементами установки являются газифика­ тор, позволяющий получать чистый сухой кислород при давле­

7 Заказ 743

97

ниях до 420 кгс/сма, и бомба, которая размещена за защитным кожухом с песком.

Бомба высокого давления выполнена в виде толстостенного цилиндра из нержавеющей стали со вставным латунным стаканом (6 = 3 мм), который предохраняет корпус бомбы от загорания

при скапывании горящего металла. Рабочий объем бомбы соста­

твлял 1,3 л, диаметр — 100 мм.

нгс/см2

Мощность источника зажигания под­

 

бирали экспериментально. Надежное

 

зажигание

образцов из углеродистых

 

сталей и чугуна толщиной до 3 мм при

 

давлениях

более 10 кгс/см2 обеспечива­

 

лось запалом, состоящим из 3—5 витков

Ст.З ЯМц Ст.ЮЯМг

Рис. 4.3. Предельные дав­

Рис. 4.4. Схема размещения образца при из­

ления

кислорода,

при ко­

мерении предельного давления

кислорода в

торых

возможно

горение

зависимости от начальных температур ме­

различных

металлов

(d —

 

талла:

 

= 3 мм,

v =

0, Т =

20 °С,

1 — образец ;

2 — у зе л к р е п л е н и я ;

3 — тер м о п ар а ;

образцы располагались

го­

4 — с п и р а л ь

за ж и г а н и я ; 5 — ш и н а

подпода н а п р я ­

ризонтально).

 

 

 

ж е н и я .

 

проволоки

d =

0,25

мм,

I = 20—30 мм. Зажигание образцов из

нержавеющих сталей типа Х18Н10Т и 3X13 в аналогичных ус­ ловиях становилось возможным при наличии дополнительно сго­

рающей

полоски

алюминиевой фольги размером 0 ,1 X 5,0 X

X 30,0 мм. Образцы толщиной более 3 мм для удобства зажи­

гания

расплющивали или

разрезали в месте инициирования.

S Для

образца,

имеющего

цилиндрическую форму, считалось,

что он сгорел, если зона горения распространилась на всю длину образца (не менее 10 диаметров, исключая запальную часть);

для образца конусной или ступенчатой формы'— если горение распространилось на всю длину конуса или образца.

На предельное давление кислорода оказывают значительное влияние небольшое (несколько градусов) отклонение положения образца от горизонтального, появление потока газа в бомбе в^ревультате пропуска, зашлаковка образца. Вследствие этого иногда

88

99
Рис. 4.5. Предельные давле­ ния кислорода, при которых возможно горение цилиндриче­ ских (d = 3 мм) образцов из стали Х18Н9 при различных
начальных температурах.
т,н
500 600 700 800 300 1000
Как можно видеть из приведенных данных, ориентация образца не всегда одинаково влияет на предельное давление кислорода рп„.
Так, для стали 0Н9А и медистого чугуна значения р пр остаются практически постоянными, для углеродистой стали незначительно изменяются, а для сталей Х18Н9Т и
3X13 значения рпрменяются в десятки раз. Следует отметить, что наимень­ шие значения р пр наблюдаются во всех случаях при горизонтальном положении горящего образца.
Для изучения влияния на р пр начальной температуры А. П. Нико­ новым и автором были проведены сле­ дующие опыты (рис. 4.4) Образец U-образной формы зажимали в элек­ тродах и нагревали посредством про­ пускания через него постоянного электрического тока. Температура образца измерялась впрессованной в него термопарой и регистрировалась самописцем. При достижении необ­ ходимой в опыте температуры об­ разец поджигали от запальной

наблюдается плохая воспроизводимость результатов от серии к серии опытов.

Поэтому найденные значения предельных давлений уточняли по методу «вверх — вниз».

На рис. 4.3 приведены значения предельных давлений кисло­ рода, при которых возможно горение различных металлов и спла­ вов [11]. Из этих данных нетрудно видеть, что наибольшей спо­ собностью к горению в кислороде обладают углеродистые стали, затем следует алюминий и сплавы на его основе. Легированные хромом и никелем стали горят при значительно более высоких давлениях кислорода, чем обычные стали. Образцы из меди, сплавов на основе меди, никеля, серебра не горят при давлении кислорода 420 кгс/см2.

Ниже приведены значения предельного давления кислорода, при которых возможно горение некоторых металлов (образцы диаметром 3 мм) в зависимости от направления распространения горения:

 

Горизон­

Снизу —

Сверху —

 

тальное

вверх

вниз

Углеродистая

 

< i

< i

сталь .................

< 1

Сталь ОША . . .

3

3

3

Медистый чугун

11

11

и

Нержавеющая

 

 

 

сталь Х18Н9Т

28

38

> 40

Сталь 3X13 . . .

22

60

> 4 0

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