Промышленные взрывчатые вещества


Физико-химические изменения свойств взрывчатых веществ со временем



бет43/57
Дата10.03.2023
өлшемі2,31 Mb.
#171749
түріУчебное пособие
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   57
Байланысты:
treatise36887

10.5 Физико-химические изменения свойств взрывчатых веществ со временем

Физическую стабильность ВВ определяют следующие ха­рактеристики: увлажняемость, слеживаемость, уплотняемость, рас­слаивание, летучесть.


Увлажняемость – способность гидрофильных материалов по­глощать влагу из окружающей атмосферы (гигроскопичность). Гигроскопичность определяется величиной гигроскопической точки, т. е. отношением упругости водяных паров над насыщенным рас­твором данного вещества к упругости водяных паров, насыщаю­щих воздух при той же температуре. Гигроскопическая точка вы­ражается в процентах относительной влажности и характеризует такое состояние вещества, при котором оно не подсыхает и не увлажняется. Чем выше гигроскопическая точка вещества, тем оно менее гигроскопично. Из солей, применяемых в производстве промышленных ВВ, к сильно гигроскопичным относятся кальцие­вая селитра (гигроскопическая точка при 25 °С 44%) и аммиач­ная селитра (62,7%); к умеренно гигроскопичным – натриевая селитра (74,5%), хлористый натрий (75,5%), хлористый аммо­ний (78,5%), к малогигроскопичным — калиевая селитра (92%). хлористый калий (83,4%). Они обусловливают в основном гигро­скопичность самого смесевого ВВ. Гигроскопическая точка боль­шинства ВВ на основе аммиачной селитры при температуре 15 – 20 °С составляет 60 – 68%. Поэтому в большинстве климатических районов СНГ они способны при отсутствии влагоза­щитной упаковки увлажняться. Увлажнение нарушает физиче­скую стабильность ВВ: способствует слеживанию, снижает сыпучесть, водоустойчивость и ухудшает детонационную способность. Различные способы покрытия кристаллов аммиачной селитры влагонепроницаемой пленкой пли изменения кристаллической ре­шетки не дали положительных результатов в отношении снижения увлажняемости. Поэтому основной мерой предотвращения увлажнения ВВ па основе аммиачной селитры является внеш­няя защита зарядов различными влагонепроницаемыми ма­териалами.
Слеживаемость – способность некоторых порошкообразных ве­ществ терять при хранении сыпучесть и превращаться в плотную сплошную массу. Иногда это явление называют также «спека­нием». Однако большей частью под спеканием понимают потерю сыпучести, вызванную нагревом.
Слежавшиеся ВВ неудобны в обращении: невозможно раздав­ливание патронов в шпурах, повышается опасность и затрудня­ется введение детонатора в патрон-боевик, перед заряжанием скважин россыпью приходится дробить слежавшиеся аммониты, затрудняется механизация заряжания и т. и. Кроме того, сле­жавшиеся аммониты характеризуются пониженной детонацион­ной способностью.
Одной из причин слеживаемости является рекристаллизация водорастворимых компонентов. При увлажнении ВВ некоторая часть солей (нитраты аммония, хлористого натрия или др.) пе­реходит в раствор. Затем при подсыхании или понижении тем­пературы из насыщенного раствора выделяются новые кристаллы, которые цементируют массу в прочный конгломерат. Этому про­цессу способствуют капиллярные силы, которые сближают ув­лажненные частицы. Поэтому при слеживаемости, помимо потери сыпучести, часто порошок самоуплотняется, т. е. происходит объ­емная усадка. Описанный процесс имеет место при умеренном увлажнении гидрофильных материалов. При большом содержа­нии влаги уменьшение растворимости при понижении температуры может оказаться недостаточным для цементации массы образо­ванием новых кристаллов из раствора.
Слеживаемость по описанному механизму усиливается при внешнем давлении, например, при штабелировании материала, упакованного в мягкую тару (бумажные, пластикатные мешки), или при внутренних напряжениях, вызванных в результате поли­морфных превращений аммиачной селитры с увеличением объема ВВ. В этом отношении особенно опасен нагрев аммиачной се­литры выше температуры +32 °С, при которой она из β-формы переходит в γ-форму с увеличением объема на 2,5%. Некоторые исследователи обнаруживали слеживаемость в результате поли­морфных превращений при температуре +32 °С только влажной селитры; при отсутствии влаги слеживаемости при нагреве не происходило.
При прочих равных условиях слежнваемость аммиачно-селитренных смесей возрастает с увеличением степени измельчения.
Обволакивающие, нерастворимые в воде масла, парафин, ке­росин и другие примеси снижают слеживаемость гигроскопичного ВВ, покрывая его частицы негигроскопичной пленкой. Вследст­вие этого понижается скорость поглощения влаги этим ВВ. Кроме этого, пленка гидрофобного вещества изолирует частицы веще­ства друг от друга и образующиеся новые кристаллы менее прочно связывают массу вещества.
