Испытание пиротехнических составов
Пиротехнический состав представляет собой смесь, подготовленную для реакции. Внешнее воздействие теплоты возбуждает взаимодействие соединенных компонентов, и в зависимости от количества воздействующей тепловой энергии в составе могут возникнуть различные реакции, включительно до реакции воспламенения. Другим важным фактором, действующим на состав, будет влажность. Она изменяет существующие условия сухого состава на условия, наиболее благоприятные для взаимодействия смешанных веществ, создавая самое лучшее соприкосновение их между собой; с другой стороны, вода, увлажняющая состав, является веществом, вступающим в реакцию с некоторыми из компонентов состава. Для суждения о пиротехническом составе необходимо знать его отношение к различным внешним воздействиям на него.
С этой целью составы подвергаются испытаниям:
1) на чувствительность к удару и трению,
2) на определение температуры вспышки,
3) на воспламеняемость,
4) на самовоспламеаяемость,
5) на гигроскопичность.
Эти основные испытааия или пробы могут характеризовать состав с точки зрения возможности применения его для практических целей. Для полной же характеристики состав нужно подвергнуть еще целому ряду других испытаний,, обусловленных не только общими свойствами состава как взрывчатого вещества, но и его специфическими свойствами как состава динамического пламенного или дымового и т. п. Ниже будут описаны лишь перечисленные выше испытания.
Определение чувствительности к удару и трению
Чувствительность состава к удару и трению определяет его механическую стойкость, т. е. способность его в практических условиях выдерживать без воспламенения или взрыва все случающиеся толчки, удары и т. п. Знание этой характеристики создает представление об условиях обращения с составом и служит критерием для установления мер безопасности при работах с ним. Испытание производится на копре для определения чувствительности к удару ВВ, в штемпельном аппарате Каста. Обыкновенно испытания ведутся с 0,05 г состава. Для каждой высоты падения груза делается 6 ударов. По составу не производят больше одного удара. Поверхности штемпеля, попадающие под действие взрыва, каждый раз тщательно очищаются; поврежденные съемные детали заменяются новыми. Температура опыта не должна выходить из определенных границ и обычно может колебаться в пределах 15-20 С. Границей чувствительности к удару считают ту высоту, падения груза, начиная с которой происходит хотя бы один отчетливый взрыв в ряду по возможности непрерывных испытаний. Несмотря на простоту и ясность способа, абсолютные величины при испытании на копре получить невозможно. В зависишсти от конструкции, внешних условий (воздух и температура), физической структуры и влажности состава, числа ударов, выдержанных аппаратом Каста, получаются для одного и того же испытуемого состава неодинаковые результаты. На определение чувствительности к трению до настоящего времени нет официально принятого прибора. Для этой цели пользуются фарфоровой ступкой с фарфоровым пестиком. Самое, минимальное количество состава растирается в ступке, и если при этом наблюдается потрескивание или маленькие взрывы, то, очевидно, этот состав требует большой осторожности в обращении с ним. Более точно чувствительность к трению можно определить, на маятниковом аппарате, принятом в Америке для определения чувствительности ВВ и трению. Этот аппарат состоит из стальной пролно установленной плиты, по поверхности которой скользит с трением металлический башмак, укрепленный на маятниковом подвесе. Плита имеет гладкую поверхность в 8,3 см шириной и в 30,5 см длиной. По середине поверхности выдолблены три параллельных желобка в направлении, перпендикулярном движению башмака. В желобки помещают испытываемый состав. Башмак может быть одет деревом или другим материалом. Вес его изменяется в пределах 1—20 кг. Радиус кривизны башмака 20 см. Высота падения колеблется от 0,5 до 2 м.
Определение воспламеняемости состава
Воспламеняемость состава определяется кратковременным повторным воздействием пламени бунзеновской горелки и воздействием луча огня бикфордова шнура. Для сравнения величин чувствительности к воспламенению по первому способу за эталон принимается какое-нибудь стандартное легковоспламеняемое вещество, например, винтовочный порох. Испытуемый состав помещается в железной чашечке, разглаживается шпателем, причем снаружи чашечка весьма тщательно обтирается от попавшего на наружную поверхность состава при насыпании. Внутренние размеры чашечки: глубина 0,25 см и диаметр 2,8 см. В состоянии равновесия чашечка находится от отверстия горелки на 2,5 см.. Она помещается на маятнике, свободно качающемся между двумя стойками, укрепленными вертикально на прочной металлической площадке. Угол отвода маятника для качания определяется дуговой шкалой. Перед каждым определением проверяются длина пламени и давление газа, в сети. После каждого опыта горелка устанавливается из вертикального в горизонтальное положение, для того чтобы пламя направлялось в сторону и не нагревало головку горелки при длительных испытаниях. Испытуемый состав, помещенный в чашечку, качанием маятника, пущенного с другой шкалы, проносится через пламя газовой горелки до тех пор, пока не наступит воспламенение состава. Отмечают или начальное положение маятника (угол отклонения), при котором воспламенение наступает при первом качания, или же число качаний при данном отклонении, требующемся для воспламенения состава. Испытание чувствительности к воспламенению от луча огня горящего бикфордова шнура не требует специальной установки и приборов. Испытуемый состав спрессовывается в небольшую цилиндрическую звезду (10 г), и к одному из оснований впритык подводится укрепленный в штативе отрезок бикфордова шнура и с другого конца поджигается. Такое испытание считается жесткой пробой, так как состав подвергается действию луча огня горящего дымного пороха, имеющего высокую температуру.
Определение температуры вспышки (воспламенения)
Существуют два способа определения температуры вспышки. Один из них основан на медленном нагревании испытуемого вещества, другой — на быстром. По первому способу испытание проводят следующим образом. Прибор для испытания представляет собрй железную чашку диаметром 14 см и высотой 7 м. Чашка наполняется сплавом Вуда с таким расчетом, чтобы уровень его находился ниже верхнего среза чашки на 2 см. В центре бани на глубине 30 мм устанавливается термометр, защищенный от повреждения при взрыве. Стеклянные пробирки для испытания имеют внутренний диаметр 14 мм, длину 120 мм и толщину стенок не меньше 0,5 мм. Они опускаются в баню на глубину 20 мм., Температура бани выравнивается посредством мешалки и должна быть при опускании пробирок в 100°С. Пробирки с навеской состава от 0,05 до 0,1 г помещаются в баню, температура которой с этого момента повышается, на 20° С в минуту до тех пор, пока не произойдет вспышки или разложения состава. Испытание повторяется три раза. Способ определения быстрым нагреванием заключается в следующем. В железном тигле помещают 1—1,5 кг сплава Вуда и нагревают газовой горелкой до температуры, при которой ожидается воспламенение состава. Для устранения большой потери теплоты нагреваемого тигля его одевают асбестовой рубашкой. Сверху тигель покрывается асбестовым кружком с отверстиями для термометра и для металлической гйльзочкй с испытуемым составом. Несколько выше дна тигля в асбестовой рубашке делают по окружности 3-4 отверстия для выхода газов горящей горелки. Большинство же таких приборов нагревается электрической энергией. Навеска состава в 0,05 г насыпается в металлическую гильзочку длиной 8—10 см, диаметром 5—6 мм и толщиной стенок 0,26— 0,30 мм. Легкими ударами дном гйльзочкй о стол состав, приставший к стенкам, стряхивается на дно, и затем гильзочка с составом помещается в нагретый сплав. Погружение гйльзочки с составом в сплав делается-только тогда, когда устанавливается постоянная его температура. Вспышка с сильным звуком, происходящая через 2—4 сек., является признаком температуры, значительно большей истинной температуры вспышки. Тогда понижают температуру сплава на 10—15° С и, по установлении ее, вновь погружают в сплав новую гильзочку с составом. Если вспышка не наступает в течение 60 сек., то температура считается низкой и, повысив ее на несколько градусов, повторяют опыт до тех пор, пока не начнут получаться вспышки за период времени в 6—60 сек. Найденную температуру принимают за температуру вспышки состава.
Испытание на самовоспламеняеяость
Возникновение самовоспламенения в пиротехнических составах наблюдалось и наблюдается в следующих случаях: при отсырении некоторых составов, при приготовлении составов из недостаточно чистых компонентов, и при приготовлении составов из компонентов, перед смешением сильно высушенных, а затем хранении приготовленного состава открытым в теплом и влажном месте. Склонность к самовозгоранию замечается у составов, содержащих перманганат калия, окись меди, бертолетовую соль с примесью бромата калия. Было замечено, что и составы из нитрата стронция или нитрата бария вместе с серой и хлоратом калия склонны к самовоспламенению при хранении открытыми. Поэтому при образовании пиротехнических составов нужно с особым вниманием относиться к тому, чтобы в состав не входили такие вещества, которые способны, особенно при действии влажности, взаимодействовать с другом при выделении тепла. По Мейшмейёру, испытание на самовбспламеняемостъ производится следующим образом; 5 г состава помещают в тигель и нагревают 2 часа на песчаной бане до 100° С; После остывания состав смачивают небольшим количеством воды и вновь нагревают при тех же условиях; Воспламенение состава при этом испытании указывает на его плохую химическую стойкость. Для улучшения методики испытания, для избежания потери тепла от лучеиспускания, рекомендуется взять пробу состава весом в 10 г, поместить в пробирку диаметром 2,5 см, прикрыть ее пробкой со вставленным в нее термометром, помещенным в середину состава, и пробирку поставить в баню с нагреваемой жидкостью. Измерение температуры состава и бани производится с помощью двух термометров: одного — находящегося в составе, другого — в жидкости бани у самой пробирки. Температуру поднимают скачками, например с 40 па 60, 80 и 100° С. При каждой из этих температур пробу выдерживают 2 часа. Через час нагревания при данной температуре, а также в конце нагревания прибавляют к составу по капле воды. С момента, когда начинается экзотермическая реакция, в составе появляется более высокая температура, чем в бане. Затем обычно она быстро поднимается до воспламенения. Периодический отсчет температуры позволит получить кривые, которые дадут возможность лучше судить о воспламеняемости состава, чем при определении отдельной температурной точки разложения.
Испытание ни гигроскопичность
Это испытание имеет значение для определения по собности состава увлажняться при открытом хранении. Увлажнение же состава приводит к его порче или к самовозгоранию. Поэтому эту способность важно знать для сохранения состава в полной годности и принятия соответствующих мер. Испытание на гигроскопичность заключается в помещении испытуемого состава во влажную атмосферу с постоянной относительной влажностью с ежедневном определении прибыли в весе взятой навески состава. Для этой цели приготовляют насыщенный раствор хлористого аммония, наливают его в нижнюю часть эксикатора Платнера и туда же ставят на сетку открытый бюкс с точно отвешенной навеской состава. Эксикатор ставят в помещение, в котором колебание температуры не превосходит 1—2°. Через каждые 24 часа бюкс с составом вынимается из эксикатора и точно взвешивается. Взешивание продолжается до тех пор, пока не перестанет наблюдаться прибыль в весе. Увеличение в весе за 24 часа, пересчитанное на проценты и выраженное в графике, даст кривую гигроскопичности.
http://www.pirotek.info - пиротехника и изготовление взрывчатых веществ, взрывы и СВУ
1legion.kiev.ua: международные перевозки грузов, автомобильные международные грузоперевозки.