Материал: Химия и технология баллиститных порохов, твердых ракетных и специальных топлив. Т. 2 Технология

---------- ----- _________

Рис. 61. Влияние влажности на чувствительность гексогена (а) и дазина

(б) к удару при различных температурах:

I 20 С; 2 0 С; 3 — минус 10°С; 4 — минус 20°С; 5 — минус 30°С; 6 — минус 40°С

Рис. 62. Влияние влажности на чувствительность гексогена (а) и дазина

(б) к трению при различных температурах:

1—20°С; 2—0°С; 3 — минус 10вС; 4 — минус 20°С; 5 — минус 30°С; 6 — минус 40°С

141

о существенном повышении безопасности работ с влажным ВВ, обосновывают необходимость их увлажнения на первом же этапе до момента начала работ с ними.

Выгрузку ВВ проводят в отдельно стоящем обвалованном здании дистанционно с помощью устройства для гидроразмы­ ва, представляющего собой поворотный стол, на который гру­ зоподъемным механизмом устанавливают специальный кон­ тейнер с предварительно уложенными в нем четырьмя мешка­ ми ВВ. В мешки вставляют расширители, форсунки для размыва. Стол переводят в наклонное положение, водой из форсунок ВВ смывается в приемный суспензатор. По истече­ нии определенного времени, необходимого для полного раз­ мыва продукта, подачу воды прекращают, стол переводят в го­ ризонтальное положение, контейнер заменяют на следующий и операцию повторяют и т. д. Общее время размыва одного контейнера — 30 с, расход воды (на 4 мешка) — 200 л. При­ готовленная в расходных суспензаторах суспензия ВВ с сульфорицинатом непрерывно транспортируется и дозируется на­ сосом-дозатором, представляющим собой агрегат из двух спа­ ренных вертикальных винтовых насосов.

Для обеспечения требуемой производительности осуществ­ ляется дистанционное регулирование числа оборотов двигателя насоса-дозатора с помощью тиристорного преобразователя.

Непрерывные высокоэффективные смесители пороховой мас­

сы

Ранее при разработке первого варианта непрерывного тех­ нологического процесса «варки» пороховой массы попытки предварительного смешения всех компонентов в потоке (в стальной трубе) завершались неудачно вследствие налипа­ ния массы на стенках трубы и уменьшения проходного сече­ ния в процессе работы практически до нуля.

Причиной налипания являлось смачивание поверхности трубы пластификаторами, находящимися до момента абсорб­ ции их полимером (НЦ) в свободной фазе, способной адсор-

142

бироваться на поверхности трубы с последующим налипанием на слой пластификатора НЦ. Процесс сорбции пластификато­ ра и налипание на него новых слоев НЦ протекал непрерыв­ но, пока продолжался поток массы в трубе.

С целью исключения этого явления требовалась выдержка пороховой массы в объемном сосуде до момента сорбции пла­ стификатора капиллярной системой нитрата целлюлозы. По­ этому в технологическую схему и были введены «варочные котлы». Использование некоторых поверхностно-активных ве­ ществ в какой-то степени улучшало смачивание и капилляр­ ную сорбцию, но не исключало явления налипания и, следо­ вательно, необходимость емкостной аппаратуры в технологиче­ ском процессе.

Разработка гидродинамических аппаратов, увеличивших энергию смешения на несколько порядков и имеющих ярко выраженный кавитационный эффект, позволила интенсифици­ ровать сорбцию и капиллярную пропитку и изменила условия организации непрерывного технологического процесса.

На этой основе появилась возможность создания малогаба­ ритного оборудования для смешения пороховой массы.

На рис. 63 показана технологическая схема смешения с использованием форкамерного смесителя и гидродинамиче­ ского аппарата типа СН-4.

Рис. 63. Смешение пороховой массы гидродинамическим смесителем (ФКС

иСН-4) при одновременном вводе компонентов:

1— форсмесительная камера; 2 — камера усреднения; 3 — переливное устройство; 4 — гидродинамический смеситель-насос СН-4

1 4 3

Первоначальные испытания, проведенные при одновремен­ ном вводе всех компонентов в форсмесительную камеру 7, до­ полнительной обработке суспензии массы в камере усреднения и гидродинамическом аппарате СН-4, показали следующие ре­ зультаты:

—однородность пороховой массы в сравнении со смеше­ нием в «варочном котле» повышается в 5—8 раз;

—имеет место агломерации частиц;

—в форсмесительной камере наблюдается налипание мас­ сы на внутреннюю поверхность камеры и поверхность меша­ лок.

Таким образом, налипание в данном случае, как и при смешении в трубе, оказалось явлением, препятствующим реа­ лизации процесса в малогабаритном исполнении.

С целью исключения налипания был проведен поиск антиадгезионных покрытий и экспериментальное измерение крае­ вых углов смачивания на приборе Ребиндера при нанесении различных покрытий на поверхность аппаратуры.

В табл. 13 приведены значения краевых углов смачивания нитроглицерином различных материалов.

Значения краевых углов смачивания

По результатам исследования поверхность форсмесителя, включая мешалки, покрывалась силиконовым каучуком холод­ ного отверждения типа СКТ. При изготовлении пороховой массы через 30 минут смешения обнаружено налипание массы по всей поверхности камеры и на лопастях в виде плотного поверхностного слоя толщиной около 5 мм. При фторопласто­ вом покрытии (в виде пластин на перегородках) получен ана­ логичный результат.

Таким образом, применение антиадгезионных покрытий внутренних поверхностей аппаратуры не решает проблему налипаемости пороховой массы при одновременном смешении компонентов в малых объемах.

Очевидно, основной причиной является наличие свободно­ го пластификатора, не связанного за счет абсорбции полиме-

144

ром (прежде всего за счет капиллярной пропитки). При малом времени пребывания массы в камере форсмесителя (20 с вме­ сто 300 с в «варочном котле») сорбция НГЦ нитратом целлю­ лозы не завершается полностью. Свободный НГЦ в эмульсии и смоченные еще не впитавшимся в капилляры НГЦ частицы НЦ способствуют цепному процессу налипания массы на ра­ бочих органах смесителя: НГЦ -> НЦ -> НГЦ -> НЦ и т. д.

Увеличение объема предварительного смешения, обеспечи­ вающего время пребывания не менее времени сорбции НГЦ магистральными каналами полимера, способствует резкому снижению налипаемости.

Итак, оптимизация производственного процесса смешения пороховой массы может рассматриваться в двух направлениях:

—повышение интенсивности смешения гидродинамиче­ скими аппаратами с форсмесителями, имеющими объем, ис­ ключающим налипание пороховой массы на стенки;

—ускорение капиллярной пропитки за счет применения, например, кавитационных режимов, создаваемых излучателями

снеобходимыми частотой и амплитудой колебаний (в частно­ сти ультразвуковых).

На рис. 64 показана схема с раздельным вводом пластифи­ катора и полимера. В этом варианте налипание пороховой массы на стенки смесителя не превышает налипания в суще­ ствующих «варочных котлах».

Рис. 64. Смешение пороховой массы гидродинамическим смесителем (ФКС

иСН-4) при раздельном вводе компонентов:

1— форсмесительная камера; 2 — камера усреднения; 3 — переливное устройство; 4 — гидродинамический смеситель-насос СН-4

145