В теории кристаллизации известен принцип изменения ак­тивными примесями размеров и формы кристаллов, например, добавками поверхностно-активных веществ (0,01 – 0,1%), в том числе красителей. Соответственно эти добавки могут влиять и на процесс слеживаемости.
Экспериментально доказано, что краситель действует, изменяя форму кристаллов, в результате чего они становятся механически непрочными и слеживаемость снижается. Общим для структурной характеристики красителей, эффективно изменяющих раз­меры кристаллов, является присутствие в них сульфогрупп и катионной группы вида NH2 или ОН. Наиболее эффективно сни­жают слеживаемость аммиачной селитры фуксин кислотный из класса трифенилметановых красителей и кислотный красный ама­рант из класса азокрасителей.
Наибольшую слеживаемость имеют вещества со средними зна­чениями гигроскопической точки 50 – 70%, способные периоди­чески увлажняться и подсыхать с изменением влажности воздуха. Именно такими являются основной компонент промышленных ВВ – аммиачная селитра, а также входящие в состав предохра­нительных ВВ хлориды натрия пли калия.
При укупорке гигроскопичного вещества в негерметичную тару благодаря чередующемуся увлажнению и подсыханию вещества, а также циклическим нагревам и охлаждению при хранении возможно переменное слеживание и разрыхление веще­ства. Однако слеживание может быть и необратимым, если процесс прошел слишком глубоко и возникли очень сильные связи между частицами. Часто необратимое слеживание наблюдается при упаковке недостаточно высушенного и охлажденного аммо­нита. По этой причине в технологических процессах производства строго регламентируются влажность и температура аммонитов и Других ВВ на основе аммиачной селитры. При хранении этих ВВ следует избегать условий, когда возможен сильный нагрев веще­ства, например, под воздействием солнечных лучей.
На слеживаемость могут влиять размеры и форма частиц ВВ. С увеличением размеров уменьшается удельная поверхность порошка, а следовательно, и число возможных узлов сцепления. По этой же причине порошок, состоящий из частиц сферической формы, меньше слеживается, чем порошки, содержащие частицы с плоскими поверхностями. На слеживаемость влияет также ха­рактер поверхности частиц. Гладкая поверхность создает меньше возможности для слеживаемости, чем шероховатая. Способы ус­транения или ослабления слеживаемости промышленных ВВ сво­дятся к следующему:
1) минимальное содержание влаги и охлаждение аммонитной массы перед патронированием и укупоркой (до температуры ниже 32 °С), надежная влагоизоляция готовой продукции герметичной пластикатной пленкой (пакетами, мешками), влагонепроницае­мыми мастиками и др.;
2) хранение в условиях, исключающих внешние сдавливающие нагрузки и резкие колебания температуры с переходом через тем­пературу + 32 °С, отвечающую полиморфизму превращения ам­миачной селитры;
3) введение в селитру или в состав ВВ добавок, снижающих слеживаемость: пористых веществ, характеризующихся хорошей сорбционной влагоемкостью, например, силикагеля, древесной, торфяной муки и др.; гидрофобных веществ, изолирующих час­тицы гидрофильных веществ в составе; добавок, уменьшающих толщину и механическую прочность межкристаллических связую­щих мостиков, например фуксина, амаранта и других красите­лей; поверхностно активных добавок (0,03 – 0,05 %);
4) укрупнение частиц ВВ пли отдельных его компонентов зер­нением, гранулированием или другими технологическими спосо­бами.
Практикуют и такие способы снижения слеживаемости, как смещение полиформных превращений аммиачной селитры в область более высоких температур. Это достигается, в частности, введением в кристаллы аммиачной селитры хлористого калия и. калиевой селитры.
Слеживаемость определяется по сопротивлению раздавливанию шашек на лабораторном прессе. Наиболее точной считается ме­тодика определения степени слеживаемости в шаровой мельнице. Ее определяют по количеству остатка на соответствующем сите после дробления слежавшегося вещества в мельнице при задан­ном режиме ее работы.
О сравнительной эффективности рекомендованных средств про­тив слеживаемости можно судить по приведенным ниже показа­телям испытаний ряда аммонитов, содержащих различные до­бавки, по методу Пестова. В качестве эталона принята простей­шая бинарная смесь селитры с тротилом с нулевым кислородным балансом. Аммонит 6ЖВ содержит добавку солей жирных кис­лот. Как видно из приведенных данных, в наибольшей мере сле­живаемости препятствуют разрыхляющие добавки (табл. 10.6).


Достарыңызбен бөлісу:
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   57




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет