- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Содержание
- •Введение
- •1 Взрывчатые вещества
- •1.1 Общие сведения о взрывчатых веществах [3–6]
- •1.2 Классификация взрывчатых веществ [36]
- •1.3 Реакции взрывчатого разложения
- •1.4 Общие свойства взрывчатых веществ
- •1.4.1 Чувствительность взрывчатых веществ [4, 7]
- •1.4.2 Стойкость взрывчатых веществ [4, 7]
- •1.5 Действие взрыва на окружающую среду [4]
- •1.6 Понятие о боеприпасах и выстрелах [8]
- •1 − Взрыватель; 2 − заряд взрывчатого вещества; 3 − корпус;
- •4 − Ведущий поясок; 5 − сопло; 6 − твердотопливный реактивный заряд; 7 − боевая часть
- •1.7 Инициирующие взрывчатые вещества [9]
- •1.7.1 Гремучая ртуть
- •1.7.2 Азид свинца
- •1.7.3 Тринитрорезорцинат свинца
- •1.7.4 Тетразен
- •1.8 Средства инициирования
- •1.8.1 Средства воспламенения
- •1 − Колпачок; 2 − покрытие ударного состава; 3 − ударный состав
- •1 − Корпус гильзы; 2 – наковальня; 3 − капсюль-воспламенитель; 4 − затравочные отверстия
- •1.8.2 Средства детонирования
- •1 − Колпачок; 2 – чашечка; 3 – сетка шелковая; 4 – тнрс; 5 – азид свинца; 6 – тетрил; 7 – накольный состав
- •1.9 Бризантные взрывчатые вещества [3]
- •1.9.1 Нитроглицерин [3, 4, 10, 11]
- •1 − Инжектор для подачи водной эмульсии нитроглицерина на фазу
- •1.9.2 Гексоген [3,4]
- •1.9.3 Октоген [3,4]
- •1.9.4 Нитраты целлюлозы [4, 11–16]
- •5 Редуктор; 6 – вертикальный вал; 7 – кронштейн; 8крышка
- •1.9.5 Тротил [3, 4]
- •1.10 Промышленные взрывчатые вещества [4, 17–19]
- •1.10.1 Простейшие гранулированные взрывчатые вещества
- •1.10.2 Взрывчатые смеси аммиачной селитры с тротилом
- •1.10.3 Водосодержащие взрывчатые вещества
- •1.10.4 Эмульсионные взрывчатые вещества (эмулиты)
- •1.10.5 Нитроэфиросодержащие взрывчатые вещества
- •1.10.6 Предохранительные взрывчатые вещества
- •1.10.7 Конверсионные промышленные взрывчатые вещества
- •1.11 Снаряжение боеприпасов взрывчатыми веществами
- •1.12 Применение взрывчатых веществ в народном хозяйстве
- •2 Пороха и сртт
- •2.1 Общие сведения о порохах
- •2.2 Классификация порохов
- •2.3 Дымный порох [4, 11, 19, 38]
- •2.3.1 Свойства дымного пороха
- •2.3.2 Производство дымного пороха [11, 39]
- •2.3.3 Применение дымного пороха
- •2.4 Пироксилиновые пороха [4, 11, 40–42, 87–88]
- •2.4.1 Производство пироксилиновых порохов периодическим методом
- •2.4.2 Производство пироксилиновых порохов непрерывным методом
- •2.5 Особенности технологии производства сферических
- •2.6 Баллиститные пороха [4, 11, 44–46, 89]
- •2.6.1 Изготовление пороховых масс баллиститного типа
- •2.6.2 Переработка пороховых масс баллиститного типа методом проходного прессования
- •2.6.3 Иные способы переработки пороховых масс баллиститного типа
- •2.6.4 Применение баллиститных порохов в народном хозяйстве [18, 19]
- •1 − Буровая вышка; 2 − пиропатрон; 3 − узел воспламенения; 4 − пороховая шашка; 5 − воспламенительный заряд; 6 − нефтяной пласт; 7 − пороховой заряд; 8 − скважина с жидкостью (вода, растворы кислот)
- •1 − Прибор крепежный для измерения давления; 2 − наконечник;
- •3 − Кабель; 4 − головка кабельная; 5 − бронепокрытие; 6 − заглушка;
- •7 − Заряд воспламенительный; 8 − трубка алюминиевая; 9 − пиропатрон; 10 − заряд дополнительный; 11 − заряд многощелевой
- •1 − Газогенератор плазмы; 2 − заряд твердого плазменного топлива;
- •6 − Нагрузка; 7 − магнитная система
- •2.7 Смесевые ракетные твердые топлива
- •1 − Воспламенитель; 2 − обечайка камеры; 3 − заряд сртт;
- •4 − Сопловой блок
- •1 − Защитный кожух; 2 − блок центровочного зеркала; 3− заряд твердого топлива; 4 − теплоизоляционное покрытие; 5 − корпус; 6 − вкладыш; 7 − расширяющаяся часть сопла; 8 − резиновая заглушка;
- •9 − Воспламенительное устройство
- •1 − Теплоизоляция; 2 − заряд твердого топлива; 3 − сопловой блок; 4 − корпус; 5 − воспламенительное устройство
- •1 − Теплоизоляция; 2 − заряд твердого топлива; 3 − сопловой блок; 4 − корпус; 5 − воспламенительное устройство
- •1 − Корпус; 2 − теплозащитное покрытие; 3 − тороидальный воспламенитель; 4 − сопловой блок; 5 − графитовый вкладыш
- •1 − Двигательная установка; 2 − ракета «Союз»
- •1 − Глухой торец камеры сгорания; 2 − заряд тт; 3 − фильтр; 4 − сопло
- •2.7.1 Принципиальный состав сртт и назначение компонентов
- •1 − Окна; 2 − загрузочный люк; 3 − корпус; 4 − защитные мембраны; 5 − выгрузочный люк; 6 − резиновая прокладка; 7 − прижимной фланец
- •1 − Привод ротора; 2 − ротор; 3 − загрузочный люк; 4 − лаз с вышибной крышкой; 5 − загрузочное сопло; 6 − коллектор
- •1 − Корпус (сварная рамная конструкция); 2 – дверь для обслуживания привода; 3 – боковой люк; 4 – шарниры поводковой вилки;
- •1 − Термопара; 2 − вал; 3 − редуктор; 4 − люк; 5 − мешалки; 6 − корпус
- •1 − Автоцистерна с пластификатором; 2 − резервуар для хранения пластификатора; 3 − бункер для взвешивания; 4 − резервуар для
- •6 − Дополнительные жидкие ингредиенты; 7 − питатель твердых
- •13 − Дозирующий насос; 14 − вертикальный тигель со смесью;
- •15 − Передвижной бак с премиксом
- •1 − Предварительный смеситель; 2 − шнек предварительного
- •5 − Шнек вакуумного смесителя
- •1 − Вакуум-насос; 2 − емкость порошкообразных компонентов;
- •3 − Циклон; 4 − дозатор сыпучих компонентов; 5 − течка;
- •6 − Импульсный дозатор; 7 − реактор; 8 − фильтр; 9 − дозатор
- •1 − Контейнер окислителя; 2 − реактор жидковязких компонентов;
- •3 − Мерник связующего; 4 − емкость для алюминия; 5 − смеситель;
- •6 − Изложница; 7 − транспортная платформа
- •2.7.3 Методы контроля качества изделий
- •3 Пиротехнические составы
- •3.1 Общие сведения о пиротехнических составах [4, 85, 86, 90]
- •3.2 Классификация пиротехнических составов
- •3.2.1 Осветительные пиротехнические составы
- •3.2.2 Сигнальные пиротехнические составы
- •3.2.3 Трассирующие составы
- •3.2.4 Зажигательные составы
- •3.2.5 Дымовые (маскирующие) составы
- •3.2.6 Пестицидный состав [86–87]
- •3.3 Использование пиротехнических составов в народном
- •1 − Корпус; 2 − головная часть; 3 − шашка с йодистым серебром;
- •4 Вышибной заряд
- •1 − Головная дистанционная трубка; 2 − отверстия для выхода парогазовой смеси; 3 − шашка активного дыма; 4 − пиропороховой двигатель; 5 − сопловой блок; 6 − парашютный отсек
- •1 − Картонная гильза с шашкой; 2 − картонная оболочка;
- •3 − Льдообразующий состав; 4 − пороховой вышибной заряд;
- •5 − Капсюль-воспламенитель
- •1 − Корпус; 2 − пироэлементы; 3 − воспламенительно-разрывной заряд;
- •4 − Усилитель; 5 − замедлительно-воспламенительный узел; 6 − дроссель; 7 − вышибной заряд; 8 − электровоспламенитель
- •1 Корпус; 2 – крышка; 3 – упор; 4 – обтюратор; 5 – пироэлементы;
- •6 Искристо-форсовый состав; 7 – кометный факел; 8 – диафрагма;
- •Литература
3 Пиротехнические составы
3.1 Общие сведения о пиротехнических составах [4, 85, 86, 90]
Пиротехнические составы − это гетерогенные смеси, способные к самостоятельному горению и дающие при горении световые, дымовые, тепловые, звуковые и другие эффекты. В зависимости от назначения они делятся на осветительные, фотоосветительные, трассирующие, зажигательные, инфракрасного излучения, сигнальные, дымовые, безгазовые, газогенерирующие, воспламенительные, свистящие, имитационные, целеуказательные и др. Пиротехнические составы используют-ся в военном деле и народном хозяйстве. Среди пиротехнических составов, применяемых в народном хозяйстве, следует выделить: фейерверочные, термитные для воздействия на переохлажденные облака и туманы; газогенерирующие, пестицидные, для получения тугоплавких металлов, подогрева пищи и защиты садов; спичечные, составы для уменьшения усадки и образования раковин в процессе охлаждения расплавленного металла и т.д. Также они делятся на плазменные, аэрозолеобразующие, тепловые, газогенерирующие.
По технологическим свойствам пиротехнические составы делятся на порошкообразные, гранулированные, термоэластопластичные и литьевые.
Независимо от назначения они должны давать при сгорании максимальный пиротехнический эффект при минимальном расходе состава.
К пиротехническим составам предъявляются следующие требования:
должны легко воспламеняться от воспламенительного состава или продуктов сгорания вышибного заряда, но не воспламеняться при небольшом повышении температуры или попадании искры;
сгорать равномерно или в пульсирующем режиме с определенной скоростью;
обладать минимальной зависимостью скорости горения от давления и температуры;
иметь малую чувствительность к механическим импульсам и минимальные взрывчатые характеристики;
обладать химической и физической стойкостью при длительном хранении;
не содержать в себе дефицитных, токсичных и не имеющих широкой отечественной сырьевой и производственной базы компонентов;
изделия должны обладать достаточной механической прочностью и не разрушаться при транспортировке и эксплуатации.
Технологический процесс изготовления должен быть простым и допускать возможность механизации и автоматизации производства.
Для изготовления пиротехнических составов используют окислители, горючие и цементирующие вещества.
В качестве окислителей в пиротехнических составах применяют вещества, содержащие достаточное количество кислорода и легко разлагающиеся при повышенных температурах (300–1200 °С). Из окислителей применяют:
нитраты (соли азотной кислоты) – нитрат натрия NaNO3, нитрат калия КNO3, нитрат бария Ba(NO3)2, нитрат стронция Sr(NO3)2;
перхлораты (соли хлорной кислоты) – перхлорат калия KClO4, перхлорат натрия NaClO4 и реже перхлорат аммония NH4ClO4 и перхлорат бария Ba(ClO4)2, т.к. они гигроскопичны;
перекиси и оксиды металлов – BaO2, SrO2, Fe2O3, Fe3O4 и др.;
сульфаты (соли серной кислоты) – BaSO4, SrSO4, CaSO4;
соли хромовых кислот – KCrO4, K2Cr2O7 и др.
Наибольшее применение из указанных окислителей нашли KClO3, KNO3, NaNO3, Ba(NO3)2, Sr(NO3)2, BaO2, Fe2O3, Fe3O4.
Вторым составным компонентом пиротехнических составов является горючее вещество. Горючие вещества должны обладать большим сродством к кислороду и давать определенную температуру горения. Горючие вещества подразделяют на неорганические и органические. В качестве неорганических горючих применяют:
металлы и их сплавы (магний, алюминий, медь, марганец, сплав алюминия с магнием, сплав железа с кремнием и другие металлы и сплавы);
неметаллические элементы (сера, селен, древесный уголь, графит, желтый фосфор, красный фосфор, хлористый аммоний и др.).
В качестве органических горючих используют:
смолы (идитол, бакелит, шеллак, канифоль и ее соли и др.);
масла (олифу, касторовое, веретенное);
углеводы (сахар, крахмал, декстрин);
нитросоединения и ряд других органических соединений.
Третьим компонентом пиротехнических составов являются цементирующие вещества. Они обеспечивают необходимую механическую прочность спрессованных изделий (звездки, сегменты, факелы и прочие).
В качестве цементирующих средств находят применение:
смолы – идитол, бакелит, канифоль, резинат кальция, шеллак;
высыхающие масла – олифа и др.;
клеи – гуммиарабик (аравийская камедь), декстрин, крахмал и др.
В качестве цементаторов могут быть и неорганические вещества, например, жидкое стекло, гипс.
Производство пиротехнических составов представляет собой чисто механический процесс. Сущность его сводится к тому, что измельченные компоненты тщательно перемешиваются между собой, в результате чего получается однородный порошкообразный пиротехни-ческий состав. Последнему путем прессования придают определенную геометрическую форму, чаще всего в виде цилиндрических шашек.
Для того чтобы пиротехнический состав дал должный эффект, необходимо, чтобы компоненты были, во-первых, достаточно чистыми и сухими, во-вторых, тщательно измельченными и просеянными, в-третьих, точно отвешенными по рецепту, в-четвертых, хорошо перемешанными между собой.
Технологический процесс приготовления пиротехнических составов включает следующие операции:
подготовку компонентов;
приготовление составов;
прессование составов;
сборку изделий.
Подготовка исходных компонентов складывается из следующих основных операций: предварительной сушки, измельчения, повторной или окончательной сушки и просеивания.
Предварительная сушка компонентов производится с целью облегчения измельчения их, так как чем вещество содержит меньше влаги, тем оно легче измельчается.
Для облегчения смешивания компонентов и равномерного процесса горения составов компоненты измельчают. Измельчение твердых веществ достигается путем применения усилий раздавливания, удара, истирания и раскалывания. Для измельчения компонентов используют шаровые мельницы, бегуны, дезинтеграторы и дисмембраторы.
После измельчения компоненты сушат до содержания в них влаги до 0,1–0,5 %.
Для получения необходимой величины частичек и отделения случайно попавших механических примесей компоненты перед приготовлением пиротехнических составов просеивают через сита, имеющие определенные размеры отверстий.
Приготовление составов включает операции: дозирования компонентов, их перемешивания, грануляции и сушки.
Смешение компонентов является важной операцией, так как от качества смешения зависит эффективность действия пиротехнического объекта. Состав считается равномерно смешанным, если проба, взятая в любом месте, по содержанию в ней компонентов соответствует рецептуре. Операция мешки составов опасна, так как при смешивании окислителей и горючих веществ возможны вспышки, а в некоторых случаях и взрывы. Мешка составов производится в отдельном здании, которое должно находиться на безопасном расстоянии от других мастерских. Обычно составы смешиваются в увлажненном состоянии. Это предохраняет составы от распыления и снижает их чувствительность к механическим воздействиям. Многие составы увлажняют этиловым спиртом или другими растворителями, которые химически не взаимодействуют с составными частями смеси. Смешение компонентов проводят в смесителях различной конструкции.
Грануляция пиротехнических составов заключается в протирании состава через сито со сравнительно большим размером ячеек. Цель грануляции − придать составу однородную, хорошо сыпучую форму в виде отдельных зерен и гранул. После грануляции почти полностью устраняется пыление пиротехнических составов, они быстрее и равномернее высыхают и легче прессуются.
После протирания через сито зерна подсушиваются и поступают в отдельную мастерскую на прессование.
Цель прессования − уплотнить порошкообразный состав, придать ему плотность и определенную форму в соответствии с габаритами изделия.
Пиротехнические составы в порошкообразном состоянии, как правило, горят с большой скоростью. Прессованием удается замедлить скорость горения. Кроме того, достигается определенная механическая прочность, чтобы изделие при срабатывании могло противостоять динамическим ударам. Прессование пиротехнических изделий производится на гидравлических или механических прессах.